21. Theoriën over Alles

De mens heeft een drang om de natuurlijke wereld te verklaren, om orde te scheppen in wat er gebeurt. En we hebben altijd geprobeerd om waargenomen verschijnselen onder één overkoepelende verklaring te brengen. We zouden die verklaringen "theorieën over alles" kunnen noemen. Theorieën over Alles ("Theories of Everything" of "TOE's") zijn ook een vorm van hiërarchisme: de behoefte om te verenigen en symmetrieën te zoeken.

Theorieën over alles zijn van alle tijden. Je kunt een aantal verschillende soorten theorieën over alles onderscheiden: scheppingsmythes, klassieke metafysica, moderne natuurkundige theorieën en pseudo- of randwetenschappelijke theorieën.

Scheppingsverhalen bestaan het langst. De vroege mens bedacht ze om uit te leggen hoe en waarom de wereld is ontstaan, hoe de wereld moet worden beschouwd en hoe we ons het beste kunnen gedragen binnen de orde die het wereldverhaal vertegenwoordigt. Hier is er een van de Australische aboriginals:

In de Dreamtime, toen de wereld nog jong en vormloos was, was er een machtig wezen dat Baiame heette. Baiame was de schepper van alle dingen en hij gaf vorm aan het land, de planten, de dieren en de mensen. Hij was de vader van alle geesten en de bewaarder van de natuurlijke orde.

Baiame leefde hoog in de lucht en keek neer op de aarde. Hij besloot zijn geesteskinderen, de Wandjinas, naar de wereld beneden te sturen om die te scheppen en te verzorgen. De Wandjinas waren majestueuze wezens met bliksem in hun ogen en donder in hun stem.

Toen de Wandjinas uit de hemel neerdaalden, vormden ze de rivieren, meren en bergen. Ze beschilderden de rotsen en grotten met hun levendige kleuren en drukten zo hun stempel op het land. Ze bliezen leven in de planten en dieren, en gaven zo elk een doel en een plaats in de wereld.

Op een dag besloten de Wandjina's om de eerste mensen te creëren. Ze kwamen bij elkaar en kneedden klei in de vorm van mannen en vrouwen. Baiame blies zijn eigen geest in hen en gaf hen leven en bewustzijn.

Deze eerste mensen leerden de wetten van de Dreamtime en hun verantwoordelijkheden ten opzichte van het land. Ze leerden in harmonie met de natuur te leven en de balans van het leven te respecteren. De Wandjina's waakten over hen en begeleidden hen door hun wijsheid en kennis te delen.

Na verloop van tijd verspreidden de mensen zich over het land, elke groep geleid door andere Wandjinas die hun voorouderlijke geesten werden. De verhalen van de Dreamtime werden van generatie op generatie doorgegeven door middel van liederen, dansen en ceremonies. Ze werden de basis van de Aboriginal cultuur en verbonden de mensen met hun land, hun voorouders en het spirituele rijk.

Volgens het geloofssysteem van de Aboriginals blijft de Dreamtime parallel aan de huidige wereld bestaan. Het is een tijdloos en eeuwig rijk waar de geesten van de voorouders verblijven, en het is door hun leiding en verbinding met de Dreamtime dat de Aboriginals hun culturele identiteit en spirituele verbinding met het land in stand houden.

Klassieke theorieën over Alles

De klassieke theorieën zijn begonnen met de oude Griekse filosofen die vóór Socrates kwamen. Deze filosofen waren op zoek naar de oorsprong en de uiteindelijke aard van de wereld. Ze zochten naar verklaringen die gebaseerd waren op natuurwetten in plaats van op de acties van goden of geesten, zoals het geval was in de meeste scheppingsmythes. Een voorbeeld is de filosofie van Parmenides, die leefde in de 5e eeuw voor Christus:

Parmenides stelde dat de ultieme realiteit, of "het zijn", onveranderlijk, ondeelbaar en eeuwig is. Hij beweerde dat het bestaan continu is en geen begin of einde kent. Volgens Parmenides is het zijn de enige echte realiteit en is al het andere illusoir. Hij ontkende het bestaan van verandering of beweging. Hij geloofde dat verandering een illusie is die het gevolg is van een onvolmaakte menselijke waarneming. Omdat het zijn volgens hem onveranderlijk is, is elke schijn van verandering slechts een product van zintuiglijke misleiding.

Parmenides geloofde in de eenheid van het zijn. Hij stelde dat het zijn een ongedifferentieerd geheel is, verstoken van enig onderscheid of pluraliteit. Volgens hem zijn de schijnbare diversiteit en veelheid van de wereld illusoir en weerspiegelen ze niet de ware aard van de werkelijkheid.

