Kitty Ferguson - Stephen Hawking

Zijn leven en werk
Veen Media, 6 nov. 2012; ISBN 9789085712497
Vertaling: Henny Hassebroek

Inleiding

Stephen Hawking
natuurkundige
Stephen Hawking is een van de markantste mensen van onze tijd; een genie uit Cambridge dat internationale faam heeft verworven als een briljant theoretisch natuurkundige en dat een inspiratie en een openbaring is geworden voor degenen die getuige zijn geweest van de moedige overwinning op zijn handicap. Dit is het levensverhaal van Hawking, geschreven door Kitty Ferguson, die hulp van Hawking zelf en van zijn naaste medewerkers heeft gehad en die de gave bezit het jargon van de theoretische natuurkunde voor niet-wetenschappers begrijpelijk te maken.
Twintig jaar geleden werd Kitty Fergusons boek Stephen Hawking, De theorie van alles: op zoek naar de grenzen van het universum, een Sunday Times-bestseller, die de wereld veroverde. Ze keert nu naar het onderwerp terug voor een herziene versie met een bijgewerkte, zorgvuldig onderzochte en sterk uitgebreide biografie. Het boek geeft veel details uit Hawkings jeugd, het hartverscheurende begin van zijn worsteling met ALS als eerstejaarsstudent, zijn toenemende internationale roem en zijn levenslange strijd om te overleven tijdens de zoektocht naar een wetenschappelijke verklaring van het heelal. In het boek wordt ook het geavanceerde wetenschappelijke werk uitgelegd waarmee Hawking zich heeft beziggehouden.
Stephen Hawking is geschreven met een eenvoud en helderheid waarvoor de boeken van Kitty Ferguson eerder lof hebben gekregen. Het resultaat is een fascinerend verhaal van een opmerkelijk leven en het werk van een geniale geest.

Hoofdstuk 9
"De kans dat er een heelal ontstaat dat leven heeft voortgebracht zoals het onze, is extreem klein."

Voor Hawking was het jaar 1981 niet alleen vanwege zijn mededeling over de informatieparadox een mijlpaal. Hij begon op een nieuwe manier na te denken over de vraag hoe het heelal was ontstaan en hoe het zou eindigen.
Tijdens een congres in het Vaticaan in september zei paus Johannes Paulus II ten overstaan van Hawking en andere wetenschappers, dat het waarschijnlijk zinloos was als mensen zich met het moment van de schepping zouden gaan bezighouden: deze kennis 'komt van Gods openbaring'. Gezien de staat van de kennis en de theorie in die tijd, die voornamelijk dankzij Hawking stelde dat het heelal met een 'singulariteit' (vreemdheid) was begonnen, kon niemand de woorden van de paus tegenspreken. De meeste collega's van Hawking zouden het waarschijnlijk schoorvoetend met de paus eens zijn geweest, hoewel ze eraan twijfelden of God ooit open kaart zou spelen. Hawking zelf had kort daarvoor nog aan de schrijver John Boslough verteld: "De kans dat er een heelal zoals het onze uit zoiets als de oerknal voortkomt, is enorm klein. Ik denk dat er duidelijk religieuze implicaties zijn wanneer je over het ontstaan van het heelal gaat beginnen."

Waar de paus en degenen die hem de wetenschappelijke kennis hadden bijgebracht, geen rekening mee hadden gehouden, was dat Hawking de neiging had zijn eigen eerdere ontdekkingen te ondergraven. Hawkings titel van zijn presentatie op het Vaticaancongres, 'De randvoorwaarden van het heelal', gaf niet aan dat hij de mogelijkheid zou voorstellen dat er geen 'begin' was - 'geen rand' van het heelal - waardoor er geen noodzakelijke rol of plaats voor een schepper was weggelegd.
Als de paus en zijn adviseurs dat hadden geweten, dan waren ze misschien zo verstandig geweest om te besluiten dat de paus een vergelijking moest maken tussen Hawkings ideeën en het joods-christelijke begrip van een God buiten de tijd (van de joodse filosoof Philo van Alexandrië en de christelijke filosoof Augustinus) - het 'Ik ben' uit de Bijbel - voor wie een begin, een eind of onze chronologische tijd niet bestaat. Die manier om naar de tijd te kijken, maakte een belangrijk deel uit van Hawkings 'voorstel zonder grenzen'. Het was voor de filosofie of religie niet nieuw, maar voor de natuurkunde wel.

