Spookrijders in de wetenschap

door Gerard ’t Hooft

De natuurkunde heeft altijd een grote aantrekkingskracht gehad op ‘spookrijders’ — lieden die zich weinig aantrekken van de verkeersregels en die ervan overtuigd zijn dat alle anderen de verkeerde kant op rijden. Het is moeilijk met spookrijders te discussiëren en ze serieus te nemen, toch houden ze ons, in zekere zin, bij de les.

spookrijder

Spookrijders zijn mensen die in een niet toegestane richting aan het verkeer deelnemen. De onmogelijke situaties waarin zij dan veelvuldig verzeild raken, wijten ze steevast aan al die andere weggebruikers. Soms beseffen ze niet eens dat ze de verkeersregels niet kennen, of zelfs dat er verkeersregels zijn. Die mensen zijn het ergst in de war.

Met dergelijk gedrag worden we ook in de natuurwetenschappen dikwijls geconfronteerd. Vooral gedurende de laatste honderd of tweehonderd jaar zijn er heel wat ‘verkeersregels’, ofwel natuurwetten, in de wetenschap bekend geworden en deze zijn tot het vaste arsenaal gaan behoren van de professionele wetenschapsbeoefenaren.

Gedurende die honderden jaren zijn de natuurwetten van alle kanten bestudeerd en gewogen, zodat we thans heel nauwkeurig weten welke waarheden als praktisch absoluut mogen worden beschouwd: de aarde heeft inderdaad een bolvorm, energie en impuls zijn absoluut behouden grootheden, de materie is opgebouwd uit moleculen en atomen, en er zijn nog duizenden andere zekerheden die de wetenschap ons heeft geleverd, terwijl er ook natuurwetten zijn waar we weliswaar nog nooit afwijkingen van hebben kunnen constateren, maar die heel goed nog aangescherpt zouden kunnen worden.

De geschiedenis van het leven op aarde, van de aarde zelf, en van het heelal kennen we schetsmatig vrij goed, maar allerlei details zouden nog verder kunnen worden uitgediept. Ook op andere terreinen van de natuurkunde liggen de spel- en rekenregels weliswaar zeer nauwkeurig vast, maar ook daar zijn verbeteringen denkbaar. Zoals je in de verkeersregels ook nog veranderingen zou kunnen verwachten — denk aan de voorrangsregels bij rotondes of tussen verschillende soorten weggebruikers — zo kunnen ook de experts in de wetenschap meningsverschillen hebben over de precieze toepassingen van de natuurwetten, en over de funderingen ervan, maar daar zullen we het verder niet over hebben. Het onderwerp van dit betoog is het verschijnsel dat er lieden rondlopen die lak hebben aan het grote geheel. Zij denken dat alles wat we gedurende honderden jaren te weten zijn gekomen grondig moet worden herzien en dat zij zelf de wondermiddelen voorhanden hebben die ervoor in de plaats kunnen worden gezet.

Behoudswetten

Het begon al met de wet van behoud van energie. We weten nu dat iedere bekende natuurwet beantwoordt aan het principe dat energie een behouden grootheid is. De eerste hoofdwet van de thermodynamica stelt nu dat dit ook geldt wanneer er wrijving of dissipatie is, maar dan moet je ook warmte mede beschouwen als een vorm van energie. De tweede hoofdwet stelt dat je weliswaar bruikbare energie weer kunt terugwinnen uit warmte, maar alleen als je temperatuurverschillen hebt.

Dit alles werd al duidelijk in de vroege negentiende eeuw, maar door de jaren heen doken er voortdurend amateuronderzoekers op die meenden dat je met handige machines energie gratis kunt opwekken. Die handige machines kwamen er nooit.

Relativiteitstheorie

In de twintigste eeuw werd het vooral de relativiteitstheorie die het moest ontgelden. Vermoedelijk omdat in de media deze ontdekkingen van Albert Einstein nog steeds als het summum van menselijk intellect worden verheerlijkt, terwijl men vergeet te melden dat thans, na honderd jaar, deze theorieën zo gestroomlijnd zijn geraakt (vooral de speciale relativiteitstheorie) dat ze in hapklare brokjes aan iedere bachelorstudent in enkele maanden kunnen worden bijgebracht.

Je kunt deze ideeën in principe zonder moeilijke wiskundige formules uiteenzetten, maar dan gaat er wel eens iets van de precisie van de theorie verloren, waardoor een geïnteresseerde buitenstaander de indruk kan krijgen dat de ‘verkeersregels’ in dit geval totaal niet deugen. Er zijn mensen die hun eigen bedenksels hiervoor dan in de plaats zetten, zonder ooit kennis te hebben genomen van de meer professionele afleidingen, en dan krijg je de voornoemde spookrijders.

