Een ultrakorte introductie in de kwantumfysica

Onlangs deed ik een online presentatie voor een publiek waarvan ik wist dat ik het niet moest gaan hebben over elektronen, fotonen en dubbele spleet experimenten en wat dies meer zij. Toch wilde ik het voor elkaar krijgen dat de deelnemers een voor hen bruikbaar inzicht kregen in wat de kwantumfysica ons te zeggen heeft over de wereld en hoe die het idee van een niet van onze materiële brein afhankelijk bewustzijn ondersteunt. Dat lukte wonderwel, gezien het commentaar en de vragen. Vandaar dat ik deze introductie hier ook plaats als bericht. Ik begin met een paar definities.

Deeltjes

Als we praten over deeltjes, waar praten we dan over?

  • Een deeltje is een concept dat stamt uit de klassieke Newton fysica. Dat wil zeggen dat het een model is en daarom niet per se de exacte werkelijkheid hoeft te zijn. Hetgeen volgt is dus slechts de definitie van dat concept. Maar wel een dat we doorgaans gebruiken als we denken en praten over de werkelijkheid.
  • Een deeltje is een object waar alle materie ervan zich binnen de grenzen ervan bevindt. Het heeft duidelijke grenzen.
  • Een deeltje heeft een exacte locatie en snelheid.
  • Materiële werkelijkheid bestaat uit deeltjes en hun interacties.
  • Deeltjes kunnen niet door elkaar heen gaan, ze botsen en stuiteren meestal terug of blijven aan elkaar vastzitten.
  • Deeltjes bestaan in plaats en tijd maar zijn daar geen deel van.

Golven

Als we praten over golven, waar praten we dan over?

  • Een golf is een bewegende excitatie van een samenhangend medium.
  • Een golf heeft geen grenzen. De grenzen zijn die van het medium. De grenzen van een golf in de oceaan worden gevormd door het omringende vasteland.
  • Een golf heeft snelheid en frequentie, maar geen precieze locatie
  • Dat een golf geen grenzen heeft betekent dat de golf overal in het medium aanwezig is. Elke golf in de oceaan bestaat in de hele oceaan.
  • Een golf is niet iets anders dan het medium. Het is het medium in een toestand van excitatie.
  • Golven botsen niet maar lopen door elkaar heen. Hun uitwijkingen kunnen op elk moment worden opgeteld bij elkaar waardoor meer complexe golven kunnen ontstaan. Zelfs staande golven.

Golven en deeltjes

Golven en deeltjes zijn dus volslagen verschillende concepten. Beweren dat iets tegelijkertijd een golf en een deeltje is, is wat mij betreft daarom verwarrend, war-taal dus. Trap er niet in.

De kwantumgolf is een niet-materiële golf

Een geluidsgolf is een goed voorbeeld van een materiële golf met de lucht als samenhangend medium. Idem voor een golf in water. De kwantumgolf en zijn medium lijken daarentegen niet materieel te zijn, gezien het volgende:

  • De mathematische dimensies van de fysische eigenschappen van de kwantumgolf bestaan niet in onze 3D realiteit.
  • De niet materiële kwantumgolf van een object verschaft ons de waarschijnlijkheid om dat object als deeltje waar te nemen wanneer we onze aandacht richten op een zekere locatie op een zeker moment in tijd.
  • Zo’n waarneming ten gevolge van gefocusseerde aandacht wordt door fysici een ‘meting’ genoemd. Fysici zijn het er in dit verband trouwens niet over eens wat een exacte definitie van een meting is. Het resultaat van een meting is zonder uitzondering iets dat, onafhankelijk van gebruikte instrumenten, een ervaring is in ons bewustzijn.
  • Dat de kwantumgolf een waarschijnlijkheidsgolf is, suggereert sterk dat de kwantumgolf iets is dat zich niet in de materiële werkelijkheid afspeelt maar in onze geest. Waarschijnlijkheden zijn geen materie. Het zijn getallen.
  • Het medium waarin een niet-materiële golf zich voortplant moet samenhangend zijn. Een goede kandidaat voor een samenhangend niet-materieel medium is natuurlijk de geest.
  • Voorafgaand aan de ‘meting’ – de waarneming – bestaat het waargenomen deeltje niet. Dit is in vele experimenten bevestigd en is daarom een belangrijke bron van ongemak bij veel fysici. Dat ongemak is dan weer de bron van bij kritische beschouwing inconsequent en/of absurd blijkende interpretaties – zoals bijvoorbeeld de multiversum hypothese – die proberen dit verschijnsel materialistisch te verklaren.
  • Er is geen enkele reden bekend waarom de manifestatie ten gevolge van de waarneming – de kwantumcollaps – beperkt zou zijn tot atomaire dimensies. Dat wij de wereld als permanent aanwezig ervaren is geen bewijs dat dat zo is. De statistische waarschijnlijkheid dat mijn bureau de volgende keer dat ik het observeer op dezelfde plaats staat is zo dicht bij de 100% dat ik me daarover absoluut geen zorgen hoef te maken. Elke keer dat ik kijk staat het – materialiseert het – precies op de plek waar ik het verwacht.
  • Aangezien de kwantumgolf zelf geen grenzen heeft – dat is een basis eigenschap van een golf – kan elk object in principe op elke locatie in het universum materialiseren al is de waarschijnlijkheid uiterst klein. Dat klinkt wellicht vergezocht maar het is de basis van het zogenaamde kwantumtunnel effect waarbij objecten aan de andere kant van een ondoordringbare barrière verschijnen zonder dat ze er doorheen gegaan kunnen zijn. Dat effect is bekend sinds 1927 en ligt aan de basis van kernfusie, alle halfgeleidertechniek en ook van de efficiency van het metabolisme van dieren en planten, iets dat ontdekt is aan eind van de 20e eeuw. Kwantumtunnelen kan zelfs sneller plaatsvinden dan de snelheid van het licht.
Quantum Tunnels Show How Particles Can Break the Speed of Light – Quanta Magazine october 2020

