Over Carlo Rovelli´s “Het mysterie van de tijd”
In hoeverre valt de tijd tot zijn fysische essentie te ontrafelen? Daarover schreef de natuurkundige Carlo Rovelli een parel van een boek waarin hij zijn vergaarde kennis over de kwantummechanica moeiteloos weet te combineren met onze oudste mythes, filosofische bronnen en gebeurtenissen in zijn eigen leven.
Leven wij in de tijd of leeft de tijd in ons? Om daar achter te komen gaan we aan de hand van deze professor theoretische natuurkunde van de universiteit van Aix-Marseille, op zoek naar zowel de bronnen van de tijd in de ruimte maar uiteindelijk toch vooral op de aarde. Rovelli schrijft helder en diepgravend, met het hoofd en met het hart. Natuurkundige abstracties weet hij naadloos te verweven met zijn eigen eruditie en persoonlijke wijsheid. Dit is een boek van een even scherpzinnige als ruimhartige geest, die er net als in zijn vorige boek Zeven korte beschouwingen over natuurkunde (Prometheus) in slaagt uiterst complexe inzichten en theorieen met ons, lezers, te delen in kraakheldere en verrassend lyrische taal. Wist mijn docent Natuurkunde op het VWO maar een fractie van deze gaven te hanteren, dan was mijn puberale afkeer van het vak destijds vast en zeker in een fascinatie omgeslagen.
We bevinden ons in de tijd, schrijft Rovelli, zoals vissen zich in het water bevinden. Ons zijn is een zijn in de tijd. Maar waarom herinneren we ons het verleden en niet de toekomst? Bestaan wij in de tijd, of bestaat de tijd in ons? De natuurkunde beschrijft niet hoe de dingen evolueren “in de tijd”, maar hoe de dingen evolueren in hun respectieve tijden en hoe “de tijden” evolueren ten opzichte van elkaar.
Rovelli probeert op micro- en macroscopisch niveau door te dringen tot de essentie van de tijd. En dat is, verrassend genoeg, niet het stromen van de rivier waarin je nooit twee keer op dezelfde wijze baadt. Ga maar na. Want wat is een rivier? Een stroom die door het landschap meandert. Maar ook het stromende water bestaat uit myriaden en myriaden aan afzonderlijke waterdruppels, die ieder weer uit ontelbare moleculen waterstof en zuurstof bestaan. Wij zien het stromen van de watermassa. Onze ogen zijn niet microscopisch genoeg om de atomaire elementen gade te slaan waaruit de moleculaiire verbindingen van water bestaan.
Als je heel gedetailleerd kijkt, zoals in de elementaire natuurkunde, blijkt de wereld korrelig en niet vloeiend. De Goede God heeft de wereld niet in continue lijnen neergezet: hij heeft haar slechts gepointilleerd, a la Seurat. Korreligheid is overal in de natuurr aanwezig: licht bestaat uit fotonen, lichtdeeltjes. Lucht bestaat uit moleculen.
De twintigste-eeuwse natuurkunde toont onweerlegbaar aan dat er geen objectief globaal “nu” bestaat. De wereld moet dus niet gezien worden als een opeenvolging van hedens. Dat betekent niet dat er niets verandert. Het betekent dat de veranderingen niet langs een enkele lijn zijn geordend. Veranderingen gebeuren, maar niet volgens een globale orde. Het is een onmetelijk, wanordelijk netwerk van kwantumgebeurtenissen. “De wereld lijkt nu eenmaal meer op Napels dan op Manhattan”. Het idee dat er in het universum een eenduidig nu bestaat, is een illusie. Inbeelding. Het is net als met het punt waar de regenboog de grond raakt: we menen dat punt te kunnen zien, maar als we gaan kijken is het er niet. Er is redelijkerwijs geen heden in het universum. Het substraat dat de duur van de tijd bepaalt is een aspect van een dynamisch veld dat fluctueert en alleen concreet wordt als het een interactie aangaat. De wereld is een web van gebeurtenissen.
Aristoteles is naar we weten de eerste die zich de vraag heeft gesteld wat tijd is, en hij kwam tot de volgende conclusie: tijd is de maat van de beweging. Alles beweegt en verandert voortdurend, en het meetbare aspect van die veranderingen noemen we tijd. Daartegenover staat de opvatting van Newton, die meende dat de tijd een entiteit is die uniform en onverstoorbaar verstrijkt, ook als er niets verandert.
