Amerikaanse soldaten in Irak schrijven hem dankbrieven, omdat zijn boek hen troost heeft gebracht. Dat lijkt vreemd, want zijn boek gaat over fysica, over de kosmos, over ruimte en tijd. Zelf begrijpt hij die soldaten: ‘De grote vragen over het universum helpen je afstand te nemen van je problemen.’ Een gesprek met topwetenschapper Brian Greene, een man op zoek naar een revolutionair idee.

INFO : Brian Greene, ‘De ontrafeling van de kosmos’, Het Spectrum, Utrecht, 624 blz., euro 35,95.

s het leven de moeite waard, of kun je er maar beter ineens een einde aan maken? De Franse schrijver Albert Camus vond dát de enige echt wezenlijke filosofische vraag. Brian Greene is het daar niet mee eens. ‘Vooraleer je die vraag fatsoenlijk kunt beantwoorden, moet je toch eerst weten wat het leven eigenlijk is. En om dat te achterhalen, moet je op z’n minst weten hoe het universum ongeveer in elkaar zit. Dat is het belangrijkste wat ik mensen over natuurkunde zou willen bijbrengen: dat het geen koude en abstracte wetenschap is zonder verband met de rest van de wereld, maar integendeel een bijzonder rijke bron van informatie over de werkelijkheid waarin wij leven. Hoe meer je over het universum weet, hoe beter je kunt beoordelen wat het leven is. Daarom begin ik mijn boek met die verwijzing naar Camus.’

En die vele andere grote filosofische vragen? Vaak heb je ook daarvoor de fysica nodig, zegt Greene: ‘Wie zinvolle uitspraken wil doen over de wereld, kan niet zonder een grondig wetenschappelijk inzicht. Al was het maar omdat je als filosoof de juiste vragen moet kunnen stellen. Filosofische werken kunnen ook sterk gedateerd raken. Er zijn nu eenmaal fundamentele inzichten die sterk veranderen onder invloed van wetenschappelijke ontdekkingen. De kwantumtheorie, bijvoorbeeld, heeft onze visie op de realiteit helemaal veranderd. De beste filosofen zullen die inzichten vandaag integreren in hun eigen werk.’

In zijn nieuwe boek De ontrafeling van de kosmos legt Greene uit wat die inzichten zijn. Wat de natuurkunde al aan het licht heeft gebracht over de werkelijkheid waarin wij ons bevinden. De klassieke natuurkunde. De speciale en algemene relativiteitstheorie. De kwantumtheorie. En, last but not least, de zogenaamde snaartheorie, waar Greene zelf op topniveau aan meewerkt (zie kaderstukje hiernaast: Van wonderkind tot wereldtop). Die snaartheorie, legt hij uit, zou een probleem kunnen oplossen waar wetenschappers al zeventig jaar mee worstelen. Een probleem waarvan Einstein zijn hele leven vurig hoopte dat het ooit zou worden opgelost.

Wat is dat probleem precies?

BRIAN GREENE: In 1915 heeft Einstein ons de algemene relativiteitstheorie geschonken. Een prachtige theorie, die klopt, die werkt, die experimenteel kan worden bevestigd. In de jaren twintig en dertig van de vorige eeuw heeft een aantal mensen de kwantummechanica bedacht. Een theorie die óók fantastisch goed werkt. Nu is het probleem dat elk van die theorieën alleen maar werkt op het eigen niveau. De relativiteitstheorie gebruiken we als dingen heel groot of heel zwaar zijn, als we het over het universum hebben. De kwantumtheorie gebruiken we als we het hebben over dingen die heel klein zijn, als we het over atomen en hun onderdelen hebben. Het zijn twee prachtige theorieën, die echter allebei beweren dat de andere theorie niet klopt. Ze zijn niet compatibel. En dat vinden natuurkundigen bijzonder oncomfortabel. De snaartheorie is de eerste poging om beide theorieën met elkaar te verzoenen in één theorie.

Waarom moet er eigenlijk één theorie zijn? Kunnen die twee theorieën niet naast elkaar blijven bestaan?