Conclusie

Een waarneming lijkt dus de manifestatie van het waargenomene te veroorzaken. Dat hoeft overigens geen oorzaak-gevolg relatie te zijn. Het is denkbaar en zelfs geloofwaardig dat waarneming en manifestatie identiek zijn, dat ze zich beiden afspelen in de geest. Maar hopelijk is het u enigszins duidelijk geworden hoe de kwantumfysica het idee van een bewustzijn dat onafhankelijk van ons brein bestaat en kan voortbestaan niet tegenspreekt en zelfs ondersteunt.

Voor de mensen die als bezwaar aantekenen dat het dan voldoende zou zijn om voor een aanstormende bus of trein simpel de ogen te sluiten heb ik dit antwoord: trein en bus zijn macro objecten, samengesteld uit enorme aantallen atomen. Daarvoor geldt net zo goed dat zolang ze niet waargenomen worden een niet-materiële waarschijnlijkheidsgolf zijn. De waarschijnlijkheid dat je geraakt wordt door die bus is 99,999999999999 % (of nog dichter bij 100%). Ogen sluiten helpt dus niet, waarbij ook niet vergeten dient te worden dat we nog wel meer soorten zintuigen hebben dan ogen. Tenslotte is de bestuurder van de bus ook een waarnemer natuurlijk. In de filosofie heet een dergelijke opvatting over de werkelijkheid Idealisme.

Bovenstaande is een uiterst beknopte samenvatting van mijn visie als fysicus op de betekenis van de kwantumfysica. Als u (veel) meer wilt weten moet ik u naar mijn website of mijn boek verwijzen.

Het bewustzijn in de beklaagdenbank

De ‘code’ van het bewustzijn

Er is weer een nieuw boek van een neurowetenschapper: ‘De code van het bewustzijn’ met de vaker gebrachte boodschap dat ons bewustzijn een hallucinatie is, een product van ons brein. Maar – dat wordt gelukkig in het artikel in de NRC wel toegegeven – het is wel meer dan de activiteit alleen van de zenuwcellen. Het is een patroon in een patroon in een patroon van hersenactiviteit. Het oude liedje van het emergente bewustzijn in een nieuw verfje, zo klinkt mij dat tenminste in de oren. Het boek is geschreven door Cyriel Pennartz, een hoogleraar in de neurowetenschap, die een van de leiders is van het Europese Human Brain Project. Van zo iemand kun je natuurlijk verwachten dat hij er sterk van overtuigd is dat een elektronische kopie van een menselijk brein bewustzijn zou moeten kunnen voortbrengen. Van een journalist verwacht ik toch wel een wat kritischer opstelling.

De code van het bewustzijn

Als je een boodschap maar genoeg herhaalt dan gaat een aanzienlijk gedeelte van de ontvangers deze gewoon geloven. Kijk maar eens naar Donald Trump, pakweg 43% van de mannelijke inwoners van de VS geloven op dit moment dat er grootschalige stemfraude bij de presidentsverkiezingen is gepleegd. De rest is juist verbijsterd over een dergelijk geloof, aangezien dat alleen overeind kan blijven als je de feiten volstrekt negeert. Zo werkt dat blijkbaar ook met de ‘wij zijn ons brein’ boodschap. Het is een geloof. Geverifieerde feiten worden volslagen genegeerd. Hele volksstammen geloven erin. Nou mag dat natuurlijk, maar het is wel een geloof met grote consequenties voor de wetenschap, de mensheid en haar toekomst.