De dingen zijn niet, ze gebeuren. De wereld is een web van gebeurtenissen. De wereld is voorstelbaar als een netwerk van gebeurtenissen. Oorlog is een samenstel van gebeurtenissen, het is geen ding. Onweer is een samenstel van voorvallen. En de mens? Die is zeker geen ding, maar een complex proces waar, net als bij die wolk boven de berg, lucht in- en uitgaat, evenals voedsel, informatie, licht, woorden, enzovoort. Een samenstel van knopen in een netwerk van sociale betrekkingen, van chemische processen, van tussen soortgenoten uitgewisselde emoties.
Het feit dat onze grammatica is georganiseerd rond het absolute onderscheid ‘verleden-heden-toekomst’, is er de oorzaak van dat we in verwarring raken wanneer we trachten vat te krijgen op de ontdekking dat er geen objectief universeel heden bestaat. Verandering is een lokaal en complex gebeuren, dat zich niet laat beschrijven in de termen van een enkele globale orde.
Rovelli voert de lezer een tijdloze wereld in, die voortborduurt op de kennis die twee mentoren van de wetenschapper al in 1967 uiteenzetten in een vergelijking voor de quantumzwaartekracht. John Wheeler en Bryce DeWitt bedreven fysica waarin de tijd als entiteit niet meer voorkomt. Hun theorie beschrijft niet hoe de dingen in de tijd evolueren. Het gaat erom hoe de dingen ten opzichte van elkaar veranderen, hoe de gebeurtenissen van de wereld in verhouding tot elkaar voorvallen. Met dit inzicht komen de visies van Aristoteles (dat tijd slechts een maat voor verandering is) en Einstein (dat tijd geen uniciteit kent maar relatief is) samen. Rovelli had hier graag met de door hem bewonderde Wheeler verder van gedachten willen wisselen, maar de tijd gaf hem hier geen kans toe. “Helaas, hij is er niet meer. Dat doet de tijd met ons. Hij brengt herinnering en weemoed. Verdriet en gemis.”
Rovelli voegt eraan toe: “Maar het is niet het gemis dat verdrietig maakt. Het zijn de genegenheid en de liefde. Als er geen genegenheid was, geen liefde, dan zou ook het verdriet om het gemis niet bestaan. Daarom is ook verdriet om een gemis in wezen goed en mooi, want het wordt gevoed door dat wat het leven zin geeft.”
De grote sleutel tot een juister natuurkundig begrip van de tijd, is te vinden in de anorganische chemie. De factor s, oftewel: entropie. Naar het Griekse woord voor verandering, transformatie. Die factor is verwant aan energie. En zorgt ervoor dat warmte altijd van warm naar koud vloeit, en niet andersom. Door vermenging, en omdat alles van nature naar een steeds grotere wanorde streeft. Een glas breekt in duizend stukjes en die duizend stukjes worden niet weer een glas. Je zou het heelal met een beetje fantasie ook als een kristallen bol kunnen zien die in steeds meer scherven katpotslaat op een voor ons onzichtbare vloer.
Carlo Rovelli legt helder uit, hoe de tijd aan een wereld ontspruit waarin er op basaal fysisch niveau geen tijd bestaat. Tijd is een gevolg van onwetendheid, van onscherpte, van sterfelijkheid. Onze kijk op de wereld is onscherp, omdat we blind zijn voor veel variabelen die een cruciale rol spelen in onze gebeurtenissen, maar die we niet kunnen zien. De entropie van de wereld hangt af van de wereld waarin wij de wereld onscherp zien, en dat hangt weer af van de vraag met welke variabelen van de wereld waartoe wij behoren, wij interacties aangaan.
De uitgangsentropie van het universum was laag ten opzichte van de dramatische onscherpte die wordt veroorzaakt door ONZE interacties met de wereld. De lage uitgangsentropie van het universum, en dus de tijdspijl, is eerder te wijten aan ONS dan aan het universum. Het stromen van de tijd is geen kenmerk van het universum, maar is net als het wentelen van het hemelgewelf, een specifiek perspectief dat inherent is aan het stuk wereld waartoe wij behoren. Waarom uitgerekend wij deel uitmaken van dat specifieke perspectief? “Om dezelfde reden dat appels uitgerekend in Noord-Europa groeien waar de mensen cider drinken en druiven in Zuid-Europa waar de mensen wijn drinken”. Of dat waar we zijn geboren de mensen uitgerekend dezelfde taal spreken als wij, of dat de zon zich uitgerekend op de juiste afstand van de aarde bevindt, niet te veraf en ook niet te dichtbij. Het is niet zo dat er appels groeien waar de mensen cider drinken, maar andersom. Waar de specifieke variabelen voor een lage uitgangsentropie zorgen, en de entropie constant toeneemt, daar doen zich de verschijnselen voor die zo typerend zijn voor het stromen van de tijd, daar is leven mogelijk, de evolutie, ons denken en ons bewustzijn van het stromen van de tijd. Daar bevinden zich de appels waar onze cider van wordt gemaakt: de tijd. “Dat zoete vocht dat ambrozijn en gal bevat, dat het leven is.”