GREENE: In principe moet dat kunnen. Het probleem is echter dat er situaties bestaan waarin de twee theorieën allebei zouden moeten werken. Neem de oerknal, de oorsprong van het universum. We nemen aan dat álles wat we nu zien, het hele universum, bij de oerknal was samengeperst, dus we hebben de relativiteitstheorie nodig, omdat het over iets bijzonder zwaars gaat. Maar bij de oerknal was alles ook ongelofelijk klein, en dus hebben we ook de kwantumtheorie nodig. En dat lukt dus niet, die combinatie. Als we de oerknal proberen te beschrijven, storten onze theorieën in mekaar, komt er bij wijze van spreken rook uit onze wiskundige vergelijkingen. Ook als we andere exotische dingen proberen te beschrijven, zoals zwarte gaten, komt er onzin uit onze vergelijkingen. Dat is een probleem. En als wetenschapper geloof ik dat daarvoor een oplossing bestaat.

Zijn wetenschappers altijd zulke optimisten?

GREENE: Zonder optimisme begin je er niet aan, want de problemen zijn groot. Niets zegt dat mijn optimisme gerechtvaardigd is. Het zou kunnen dat de raadsels van het universum voor altijd buiten ons bereik zullen blijven. Dat we nog heel lang en heel hard zullen werken en totaal geen vooruitgang zullen maken. Maar de geschiedenis toont toch aan dat het anders werkt. Dat de natuur haar geheimen makkelijker prijsgeeft dan je zou kunnen verwachten. Het optimisme waarmee wij aan de snaartheorie werken, heeft daarmee te maken: als we voortgaan op het pad dat we al honderden jaren bewandelen, zal de natuur ook in de toekomst haar geheimen wel weer prijsgeven.

Wat is het eenvoudigste antwoord op de vraag wat een ‘snaar’ eigenlijk is?

GREENE: Mensen stellen zich al duizenden jaren de vraag: waarvan is alles gemaakt? Wat is het fundamenteelste stukje materie? Als je iets neemt en je kapt het in twee stukken, en die stukken kap je in nog kleinere stukken, en die stukken in nog kleinere stukken… Waar eindigt dat? Wat is het kleinste ingrediënt van de werkelijkheid? Niet het atoom, zoals we lang hebben gedacht, want in een atoom zitten elektronen en quarks. Eindigt het daar? Nee, denken wij. Het idee van de snaartheorie is dat er iets bestaat dat nóg kleiner is dan de quarks, en dat noemen we snaren: hele kleine draadjes die eruitzien als een snaar en die op verschillende manieren kunnen vibreren. Zoals een vioolsnaar verschillende noten kan voortbrengen, zo zouden onze snaren verschillende deeltjes kunnen voortbrengen. Als ze op de ene manier vibreert, wordt de snaar een elektron. Als ze op een andere manier vibreert, wordt ze een quark. Dat is het basisidee. Maar de snaartheorie is absoluut nog niet bewezen.

Het zou kunnen dat er helemaal geen snaren bestaan?

GREENE: Dat zou kunnen. De theorie is niet meer zo marginaal als bijna twintig jaar geleden, toen ik eraan begon mee te werken. Nu is er wereldwijd toch een duizendtal onderzoekers mee bezig. Maar bevestigd is de theorie nog niet.

De theorie waar u twintig jaar van uw leven aan hebt besteed, is misschien volkomen verkeerd?

GREENE:Yeah, het zou allemaal pure nonsens kunnen zijn. (lacht) En als dat het geval is, zou ik dat graag snel weten, dan kan ik stoppen met mijn tijd te verspillen.

Wanneer zult u dat weten?

GREENE: In Genève wordt gewerkt aan een enorm krachtige deeltjesversneller, waar atomen tegen enorme snelheden zullen worden verpletterd en gespleten. We hopen daar over een jaar of twee eventueel indirect bewijsmateriaal te vinden voor het bestaan van snaren. Direct observeren zullen we ze nooit doen, omdat ze veel te klein zijn. Ter vergelijking: als één atoom zo groot zou zijn als het hele universum, dan is een snaar maar zo groot als een boom. Maar wat we misschien wél kunnen zien, is een soort vingerafdruk van een snaar, zeg maar, iets wat onrechtstreeks zou wijzen op het bestaan ervan. Zekerheid zullen we in Genève niet krijgen, maar we hebben hoop.

Gelooft u diep vanbinnen stiekem dat de theorie zal kloppen?

