Totdat de bom valt

Het tijdperk van onzekerheid – Tobias Hürter – vertaling: Conny Sykora – Spectrum – 351 blz.

Op 4 oktober maakte de Zweedse Academie voor Wetenschappen de laureaten bekend voor de Nobelprijs Natuurkunde 2022. De eer viel dit jaar te beurt aan de Fransman Alain Aspect, de Amerikaan John Clauser en de Oostenrijker Anton Zeilinger. De prijs vormt een erkenning voor de bijdrage van het drietal aan de kwantummechanica, meer bepaald door hun experimenten met verstrengelde lichtdeeltjes (fotonen). Hierbij gedragen twee deeltjes zich als één enkele eenheid, zelfs als ze gescheiden zijn. De exotische kwantumwereld is ook voor gespecialiseerde wetenschappers volledig contra-intuïtief en moeilijk te begrijpen. In het boek Het tijdperk van onzekerheid schetst de Duitse wetenschapper en auteur Tobias Hürter (1972) hoe meer dan honderd jaar geleden de ontdekking van de kwantumtheorie het leven van tal van wetenschappers op hun kop zette.

Tot het begin van de twintigste eeuw zijn fysici ervan overtuigd dat alles wat er op hun vakgebied te weten valt min of meer bekend is. Als de zestienjarige Max Planck in 1874 door zijn vader naar Philipp von Jolly wordt gestuurd, probeert deze hoogleraar de jongen een studie fysica uit het hoofd te praten en beschrijft de natuurkunde als een ‘hoogontwikkelde, bijna volledig uitgekristalliseerde wetenschap (…) die spoedig haar definitieve vorm zal hebben bereikt.’ Planck doet toch zijn zin en op 14 december 1894 houdt hij een lezing tijdens het vrijdagcolloquium van het fysisch genootschap in het Magnushuis in Berlijn waarin hij stelt dat energie van verhitte voorwerpen in pakketjes – kwanten – wordt uitgestuurd. Latere fysici duiden die middag aan als ‘de geboorte van de kwantumfysica’.

De jaren daarop volgen de wetenschappelijke publicaties elkaar op. In 1905 publiceert Albert Einstein, octrooiambtenaar derde klasse uit Bern, vijf artikels waarvan zijn relativiteitstheorie maar vooral zijn stelling dat licht moet beschouwd worden als een stroom deeltjes en niet als een golf, opzien baren. De Deen Niels Bohr ontwerpt een atoommodel waarmee hij de spectraallijnen van waterstof kan verklaren. Beetje bij beetje ontwikkelen nieuwe ideeën zich met bijdragen van Max Born, Arnold Sommerfeld, Paul Dirac, Wolfgang Pauli, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Maurice de Broglie en tal van andere pioniers. Het zijn allemaal mannen met Marie Curie als grote uitzondering. Hun ontdekkingen leiden tot verwarring en het omgooien van de conventionele natuurkunde. Het causaliteitsprincipe dat van oudsher de fysica regeert, moet de schop op. De zogenaamde Kopenhaagse interpretatie van Niels Bohr stelt dat de werkelijkheid niet bestaat zonder waarneming. Einstein zal zich nooit kunnen verzoenen met de kwantummechanica en zijn waarschijnlijkheden. ‘In elk geval ben ik ervan overtuigd dat God niet dobbelt’, zal hij in een brief aan Bohr schrijven.

Het boek van Tobias Hürter vertelt in chronologische volgorde de verschillende wetenschappelijke ontwikkelingen zonder in detail te treden. Op levendige en onderhoudende wijze beschrijft hij de gedachtegangen, discussies en ontmoetingen van de protagonisten waarbij hij tal van biografische gegevens en anekdotes verwerkt zodat je kan spreken van een soort collectieve biografie. Dit maakt het boek gemakkelijk leesbaar voor de wetenschappelijke leek. Samen bereik je meer dan alleen en wetenschappers zijn ook maar mensen, dat blijkt duidelijk uit het boek. Hürter beschrijft hun persoonlijkheden, hun eigenaardigheden, vriendschappen, ruzies maar ook hun liefdesrelaties. ‘Schrödinger en de vrouwen, dat is een onuitputtelijk onderwerp en (bijna) even gecompliceerd als de kwantummechanica.’

De ontwikkelingen in het Nazistische Duitsland drijven het wetenschappelijke collectief uit elkaar. De gouden jaren van de fysica zijn voorbij, de donkere breken aan. Iedereen moet zijn eigen weg vinden en wordt gedwongen partij te kiezen. Wantrouwen komt in de plaats van vertrouwen. Einstein vlucht naar Amerika waar ook Bohr zal terecht komen. Heisenberg moddert wat aan met de Nazi’s. Na een partijtje rugby samen met andere gevangen genomen Duitse fysici op een weiland van Farm Hall zal hij vernemen dat de Amerikanen boven Hiroshima een atoombom tot ontploffing hebben gebracht.

‘Aan het eind is de wereld veranderd: de fysici hebben niet alleen een nieuwe kijk op de wereld gekregen maar ook de wereld zelf wezenlijk veranderd.’ Boek bestellen!

Kris Muylle