In haar verlangen naar objectiviteit, mag de wetenschap niet vergeten dat we de wereld van binnenuit ervaren. Onze plaatsbepaling in de wereld is essentieel om te begrijpen hoe wij tijd ervaren. Om de tijd te begrijpen is het niet voldoende die van buitenaf te beschouwen: we dienen te begrijpen dat wij ons, op elk moment van onze beleving, in die tijd bevinden. In zijn boek noteert Rovelli: “We komen langzamerhand gevaarlijk dicht in de buurt van onszelf. Het is net of we Tiresias tegen Oedipus horen zeggen: ‘Stop! Of je komt uit bij jezelf!” Of Hildegard van Bingen die in de twaalfde eeuw het absolute zoekt en ten slotte de ‘universele mens’ in het centrum van de kosmos plaatst.”
De toename van entropie is dat wat wij ervaren als het verstrijken van de tijd. Het is niet energie die de wereld voortstuwt, maar lage entropie. Energie wordt omgezet in warmte die op onomkeerbare wijze van warm naar koud vloeit en zich vermengt. Zonder lage entropie zou energie verwateren tot uniforme warmte en zou de wereld terugkeren naar een toestand van thermisch evenwicht, waarin er geen onderscheid is tussen verleden en toekomst, en er niets gebeurt. De toename van de entropie van het universum is de motor achter de Grote Geschiedenis van de kosmos. Die toename geschiedt met horten en stoten. Er zijn geen immense handen die het universum schudden, het universum schudt zichzelf, door de interacties tussen zijn delen, die zich in de loop van het schudden gaandeweg ontsluiten en weer sluiten. Wat de geschiedenis van de wereld schrijft, is de onherroepelijke vermenging van alle dingen, die gaat van luttele geordende configuraties naar talloze ongeordende configuraties. “Het hele universum is als een berg die langzaam instort. Een structuur die geleidelijk aan afbrokkelt. Deze dans van toenemende entropie, die wordt gevoed door de lage uitgangsentropie van de kosmos, is de echte dans van Shiva, de vernietiger.”
De studie van de tijd voert ons – net als in de mystiek van Taoisten, kerkvaders en mystici – onherroepelijk terug naar onszelf. Naar het perspectief van ons zelf in de kosmos. “De tijd is de vorm waarmee wij mensen, met onze herinneringen en inschattingen, interacties aangaan met de wereld. De tijd is de bron van onze identiteit.” En Rovelli voegt daar aan toe: “En van ons lijden.” Hij legt uit: “Het is lijden omdat we dat wat we hebben en waaraan we ons hechten uiteindelijk verliezen. Omdat alles wat begint uiteindelijk eindigt. We haken naar atemporaliteit, maar lijden onder de beperkingen van onze sterfelijkheid.” Om Arnon Grunberg te parafraseren: de mens leidt vooral omdat hij geen god kan zijn, al zou hij dat het liefste willen.
Kwantumgravitatie theoreticus Carlo Rovelli
Carlo Rovelli concludeert dat de tijdstructuur van de wereld complexer en gelaagder is dan het naieve beeld dat wij ervan hebben. Dat naieve of primitieve beeld is geschikt voor ons dagelijks leven, maar niet om het universum te begrijpen. “Waarschijnlijk volstaat het ook niet om onze eigen aard te begrijpen, want het mysterie van de tijd is verweven met het mysterie van onze identiteit als mens, met het mysterie van het bewustzijn.”
De mens wordt voortgedreven door het verlangen te ontsnappen aan het gevoel van onrust dat de tijd ons bezorgt: het is om aan die onrust te ontsnappen dat we ons het bestaan van een “eeuwigheid” hebben voorgesteld, een vreemde wereld buiten de tijd die we bevolkt zouden willen zien door goden, door een god of door onsterfelijke zielen.
