Quantum Physics Simplified

SP Austen schrijft over een breed scala aan onderwerpen, met bijzondere aandacht voor onderwerpen die het menselijk bewustzijn beïnvloeden.

In dit artikel ga ik proberen om in lekentaal enkele basisbegrippen uit te leggen die bij kwantumfysica komen kijken.

De kwantumfysica is een omvangrijk en ingewikkeld onderwerp, en vaak zo ingewikkeld dat het moeilijk kan zijn om echt te begrijpen wat het betekent of om de implicaties te begrijpen achter de wetenschappelijke kennis en verklaringen die worden gegeven over hoe het heelal werkelijk werkt.

De aard zelf van de kwantumfysica impliceert minder conventionele wetenschappelijke concepten zoals tijdloosheid, meervoudige dimensies en meervoudige universa. Kwantumfysici zijn afgeweken van de zuiver mechanistische kijk op de werkelijkheid, en staan daarom enigszins aan de rand van de conventionele wetenschappelijke modellen van het Universum.

Veel van de ideeën van de kwantumfysica lijken ook de oude mystieke leringen van yogi’s en goeroes door de lange eeuwen heen te bevestigen. Daarom kan de kwantumfysica een beslist onconventionele neiging lijken te hebben, en een meer mystieke en spirituele neiging.

Deeltjes en Golven

In de kwantumfysica worden grote deeltjesversnellers, vaak enkele kilometers in omtrek, gebruikt om experimenten uit te voeren in het bestuderen van de structuur en de aard van atomen. Deze experimenten versnellen atomaire structuren met grote snelheden die de snelheid van het licht benaderen, en veroorzaken botsingen waardoor zij uiteenvallen, om te ontdekken waaruit atomen zijn opgebouwd en hoe zij zich gedragen. Er is een Large Hadron Collider in Zwitserland en een in Californië, alsmede duizenden andere over de hele wereld.

Een hadron is in feite een subatomair deeltje, gevormd uit samengestelde elementen die bekend staan als quarks, en die bij elkaar worden gehouden door krachtige elektromagnetische krachten, en de term kan worden gebruikt om te verwijzen naar een deeltje of we kunnen deze subatomaire structuren gewoon deeltjes noemen.

Wat kwantumfysici bij deze experimenten hebben ontdekt, is dat de bestanddelen van atomen zich op tegenstrijdige manieren gedragen, waarbij het soms lijkt alsof zij feitelijke harde, fysische deeltjes zijn en zich op andere momenten meer gedragen als golven van energie. Wetenschappers weten al dat er bij atomen op subatomair niveau sprake is van enorme ruimtegebieden, en dat de bestanddelen van atomen zelf binnen die enorme open ruimte oneindig klein zijn.

Om een idee te krijgen van de “lege ruimte” die bij een atoom betrokken is, zou men bijvoorbeeld een kern in het centrum van een atoom kunnen vergelijken met een zandkorrel in het centrum van een enorme kathedraal. De elektronen en protonen van het atoom die eromheen zoemen, zouden eenheden ter grootte van een erwt zijn, even ver van de kern verwijderd als de buitenmuren van de kathedraal van het altaar zijn, en allen opererend in deze massieve leegte die wij het atoom noemen. Het is alleen de enorme snelheid van de zoemende elektronen en protonen die de materiële dichtheid creëert van alles wat wij in de materiële wereld gemanifesteerd zien. De rest is lege ruimte.

In wezen is alles wat wij kunnen zien en aanraken met ons fysieke lichaam een verdichting van deze energie, zoals die in het atoom wordt aangetroffen. Wanneer we het niet kunnen zien of aanraken, is de energie vrij, maar altijd beschikbaar in de atmosfeer om ons heen. De natuur verafschuwt een vacuüm! Deze energie kan zich vormen tot materiële substantie die we kunnen zien en aanraken, of ze kan uit ons bewustzijn verdwijnen. Daarom kan het wisselen tussen “vast” zijn zoals in het deeltje, of als “energie” in de vorm van de golf.