Het werk dat Hawking eind jaren zestig had verricht, in zijn proefschrift en later, leek een bewijs te zijn dat het heelal als een singulariteit was begonnen, een punt van oneindige dichtheid en oneindige ruimtekromming. Bij die singulariteit zouden de natuurwetten niet langer geldig zijn en het zou, net als de paus dacht, zinloos zijn het ontstaansmoment te trachten te onderzoeken. Er kon elk type heelal uit een singulariteit tevoorschijn komen. Het zou in elk geval onmogelijk zijn te voorspellen dat het een heelal als het onze zou zijn. Het was binnen deze context dat Hawking had gezegd dat een discussie over het ontstaan van het heelal onvermijdelijk tot religieuze implicaties zou leiden.

Het antropisch principe
De meesten mensen zijn ervan overtuigd dat de zon, de planeten en de rest rond de aarde draaien. De wetenschap vertelt ons echter dat het heelal er vanuit ons standpunt hetzelfde uitziet als vanuit een ander. De aarde, met ons als favoriete passagiers, is niet het middelpunt van alles.
Hoe meer we echter ontdekken, zowel op microscopisch als op kosmisch niveau, des te meer hebben we de indruk dat er een zorgvuldige planning, een ongelooflijke fijne afstelling moet hebben plaatsgevonden om het heelal zo te maken, dat wij er kunnen bestaan. Begin jaren tachtig zei Hawking: "Als je de mogelijke constanten en wetten in aanmerking neemt die zouden kunnen hebben ontstaan, dan is de kans dat er een heelal ontstaat dat leven heeft voortgebracht zoals het onze, extreem klein."
Er zijn voorbeelden genoeg van deze raadselachtige fijnafstemming: Hawking wees er bijvoorbeeld op dat als de elektrische lading van het elektron ook maar iets anders was geweest, er ofwel geen sterren zouden stralen om ons licht te verschaffen, ofwel ze niet als supernova's zouden zijn geëxplodeerd, die de grondstoffen voor nieuwe sterren zoals de onze of planeten als de aarde, de ruimte in hebben geslingerd.
Als de zwaartekracht minder sterk was geweest, zou de materie niet zijn samengeklonterd tot sterren en sterrenstelsels, en er zouden evenmin sterrenstelsels en zonnestelsels zijn ontstaan als de zwaartekracht niet ook de zwakste van de vier natuurkrachten was geweest. Er is momenteel geen enkele theorie die de sterkte van de zwaartekracht of de lading van het elektron kan voorspellen. Het zijn willekeurige elementen, die alleen door observatie te verkrijgen zijn, maar ze lijken zeer nauwkeurig te zijn aangepast om het leven zoals we dat kennen mogelijk te maken.

Moeten we concluderen dat Iets of Iemand ons in gedachten had toen alles werd opgezet? Is het heelal, zoals de astronoom Fred Hoyle het uitdrukte, 'afgesproken werk', een grote samenzwering om intelligent leven mogelijk te maken? Of is er een andere verklaring mogelijk?
"Wij zien het heelal zoals het is omdat we bestaan." De dingen zijn zoals ze zijn omdat wij zijn. "Als het anders was geweest, dan zouden we er niet zijn om het op te merken." Dit zijn allemaal manieren om uitdrukking te geven aan wat we het 'antropisch principe' noemen.

Hawking verklaart het antropisch principe als volgt: stel je een heleboel verschillende, afzonderlijke heelallen voor, of verschillende gebieden van hetzelfde heelal. De eigenschappen van de meeste heelallen, of van de meeste gebieden van hetzelfde heelal, zijn niet geschikt voor de ontwikkeling van intelligent leven. Van enkele ervan zijn de eigenschappen echter precies goed om sterren, sterrenstelsels en zonnestelsels te laten ontstaan en om intelligente wezens te laten ontwikkelen, die het heelal kunnen bestuderen en zich kunnen afvragen waarom het heelal zo is als het is. Volgens het antropisch principe is het enige antwoord op hun vraag, dat als het anders was, we er niet zouden zijn om de vraag te stellen.