De natuurkunde helpt ons om tot die diepere lagen van het mysterie van de tijd door te dringen. Ze toont dat de tijdstructuur van de wereld niet strookt met onze intuitie. En ze geeft ons de hoop dat we de aard van de tijd kunnen bestuderen als we eenmaal zijn bevrijd van de mist die door onze emoties wordt veroorzaakt. De opmerkelijke conclusie van Rovelli is, dat het al met al niet onze tijdsbeleving is die ons verhindert de objectieve aard van de tijd te zien. “Misschien is onze tijdsbeleving juist wel datgene wat wij onder ‘tijd’ verstaan.” . De ontrafeling van de tijd, is volop aan de gang. Ons begrip zal ongetwijfeld nog toenemen. Maar nu al spreekt Rovelli van een Copernicaanse vooruitgang, we zijn al in staat om voorbij de onscherpe, wazige horizonten van onze waarneming tot in de dieptestructuur van de ruimte en de tijd door te dringen. We weten net als Paul McCartneys gek op de heuvel dat het de aarde is die draait als we de zon zien ondergaan. “En we beginnen te zien dat wij mensen de tijd zijn. Dat we deze ruimte zijn, deze door de sporen van de herinnering in de synapsen van onze neuronen blootgestelde open plek. We zijn herinnering. We zijn nostalgie. Wij zijn de zucht naar een toekomst die niet zal komen. Tijd is de ruimte die wordt blootgelegd door herinnering en door anticipatie – soms benauwt hij ons wellicht, maar uiteindelijk is hij een geschenk.” Rovelli zingt bijna een jubelzang, tegelijkertijd stelt de auteur ons gerust. Tijd is een waardevol wonder, dat ons geen angst hoeft aan te jagen. We hebben er ons leven aan te danken, alsmede onze geest. Rovelli spoort ons aan “te genieten van de intensiteit van elk vluchtig en kostbaar moment van onze korte levenscyclus.” Bang zijn voor de overgang, bang zijn voor de dood, is als bang zijn voor de werkelijkheid, bang zijn voor de zon: waarom toch?
“We zijn niet in de eerste plaats redelijke wezens. We kunnen dat wellicht, in tweede instantie, min of meer worden. In eerste instantie worden we gedreven door de wil om te leven, door honger, door de behoefte lief te hebben, door de aandrift onze plek te vinden in een menselijke samenleving… De tweede instantie bestaat niet zonder de eerste. Wat ons drijft is niet de reflectie op het leven: het is het leven zelf.”
We weten al behoorlijk veel, zonder te weten hoeveel. En zonder precies te begrijpen wat we nu dan denken te weten. Het lichaam weet, de geest probeert te verklaren. De ene is een volle functie van de natuur, de tweede een afgeleide. F accent. Ons denken is niet alleen slachtoffer van zijn eigen zwakte, maar ook van zijn eigen grammatica. De beste grammatica om de wereld mee te beschrijven is die van de verandering. Niet die van de bestendigheid. Van het gebeuren, niet van het zijn. De wereld is een samenstel van gebeurtenissen, van processen. Niet van dingen.
De manier waarop wij de werkelijkheid zien is een collectieve waan waaraan we gezamenlijk gestalte hebben gegeven, die is geevolueerd en die vervolgens tamelijk doeltreffend is gebleken om ons op zijn minst tot hier te brengen. De rede is maar een instrument om het tandrad van de collectieve waan beter te kunnen hanteren. “De rede is en blijft een instrument, dat we gebruiken om greep te krijgen op een materie die bestaat uit vuur en ijs, uit iets wat we waarnemen als intense, verzengende emoties. Die emoties, dat zijn wij. Ze drijven ons, sleuren ons mee, we omkleden ze met mooie woorden. Ze zetten ons aan tot handelen. (…) Mijns inziens is het leven, dit korte leven, niets anders dan de aanhoudende kreet van die emoties, die ons meesleurt, die we soms proberen te vatten in een naam van God, in een rite die ons verzekert dat alles uiteindelijk goedkomt, in een politiek geloof, in een grote, immense liefde, en die kreet is mooi, schitterend; soms is het lijden, soms gezang.”
En gezang is, zoals Augustinus al opmerkte, bewustzijn van tijd. Het is de tijd.
Het mysterie van de tijd, Carlo Rovelli (Prometheus Amsterdam 2018), 176 blz. 20 Euro.
Sergevanduijnhoven's Blog 