Leesfragment: In Einsteins achtertuin

31 mei verschijnt Amanda Gefters In Einsteins achtertuin. Een duizelingwekkende tocht langs de mooiste ideeën uit de natuurkunde (Trespassing on Einstein’s Lawn, vertaald door Ingrid B. Ottevanger en Wim Scherpenisse). 12 juni treedt Gefter op in Amsterdam, vandaag publiceren we voor. ‘“We willen u al een hele tijd graag een vraag stellen,” zei hij heel duidelijk articulerend. “Als waarnemers de werkelijkheid creëren, waar komen de waarnemers dan vandaan?” Wheeler glimlachte. “Uit de fysica. Uit het universum. Ik zou willen zeggen...” hij pauzeerde even, probeerde de juiste woorden te vinden, “... dat het universum een door zichzelf veroorzaakt circuit is.”’

In een Chinees restaurant ergens in een buitenwijk van Philadelphia, stelt een vader een ogenschijnlijk eenvoudige vraag aan zijn vijftienjarige dochter: 'Hoe zou je "niets" definiëren?'. Het daaropvolgende gesprek was het begin van een jarenlange queeste waarin vader en dochter samen op zoek gingen naar het antwoord op de grootste mysteries van het universum. 'In Einsteins achtertuin' is het unieke verhaal van een hechte vader-dochterrelatie, verweven met de meest geavanceerde ideeën uit de natuurkunde.

Voordat Amanda Gefter een gerenommeerd wetenschapsjournalist werd, werkte ze bij een trouwtijdschrift. Ze misbruikte haar perskaart om samen met haar vader natuurkundecongressen te bezoeken en in discussie te gaan met een aantal van de grootste denkers van het moment: John Wheeler, Leonard Susskind, Ed Witten en zelfs met Stephen Hawking.

Het meest ongelofelijke aan dit waargebeurde verhaal is dat vader en dochter daadwerkelijk onderdeel werden van een van de belangrijkste discussies die in de natuurkunde gevoerd worden. Ons begrip van 'de werkelijkheid' blijkt in de afgelopen jaren radicaal veranderd te zijn en heeft inmiddels vormen aangenomen die zelfs Einstein in zijn stoutste dromen niet heeft voorzien. De huidige theorieën lijken er namelijk op te wijzen dat we allemaal letterlijk in ons eigen universum wonen en dat werkelijkheid dus afhankelijk is van het perspectief van de kijker.

Amanda beschrijft ook haar persoonlijke ontwikkeling: hoe ze langzaam maar zeker uit het universum dat ze met haar vader deelt stapt en haar eigen universum begint te creëren. Je zou het ook opgroeien kunnen noemen. Haar stijl is zowel hilarisch als ontroerend, zowel nuchter als meeslepend. Na het lezen van dit boek zal je kijk op jezelf en op het universum zal nooit meer hetzelfde zijn.

1. Het ultiemewerkelijkheidsfeestje partycrashen

[...]

