De relationele interpretatie van de kwantumfysica

Een opmerking bij een eerder bericht van een lezeres dat ze de relationele kwantumfysica interpretatie van Carlo Rovelli niet in mijn boek tegenkwam, maakt dat ik daar maar eens een heel bericht aan ga wijden. Rovelli zet zijn relationele idee uiteen in zijn laatste boek Helgoland. Een boek dat iedereen die zich bezighoudt met de raadselen van de kwantumfysica inderdaad zou moeten lezen. Rovelli is een goede verteller die in staat is om zo’n lastig onderwerp voor de leek toch boeiend te houden.

Zijn relationele interpretatie komt er volgens mij op neer dat alle materiele objecten waar de fysica over praat slechts bestaan in relatie tot elkaar. Ze hebben elkaar nodig om hun fysieke eigenschappen te manifesteren. Zonder elkaar zijn ze letterlijk niets.

Het waarnemereffect

Daarmee probeert Rovelli het zogenaamde waarnemereffect te verklaren. Dat is het effect dat de meting van een deeltje het deeltje zijn fysieke eigenschappen, zoals plaats, snelheid en energie geeft – de zogenaamde kwantumcollaps – en dat de manier van meten bepaalt hoe het deeltje zich zal manifesteren. Voorafgaand aan de meting heeft het deeltje die eigenschappen niet. Het bestaat dus eigenlijk niet in fysieke zin. Het is er nog niet. Bedenk dan dat alle objecten in de wereld, wij ook, in feite kwantum objecten zijn.

Dat dit zo is, is langzamerhand een onontkoombare conclusie geworden voor de meeste fysici. De zogenaamde uitgestelde keus experimenten hebben bevestigd dat het gemeten deeltje voorafgaand aan de meting nog niet fysiek bestaat. Voor een beschrijving van zo’n experiment uit 2007 verwijs ik naar mijn boek, hoofdstuk 7 paragraaf ‘Uitgestelde keus kwantumwisser vs. 2007’, of naar een andere pagina op deze site. In de inleiding van zijn boek mijmert Rovelli, uitkijkend op zee, met een collega over dit verrassende aspect van de werkelijkheid.

De hand in de interferometer

Rovelli beschrijft – pagina 57 en 58 – het verbluffende effect wat zijn hand heeft op een experimentele opstelling waar het foton langs twee wegen, die uiteindelijk weer samenkomen, kan reizen waardoor bij hun samenkomst interferentie optreedt. Het foton wordt gedetecteerd in een van de twee detectoren aan de uitgang van het apparaat. Dit is de zogenaamde Mach-Zehnder interferometer. Zie voor een uitgebreide beschrijving ervan deze pagina op deze website. Als het apparaat goed geconfigureerd is en het foton ongehinderd langs beide wegen kan ‘reizen’, dan blijkt dat interferentie op de plek waar de wegen samenkomen – de tweede halfdoorlatende spiegel – veroorzaakt dat de fotonen slechts in één richting het apparaat kunnen verlaten. Alleen detector D1 detecteert fotonen. D2 detecteert niets.

Maar wanneer Rovelli met zijn hand een van beide wegen blokkeert, waarmee hij de helft van de fotonen tegenhoudt, komen de niet geblokkeerde fotonen, die dus onderlangs zijn gegaan, plotseling op beide detectoren aan.

De fotonen die de tweede spiegel bereiken ‘weten’ blijkbaar dat Rovelli met zijn hand de andere weg blokkeert en dus nu vrij kunnen kiezen tussen beide detectoren. De vraag is, hoe ze dat ‘weten’.

Alles met elkaar verbonden?

Als je wilt blijven vasthouden aan het beeld van een objectieve wereld buiten ons, dan zit er weinig anders op dan veronderstellen dat kwantumobjecten op een of andere manier met elkaar verbonden zijn, dat ze een relatie hebben dus. Op die manier komt Rovelli bij de relationele interpretatie van de kwantumfysica terecht. Als je daar even verder over nadenkt dan besef je hopelijk dat dat een verhullende technische term is voor het idee dat alles met elkaar verbonden is. En laat dat nu net de boodschap zijn die ons bereikt via Indiase wijsgerige tradities, mystici, zieners en – niet onbelangrijk – mensen die een nabij-de-dood ervaring gehad hebben.

Het beeld van een universum waarin objecten slechts bestaan in relatie tot elkaar verklaart daarmee de zogenaamde kwantumcollaps veroorzaakt door het meetinstrument en ook het niet meer te ontkennen waarnemereffect dat de kwantumfysici al sinds het begin van de vorige eeuw bezighoudt. Het is dan niet het bewustzijn van de waarnemer, maar het feit dat de waarnemer ook een samenstelling van kwantumobjecten is, dat het waarnemereffect verklaart. In mijn ogen is dat een vorm van panpsychisme, alles is bewust. En als je aanneemt dat alles met elkaar verbonden is en ‘weet’ waar alle andere objecten in het universum zich bevinden, dan lijkt mij de stap niet meer zo groot naar het idealisme, het idee dat alles zich in feite binnen het bewustzijn afspeelt zoals Kastrup veronderstelt. Dat bewustzijn is dan de bewaker van al die relaties. Iets dat wat mij betreft eenvoudiger is en dus beter te begrijpen dan het panpsychisme van Rovelli. Wat niet wil zeggen dat ik dan echt begrijp wat bewustzijn eigenlijk is en doet, ook al ervaar ik dat vrijwel elk moment.