3. Natuurkunde
Vanaf het begin is er algemene consensus geweest over het feit dat onvoorspelbaarheid in de quantummechanica een tot dan toe onbekend karakter droeg. Tegenwoordig meent de grote meerderheid van specialisten dat onvoorspelbaarheid een fundamentele eigenschap van de natuur is: er kan geen theorie komen die voorspelt wat de quantummechanica – op het gebied waar zij van toepassing is – open laat. Dit wordt de volledigheid van de quantummechanica genoemd: er zal nooit een theorie komen die wel voorspelt wat de quantummechanica niet voorspelt. Met andere woorden, de natuurkunde is onvolledig: er bestaan strikt natuurkundige vragen die niet door de natuurkunde kunnen worden beantwoord. Een voorbeeld van zo’n vraag is of een foton al dan niet spiegelt op een halfspiegelend oppervlak. Naarmate de natuurkundige kennis van het spiegelingsproces in de loop van de negentiende en twintigste eeuwen toenam, werd het steeds duidelijker dat de natuurkundige gemeenschap niet iets balangrijks over het hoofd zag, maar dat de natuur zich nu eenmaal zodanig gedraagt dat een voorspelling van het gedrag van een enkel foton principieel onmogelijk is.
Het toeval, dat door de quantummechanica op een wel zeer bijzonder voetstuk is gezet, vormt een groot probleem voor het filosofisch materialisme. Als alles materie is, dan ook toeval. En als natuurwetten de materie beschrijven, dan is het ten enen male onverklaarbaar waarom toeval zich principieel niet laat beschrijven door de natuurwetten. Het is dus geenszins verwonderlijk dat het toeval door materialisten op een haast ritueel-mystieke manier wordt behandeld. Wetenschap is echter gebaat bij duidelijkheid. Wie accepteert dat toeval principieel niet beschrijfbaar is door natuurwetten, accepteert evenzeer dat er naast materie ook een ander, wezenlijk daarvan onderscheiden, constitutief principe van de realiteit bestaat.
Evenals het toevalsconcept, dat vóór de quantummechanica allang bestond, maar door de quantummechanica een nieuwe dimensie heeft gekregen, is ook de correlatie door de quantummechanica in een nieuw licht komen te staan. Een klassieke vorm van correlatie is die van de seizoenen en de gemiddelde temperatuur: in de zomer is het warmer dan in de winter. Soms verhouden zich de gecorreleerde termen als oorzaak en gevolg, soms zijn ze beide het gevolg van een andere oorzaak. In het genoemde voorbeeld is het duidelijk dat zowel de seizoenen als de gemiddelde temperatuur het gevolg zijn van de manier waarop de aarde om de zon draait.
De gecorreleerde tweedeeltjes-experimenten van de jaren tachtig hebben aangetoond dat de quantummechanische correlaties op een belangrijk punt verschillen van de klassieke. Beschouw een doos met één rode en één blauwe knikker. Als twee proefpersonen elk één knikker uit de doos halen kunnen ze de kleur van elkaars knikker te weten komen zonder de knikker van hun tegenspeler te zien. In de quantummechanica is dit niet meer het geval, omdat een tweeknikker-systeem niet mag worden behandeld als twee onafhankelijke éénknikker-systemen: een tweeknikker-systeem mag weliswaar de eigenschap hebben dat bij meting altijd twee ongelijke kleuren worden aangetroffen, maar het is niet toegestaan om daaruit te concluderen dat de rood gebleken knikker altijd rood is geweest.
Een onlangs gepubliceerd gecorreleerd driedeeltjes-experiment heeft dit typisch niet-klassieke aspect van de quantumwereld nog pijnlijker geïllustreerd. Dit experiment is – zoals tot nog toe altijd weer – in volledige overeenstemming met de voorspellingen van de quantummechanica. Het verschil tussen de twee-deeltjes- en driedeeltjes-experimenten is het volgende: het anti-klassieke gedrag van een driedeeltjes-systeem is klaarblijkelijk voor elke afzonderlijke driedeeltjes-gebeurtenis (dat wil zeggen, de drie deeltjes hoeven maar één keer te worden gemeten), terwijl het anti-klassieke gedrag van een tweedeeltjes-systeem pas blijkt uit de statistiek (dat wil zeggen, er zijn vele herhaalde metingen van de twee deeltjes nodig).