Toen het weekend van het symposium ‘Science and Ultimate Reality’ eraan kwam, nam ik al vroeg een trein van New York naar Princeton. Mijn vader stond op het station op me te wachten. Samen reden we naar het congrescentrum, terwijl we ons voorbereidden op het stellen van onze brandende vraag aan Wheeler.
We kuierden vol vertrouwen de ontvangstruimte in. Ik was nog nooit naar een natuurkundig congres geweest en wist dus niet wat ik kon verwachten. Maar ik had, gezien het sterke programma met alleen maar sterren als spreker, in elk geval wel aangenomen dat er enige vorm van publiek was. Een groep gewone, subgeniale mensen. Horden dwazen misschien wel, dicht opeengepakt met hun koffie en een koekje, die de fysici aangaapten. Maar nee. Er waren er maar twee.
Daar stonden we, twee stokstijf stilstaande herten, gevangen in de koplampen van de grote genieën. We waren duidelijk de enige buitenstaanders in een ruimte vol met ’s werelds meest prominente fysici en met officiële journalisten, die dus echt bevoegd waren om het evenement te verslaan.
‘Journalisten,’ mompelde ik tegen mijn vader. ‘Denk eraan, we zijn journalisten.’
Hij knikte. Hij zag er knap en correct uit in zijn marineblauwe pak. Ik keek naar hem en bedacht ineens dat hij eigenlijk niet opviel in deze homogene zee van blanke mannen van middelbare leeftijd. Nee, zijn meest detonerende eigenschap was het nerveuze 21-jarige meisje naast hem, dat op een verdachte manier naar hem stond te staren.
‘Moeten we niet een badge hebben of zo?’ fluisterde hij.
‘Een badge! Ja. Ik haal ze wel. Blijf jij maar hier.’
Ik wist dat ik het desgevraagd bij de perstafel op mijn Manhattan Magazine-verhaal kon houden, maar ik had geen idee hoe ik hém moest verklaren. Die journalist? Eh ja, gek dat ik zo op hem lijk. Oud genoeg om mijn vader te kunnen zijn? Vind je?
Ik liep naar de inchecktafel, terwijl ik onderweg naar de naamkaartjes tuurde en eindelijk gezichten kon verbinden met wat voor ons heel gewone namen waren geworden. Ik zocht mijn badge op de tafel. Daar was hij: Amanda Gefter, Manhattan Magazine. En ernaast een blanco naamkaartje voor mijn ‘nog iemand erbij’. Toen ik me vooroverboog om ze te pakken, botste ik met mijn schouder toevallig tegen de man naast me. ‘Sorry,’ zei ik met een vluchtige blik naar hem. Ik bloosde en holde tollend terug naar mijn vader. ‘Wauw!’ roep ik. ‘Ik heb net Brian Greene aangeraakt!’
We zochten onze stoel in de congreszaal op en keken vol ontzag om ons heen; we stootten elkaar met onze elleboog aan en fluisterden dingen als: ‘Tjesus! Dat is Alan Guth!’ en ‘Max Tegmark zit vlak voor ons!’ We zaten daar vol ontzag, vol aanbidding voor al die grote namen en met de mond vol tanden. Deze mensen hadden jarenlang de hoofdrol gespeeld in onze gesprekken, en nu zaten we tussen hen in. Ik stootte mijn vader aan en wees. Daar, net plaatsnemend op de eerste rij, was de man ter ere van wie iedereen hier was gekomen: John Archibald Wheeler.