Zwarte gaten

Sommigen houden het lang vol. Zwarte gaten zijn volledig legitieme oplossingen van de algemene relativiteitstheorie, ontdekt luttele maanden nadat Einstein zijn theorie wereldkundig had gemaakt, door een bekende astronoom, Karl Schwarzschild. Deze doorzag nog niet alle fysische bijzonderheden van wat we nu de horizon van het zwarte gat noemen, maar thans is ook dit een standaardonderdeel van de algemene relativiteitstheorie. Uitvoerige berekeningen wijzen uit hoe zwarte gaten gevormd kunnen worden wanneer zware sterren ontploffen (waarbij een kleine interne kern implodeert) of wanneer twee sterren in een instabiele baan steeds dichter bij elkaar komen en ten slotte fuseren.

Wie echter op het internet iets opzoekt over zwarte gaten, stuit al gauw op de schrijfsels van Stephen Crothers. Volgens hem hebben we bijna honderd jaar alles fout gedaan. De oplossing van Schwarzschild houdt op bij de horizon, vindt hij, en alle berekeningen die uitwijzen dat een denkbeeldige waarnemer die in een zwart gat valt niet eens zal merken dat hij door de horizon gaat, hoewel hij er niet meer uit zou kunnen komen, wijst hij af als een soort propaganda, opzettelijke misleiding door mensen die hun fouten niet toe willen geven.

Iets soortgelijks schrijft hij over de zwaartekrachtstraling die onderzoekers binnenkort hopen te kunnen detecteren. Dat die straling niet kan bestaan meent hij zeker te weten, maar de argumenten die hij aandraagt, wijzen erop dat hij de wiskunde van Einsteins theorie niet begrepen heeft.

Zoals het de ware spookrijder betaamt, daagt hier een eenling de gevestigde orde uit, menend dat ze het allemaal verkeerd zien. In werkelijkheid maakt hij diverse elementaire fouten in zijn betoog, en dit houdt hij al jarenlang vol.

Kwaadaardig

Soms zijn spookrijders kwaadaardiger. Albert Einstein heeft geprobeerd een ‘geünificeerde veldentheorie’ te construeren die elektromagnetisme met de zwaartekracht verenigt. Het was Élie Cartan die inzag dat je naast ruimte-tijdkromming ook ‘torsie’ kunt invoeren, en de effecten daarvan lijken in wiskundig opzicht enigszins op elektromagnetisme. Pas de ‘Einstein-Cartan-Evans-theorie’ slaagt volledig in deze opzet. Evans? Jazeker, de bedenker ervan, Myron W. Evans, bestookte het internet een tijd lang met zijn formules. Hij had de uitgever van een wetenschappelijk tijdschrift, Foundations of Physics Letters, weten te bewegen een lange serie artikelen van zijn hand te publiceren. Kennelijk was er iets misgegaan met het systeem van peer review, want wie probeert de formules te reproduceren en te begrijpen merkt al gauw dat er geen touw aan vast te knopen is.

Evans schreef brieven naar elektriciteitsbedrijven, inhoudende dat deze binnenkort revolutionaire technieken zouden kunnen hanteren om elektriciteit uit de lege ruimte te oogsten (u leest het goed, de wetten van energiebehoud gelden niet voor Evans), en luchtvaartmaatschappijen kregen te horen dat de luchtvaart van de toekomst gebaseerd zou zijn op de ‘antigravitatie’, ook een gevolg van de Einstein-Cartan-Evans-theorie.

Nu is het zo dat de wetenschap over het algemeen weinig hinder ondervindt van dit soort spookrijders. Zolang een theorie niet de toetsen van het experiment kan doorstaan, en niet ingepast kan worden in de grote wereld van kennis die we al hebben, halen we de schouders erover op. Maar deze Evans beweert zijn eigen universiteit te hebben opgericht in zijn thuisland Wales, die nu het Alpha Institute for Scientific Studies heet. Zwaaiend met een koninklijke onderscheiding die hij ooit schijnt te hebben ontvangen, trekt hij volgelingen aan en studenten. Wie hier wat van zegt vergelijkt hij met nazi’s en dreigt hij met processen.

