Chaos en zwarte gaten

Begin juli, tijdens onze vakantie in Engeland, bezochten GJ en ik een tweedehands boekhandel in Bristol. Heerlijk even snuffelen tussen al die oude boeken. Tot mijn eigen verrassing vond ik in korte tijd op het Science plankje drie populair wetenschappelijke boeken die ik nu met veel plezier aan het lezen ben. De liefde voor de natuurkunde is me altijd bijgebleven, ook al heb ik na mijn studie voor andere wegen gekozen.

Het eerste boek Chaos is van de NYT wetenschapsjournalist James Gleick. Het boek leest prima weg. Het is interessant om te lezen hoe een bepaalde zienswijze in de natuurkunde blind maakt voor alternatieven. Natuurkundigen proberen de werkelijkheid met hun differentiaalvergelijkingen te beschrijven. Daarbij geniet lineariteit de voorkeur. Dat vergemakkelijkt de analyse: kleine veranderingen hebben kleine gevolgen, dat is de aanname van de fysici. Gevallen met onverklaarbare afwijkingen worden terzijde gelegd of beschouwd als meetfout in het experiment.

Heel boeiend wordt beschreven hoe vanaf de jaren 50 en 60 op allerlei plekken ontdekt wordt dat kleine variaties in input soms grote verschillen in output teweeg brengen. Wiskundige onderwerpen die door fysici werden beschouwd als rariteiten uit de pure wiskunde blijken op vruchtbare wijze te kunnen worden gebruikt in de natuurkunde, biologie, economie, en wat al niet. Het charmante van het boek is dat je van heel dichtbij meemaakt hoe de pioniers van de chaostheorie zoals Lorentz, Smades, en Mandelbrot hun weg zoeken en een zienswijze ontwikkelen met een ongekende kracht en schoonheid. Wie kent niet de prachtige kleurenplaten van fractals ?

Het tweede boek is het bekende A brief history of time van Stephen Hawking, de briljante Engelse theoretisch natuurkundige die met name in de astrophysica zijn sporen verdiend heeft. Hij heeft baanbrekende publicaties op zijn naam staan over die rare singulariteiten die afgeleid worden uit de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein: zwarte gaten. Stephen Hawking heeft de spierziekte ALS en is daardoor aan een rolstoel gekluisterd.

Zijn boek A brief history of time heeft jarenlang in de bestsellerlijst van de Sunday Times gestaan. Het is een degelijke behandeling, zonder wiskunde, van de recent verworven inzichten in zwarte gaten en hun gedrag. Ik vind het fascinerend, maar je moet natuurlijk wel interesse voor sterrenkunde en theoretische natuurkunde hebben. Stephen Hawking behandelt zijn onderwerp degelijk, als een goed docent. Op het eind plaatst hij zijn behandeling in een breder kader. Als je een korte geschiedenis van de tijd beschrijft kun je er natuurlijk niet omheen enkele dingen over zingeving te zeggen. Daar blijken onze wegen te scheiden. Stephen Hawking verwacht veel van de wetenschap, het is zijn zingevingskader. Hij is op zoek naar de natuurkundige theorie die het ontstaan van het heelal verklaart. Hij schrijft: If we find the answer to that, it would be the ultimate triumph of human reason - for then we would know the mind of God. Nee, dat geloof ik niet.

Het derde boek is Infinite in all directions van Freeman Dyson. Ik heb nog een vage herinnering aan de Dyson-Schwinger vergelijkingen uit de quantumelectrodynamica. Ook Dyson is een eminent theoretisch natuurkundige. Zijn boek bevat de Gifford Lectures die hij gegeven heeft in 1986 in Edinburg. Elk jaar wordt een wetenschapper uitgenodigd om de Gifford Lectures te verzorgen, wat een hoge eer is : For over a hundred years the Gifford Lecture series has been one of the foremost lecture series dealing with religion, science and philosophy.
Freeman Dyson is voor mij een voorbeeld van een wetenschapper die geloof en wetenschap in gezond evenwicht houdt. Elk spreekt een eigen taal, elk heeft eigen regels en waarden, en geen van beiden kan worden herleid tot de ander. Dyson is scherp gekant tegen het reductionisme dat zo sterk aanwezig is bij Stephen Hawking.

Zijn boek is een feest om te lezen. Hij is een wetenschapper met een brede maatschappelijke belangstelling. Regelmatig heeft hij zich uitgesproken over politiek gevoelige zaken. Daarnaast is hij een visionair die zijn wetenschappelijke kennis gebruikt voor wat hij zelf verantwoorde science fiction noemt. Het is zijn bedoeling om jonge wetenschappers uit te dagen om zijn ideeën over b.v. tijdreizen, ruimtekolonies, of kunstmatige intelligentie te onderzoeken. Hij doet me denken aan Jules Verne, de negentiende eeuwse Fransman, die zijn tijd ver vooruit was met zijn avonturenboeken vol wetenschappelijke vondsten die toen nog niet bestonden.