GREENE: Nee. Echt niet. Ik geloof dat er een kans is dat de theorie klopt, maar diep vanbinnen kan ik daar geen vertrouwen in hebben. Voor een wetenschapper is het net cruciaal dat hij diep vanbinnen níét te veel vertrouwen heeft in wat hij bedenkt, omdat de kans dan groot is dat hij blind blijft voor gegevens die zijn theorie zouden kunnen ontkrachten. Geen enkele wetenschapper loopt graag het risico zijn leven te verspillen aan een foute theorie, en daarom zijn we enorm sceptisch over onze eigen ideeën. De meeste ideeën die wetenschappers hebben, zijn immers verkeerd.

Is dat zo?

GREENE: Zeker, dat is gewoon een feit: de meeste ideeën die in de loop van de geschiedenis zijn geopperd door wetenschappers, waren en zijn verkeerd. Je moet enorm veel lef hebben om nieuwe ideeën te lanceren. En wie lef heeft, vergist zich vaak. Daarom moet je altijd sceptisch zijn. En je idee testen, natuurlijk. Uiteindelijk zijn het toch de gegevens van je onderzoek die bepalen of een idee juist of fout is. Niet je buikgevoel, niet je hart, niet je esthetisch gevoel… Al die dingen kunnen je wel een bepaalde richting uit sturen, maar het uiteindelijke oordeel over een theorie wordt geveld in experimenten.

Is er behalve experimentele bevestiging ook nog een theoretische doorbraak nodig?

GREENE: De meesten onder ons hebben het gevoel dat we inderdaad een belangrijk nieuw en revolutionair inzicht nodig hebben, om onze wiskundige problemen op te lossen. We hebben al twee van zulke doorbraken gekend, dus we zijn ermee vertrouwd. In 1984 beleefden we de eerste, in 1995 de tweede zogenaamde superstring revolution. De nieuwe theoretische instrumenten die dat heeft opgeleverd, zijn ondertussen weer bijna uitgeput. Daarom leeft het gevoel dat we misschien op het punt staan om een volgende revolutionaire doorbraak te forceren. Dat is althans wat we hopen.

Kan één individu voor die revolutie zorgen?

GREENE: Zeker. Het zou kunnen dat ik morgenvroeg inlog op de website waar alle snaartheoretici hun artikelen publiceren, en dat hét revolutionaire artikel erop staat.

De doorbraak zou ook van u kunnen komen.

GREENE: Dat zou kunnen.

Bent u met dit interview dan uw…

GREENE:… tijd niet aan het verliezen? (lacht) Dat is juist, ik verlies kostbare tijd door overal ter wereld mijn boek te gaan promoten. Maar anderzijds: je kunt geen 24 uur per dag met snaren bezig zijn. Dan raak je volgens mij verzadigd en mentaal uitgeput. Je creativiteit raakt aangetast doordat je geen ademruimte meer hebt. Dus als ik het optimistisch bekijk, zijn die interviews voor mij een beetje ademruimte. Het geeft mij de gelegenheid om afstand te nemen van mijn onderzoek, en de stand van zaken van de theorie uit te leggen aan het brede publiek.

Is het eigenlijk uw ambitie om de nieuwe Einstein te worden?

GREENE: Laat ik zeggen dat ik daar geen bezwaar tegen zou hebben. (lacht) Maar het is niet mijn absolute prioriteit. Uiteindelijk gaan we toch allemaal dood, en of de volgende generaties een bepaalde doorbraak nu associëren met ‘Greene’ of met een andere naam; maakt dat zoveel uit? Ik vind van niet. Waar het om gaat, zijn de ideeën, de vooruitgang die we maken als gehele mensheid, als menselijke soort, het begrip dat we verwerven, de inzichten die we krijgen…

U bent enorm bescheiden.

GREENE: Vooral realistisch. Ik bedoel, let’s face it: hoe vaak gebeurt het dat één individu echt een groot en belangrijk nieuw inzicht krijgt? Niet zo vaak. Dus als dát de reden is waarom je in dit vak zit, dan ben je niet goed bezig. Mijn grote ambitie is leren begrijpen hoe de werkelijkheid in elkaar zit. Ook als je het niet zelf hebt bedacht, is het een geweldige ervaring om een fundamenteel inzicht voor het eerst echt te snappen, te begrijpen. Dat is volgens mij het probleem van zo veel mensen die eigenlijk tégen de wetenschap zijn: ze hebben nog nooit de kracht van een wetenschappelijke verklaring echt gevóéld. Het ene moment begrijp je iets niet, en het volgende moment begrijp je het wel, doordat je de wetenschappelijke verklaring hebt geleerd. Dat is een verbazend gevoel.