Kwantummechanica

Uiteraard trekt ook de kwantummechanica zonderlingen aan. Niet iedereen zal Jack Sarfatti willen zien als spookrijder, maar wat hij beweert over de kwantummechanica brengt hem wel heel dicht in de buurt van die categorie.

Volgens Sarfatti maken levende wezens gebruik van kwantummechanische verschijnselen die hen in staat stellen superlumineuze signalen en signalen uit de toekomst op te vangen. Signal nonlocality noemt hij dat, en hij is overtuigd van het bestaan daarvan. Voor een nuchtere wetenschapper is zijn argumentatie niet te volgen, maar dat weerhoudt hem er niet van overvolle zalen te trekken (naar eigen zeggen) bij zijn publiekspresentaties. De nuchtere wetenschapper zal stellen dat kwantummechanica in levende wezens niet anders werkt dan bij elementaire deeltjes, net zoals de zwaartekracht levende wezens met dezelfde versnellingskracht naar beneden trekt als dode materie. De kwantummechanica staat het zenden en detecteren van signalen sneller dan het licht en signalen van toekomst naar verleden niet toe, maar dat, zo stelt Sarfatti, geldt alleen misschien voor het Standaardmodel: levende wezens onttrekken zich eraan. We weten toch allemaal dat paranormale verschijnselen bestaan?

Marcoen Cabbolet

Wie werkelijk alle kenmerken van een spookrijder in zich verenigt is de Nederlander Marcoen Cabbolet. Het begon bij een eenzame spookrijder, Sergey Sannikov, die in het Oekraïense Charkov vanaf 1970 voor ongeveer alle interactietheorieën alternatieve ideeën ontwikkelde. Zo zou de sterke kracht door een niet-unitaire bi-lokale theorie moeten worden beschreven, de zwakke kracht door een intermediair boson met spin gelijk aan nul en de gravitatiekracht zou het elektron een andere versnelling geven dan het proton. Hij vertrouwde erop dat God de waarheid wel zou openbaren en dat de paradigmaverschuivingen wel zouden komen.

Marcoen Cabbolet beschouwde deze Sannikov als zijn mentor. Cabbolet had fysische chemie gestudeerd in Eindhoven, en ging zich in de jaren 1990 steeds meer verdiepen in filosofie en grondslagenleer. Het fysische gedachtegoed van Sannikov ging hij verwerken tot zijn Elementary process theory, een idee dat je met behulp van linguïstische axiomatische logica tot nieuwe, diepere inzichten zou kunnen komen in de fysica.

Geen enkele fysicus was er te vinden die serieus met Cabbolet over zijn ideeën wilde debatteren, en het was hem dus duidelijk dat de fysica in een diepe crisis verkeerde, wachtend op een paradigmaverschuiving.

Toen Sannikov in 2007 overleed, ging Cabbolet op de ingeslagen weg voort, om te komen tot een proefschrift, begeleid door filosofisch logicus Harrie de Swart in Tilburg. Aanvankelijk was het de bedoeling tot een promotie te komen aan die universiteit, met De Swart als promotor. Daarmee ging Stefan Hartmann, een van de leden van de promotiecommissie, niet akkoord. Hartmann zou gevraagd hebben waarom in het proefschrift niet ook een theorie was ontwikkeld vanuit de aanname dat een verre planeet gemaakt is van groene kaas. De promotie in Tilburg ging niet door.

Hoe het verder ging is uitvoerig te lezen op het internet. Cabbolet richtte zich in 2008 tot de Technische Universiteit van Eindhoven. Weer zou De Swart als promotor fungeren, en de promotie was bijna een feit toen het werk in de publiciteit kwam, en de decaan van de faculteit Wiskunde en Informatica, Kees van Hee, argwaan kreeg. De promotie werd op het allerlaatste moment afgeblazen.

Maar de aanhouder wint. Aan de filosofische faculteit van de Vrije Universiteit van Brussel vond hij in Jean Paul Van Bendegem een nieuwe promotor. Op 23 september 2011 promoveerde Cabbolet daar, en nog wel met grote onderscheiding. Niemand van de Vakgroep Fysica en Sterrenkunde in Brussel was op de hoogte gesteld van dit gebeuren, laat staan hierbij betrokken.

Knipperende lichten

En zo heeft Cabbolet bevestigd gekregen dat zijn spookrit in de wetenschap de enige juiste weg is. Tegenliggers die met hun lichten knipperen ziet hij niet. Erger, hij heeft van zijn promotor geleerd dat je juist de publiciteit moet zoeken. Nu schrijft hij artikelen over ‘integriteit in de wetenschap’, waarin hij iedereen die hem van deze promotie heeft geprobeerd af te houden (inclusief ondergetekende) charlatans noemt.

