Theorie van alles hoe faalangst de zoektocht van natuurkundigen naar

Theorie van alles: hoe faalangst de zoektocht van natuurkundigen naar het ultieme antwoord belemmert

Darren Whittingham/Shutterstock

Het is meer dan een eeuw geleden sinds de bloeiperiode van de natuurkunde explodeerde met Albert Einstein, Max Planck en anderen, en ons in een nieuwe wereld van chaos stuurde vanuit ons voorheen geordende universum. Deze briljante generatie natuurkundigen heeft uiteindelijk de lagen van het universum en van het atoom afgepeld om een wereld te onthullen die vreemder is dan fictie.

Sinds de begindagen van de kwantummechanica, de theorie die de microwereld van atomen en deeltjes beheerst, is de heilige graal van de natuurkunde het vinden van een theorie van alles – het verenigen van de kwantummechanica met Einsteins algemene relativiteitstheorie, die van toepassing is op het universum op grote schalen.

Maar we hebben nog steeds geen beproefde theorie van alles. En ik denk dat faalangst een groot deel van het probleem is.

Het creëren van een theorie van alles is niet bepaald eenvoudig. Het gaat om het produceren van een raamwerk dat de fundamentele krachten van ons universum verenigt, terwijl alle onderliggende constanten en grootheden en elk subatomair deeltje worden verantwoord. De prijs voor degene die deze ultieme vraag beantwoordt is eeuwige roem in de annalen van de mensheid.

Er was een grote honger om het op te lossen in Einsteins generatie. Einstein werkte zelfs op zijn sterfbed aan een theorie van alles – werk waar hij uiteindelijk belachelijk om werd gemaakt. Einsteins bijdrage aan de natuurkunde was zo groot dat hij nog steeds een superster is. Maar de natuurkundigen Arthur Eddington, Hermann Weyl en wiskundige David Hilbert waren niet zo fortuinlijk en sommigen ondergingen veel ergere gevolgen.

Neem bijvoorbeeld Eddington, misschien wel de grootste wetenschapper waar je nog nooit van hebt gehoord. De astronoom en natuurkundige uit Cambridge bewees dat Einstein gelijk had met zijn werk over de analyse van een eclips in 1919 en lanceerde Einstein daarmee tot supersterrendom. Eddington schreef ook de eerste Engelse boeken over relativiteit voordat hij hetzelfde deed met de Big Bang-theorie van Georges Lemaître.

Hij schreef ook een boek over kwantumfysica en werd de grootste populaire schrijver over wetenschap in de jaren 1920 en 1930, naast zijn baanbrekende werk over stellaire fysica (de fysica van sterren). Toch is hij vandaag de dag obscuur vanwege zijn intense zoektocht naar een fundamentele theorie.

Postuum gepubliceerd, werd zijn poging onmiddellijk verbannen vanwege zijn ongelooflijke mislukking. Bespot als numerologie (het geloof in een mystieke relatie tussen een getal en gebeurtenissen), werd zijn vreemde interesse in de kracht van bepaalde getallen belachelijk gemaakt door andere wetenschappers. En, zoals veel bekende astrofysici hebben opgemerkt, heeft het sinds zijn publicatie geen waarde meer gehad.

Eddingtons verbluffende uiteindelijke mislukking diende als een krachtige waarschuwing voor de prijs die betaald moet worden voor het missen van het doel. Het laatste decennium van zijn leven dat hij besteedde aan het nastreven van een theorie van alles eindigde in ernstige schade aan zijn nalatenschap.

Een nieuwe generatie

De generatie van de natuurkundige Richard Feynman (1918-88), volgend op die van Einstein en Eddington, verloor de interesse in een theorie van alles. Feynman en zijn collega’s vonden hun eigen glorie in nieuwe subatomaire ontdekkingen en theorieën, en toepassingen van de fysica in de chemie en biologie, wat leidde tot verschillende Nobelprijzen. De spot die werd geoogst door degenen die het voor hen probeerden en faalden, kan een van de redenen zijn geweest.

Deze buitensporige prijs voor mislukking steeg uiteindelijk naast de glorie van de fysica van het interbellum. In een periode van ongeëvenaard succes was mislukking onvergeeflijker. Dit was nauwelijks een stimulans voor jonge en briljante moderne geesten die zich wilden toeleggen op het grootste vraagstuk.

Zelfs vandaag de dag worden pogingen tot theorieën over alles bespot. De snaartheorie is bijvoorbeeld zo’n poging en is door Nobelprijswinnaar Roger Penrose geminacht als zijnde geen “echte wetenschap”.

Hij is niet de enige. Natuurkundige Stephen Hawking geloofde dat een versie van de snaartheorie genaamd M-theorie onze beste optie was voor een theorie van alles. Maar de theorie heeft moeite om voorspellingen te doen die door experimenten getest kunnen worden.

Afbeelding van Albert Einstein en zijn vrouw.

Albert Einstein probeerde het en faalde.
wikipedia, CC BY-SA

Een jonge wetenschapper van vandaag kan zich afvragen, als Einsteinx, Eddington en Hawking het probleem niet konden oplossen, wie dan wel? En inderdaad, velen betwijfelen of dat mogelijk is. Is het wel nodig, omdat we pragmatisch gezien ook zonder kunnen?

Het is dan ook geen wonder dat veel natuurkundigen de term “theorie van alles” tegenwoordig liever vermijden en in plaats daarvan kiezen voor minder grandioze alternatieven zoals “kwantumzwaartekracht”.

Financiering en carrière

Naast de hoge prijs van mislukking liggen er nog andere problemen op de loer. Een briljante jonge geest kan een doodlopende carrière tegemoet gaan door op zoek te gaan naar een theorie van alles. Welke academische vooruitgang kan iemand verwachten aan het begin van zijn carrière als dit gewenst is? Wie zal aanzienlijke financiering geven aan jonge, onbewezen onderzoekers die op korte termijn een schijnbaar onmogelijk doel nastreven?

Het is waarschijnlijk dat een theorie van alles uiteindelijk massale samenwerking vereist om opgelost te worden. Ironisch genoeg is dit misschien een taak voor de oudere natuurkundigen, ondanks de waarschuwingen van Eddington en anderen. Francis Crick wijdde zijn aandacht aan het oplossen van het bewustzijnsprobleem in zijn latere jaren, zij het zonder succes.

We hebben samenwerking nodig. Maar het vooruitzicht van een theorie van alles komt misschien alleen van diegenen die al zoveel bereikt hebben dat ze zich de mogelijke verlegenheid kunnen veroorloven en het voordeel van de twijfel krijgen. Dit wekt nauwelijks het enthousiasme van de levendige, jonge geesten die anders het probleem zouden kunnen aanpakken.

In onze poging om het ultieme probleem op te lossen, hebben we misschien onbedoeld een monster gecreëerd. Ons academisch kader voor onderzoeksvoortgang is daar niet bevorderlijk voor en de geschiedenis heeft een onvriendelijk beeld gegeven van wat er gebeurt met degenen die het proberen.

En toch is onze grootste vooruitgang altijd gekomen van degenen die bereid waren risico’s te nemen.

Het Gesprek

Sam McKee werkt niet voor, heeft geen adviesfuncties, bezit geen aandelen in en ontvangt geen financiering van bedrijven of organisaties die baat zouden hebben bij dit artikel en heeft geen relevante banden bekendgemaakt buiten zijn academische aanstelling.

Ubergeek Loves Coolblue

Zou je na het lezen van deze artikel een product willen aanschaffen?
Bezoek dan Coolblue en ontdek hun uitgebreide assortiment.