Democritos leefde in dezelfde tijd als Parmenides. Hij had een visie die nogal tegengesteld is aan de visie van Parmenides. Volgens Democritos zijn atomen de fundamentele bouwstenen van de werkelijkheid en bestaan ze in een oneindige leegte. Hij geloofde dat atomen eeuwig, onveranderlijk en ondeelbaar zijn. Ze bewegen voortdurend en combineren met elkaar om verschillende stoffen en objecten te vormen.

Democritos stelde voor dat atomen verschillende groottes, vormen en eigenschappen hebben. Hij stelde dat de verscheidenheid aan stoffen in de wereld voortkomt uit de verschillende rangschikkingen en combinaties van atomen. Hij suggereerde bijvoorbeeld dat zoete smaken ontstaan door gladde atomen, terwijl bittere smaken ontstaan door atomen met haakachtige vormen.

Democritos stelde ook voor dat de eigenschappen van atomen de eigenschappen van macroscopische objecten bepalen. Hij geloofde dat atomen voortdurend in beweging zijn, met elkaar botsen en op elkaar inwerken. Deze botsingen leiden tot de macroscopische verschijnselen die we in de wereld waarnemen. De verschillen in grootte, vorm en rangschikking van atomen verklaren de verschillende eigenschappen van objecten, zoals kleur, smaak en textuur.

Als je atomen in Democritos' verhaal vervangt door moleculen, wordt het bijna modern. Maar echte wetenschap bestond natuurlijk nog niet in die tijd, dus de klassieken konden hun ideeën niet bewijzen.

Moderne theorieën over Alles

Voordat we deze theorieën bespreken, is het belangrijk om ons bewust te zijn van een hiërarchie in de wetenschappen. Onder veel wetenschappers is het een feit dat natuurkunde de koningin van alle wetenschappen is. Natuurkunde omvat de scheikunde. Scheikunde omvat de hele biologie en biologie omvat sociologie en psychologie. Sommigen zeggen dat wiskunde eigenlijk de koningin is, omdat natuurkunde in wiskundige vergelijkingen wordt geschreven. Dit is natuurlijk weer een voorbeeld van hiërarchisme, net als de zoektocht naar een Theorie van Alles.

De moderne theorieën zijn pogingen van de huidige natuurkundigen om alle bekende fysieke krachtvelden, inclusief de zwaartekracht, onder één theorie, één formule, te brengen. De zoektocht naar het verenigen van deze krachtvelden is een van de belangrijkste doelen van de natuurkunde. Verenigen betekent hier dat de krachten onder bepaalde omstandigheden niet van elkaar te onderscheiden zijn als één kracht.

Het begon met de unificatie van magnetisme en elektriciteit door James Clerk Maxwell in 1873. Elektromagnetisme en de zwakke kernkracht werden verenigd tot de elektrozwakke kracht door het werk van Glashow, Salam en Weinberg in het begin van de jaren '70.

Eenwording met de sterke kernkracht is nog niet waargenomen, vanwege de enorme energieën die hiervoor nodig zijn. En er is geen overeenstemming over hoe een theorie van deze eenwording, die een "Grand Unified Theory" (of GUT) wordt genoemd, eruit zou zien. Nog verder weg is de eenwording met de zwaartekracht. De drie andere krachten werken op de kleinste schaal van elementaire deeltjes en worden beschreven met de vergelijkingen van de kwantummechanica. De zwaartekracht werkt op de grootste schaal, zoals planeten, sterren en melkwegstelsels, en wordt beschreven door de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein. In deze theorie kromt massa de ruimtetijd en is de kromming van de ruimtetijd in feite de zwaartekracht.

Eenwording van de drie kwantumkrachten met de zwaartekracht zou betekenen dat er een "diepere" theorie gevonden moet worden die fundamenteler is dan zowel algemene relativiteit als kwantummechanica. Deze verenigde theorie zou dan uiteindelijk leiden tot de veronderstelde Theorie van Alles. Er zijn al kandidaten voor deze theorie, namelijk: Snaartheorie en M-theorie, Quantum Loop Gravity en een heleboel minder ondersteunde theorieën.

Naast de "officiële", door vakgenoten beoordeelde theorieën zijn er een ongelooflijk aantal "theorieën" gemaakt door amateurs en mafketels. Populair in bepaalde new age kringen is bijvoorbeeld de bullshit "Unified Field Theory" van de amateur wetenschapper Nassim Haramein.

