Sense-data
de natuurkunde als logische constructie
Analytisch vs synthetisch
Sinds een tijdje vraag ik me af tot in hoeverre het mogelijk is om een begrip volledig analytisch te definiëren. Bijvoorbeeld, een glas limonade is een glas limonade is een goede analytische uitspraak, maar daarmee heb je geen definitie van het begrip glas limonade gegeven. Er moet altijd iets van buitenaf bij komen kijken, de uitspraak wordt dus een synthese. Bijvoorbeeld, een glas limonade is een substantie van wateren siroop die gemaakt is van een vrucht. Als je je dan afvraagt wat is dan dat ding dat je een vrucht noemt? is het antwoord weer synthetisch: een vrucht is een onderdeel van een plant die als het rijp is geplukt kan worden enzovoorts. Met andere woorden: je kan begrippen alleen uitdrukken in andere begrippen, alle begrippen die er bestaan functioneren als een gigantisch netwerk waarbij alle eigenschappen weer afhangen van eigenschappen van alle andere dingen. Een begrip is niet iets op zich, zijn bestaan bestaat alleen uit een sommatie van eigenschappen van andere dingen, die op zich ook alleen bestaan uit een sommatie van eigenschapen van andere dingen, enzovoorts, zodat de wereld een soort uitgestrekt netwerk van begrippen is die elk een beroep op elkaar doen maar nooit op zichzelf.
Hoe is het dan mogelijk, voor bijvoorbeeld een kind, om een begrip vanuit het niets te leren kennen? Het kind plakt het begrip mamma gewoon op de zintuiglijke ervaring van zijn moeder, zonder dat het daarbij een beroep doet op de begrippen moeder of troetelnaam. Het kind definieert het begrip als het ware op een analytische manier. Stel nou dat je iemand wilt uitleggen wat een antineutrino is, zoiets kan je natuurlijk niet aanwijzen, maar alleen synthetisch uitdrukken in andere termen uit de kernfysica. Het lijkt dus zo te zijn dat abstracte begrippen alleen synthetisch uitgedrukt kunnen worden, waar allerdaagse en waarneembare begrippen ook op analytische wijze kunnen worden begrepen vanuit de eigen ervaring.
Fysica
Dit brengt ons op de natuurkunde. De natuurkunde richt zich voornamelijk op synthetische uitspraken. Dat wil zeggen, het ene wordt in het ander uitgedrukt. Als je een fysicus zou vragen wat nou precies kinetische energie is, zou hij je geen letterlijke beschrijving van het fenomeen kinetische energie kunnen geven (simpelweg omdat zoiets nog nooit letterlijk is waargenomen). Maar hij zal je wel vertellen dat kinetische energie gedefinieerd wordt als Ekin=0,5mv^2. Met andere woorden: kinetische energie wordt uitgedrukt in andere entiteiten, namelijk massa m en snelheid v, overeenkomstig met het model van het netwerk van begrippen die in elkaar uitgedrukt kunnen worden. Er is alleen een verschil tussen de natuurkunde en de normale wereld: in de natuurkunde worden deze relaties letterlijk in wiskundige taal gegeven. Men hoeft niet te zoeken naar de relatie, de relatie maakt een deel uit van de definitie van de entiteit. Sterker nog, de relatie is de definitie van de entiteit. Als je een entiteit zou kunnen losmaken van de andere entiteiten uit de natuurkunde zou het zijn identiteit verliezen. De exacte wetenschap (voor zover zij buiten de natuurkunde bestaat) is op te vatten als een enorm stelsel van vergelijkingen waarin elke entiteit zijn identiteit leent aan zijn vergelijking en daarbuiten geen enkele betekenis heeft. In het komende zal ik proberen uit te leggen wat ik denk de oorsprong is van deze wonderbaarlijke entiteiten is en hoe ze zich in ons denken hebben gemanifesteerd.
Al vanaf de vroege Griekse filosofen bestaat het idee dat er een fundamenteel onderscheid ligt tussen geest en materie. Later, in de 18e eeuw werd deze gedachte opnieuw bevestigd door Galilei, Newton en Kepler die met de combinatie van wiskunde en natuurfilosofie een hele nieuwe wetenschap ontworpen waarin een strikt deterministisch wereldbeeld werd ontwikkeld. Het beeld was dat als alle toestanden van een systeem op het ene moment gegeven waren, alle toestanden van het systeem op een ander moment berekend konden worden. Maar deze determinatie gaat niet op voor het gedrag van mensen. Het lijkt alsof mensen iets goddelijks bevatten dat ze van alle materie onderscheidt, een de mens is bijvoorbeeld in staat om vanuit eigen wil te interfereren met een deterministisch beschreven proces. Bijvoorbeeld, als een appel uit een boom naar beneden valt volgt het een volledig deterministische beschreven baan naar beneden. Maar wat nou als een onder de boom iemand staat die de appel vanuit eigen wil op vangt voordat het de grond raakt en het als het ware uit zijn deterministisch beschreven baan haalt? Dan interfereert de vrije wil van de mens als het ware met de fysica van de appel. Zon soort fenomeen is eenvoudig te verklaren door te accepteren dat er een fundamentele onderscheiding bestaat tussen de geest van de mens en materie waarin we leven, waarbij de twee op een interactieve manier met elkaar kunnen omgaan.