Een rechtszaak

Stel dat het vraagstuk van de oorsprong van het bewustzijn het onderwerp van rechtspraak zou zijn. In zo’n fictieve case wordt het bewustzijn ervan beschuldigd zich voor te doen als een objectief bestaand iets terwijl het volgens de aanklacht slechts een hallucinatie van onze neuronen is. Het bestaansrecht ervan als oorspronkelijk fenomeen is volgens die aanklacht dubieus en ongegrond. Gelukkig zijn er feiten aan te dragen, zowel voor en tegen het bewustzijn als een product van onze neuronen. Laten we het bewustzijn dus eens in de beklaagdenbank zetten, en dan de rechter vragen om op juridische wijze een uitspraak op grond van geconstateerde feiten te doen.

De aanklager:

Edelachtbare, als ik een klap op mijn hoofd krijg verlies ik mijn bewustzijn. Als ik flink wat alcohol drink dan gaat mijn bewustzijn zich minder goed gedragen. Als ik dement word en mijn hersenen worden aangetast vergeet ik wie ik ben en wie mijn echtgenoot is. Met een dosis LSD of DMT heb ik de meest fantastische hallucinaties. Dat zijn allemaal voorbeelden waarin de samenhang en/of de chemie in mijn neuronen wordt aangetast. Ik ben mijn brein. Mijn bewustzijn doet alsof het echt is, maar het is slechts een illusie.

De verdediging:

Edelachtbare, het naar voren gebrachte is volstrekt geen afdoende bewijs dat het bewustzijn door de hersenen wordt geproduceerd. De correlatie van het elektrische gedrag van neuronen met gedachten en sensaties is aangetoond maar een correlatie is geen causale relatie. Dat er doorgaans veel brandweerlieden aanwezig zijn bij een brand betekent niet dat hun gezamenlijke aanwezigheid branden veroorzaakt. Dat de hersenen een rol vervullen bij ons bewustzijn staat buiten kijf maar het is goed verdedigbaar dat de hersenen slechts een werktuig van het bewustzijn zijn om interactie te kunnen hebben met de wereld, een ontvanger dus met een geavanceerd filter. Als ik een flinke mep geef op mijn iPhone dan stopt die er ook mee, maar de inhoud die klaar stond om getoond of afgespeeld te worden is er nog steeds. Als ik een nieuwe iPhone koop en installeer dan komt die inhoud weer netjes tevoorschijn. Verder is via fMRI onderzoek aangetoond dat bij het gebruik van middelen als LSD en DMT de neuronale activiteit juist afneemt terwijl de intensiteit van de hallucinatie toeneemt. Dit weerspreekt het idee dat de hersenen die intense belevingen produceren en ondersteunt meteen de filter hypothese. Tenslotte kun je je ook afvragen wat het is dat die illusie beleeft. Die neuronen?

De aanklager:

Edelachtbare, het bewustzijn doet zich hier blijkbaar voor als iets dat buiten het fysieke lichaam bestaat en daarmee op ons onbekende wijze communiceert. Dat is gezien de huidige wetenschappelijke kennis niet mogelijk. Voor zover wij weten is er alleen maar materie en energie, en kan er alleen energieuitwisseling tussen materie plaatsvinden. Er is nog nooit een niet belichaamd bewustzijn in het laboratorium aangetoond. De Cartesiaanse dualiteit, een onstoffelijke geest in een stoffelijk lichaam, is een foute voorstelling van zaken geboren uit achterhaalde religieuze overtuigingen. Ik denk dat de ik die dat denkt een illusie is.

De verdediging:

Edelachtbare, als de aanklager denkt dat zijn denkende ik een illusie is dan vraag ik me af waarom we naar een illusie moeten luisteren. En dat iets niet in een laboratorium is aangetoond is geen bewijs van het niet bestaan van een niet belichaamd bewustzijn. Het meetinstrument dat daarvoor nodig zou zijn is er ook nog niet, voor zover bekend. De enige bekende manier om bewustzijn waar te nemen is een bewustzijn. De huidige wetenschappelijk kennis is noodzakelijkerwijs onvolledig en gebaseerd op materialistische modellen waarvan in het verleden de juistheid telkens weer bijgesteld of zelfs verworpen diende te worden. Dat energie-uitwisseling alleen tussen materie kan plaatsvinden is geen feit maar een onbewezen dogma. De kwantumfysica, de meest succesvolle fysische theorie die er momenteel is, lijkt er sterk op te wijzen – via onder andere de uitgestelde keus experimenten – dat de waarnemer het waargenomene creëert. Materie lijkt daarmee juist de illusie te worden, niet het waarnemend bewustzijn. Maar de materie zit hier nu niet in de beklaagdenbank.

