Kwantumfysica is niet absurd

De twee oorspronkelijke kwantumfysica cursussen waar ik ooit mee begonnen ben – ‘Kwantumfysica voor niet-fysici‘ en de vervolgcursus ‘De verdieping‘ – zijn hier samengevoegd in één serie van zeven lezingen. Deze serie werd voor het eerst in die vorm gepresenteerd in het najaar van 2021 bij de Erasmus Academie in Rotterdam. Hij is ingepland in het najaar van 2023 bij de Volksuniversiteit Den Haag. Zie de agenda.

Deze cursus/lezingenserie wordt – indien daar behoefte aan is – afgesloten met een zogenaamde ’terugkomdag’, datum en duur (max 2,5 uur) in nader overleg te bepalen. Zo’n terugkomdag is vooral bedoeld om met elkaar te na te gaan wat de boodschap van de kwantumfysica persoonlijk betekent.

Deze cursus is niet bedoeld voor diegenen die deze twee afzonderlijke cursussen al hebben gevolgd, tenzij ze hun begrip nog eens zouden willen opfrissen. Voor de data en inschrijving, zie de agenda.

Een korte samenvatting van de inhoud:

1: Het ontstaan van de klassieke fysica

Het eerste ‘Europese’ geocentrische beeld van de kosmos is het Aristotelische van vóór plm. 300 v. Chr. Dat model wordt rond 150 v. Chr. verbeterd door Hipparchus en Ptolemaeus met epicykels en later epicykels in epicykels. Dat model is verrassend nauwkeurig en houdt 1400 jaar stand. Copernicus, Kepler en Galilei zetten met gevaar voor hun leven de zon in het middelpunt. Newton publiceert kort daarop zijn mechanica en de zwaartekrachtwet en scoort overtuigend succes. Huygens denkt dat licht een golfverschijnsel is en krijgt postuum gelijk in 1800. Licht blijkt een elektromagnetisch verschijnsel. Maar wat is dat eigenlijk? Planck ontdekt dat elektromagnetische energie-uitwisseling in pakketjes gaat en zet de fysica op zijn kop in 1900.

2: De ineenstorting van de klassieke fysica

Men wil kunnen vaststellen of de gloeilamp efficiënter is dan gaslicht. Planck duikt in de theorie van zwarte stralers en ontdekt dat elektromagnetische straling energie overdraagt in de vorm van pakketjes, kwanta. Maar het experiment van Young dan? Licht was toch een golf? Golf en deeltje tegelijkertijd? Daar kunnen we ons niets bij voorstellen. Einstein verklaart het foto-elektrisch effect met kwanta van Planck. Rutherford doet een gouden vondst. Het atoom blijkt geen krentenbol maar voornamelijk lege ruimte. Bohr bedenkt het eerste kwantum atoommodel. De Broglie stapt van golf-deeltjes naar deeltjes-golven. De constructie van de eerste elektronenmicroscoop na de bevestiging van elektronengolven van De Broglie. De klassieke fysica wankelt.

3: Fundamentele onzekerheid

Het tweespleten-experiment met elektronen. Elk enkel afgevuurd elektron lijkt door beide spleten te gaan. Heisenberg ontwikkelt de kwantum matrix mechanica die alleen discrete toestanden beschrijft. Schrödinger vindt zijn fameuze golfvergelijking en hoopt de klassiek fysica gered te hebben. De oplossing van zijn vergelijking blijkt een voorspelling te zijn van de objectieve kans om het deeltje bij meting ergens aan te treffen. Onzekerheidsprincipe van Heisenberg. Wat is een meting? De Kopenhaagse interpretatie van Bohr en Heisenberg. Okkie Trooys vreemde krentenbollenkoffertje. Schrödingers kat, levend én dood. De kwantumcollaps.

4: De kwantumcollaps, het Bell theorema, non-lokaliteit en verstrengeling

De kwantumcollaps, de ineenstorting van de Schrödinger toestandsgolf bij meting, en het meetprobleem. Wat is een meting? Het EPR gedanken experiment, Einsteins ultieme aanval op de Kopenhagen interpretatie. Het antwoord van Bohr: Kwantumverstrengeling (entanglement). Het theorema van Bell bevestigt keer op keer het einde van de klassieke realiteit. Multiversa en sneller-dan-licht als reddingspogingen. Von Neumann en de rol van het bewustzijn. Beïnvloeding van kwantumeffecten door de geest. Het Zeno kwantumeffect. Speelt de informatie van de experimentatoren een rol? Complementariteit, een idee van Bohr.

5: Kwantumwissers en kwantum retrocausaliteit

Uitgestelde keus experimenten. Schijnbare retrocausaliteit. De kwantumcollaps breidt zich uit tot in verleden en toekomst. Bestaan fotonen? Gaat het om informatie? Verstrengeld met de sterren. Geen deeltjes maar gedachten? De bom in de interferometer. Informatie, entropie, leven en bewustzijn, het verband. Iets over kwantumcomputers en hun belofte. Kwantumtunneling, wat is dat?

6: Kwantumprocessen in de levende natuur

Een korte samenvatting van het voorafgaande. Retrocausaliteit in het dagelijks leven. Toepassingen. Kwantumbiologie, een jonge maar bloeiende tak van wetenschap. Coherentie en decoherentie hypothese definitief  in de prullenbak. Adaptieve mutatie. Eerherstel voor Lamarck? Kwantumprocessen in de grijze cellen. De Cartesiaanse dualiteit. Wat is daar eigenlijk mis mee? Wigners friend, een gedachte-experiment. Informatie, wat is dat eigenlijk? Wetenschappers over denken en bewustzijn. Een verklaring gezocht voor alles wat we gezien hebben.

7: Op zoek naar een model

Op zoek naar een model. Binnen en buitenwereld. Informatie als fysisch begrip en als communicatie van informatie. Een hypothese: Het primaire non-lokale bewustzijn. Het Cartesiaans dualistisch model van de wereld. Het non-dualistisch model en het verdwijnen van de Cartesiaanse dualiteit. Het geïnformeerde non-lokale bewustzijn. Hoe makkelijk gaat u uit uw lichaam – zonder dood te gaan dan? De spiegel. Het holografisch principe van David Bohm. Wetenschappelijkheid van de hypothese van het primair non-lokale bewustzijn. Conclusie, vragen, discussie.