Licht zelf gedraagt zich ook in deze of-of-stand, soms verschijnend als deeltjes van licht, soms als elektromagnetische golven van licht. Lichtdeeltjes worden fotonen genoemd, en in de kwantumfysica worden deze fotonen geacht zich te verplaatsen in energiepakketjes van quanta, waaraan de kwantumfysica haar naam dankt.

Daarom is wat wij beschouwen als vaste materie, in alle vormen van atomaire structuur, niet definitief zo, en is slechts relatief ten opzichte van andere fysieke componenten die ermee interageren, zoals ons eigen fysieke lichaam en onze zintuigen. Atomen kunnen zowel deeltjes als golven van energie vertonen van het ene moment op het andere.

Einsteins beroemde vergelijking E = mc2 stelt dat massa energie is en dat energie kan worden omgezet in massa en massa weer in energie. Eenvoudig gezegd, het hele heelal is energie die zichzelf vormt tot massa, of materie.

Atomaire structuren

Op subatomair niveau hebben kwantumfysici ontdekt dat deeltjes zowel kunnen worden vernietigd als onverwoestbare of eeuwige eigenschappen vertonen. Zij verschijnen alleen weer in verschillende vormen, soms als deeltjes, soms als golven, en vaak wisselend tussen het een en het ander.

Hoewel wij allen vaste materie zien als zeer solide voor ons zicht en onze tastzin, is het in de kwantumfysica algemeen bekend dat op subatomair niveau deze atomaire structuren met kolossale snelheden rondzweven, zoals hierboven waargenomen, en in een voortdurende staat van dynamische beweging verkeren. Het is alleen de ongelooflijke snelheid van elektronen, protonen en neutronen die ergens de indruk van vastheid aan geeft. Zoals de mystici beweerden, is alles in de materiële wereld slechts een illusie.

De kwantumfysica kent meer dan 200 soorten hadronen die worden aangetroffen onder atomaire deeltjes, waarbij quarks slechts enkele van deze componenten zijn. Deze hadronen of deeltjes worden waargenomen in bubbelkamers gedurende de kortste perioden, minder dan een miljoenste van een seconde. Atoomstructuren worden dan gezien als een voortdurend en dynamisch samenspel van energie die van de ene toestand in de andere overgaat. Niets is statisch.

Een ander aspect van deeltjes is dat er in de natuur geen fundamentele ‘bouwsteen’ lijkt te bestaan, dat wil zeggen een ultiem subatomair deeltje, en dat elk deeltje uit zichzelf weer andere deeltjes voortbrengt, die op hun beurt weer het deeltje voortbrengen dat het heeft voortgebracht! Dit is echt een vraag van wat kwam eerst, de kip of het ei?

Er is een constante en dynamische uitwisseling van energie gaande in een nooit eindigende cyclus. Een recycling van energie, van hadronen, deeltjes, elektromagnetische golven. Het lijkt er dan op, dat de essentie van de materiële wereld slechts een continuüm is van deze energiestroom, waarbij E = mc2 voortdurend, ad infinitum.

Een ander opmerkelijk aspect dat in de kwantumfysica wordt gevonden, is dat het heelal lijkt te zijn samengesteld uit myriaden hologrammen. Elk deeltje is slechts een afspiegeling van elk ander type deeltje, en elk deeltje weerspiegelt elk ander deeltje, precies hetzelfde. Zoals zovele myriaden dauwdruppels op gras, wordt de zon microscopisch gereflecteerd in elke dauwdruppel.

Wat is dan de Werkelijkheid?

Vele spirituele leringen, zoals die van het Boeddhisme en het Hindoeïsme, brengen het concept naar voren dat de ultieme werkelijkheid bestaat uit het niets, uit mentale stilte, uit volledige stilte, een plaats van pure leegte waar geen concepten van tijd, ruimte, plaats, of vorm bestaan. De wereld zelf wordt gezien als maya of illusie.

Toch, in deze zelfde leegte wordt het Leven zelf gevonden. Het is in deze leegte, deze ruimte, of leegte, waar de onderliggende werkelijkheid van het bestaan werkelijk bestaat. Denk aan onze kathedraal analogie; de ruimte is belangrijk, het is waar de levenskracht wordt gevonden, die elektromagnetische kracht die het allemaal samenbindt en de atomen in beweging zet.