Er zijn uitstekend gedocumenteerde gevallen van personen waarbij geen enkele hersenactiviteit aangetoond kon worden – vlak EEG en ECG – terwijl deze persoon de omgeving waarnam vanuit een ander gezichtspunt dan het gebruikelijke, van buiten het lichaam dus. Ter ondersteuning van deze verdediging bied ik hier een uitstekend geverifieerd dossier aan van gevallen waarbij hersenen en normale zintuigelijke waarneming niet konden functioneren maar de betreffende persoon op juistheid geverifieerde zaken helder bewust waarnam op een wijze die met een strikt materieel model van de werkelijkheid niet verklaarbaar is. Iets dat betekent dat strikt materiële theorieën beperkt zijn in hun verklarende modellen en dat het bewustzijn op het moment van hun ervaring geen product kan zijn van complexe neuronale activiteit. Een helder bewustzijn dat samengaat met een hersenschors die aantoonbaar niet meer functioneert valt niet goed te rijmen met het idee van een emergent bewustzijn.

Ook zijn er in De Lancet gevallen gepubliceerd van mensen die normaal functioneren met een gezond IQ maar ten gevolge van hydroencephalitis rondlopen met een schedel die voornamelijk gevuld is met hersenvocht. Bewustzijn kan bij deze gevallen dan moeilijk een gevolg zijn van een uiterst gecompliceerd netwerk van neuronen die met zijn allen een patroon in een patroon in een patroon voortbrengen.

The large black space is the fluid that built up in his brain. Feuillet et al./The Lancet (2007).

Edelachtbare, ik zou hier nog aan toe willen voegen dat als ik tegen mijn huisarts ‘Ik denk dat de ik die dit denkt een illusie is‘ zou uitkramen, dat zij bezorgd een verwijsbriefje voor de psychiater zou uitschrijven en wellicht denken ‘Och, de stakker‘. Maar als een neurowetenschapper zoiets zegt dat wordt er blijkbaar ademloos door journalisten geluisterd. Blijft u alstublieft kritisch.

De aanklager:

Edelachtbare, ik hoop dat u voldoende geduld kunt oefenen in deze zaak en dus rustig afwacht totdat er een afdoende wetenschappelijk bewijs is dat aantoont dat het bewustzijn een product van de hersenen is en dus een hallucinatie. Die persoon met zo weinig neuronen had er best nog wel een aantal, zoals u aan de foto kunt zien, en blijkbaar zijn er dus niet eens veel nodig voor een intelligent bewustzijn. Dat bewijs, dat het bewustzijn een product van de neuronen is, komt er, dat verzeker ik u. Dat duurt niet lang meer. We zijn er met man en macht mee bezig. Ik doe een klemmend beroep op uw vertrouwen in de belofte van de wetenschap en haar toegewijde beoefenaars. In afwachting daarvan stel ik dat het bewustzijn op dit moment reeds de status dient te krijgen van hallucinatie. Dat verklaart namelijk, volgens onze overtuiging, de emergentie van bewustzijn uit materie en op die manier hebben we alleen materie nodig om de wereld te verklaren. Laten we de zaak alstublieft niet ingewikkelder maken dan nodig.

De verdediging:

Edelachtbare, het moge genoegzaam bekend zijn dat op dit moment elke actieve belangstelling in de wetenschap voor het bewustzijn als een zelfstandige oorspronkelijke oorzaak die niet zijn oorsprong heeft in materie, schadelijk kan zijn voor je carrière als wetenschapper, zelfs als je al een Nobelprijs had. Toch zijn er langzamerhand gelukkig genoeg wetenschappers die dit risico durven te trotseren. Hun aantal is groeiende. Ik verzoek u daarom op dit moment, niet van vage beloftes uit te gaan maar alleen van gedocumenteerde en geverifieerde feiten, al komen die niet uit laboratoria, en het bewustzijn rechtens zijn status toe te kennen van werkelijke en oorspronkelijke entiteit.

Naschrift

Dat wil natuurlijk niet zeggen dat het boek van professor Pennartz niet interessant is en geen waardevolle inzichten biedt. Ik zal het zeker lezen. Maar wel kritisch.

Verhuizing van de Nederlandse website

Tot nu toe zijn de Nederlandstalige www.kwantumfysica-bewustzijn.nl en de Engelstalige www.quantumphysics-consciousness.eu twee verschillende websites geweest. Dat is historisch zo gegroeid. De Nederlandstalige was er eerst en pas een jaar later creeerde ik de Engelse versie in verband met mijn deelname aan de SSE conferentie van 2019. Die twee sites gaan in elkaar gevoegd worden tot een tweetalige website zoals www.quantumphysics-consciousness.eu eigenlijk nu al is. Dat vergt wel enige tijd. Als dat afgerond is dan wordt www.quantumphysics-consciousness.eu de enige website en www.kwantumfysica-bewustzijn.nl gaat vervallen. De planning is augustus 2021. De domeinnaam kwantumfysica-bewustzijn.nl wordt dan een verwijzend domein.