Een intellectueel orgasme?

GREENE:(lacht) Absoluut.

Wat is uw grootste orgasme tot dusver? Welk nieuw inzicht hebt u zélf al toegevoegd aan de theorie?

GREENE: De bijdrage waar ik zelf het meest van hou, heeft te maken met de zogenaamde topologie van de ruimte. Volgens de algemene relativiteitstheorie van Einstein kan de ruimte vervormd worden en uitgerekt, maar nooit gescheurd. Als de ruimte scheurt, dan werkt de wiskunde niet meer, daar komt het op neer. Een paar jaar geleden heb ik met twee collega’s die kwestie eens opnieuw bekeken, en wij kwamen tot de verbijsterende conclusie dat de ruimte wél kan scheuren, volgens onze snaartheoretische vergelijkingen.

Hoe voelde dat aan, die ontdekking? Euforisch?

GREENE: We kregen er een rush van, dat wel. We begonnen meteen een artikel te schrijven om op de website voor snaartheoretici te publiceren, en rond middernacht waren we klaar. Maar terwijl we wegreden van de campus, begonnen we ineens te twijfelen. Hadden we onze ontdekking niet iets té enthousiast verwoord? Hadden we wel genoeg argumenten gegeven? Nee, vonden we bij nader inzien. En dus draaiden we snel terug, gingen terug naar het kantoor, haalden onze paper van de website, wat tot twee uur ’s morgens nog mag, en formuleerden het allemaal iets voorzichtiger, iets minder lawaaierig zeg maar.

Waarom?

GREENE: Als je een ontdekking doet, moet je niet zélf roepen dat mensen opgewonden moeten zijn. Je moet het heel voorzichtig en bescheiden formuleren, en hópen dat je collega’s opgewonden raken. Feedback van je collega’s is essentieel. Elke wetenschapper die een ontdekking doet, vertrekt ook van de resultaten van alle generaties die vóór hem kwamen. Wetenschap is geen individuele, maar een collectieve onderneming.

Wat is voor u de meest adembenemende ontdekking aller tijden in uw vakgebied?

GREENE: De kwantummechanica. Omdat die theorie voor een radicale breuk heeft gezorgd in de manier waarop we nadenken over de wereld. Vóór de kwantumtheorie ging iedereen ervan uit dat je dankzij de wetten van de fysica exact kunt voorspellen wat er morgen gaat gebeuren, als je maar precies weet hoe de zaken er vandaag voorstaan. Vandaag weten we dat die deterministische visie niet klopt. De kwantumtheorie zegt namelijk: als je precies weet hoe de zaken er vandaag voorstaan, dan kun je alleen maar de waarschijnlijkheid voorspellen waarmee bepaalde feiten zich morgen zullen voordoen. Meer niet.

Als volgens de klassieke theorie alles al vastlag, heeft de kwantumtheorie ons dan onze vrije wil teruggegeven?

GREENE: Ik begrijp uw bezorgdheid. (lacht) Maar nee, ik geloof niet dat de kwantumtheorie iets te maken heeft met onze vrije wil. Onze vrije wil dook niet op in de wiskundige vergelijkingen van de klassieke natuurkunde, maar ook niet in die van de kwantumtheorie. Het punt is namelijk dat ik niet kan kiezen uit de waarschijnlijkheden die de kwantumtheorie voorspelt: die keuze komt volstrekt willekeurig tot stand. En vrije wil betekent toch: vrije en bewuste keuze. Ach, mensen hebben overal gezocht naar onze vrije wil, maar niemand heeft tot dusver iets gevonden. Misschien gebeurt dat nog wel, hoor. Dat het concept ineens opduikt in onze wiskundige vergelijkingen. Maar als u mij nu zou vragen waar onze vrije wil zich bevindt, dan zou ik toch zeggen dat je vooral hier (tikt tegen zijn voorhoofd) moet zoeken.

Hoe komt het eigenlijk dat wij het universum zo diep kunnen doorgronden? Er zijn mensen die daar de hand van God in zien: die zou ervoor gezorgd hebben dat wij, als zijn schepselen, zijn schepping min of meer kunnen leren begrijpen. Wat u?