Fysicus, filosoof, dichter, profeet, legende. Zelfs op zijn negentigste had Wheeler nog een jongensachtig gezicht. Hij zag er charmant uit, met een guitige fonkeling in zijn ogen. Als jongeman had Wheeler kwantumfysica gestudeerd bij Niels Bohr in Kopenhagen en de eerste collegereeks gegeven over de algemene relativiteitstheorie aan Princeton, waar hij door de met bomen omzoomde straten slenterde terwijl hij de aard van de werkelijkheid met Einstein besprak. Bij Bohr werkte hij mee aan de fysica van kernsplijting, en hij ging door met werk aan de ontwikkeling van de atoombom in het Manhattan Project, gevolgd door de waterstofbom. Hij verzon de termen ‘zwart gat’ en ‘wormgat’. Wheeler leidde talloze studenten tot belangrijke ontdekkingen, studenten zoals Richard Feynman, Hugh Everett, Jacob Bekenstein en Kip Thorne. Hij benadrukte het belang van ‘ideeën voor ideeën’, onverschrokken in het aangezicht van het mysterie.
Vier typische Wheeler-vragen dienden als inspiratiebron voor het symposium: ‘Waarom het kwantum?’, ‘It from bit?’, ‘Een participatief universum?’ en ‘Hoezo existentie?’ Mijn vader en ik wisten wel zeker dat het antwoord op die vragen essentieel was voor het oplossen van het mysterie.
Waarom het kwantum? Het punt met kwantummechanica is dat die een beeld van de werkelijkheid oplevert dat niet lijkt te kloppen met de wereld zoals wij die kennen. Een beeld waarin gevolgen geen oorzaken hebben, waarnemers het waargenomene bepalen en er wáár je ook maar kijkt dozen staan vol katten die tegelijkertijd dood en levend zijn. Maar aan de andere kant, misschien levert de kwantummechanica helemaal geen beeld van de werkelijkheid op. Misschien neemt de kwantummechanica alleen maar onze bestaande beelden en maakt ze zo onscherp dat ze onherkenbaar worden. Dankzij de theorie konden fysici buitengewoon nauwkeurige voorspellingen doen, maar de voorspellingen alleen leverden geen aanwijzingen voor wat het allemaal betekende. Wheeler had het ontstaan van de kwantumtheorie meegemaakt en was erbij geweest, had er middenin gezeten toen fysici als Bohr, Feynman, Everett en Einstein wanhopig probeerden iets te maken van de bizarre feiten die zich voor hun ogen openbaarden. De fysici hadden geen theorieën waar ze op voort konden bouwen, en dus zweefde hun meest geslaagde theorie daar maar zo’n beetje en zag er arbitrair en raar uit, iets waar velen zich uiteindelijk maar aan overgaven, met hun witte vlag in de lucht en ‘mond dicht en rekenen’ mompelend. Maar Wheeler weigerde zich over te geven. Hij wist dat het schijnbaar arbitraire gedrag van deeltjes een of andere aanwijzing moest zijn. Het moest wel zo zijn dat dat rare ons iets wilde vertellen.
‘It from bit’ was Wheelers slogan voor de gedachte dat het tastbare universum niet is gemaakt van materie, maar van informatie. In de kwantumtheorie staat het doen van een waarneming gelijk aan het stellen van een ja/nee-vraag. Is het deeltje hier of ergens anders? Is de kat dood of leeft hij? Wheeler stelt dat alleen al het stellen van de vraag een bit informatie creeert en dat dat soort bits de fundamentele bouwstenen van de werkelijkheid zijn. ‘Het universum en alles erin ("it") ontstaat misschien wel uit de heel vele ja/nee-keuzen van het meten (de "bits"),’ schrijft Wheeler. ‘Informatie is misschien niet alleen maar wat we over de wereld leren. Misschien is informatie wel wat de wereld maakt.’ Dat was een behoorlijk raar idee, gezien ons intuitieve gevoel dat de fundamentele bouwstenen van materie gewoon steeds kleinere stukjes materie zijn, zoals deeltjes. Natuurlijk zijn, zoals meneer McAfoos me had geleerd, deeltjes voor 99 procent leeg. Maar toch zou je hopen dat die schamele 1 procent op de een of andere manier genoeg zou zijn om een wereld van fortificaties te voorzien. Maar volgens Wheeler is zelfs dat ene procent gemaakt van niets stevigers dan een door de waarnemer opgeroepen ‘ja’ of ‘nee’. Een huis is gemaakt van baksteen, maar de bakstenen zijn gemaakt van informatie?, noteerde ik in mijn opschrijfboekje. Hoe kan het dat we, als we goed genoeg naar de fysische wereld kijken, iets vinden wat helemaal niet fysisch is? Alsof dat hele universum een soort virtual reality is. Maar ach, wat maakt het uit? Wat betekent ‘fysisch’ nou eigenlijk?