Er is ook een nieuwe benadering geformuleerd waarbij zwaartekracht geen fundamentele kracht is, maar een emergente eigenschap (Erik Verlinde). Een andere mogelijkheid zou kunnen zijn dat zwaartekracht klassiek is, wat betekent dat het niet voldoet aan de kwantummechanica (Jonathan Oppenheim) en dus niet verenigd kan worden met de andere krachten die wel kwantummechanisch van aard zijn.

Top down kosmologie

UTot nu toe gingen de natuurkunde en kosmologie ervan uit (een ander geloof, met andere woorden) dat de Natuurwetten onafhankelijk bestaan van en voorafgaan aan het universum waarin wij leven, en dat deze wetten dus ook onafhankelijk zijn van onze ervaring. Deze Natuurwetten zouden het universum in beweging hebben gezet en het vanaf het begin hebben gevormd. Het idee is om diezelfde natuurwetten uiteindelijk samen te vatten in één formule waarin alle zogenaamde beginvoorwaarden ook een verklaring krijgen en niet langer ad hoc in de formules gepropt hoeven te worden. Deze "bottom-up" benadering lijkt echter een doodlopende weg.

Stephen Hawking en de Belgische natuurkundige Thomas Hertog zetten de 'bottom-up' benadering op zijn kop in wat 'top-down kosmologie' wordt genoemd. Volgens Hawking en Hertog:

"De top-down benadering die we hebben beschreven leidt tot een heel andere kijk op kosmologie, en op de relatie tussen oorzaak en gevolg. Top-down kosmologie is een raamwerk waarin je in wezen geschiedenissen achterwaarts volgt, vanaf een ruimtelijk oppervlak in het huidige tijdperk. De niet-grensoverschrijdende geschiedenissen van het universum hangen dus af van wat wordt waargenomen, in tegenstelling tot het gebruikelijke idee dat het universum een unieke geschiedenis heeft die onafhankelijk is van de waarnemer."

S.W. Hawking, Thomas Hertog. “Populating the landscape: A top-down approach”.

Deze benadering is gebaseerd op kwantumfysica en het principe dat een kwantumtoestand alleen een definitieve waarde krijgt omdat en wanneer die toestand wordt gemeten (= waargenomen) (het zogenaamde "instorten van de golffunctie"). Voordat een waarneming plaatsvindt, zijn alle mogelijke waarden van de kwantumtoestand op de een of andere manier tegelijkertijd aanwezig (in "superpositie"). Eenvoudig gezegd kan het begin van het universum als kwantumsysteem worden gezien als een zeer klein en extreem energetisch punt dat een singulariteit wordt genoemd. Deze singulariteit bevatte alle materie en energie die zich uiteindelijk zou uitbreiden om ons enorme universum te vormen. Op deze ongelooflijk kleine schaal treden de wetten van de kwantummechanica in werking.

Omdat het universum begon als een kwantumsysteem, zijn alle mogelijke waarden en configuraties ook gelijktijdig aanwezig aan het begin. Ook deze krijgen pas hun uiteindelijke waarde bij observatie!

De conclusie is dan dat wij het hier en nu zijn die bepalen hoe de werkelijkheid, het universum, zich aan ons presenteert, omdat wij het zijn die de waarnemingen doen. Hoe en wat moet worden gedefinieerd als "wij" lijkt mij een open vraag. "Ons" als collectieve mensheid, als biologische wezens, of "ons" als "bewustzijn"? Tellen robots en Kunstmatige Intelligentie ook mee als "wij"?

Een andere conclusie van deze benadering is dat de zogenaamde Natuurwetten niet ongewijzigd "leven" in een of ander eeuwig Platonisch rijk, maar zich vanaf het begin op Darwinistische wijze hebben ontwikkeld tot wat ze nu zijn. En natuurlijk is zelfs deze benadering slechts een hypothese, en het valt nog te bezien of het bewezen kan worden. Tot die tijd is ook deze zienswijze niet meer dan een soort geloof.

Toch is de hoop gevestigd op het vinden van één verenigde theorie waarin de drie kwantumkrachten op de een of andere manier verenigd zijn met de zwaartekracht en de natuurwetten ook door de theorie gedefinieerd worden. Ik denk dat deze hoop tevergeefs is. Het is onmogelijk om het universum van buitenaf te bekijken, want er is geen buiten, althans niet voor ons. Wij maken deel uit van dit universum, van dit leven. In zekere zin zijn wij het universum, en omdat de hamer niet op zichzelf kan slaan, zullen we nooit in staat zijn om het universum als geheel te begrijpen. We zullen altijd uitzonderingen vinden, dingen die niet helemaal in de theorie passen. We zullen altijd anomalieën en vreemde losse eindjes vinden. Niks aan te doen.