GREENE: Het is inderdaad wonderlijk dat de menselijke geest in staat is om zoveel van het universum te begrijpen. Ik beschouw dat als een prestatie van onze soort, niet als iets dat vraagt om de tussenkomst van een of andere godheid of hogere macht. Een hond slaagt er per slot van rekening óók in om het universum in hoge mate te doorgronden: hij weet waar hij zijn volgende maaltijd kan vinden. Wolven weten bijzonder goed hoe ze door de bossen moeten navigeren. Alle dieren weten hoe ze moeten overleven, en dat kan niet zonder een behoorlijke kennis van de werkelijkheid. Dat mensen het universum nog veel beter begrijpen, is natuurlijk wonderlijk op zich. Maar ik ben er tamelijk gerust op dat we geen godheid nodig hebben om te verklaren hoe het komt dat we zoveel begrijpen. Onze kennis is simpelweg het product van onze hersenen, die blijkbaar op zo’n manier evolueerden dat ze daartoe in staat zijn. Begrijp me goed, ik vind dat bijzonder opwindend. En het heelal is prachtig, mysterieus en bizar. Maar godsdienst en wetenschap hebben niets met elkaar te maken.

U verwijst in uw boek wel naar de vraag der vragen, van de Duitse filosoof Leibniz: waarom is er iets en niet niets? Zal de wetenschap die vraag ooit kunnen beantwoorden?

GREENE: Het correcte antwoord is natuurlijk: dat weet ik niet. Maar ik kan mij wel een heel klein beetje voorstellen hoe het antwoord er zou kunnen uitzien. Stel u voor dat we de wetten van de natuurkunde ooit uitzónderlijk goed zullen begrijpen, over duizend jaar, bijvoorbeeld, of over vijfduizend jaar…

Of over vijf jaar?

GREENE:(knikt) Wie weet, ook dat zou kunnen. Stel u dus voor dat we die uitzonderlijke kennis hebben. Welnu, dan is het mogelijk dat die wetten ons vertellen dat de logische consistentie, de logische samenhang van de theorie, ons zegt dat nietsheid iets is dat even onlogisch is als de zin: Dit is een leugen. Als die zin waar is, is het een leugen. En als het een leugen is, is de zin waar. Het is met andere woorden een uitspraak die zichzelf vernietigt, hoe je er ook naar kijkt. Misschien gebeurt dat ook met de uitspraak dat er niets bestaat. Dan wordt het niets een logische onmogelijkheid, waaruit je kunt besluiten dat er iets móet zijn. Het zou een prachtig antwoord zijn op de vraag van Leibniz. Maar zover zijn we nog bijlange niet.

Tot slot: is het waar dat Amerikaanse soldaten u brieven schrijven uit Irak, om te zeggen dat uw boek hen troost heeft gebracht?

GREENE: Ja, zo heb ik een handvol brieven ontvangen. Dat het boek hen heeft geholpen om de moeilijkste periodes door te komen. Ik begrijp dat ook wel. Als je een beter gevoel krijgt voor de kosmos, een beter beeld van hoe het universum in elkaar zit, kan dat helpen om je eigen problemen te relativeren, om een flinke stap terug te zetten. De grote vragen helpen je om afstand te nemen. Ook in de vreselijkste omstandigheden. Ik heb het zelfs eens meegemaakt dat ik zat te signeren en er een soldaat naar me toe kwam, de badge van zijn hemd scheurde en hem aan mij gaf: ‘ I want you to have this, omdat u mij door die periode in Irak heen hebt geholpen.’ Bijzonder ontroerend, hoor. Maar ik weet waar dat gevoel vandaan komt. Ik ervaar het zelf nog elke dag.

Haalt u dan zélf ook troost uit uw werk? Vindt u het leven de moeite waard?

GREENE: Iedereen zoekt troost en zin en betekenis op zijn manier, natuurlijk. Een buschauffeur, een kunstenaar, iedereen. Maar als wetenschapper kan ik putten uit een enorm reservoir aan inspiratie om te vinden dat het leven bijzonder wonderlijk is. Al die wetenschappelijke kennis draagt ertoe bij dat ik het leven zeker de moeite waard vind. Doordat ik probeer te begrijpen wat het leven is, ben ik blij dat ik er deel van uitmaak.

Door Joël De Ceulaer

‘Ik zou er geen bezwaar tegen hebben om de nieuwe Einstein te worden, maar het is niet mijn prioriteit.’

‘Wie zinvolle uitspraken wil doen over de wereld, kan niet zonder een grondig wetenschappelijk inzicht.’