Een participatief universum? Als metingen het universum bit voor bit hebben opgebouwd, zoals Wheeler vermoedde, dan zaten waarnemers op de een of andere manier besloten in de schepping van de werkelijkheid — een extreem beeld dat als het waar is, zou betekenen dat ons universum een participatief universum is, een waarnemersuniversum. Zoals de fysicus Paul Davies schrijft: ‘Wheeler probeert de conventionele verklarende relatie materie > informatie > waarnemers op z’n kop te zetten en het waarnemerschap aan de basis van de verklarende keten te zetten: waarnemers > informatie > materie.’ Dat was de gedachte die bij mijn vader en mij iets had losgemaakt: zouden het de waarnemers kunnen zijn, die niets in iets omzetten? Dat idee leek vanaf het begin al onmogelijk, want waar zouden die waarnemers dan vandaan moeten komen? Wanneer was iets dan een waarnemer? Het hoefde natuurlijk niet iets bewusts of menselijks te zijn... maar wat dan wel?
Ten slotte: hoezo existentie? Dat was de grote vraag. Waarom is er iets en is er niet gewoon niets? Dat was de vraag waar mijn vader jaren mee had rondgelopen, de vraag waarmee onze reis was begonnen en die ons ertoe had gebracht binnen te vallen bij dit congres op zoek naar een antwoord. Hoezo existentie? Inderdaad: hoezo.
‘Ik had de mazzel dat ik afgelopen januari mijn eerste en enige hartaanval had,’ sprak Wheeler tot het geboeid luisterende publiek toen hij eindelijk op het podium verscheen. Hij sprak langzaam en rustig, met zijn bevende stem die niet alleen zijn leeftijd verried, maar ook zijn urgentie, zijn gedrevenheid. ‘Ik noem het mazzel omdat ik ervan heb geleerd dat er nog maar een beperkte hoeveelheid tijd over is en ik me maar beter op een ding kan concentreren: Hoezo existentie? Waarom het kwantum? Misschien klinken die vragen te filosofisch, maar misschien is filosofie wel te belangrijk om aan de filosofen over te laten.’
Aan het eind van de sessie streek er een zwerm fysici op Wheeler neer. Wheeler bleef op zijn stoel op de eerste rij zitten en glimlachte en knikte terwijl de ene fysicus na de andere naast hem kwam zitten om met hem te praten. We wachtten geduldig op onze stoel ons moment af. Uiteindelijk was onze tijd gekomen. De groep fysici begon op te lossen en dus liepen we naar beneden naar de eerste rij. Dit was het. Dit was waarvoor we waren gekomen.
We bogen ons naar hem toe en gaven hem een hand. ‘Ik ben Warren Gefter en dit is mijn dochter Amanda. Zij is hier om verslag te doen voor het tijdschrift Manhattan. We zijn zo ontzettend blij dat we u kunnen ontmoeten,’ zei mijn vader. Wheeler knikte, maar het leek wel alsof hij ons niet kon horen en te beleefd was om dat te zeggen. Mijn vader boog zich verder naar hem toe en sprak luider. ‘We willen u al een hele tijd graag een vraag stellen,’ zei hij heel duidelijk articulerend. ‘Als waarnemers de werkelijkheid creëren, waar komen de waarnemers dan vandaan?’
Wheeler glimlachte. ‘Uit de fysica. Uit het universum. Ik zou willen zeggen...’ hij pauzeerde even, probeerde de juiste woorden te vinden, ‘... dat het universum een door zichzelf veroorzaakt circuit is.’
Mijn vader knikte waarderend en vervolgens peinzend. ‘Dus het komt allemaal uit niets?’
Weer leek Wheeler het niet te horen, en mijn vader vroeg het dus nog een keer, nu luider: ‘Dus het komt allemaal uit niets?’ Wheeler knikte en sprak langzaam. ‘Er is een principe dat zegt dat de grens van een grens nul is.’
Net op dat moment kwamen er een paar andere fysici op hem af en dus bedankten wij hem, zeiden wat een eer het was dat we hem mochten ontmoeten, glimlachten en liepen weg.

