Columns:
De magie van wetenschap
Gerard 't Hooft
Natuurkunde
Gerard 't Hooft is KNAW-lid, Akademiehoogleraar en Nobelprijswinnaar
Er moest een pakkende term verzonnen worden waarmee de Koninklijke Akademie haar 200-jarige bestaan wenst te vieren. Met 'Magie van wetenschap' hopen de populeerders van de wetenschap nu de aandacht van het publiek te kunnen trekken, een publiek dat verwend is met ander, en in hun ogen dikwijls beter vermaak. Aan mij werd de vraag gericht hier een column over te schrijven. In al mijn goedheid stemde ik daar natuurlijk in toe. Maar wat is nu die magie van de wetenschap? Er is niets magisch aan wetenschap. Integendeel, als je iets grondig bestudeert, doe je dat met de bedoeling het onderwerp goed te begrijpen. Dan blijft er van de 'magie' niets meer over.
'Wonder en is gheen wonder', zo merkte de Vlaams toegepast wiskundige, natuurkundige en ingenieur Simon Stevin al op, eind 16e eeuw. Je hoeft je nu niet meer te verwonderen. Nu snap je hoe de hefboom werkt, dat er behoud van energie is, dat beweging relatief is, dat actie altijd reactie oproept.
Is er magie in wetenschap? Niets lijkt wonderlijker dan de kunst om te zweven, om je zonder moeite los te maken van de grond. Welnu, de wetenschap heeft ons verteld hoe je een grote luchtballon kunt verwarmen met het vuur van een gasfles. En inderdaad verheft zo'n ding zich sierlijk van de grond, met een mandje vol uitgelaten toeristen eronder. Maar als je nauwkeurig uitrekent hoe de gewichtsverhoudingen zijn, als je je realiseert dat warme lucht zich uitzet, dan is dit toch geen wonder meer.
Nu staat 'magie' voor nog iets ergers dan 'wonder'. Net als “wonder” is ook “magie” iets dat eigenlijk niet kan, als je probeert het te analyseren, maar het klinkt wat kwaadaardiger. Volgens het Wolkers Grieks-Nederlands Woordenboek duidt dit woord op het 'bedrog van de Magi', oud-Perzische priesters van de Chaldeese stam Mag. Je hield je publiek voor de gek door toverwoorden uit te spreken, alsof daar enige krachtwerking van uitging. Magie is dus bedrog, en ja, bedriegen is meestal veel leuker en verleidelijker dan geduldig uiteenzetten hoe iets werkt.
Zelfs in de moderne wetenschap kom je daarom nog wel eens 'magie' tegen. Toen de natuurkundigen Glashow, Iliopoulos en Maiani zich bogen over de vraag waarom K-mesonen niet in twee muonen kunnen uiteenvallen, leek dit een hardnekkig probleem voor de meeste theorieën die ze konden bedenken. Tot ze op het idee kwamen dat er een vierde type 'quark' zou kunnen bestaan. Alle hun bekende deeltjes konden worden beschouwd als zijnde opgebouwd uit drie soorten quarks. Maar het bestaan alleen al van een vierde type was voldoende om de overgangen tussen quarks zodanig te laten plaatsvinden dat het twee-muon verval weggezuiverd werd. Dit leek een vreemd effect, maar het kwam echt uit de berekeningen. Magisch! Het vierde type quark werd 'charm' genoemd — een 'vreemde' quark hadden we al. Het charmante quark moest die naam krijgen vanwege juist die tweede betekenis van 'charming': betoverend. Deze magiërs hadden het bij het rechte eind, want ruim een decennium later werden er deeltjes ontdekt met het voorspelde charm quark erin.
Ernstiger misbruik van de magie vindt er plaats, het spijt me te moeten zeggen, in de snarentheorie. Die theorie is ook zonder hocus pocus al erg moeilijk te begrijpen. Maar de enthousiaste onderzoekers melden met enige regelmaat van de onbegrijpelijke wonderen waar volgens hen deze theorie steeds weer op uitkomt. Als door een wonder genereren kleine gesloten lussen van snaren een kracht die we kunnen vereenzelvigen met de zwaartekracht. Als door een wonder vallen alle tegenstrijdigheden die men vroeger was tegengekomen weg, als je aanneemt dat er nog minstens zes 'verborgen' dimensies bestaan. Iedere keer als de theorie dreigde te falen, werd zij weer als door een wonder gered. Zoveel wonderen, dat kan niet op toeval berusten, zo meent men, en daarom moet die supersnarentheorie wel goed zijn. De onschuldige toehoorder, hoe goedgelovig ook, hoeft dit helemaal niet te accepteren. Magie is bedrog, en zolang niet alles haarfijn uiteengezet wordt, is er reden tot argwaan.
Misschien is de magie van snarentheorie-adepten helemaal niet zo wonderlijk, of misschien zijn de beweringen gewoon onjuist, want we hebben nog maar heel weinig middelen voorhanden om deze theorie aan directe of indirecte waarnemingen te toetsen.
Goede wetenschap slaagt erin de magie te verdrijven en te vervangen door een deugdelijke uiteenzetting. Maar willen we dit wel? Is het niet veel bekoorlijker je door de magie, door het ongelofelijke, te laten imponeren? Met kleine ruimteschepen heeft men het gepresteerd om de onnoemlijke afstanden tot verre planeten te overbruggen en de meest fantastische plaatjes van verre hemellichamen worden moeiteloos doorgeseind naar de aarde. Sommige ruimteschepen slaagden erin op een planeet, maan of asteroïde te landen en ons over hun bevindingen te rapporteren. Weer andere wetenschappers weten ons te melden hoe het heelal is ontstaan, hoe de aarde er miljoenen of miljarden jaren geleden uitzag, en wat voor wonderlijke planten en dieren er toen leefden. We willen soms geen uitleg, we willen daar met open mond van genieten. Zolang we maar beseffen dat we hier steeds met zuivere wetenschap te doen hebben. Wetenschap wordt bedreven door mensen die hun zaakjes naar beste vermogen hebben weten te analyseren. Aan magie hebben ze geen boodschap.