Wordt er met het antropisch principe eigenlijk iets verklaard? Sommige wetenschappers zeggen dat dat niet zo is, dat het enige wat het aantoont, is dat wat eruitziet als fijnafstemming, wel eens gewoon toeval kan zijn. Het doet denken aan het verhaal dat als je maar genoeg apen typemachines geeft, er volgens de wetten van de kansberekening altijd wel een bij is die de eerste vijf regels van Shakespeares Hamlet schrijft. Ook al zou ons heelal uiterst onwaarschijnlijk zijn, als er maar genoeg heelallen zijn, dan is er wel eentje bij die op het onze lijkt.

Sluit het antropisch principe God uit? Nee, maar het laat wel zien dat het heelal er geknipt uit kan zien voor ons bestaan, zonder dat er een god nodig is.
John Wheeler dacht dat we het antropisch principe een stap verder kunnen brengen. Misschien, stelde hij voor, kunnen er helemaal geen natuurwetten zijn, tenzij er waarnemers zijn om ze uit te vinden. Er zouden dan ook niet al die alternatieve heelallen nodig zijn, omdat elk heelal waarin geen waarnemers zouden kunnen ontstaan, gewoon niet kan bestaan.
Als dat zo is, betekent dat dan dat als we zijn uitgestorven, het heelal ook verdwenen is? Zullen de toneelknechten tevoorschijn komen om op te ruimen wanneer de laatste toeschouwer het theater verlaat? Als we er niet meer zijn om ons te herinneren dat het bestond, heeft het dan eigenlijk ooit bestaan? Geeft het feit dat wij een kort stukje van zijn bestaan hebben meegemaakt, het heelal het vermogen te blijven bestaan nadat wij verdwenen zijn?

Er zijn enkele natuurkundigen die een verband willen leggen tussen een waarnemer-afhankelijk heelal en ideeën uit de oosterse mystiek: hindoeïsme, boeddhisme en taoïsme. Ze krijgen geen steun van Hawking; hij zegt: "Het heelal uit de oosterse mystiek is een illusie. Een natuurkundige die dit met zijn eigen werk in verband wil brengen, heeft de natuurkunde aan de kant geschoven."

Hoewel het idee niet van hem is, wordt het antropisch principe vaak met Hawking geassocieerd, maar ook met collega's, met name Brandon Carter, die halverwege de jaren zestig een werkkamer met Hawking deelde en in 1972 met hem samenwerkte om de ideeën van Jacob Bekenstein over zwarte gaten en entropie te weerleggen. Hawking en de meeste andere natuurkundigen hoopten dat we ons niet op het antropisch principe hoeven te verlaten als de enige verklaring voor waarom we het type heelal hebben dat we hebben en geen ander. "Was het allemaal alleen maar toeval?" vraagt Hawking zich af. "Dat is dan vragen om moeilijkheden, een ontkenning van al onze hoop op begrip van de onderliggende orde van het heelal."
Deze woorden zouden profetisch blijken.

Ondertussen had de paus gezegd dat het niet kon. Het antropisch principe zegt dat het gewoon een worp met de dobbelstenen was (één keer werpen te midden van een nagenoeg oneindig aantal malen) die voor ons goed uitpakte. Sommigen beweerden dat God naar goeddunken van gedachten kon veranderen en dingen kon aanpassen, inclusief de natuurwetten. Maar Hawking was van mening dat een almachtige God helemaal niet van gedachten hoefde te veranderen of dingen aan te passen. Hij geloofde dat er wetten zijn die golden op het moment dat wij het begin of de Schepping noemen - die ons heelal vormden zoals het nu is en niet anders - en dat wij in staat zijn deze wetten te begrijpen. Hij wilde weten welke wetten dat waren. Dat betekende dat hij op een of andere manier de ultieme gordiaanse knoop moest doorhakken: de singulariteit.
Het zou nog enige jaren duren voordat Hawking volledig had uitgewerkt hoe hij die heldendaad zou gaan verrichten. Ondertussen, het was oktober 1981 en niet lang na het bezoek aan het Vaticaan, was hij ook bezig naar het ontstaan van het heelal te kijken met behulp van een andere theorie, bekend onder de naam 'inflatie'.


terug naar het antropisch principe

terug naar de woordenlijst

terug naar het weblog







^