In filosofisch opzicht is het van groot belang dat de natuur in één en dezelfde driedeeltjes-gebeurtenis onvoorspelbaarheid met correlatie combineert. Uit het gegeven dat er in de natuur principieel onvoorspelbare processen optreden, hadden we geconcludeerd dat er een niet-materieel principe moet bestaan dat constitutief is voor de natuur. Nu blijkt dat onvoorspelbaarheid gepaard gaat met correlatie, kan men niet anders dan de conclusie trekken dat genoemd niet-materieel principe niet alleen niet strijdig is met causaliteit, maar haar vereist.
Natuurkunde schijnt de enige discipline te zijn waarin correlaties niet vanzelfsprekend als een gevolg van een dieper liggende oorzakelijkheid worden erkend. In de medische sector bestaat hierover niet de geringste twijfel. Hoe onderzoekt een arts de werking en eventuele bijwerkingen van nieuwe medicijnen? Neem een voldoende grote groep patiënten waarvan de helft het te testen medicijn gebruikt en de andere helft een placebo krijgt toegediend (een pilletje zonder enige medische werking). Als de proef wetenschappelijk verantwoord wordt uitgevoerd weten noch de toedienen de artsen, noch de patiënten of ze met het medicijn of met het placebo te maken hebben. Op deze manier wordt de kans op psychologische effecten geminimaliseerd. Deze werkwijze heet ‘dubbelblind’.
Wat een negatief uitgevallen dubbelblinde toets uitwijst, is dat de genezende werking niet van het toegediende medicijn uitgaat. Maar indien er, voor dezelfde patiënten, artsen en medicijnen, niet-dubbelblind toch een correlatie optreedt, betekent dat niet dat er geen oorzaak voor de genezing is, maar simpelweg dat niet het medicijn die oorzaak is. Bijvoorbeeld het vertrouwvol inpraten van de arts. Waarom niet? De studie der menselijke psychologie toont aan dat op dit gebied nog alles mogelijk is. Of iets dat nog moeilijker te traceren is: elke keer dat de arts een gegeven medicijn uit zijn kast haalt stoot hij zijn pennendoos van het bureau; een aantal patiënten bukt zich om die doos op te rapen, en de bukbeweging maakt een geklemde nekzenuw los, waardoor de klacht verdwijnt. Hier is dus wel sprake van correlatie met het medicijn, maar niet van directe causaliteit van medicijn naar genezing. En toch zou het onjuist zijn om uit correlatie niet oorzakelijkheid te concluderen, ook al ligt die oorzakelijkheid in een bijzaak als de bukbeweging.
De volledigheid van de quantummechanica impliceert fundamentele onvoorspelbaarheid. Correlaties impliceren causaliteit. De combinatie in de natuur van quantummechanische volledigheid en correlatie – van fundamentele onvoorspelbaarheid en causaliteit -, niet naast elkaar, maar als aspecten van één fenomeen, wijst op het bestaan van een bron die op causale manier keuzes maakt in de natuur, die niet door de natuurkunde beschreven kunnen worden. Ervan uitgaande dat de natuurkunde alle materiële wisselwerking beschrijft, bestaat er derhalve iets niet-materieels dat invloed uitoefent op de materie. Deze invloed valt per definitie buiten het domein van de natuurkunde, en toch zijn de natuurkundige wetten als het ware veroordeeld tot de beschrijving van de gevolgen ervan. De natuurkunde moet het daarom met statistische beschrijvingen doen, en draagt daarmee het onmiskenbaar stempel der onvolledigheid.