Net als de atomaire structuren van alle dingen, is er een enorme leegte van ruimte die eigenlijk het centrum van het leven zelf is. Het heeft geen echte vorm op zich, en kan soms worden geïnterpreteerd als een vaste massa (deeltje) of als pure energie (golf) die niet echt het een of het ander is, maar beide.

Kwantumfysici hebben geprobeerd precies te meten waar een bepaald deeltje zich in hun experimenten zou kunnen bevinden, maar er is geen werkelijk goed gedefinieerd momentum dat met zekerheid kan traceren waar een deeltje zich op een bepaald moment zou kunnen bevinden, en het momentum van het deeltje zelf heeft ook geen definitieve baan. Bovendien kan het op elk moment gemakkelijk een golf worden! De aard van de werkelijkheid lijkt dus te bestaan uit iets wat kwantumfysici een kwantumveld noemen. Dit kwantumveld is de leegte, de leegte waarop alle gemanifesteerde werkelijkheid rust.

Dus, de kwantumfysica vertelt ons dat wat we zien in deeltjesversnellers eigenlijk een grote hoeveelheid potentiële waarschijnlijkheden is, maar geen definitieve bestemming, of uitkomst. Bij het meten van de effecten van deeltjesbotsingen in bubbelkamers maken de hadronen een groot aantal sporen die worden gefotografeerd en vervolgens in computers worden uitgewerkt om meer over hen en hun gedrag te weten te komen.

Het grootste deel hiervan blijft echter een mysterie, zelfs voor de kwantumfysici zelf. Deze wetenschappers hebben zelfs ontdekt dat de aard zelf van de wetenschappers die dergelijke verschijnselen als deeltjes waarnemen, van invloed is op de uitkomst van hun experimenten.

Eén conclusie is dat de aard van het Universum op kwantumniveau is dat alles wat we waarnemen een proces van waarschijnlijkheden is, maar niet definitief voorspelbaar, en dat alles wat we zien, hetzij levende wezens of zogenaamde levenloze voorwerpen, in feite een levendige, levende kracht is, en niet volledig kan worden gescheiden van enig ander levend ding of voorwerp, omdat er slechts één complex verenigd Geheel is.

Dit sluit natuurlijk aan bij de gedachten van mystici, yogi’s en spirituele leraren door de eeuwen heen; dat Alles Eén is, alles met elkaar verbonden is, alles leeft, niets sterft, maar slechts van vorm en structuur verandert in de ene staat naar de volgende.

Dus is er één Verenigend Principe aan het werk achter het gemanifesteerde Universum, volgens de bevindingen van de kwantumfysica. Datzelfde verenigende Principe, dat volgens de oude mystici alle tijd en ruimte omvat, zou God genoemd kunnen worden.

fritjofcapra.net

Deeltjesfysicus Fritjof Capra schreef in 1975 een briljant boek, De Tao van de Fysica, waarin Oosterse Mystiek en Kwantumfysica met elkaar worden verenigd. Ik dring er bij iedereen die serieus geïnteresseerd is in dit onderwerp op aan dit boek te lezen. Hij legt heel helder uit hoe natuurkundigen ontdekten dat hun innerlijke staat van verwachting tijdens hun experimenten met hadronen in deeltjeskamers de uitkomst van de experimenten daadwerkelijk beïnvloedde. Dit werd vele malen herhaald. Deze experimenten hebben keer op keer aangetoond dat materie in wezen intelligente energie is en op ons reageert. In wezen wordt de wereld gevormd door onze verwachtingen ervan.

De Tao der Natuurkunde is naar mijn mening een van de belangrijkste boeken van de moderne tijd; de implicaties ervan voor de studie en ontwikkeling van het menselijk bewustzijn en de aard van de Werkelijkheid is van het grootste belang. Het is tegelijkertijd een wonderbaarlijke studie in kwantumfysica en de diepere openbaringen van mystiek.