Een van de belangrijkste eigenschappen van materie is dat het als het ware onderdanig lijkt te zijn aan de functies die de natuur zichzelf op legt (deze uitspraak is natuurlijk strikt hypothetisch, we kunnen er nooit zeker van zijn dat de natuur zich daadwerkelijk voorspelbaar gedraagt). Maar na alle waarschijnlijkheid mist het elke vorm van vrije wil die de mensen misschien wel heeft. De natuurkunde doet hard haar best om deze vaste patronen te ontdekken en haar onderlinge relaties in wiskundige vorm vast te leggen, ook al is zij daar nog lang niet in geslaagd (het idee van determinisme is met de komst van microscopische natuurkunde zelfs volledig verworpen). Het lijkt zo te zijn dat het ons maar niet wil lukken om een wetenschappelijke grip te krijgen op de wereld van de materie. Hoe komt dat? Doordat wij, in de wereld van geest, geen directe toegang hebben tot de wereld van materie. Het blijkt iets ingewikkelder te zijn.
Sense data
Tussen de wereld van materie en de wereld van geest zit volgens sommige filosofen een laagje dat vaak sense data wordt genoemd. Deze sense data kan letterlijk geïnterpreteerd worden een soort sluier die onze zintuiglijke waarnemingen als het ware hapklaar maakt voor de structuur van ons denken. De mens heeft geen directe toegang tot de wereld van materie, maar alleen toegang tot zijn eigen sense data die de zintuiglijkheid als het ware begrijpbaar maakt. Volgens deze theorie ziet men als men naar een tomaat kijkt niet direct een tomaat maar in feite een ronde verzameling van moleculen in vaste stof van een bepaalde dichtheid waarvan het oppervlak licht reflecteert met dusdanige golflengtes dat het rood is. Deze informatie wordt door middel van waarneming overgebracht naar onze sense data en die genereert dan op inductieve wijze dat het een tomaat betreft. Het opereert dus volkomen analytisch. Het heeft de functie om onze zintuiglijke waarnemingen te ordenen en op inductieve wijze te zoeken naar een begrip dat correct op de waarneming kan worden geplakt. Het is dan ook in de sense data waarin de fysica zich bevindt. Echter, de natuurkunde is opgebouwd uit entiteiten die allemaal exact met elkaar verbonden zijn. Deze entiteiten (elektronen, krachten, energie, fotonen enz) komen niet werkelijk letterlijk voor in de natuur maar zijn eerder eigenschappen van de manier waarop wij de natuur interpreteren. Niemand heeft ooit daadwerkelijk letterlijk elektronen, lading of energie met het blote oog waargenomen. Het zijn onderdelen van het denkbeeldige kader waarin de natuurkunde synthetische werk doet. Het zijn eigenschappen van onze sense data, van de manier waarop we de natuur proberen te begrijpen, maar deze entiteiten zullen nooit letterlijk terug te vinden zijn in de natuur want ze zijn immers geen eigenschap van de natuur. Dit geldt zelfs voor ruimte en tijd. Uiteraard zijn ruimte en tijd hele handige ordeningen, maar heeft iemand ooit echt ruimte of tijd letterlijk waargenomen? De wereld van de materie die we proberen te begrijpen werkt vanuit haar eigen wetten, met haar eigen entiteiten in haar eigen logica. Wij kunnen dat niet direct begrijpen omdat we er geen directe toegang tot hebben. Daarom genereren we in onze sense data allerlei eenheden met onderlinge relaties, die in overeenstemming zijn met de zintuiglijke waarnemingen. De natuurkunde en haar entiteiten bestaan niet op zich in de wereld van materie, maar zijn feitelijk niets meer dan logische constructies.
Een eenvoudig voorbeeld vinden we bij de golf-deeltjes dualiteit die er op dit moment in de natuurkunde heerst. Het blijkt zo te zijn dat fotonen en zelfs elektronen zich zowel als golven, als als normale deeltjes gedragen. Dit gedrag is voor de mens volkomen onbegrijpelijk. Hoe komt dat? Doordat de natuur zich hier zo gedraagt dat onze sense data er als het ware geen raad mee weet. Daardoor ontstaat er een verdraaid beeld van de werkelijke wereld van materie waarvan wij een poging doen om met logische constructies een model te bedenken waarin de empirische gegevens passen. Maar in het geval van kwantummechanica wordt dit ons onmogelijk gemaakt omdat wij simpelweg geen directe toegang hebben tot de materiele wereld, maar altijd een beroep moeten doen op de logische constructies van de natuurkunde.
Het zou kunnen zijn dat ik iets belangrijks over het hoofd zie maar op dit moment lijkt zon soort verklaring van de aard van natuurkunde mij het meest in overeenstemming komen met de scheiding tussen de zintuiglijke wereld en het denken. Met de komst van de moderne natuurkunde en haar onlogische implicaties wordt deze scheiding mijns inziens alleen maar opnieuw bewezen. Het kan niet zo zijn dat de werkelijke natuur en onze interpretatie ervan afkomstig zijn uit dezelfde denkstructuur. Het laagje sense data tussen de twee werelden in als zijnde de aard van natuurkunde verklaart voor mij een hoop ingewikkelde complicaties.
Flink stuk tekst
Hopelijk is er iemand met interesante op- of aanmerkingen??
groetjes, paul alstein