De bijeenkomst voor die dag was voorbij en dus besloten we naar buiten te gaan en een wandelingetje door Princeton te maken. De frisse voorjaarslucht leek wel elektrisch geladen. Terwijl we liepen en opgewonden kletsten over de mensen die we hadden gezien en de ideeën die we hadden gehoord, hadden we het gevoel dat we nu deel uitmaakten van iets, ook al waren we niet uitgenodigd.
‘We hebben met Wheeler gesproken!’ zei mijn vader; hij zag er verdoofd uit en grinnikte vol ongeloof.
‘Nou, reken maar!’ We gaven elkaar een high five.
We vonden onze weg naar Mercer Street, de rustige weg waar Einstein had gewoond in zijn Princeton-tijd, waar hij en Wheeler hadden gewandeld en de grote kosmische mysteries hadden besproken. Ineens vond ik het heel grappig dat Einstein in New Jersey had gewoond. New Jersey! Alsof je Shakespeare op een hamburger bij McDonald’s betrapt of ontdekt dat Plato in werkelijkheid geen Griek was maar een Canadees.
We vonden Einsteins huis (Mercer Street 112) en stonden er naast elkaar naar te staren. We waren vol ontzag, maar het huis stond daar in alle bescheidenheid. Het was grappig ouderwets en pretentieloos, geschilderd in dorps, ironisch, anoniem wit. Maar ze waren het aan het renoveren, en de treden naar de voordeur waren afgezet met gele tape, als een plaats waar een moord is gepleegd.
Mijn vader wees naar de tape. ‘Misschien is die kerel die Einstein altijd in zijn gedachtenexperimenten van het dak liet vallen eindelijk aan zijn eind gekomen.’
Ik wist dat Einstein Princeton uitdrukkelijk had gevraagd het huis als een gewoon woonhuis te behouden in plaats van er een of ander monument of museum van te maken. ‘Dit huis zal nooit een bedevaartsoord worden waar de pelgrims naartoe gaan om de botten van de heilige te vereren,’ had hij gezegd. Maar ik vond het niet zo erg. Met al die gele tape konden we nauwelijks de veranda vereren. Bovendien had de patholoog-anatoom die Einsteins lijkschouwing had gedaan zijn hersenen gestolen. Daarbij vergeleken leek met respect in zijn tuin staan nauwelijks een overtreding.
Mijn vader had me eens een oud, versleten gebonden boek met Einsteins essays over relativiteit laten zien dat hij van zijn vader had gekregen toen hij nog maar een jongen was. Hij vertelde me dat hij had geprobeerd het te lezen toen hij nog maar tien of elf jaar was, en dat hij dan deed of hij het begreep. Het boek stond zijn hele jeugd op een plank in zijn slaapkamer; hij staarde er dan naar, bladerde er wat doorheen en wou dat hij de betekenis kon ontwarren, want hij wist wel zeker dat er de belofte van een glanzende waarheid in zat. Terwijl we nu naar het huis stonden te staren, met de maartzon die van de witte verf af spatte, had ik het gevoel alsof ik uit mijn eigen hoofd was gestapt en iets binnen was gegaan wat onmetelijk veel groter was dan ikzelf. Ik keek naar mijn vader en had het gevoel dat hij eindelijk op het pad stond dat hij stiekem altijd had willen betreden. En ik? Ik wilde alleen maar met hem mee.
We keken ingespannen naar het huis, alsof Einstein elk moment de voordeur uit zou komen zetten, en zijn tong naar ons uitsteken en roepen dat we als de wiedeweerga zijn tuin uit moesten.
Is dat huis echt van informatie? Ik vroeg het me af. Is die informatie door mij gemaakt? Door ons? Is er wel iets dat is wat het lijkt? Is iets van dit alles wel echt?
Ik wist dat de wereld om me heen meer moest zijn dan het leek. De fysica schraagde die denkwijze duidelijk – een tafel was tenslotte voornamelijk lege ruimte, en als je inzoomde op de lege ruimte, loste die op in iets anders, iets onbekends. Kijk voldoende nauwkeurig naar iets, en alles wat we kennen, lijkt weg te vallen en iets achter te laten, maar wat? Het een of andere basisingrediënt van de werkelijkheid? Iets zo ongrijpbaars als informatie? Ik had de wetenschap niet nodig om te weten dat schijn bedriegt – dat voelde ik tot in mijn botten. Ik wist dat al vanaf de dag dat mijn vader mij had verteld dat het allemaal een illusie is. Ik wist het omdat ik er anders niet doorheen zou komen. Ik kon de gedachte niet verdragen dat de werkelijkheid ophoudt bij bruidstaarten en elastiekjesballen en huizen in buitenwijken. Als de wereld die ik met mijn eigen ogen zie het begin en einde van alle bestaan is, dacht ik, dan hoeft het voor mij niet. Ik had behoefte aan mysterie. Ik had er behoefte aan te weten dat er meer is tussen hemel en aarde.
Ik vermoedde dat dat bij mijn vader net zo was. Hoewel hij het nooit zou toegeven, zag ik steeds duidelijker dat zijn kalme, professionele burgermansleventje het niet voor hem was. De rebel diep in zijn binnenste, die hippie zonder overhemd die in lotushouding zit te mediteren over de aard van het zelf en het bestaan, die persoon die tot zwijgen was gebracht door carrièredruk en de grillige eisen van de volwassenheid – die man wachtte op een kans om naar buiten te komen, en hij ving een glimp van die kans op in de fysica. En in mij.
We gingen op de stoep voor het huis zitten.
‘Een door zichzelf veroorzaakt circuit...’ mompelde ik.
Mijn vader knikte. ‘De grens van een grens is nul...’
‘Wie is hij, Yoda?’ vroeg ik. ‘De man spreekt in raadselen. Wat betekent het, denk je?’
Mijn vader glimlachte. ‘Ik heb geen flauw idee.’
Daar waren we dan, in Princeton (New Jersey), in een onmetelijk en uitdijend universum, helemaal blij, op verboden terrein, half werkelijk, in het besef dat wat eens een liefhebberij was geweest, nu een missie was geworden.
We zaten nog even ondergedompeld in de zware stilte. Toen stopte er een auto bij het huis, en wij gingen ervandoor.

© 2014 Amanda Gefter
Nederlandse vertaling © 2014 Maven Publishing B.V., Amsterdam / Ingrid B. Ottevanger en Wim Scherpenisse