Inmiddels is het hem gelukt artikelen gepubliceerd te krijgen in tijdschriften als Logique & Analyse (2014; vol. 57, nr. 225).

munten-handenEen belangrijk element in zijn betoog is: antimaterie in een zwaartekrachtsveld valt naar boven. Iedere natuurkundige die hij ooit tegenkwam heeft geprobeerd hem dit waanidee uit het hoofd te praten. Zonder succes. In zijn Eindhovense proefschrift had hij aangevoerd dat dit inzicht tot hem was gekomen als een aha-erlebnis, met een verwijzing naar Immanuel Kant, die dit bijzondere proces in de menselijke hersenen zou hebben beschreven. In zijn gedrukte Brusselse proefschrift en in Logique & Analyse lezen we verder waarom antimaterie naar boven valt:

(i) if a coin has fallen down from one’s hand onto a table, then in opposite time-direction an anticoin has fallen upwards from the antitable into the antihand;

(ii) this tendency to ‘fall upwards’ is preserved in antimatter that exists in ‘our’ time-direction.

Bèta’s onder de lezers zullen snel herkennen wat hier verkeerd gaat: de valwetten van Newton zijn geen eerstegraads- maar tweedegraadsdifferentiaalvergelijkingen in de tijd. De valbeweging is een parabool met de top naar boven en de opening naar beneden gericht. Als je terug gaat in de tijd is die parabool nog steeds naar beneden gericht. Als je het opgooien van een muntje filmt en terugspoelt, zie je dat de munt gewoon eerst omhooggaat en dan naar beneden komt. De valbeweging is symmetrisch onder tijdsomkeer, niet antisymmetrisch. Natuurlijk weten we ook dat de algemene relativiteitstheorie dit alles veel beter zegt: alle materie, zelfs lichtstralen, valt met dezelfde valversnelling naar beneden, ongeacht of het materie is of antimaterie. Alles wat vallen kan, valt naar beneden. Zelfs de groene kaas waar die smakelijke planeet van gemaakt is.

Gebakken lucht

Het proefschrift gaat verder met het rangschikken van ‘logische formules’ in matrixen. Deze matrixen vormen Cabbolets elementaire verzamelingen. Antimaterie moet je zien door de betrokken logische beweringen in tegenovergestelde richting te lezen. Op wiskundige logici maakt zoiets wellicht indruk, op fysici niet. Ik had daarom al eerder opgemerkt dat wat het proefschrift over ‘fysica’ zegt elementaire fouten bevat, en dat de ‘wiskunde’ erin op mij overkomt als een hele hoop gebakken lucht.

Dat Van Bendegem hiervoor gevallen is, is heel merkwaardig. Hij is erevoorzitter van SKEPP — het Belgische zusje van de Stichting Skepsis.

Menselijk

Waarom maak ik mij druk over spookrijders in de wetenschap? Veel kwaad kunnen ze niet, dat is waar, maar ik wil toch heel graag weten wat deze mensen drijft en hoe zich dit verhoudt tot mijn eigen positie in mijn vakgebied. Ben ikzelf zo nu en dan niet ook een spookrijder?

Het gebeurt regelmatig dat ik mezelf ook geroepen voel om meerderheidsstandpunten over problemen in de fysica te verlaten. Onlangs is er een groot artikel van mijn hand op het elektronische archief van de kwantumfysica verschenen waarin ik een idee bespreek dat bepaald niet zonder slag of stoot geaccepteerd gaat worden door mijn collega’s. Op sommige webpagina’s, zoals die van ene Lubos Motl, wordt het afgedaan als onverdedigbaar en naïef — mijn idee zou al bijna honderd jaar geleden zijn afgeserveerd als onhoudbaar. ‘Kijk, weer zo’n spookrijder,’ zullen verscheidene lezers hebben geconcludeerd. Men zal meewarig beamen dat het heel menselijk is om tegendraads te zijn, maar in de meeste gevallen hebben duizenden experts op een bepaald terrein een veel grotere kans om het gezamenlijk bij het juiste eind te hebben dan een enkeling die daar tegenin probeert te gaan. Het kan en het mag in de wetenschap, maar je moet wel heel zeker van jezelf zijn als je op die manier tegen de gevestigde orde ten strijde wilt trekken.

Iemand die dat doet moet zich ervan vergewissen dat het niet de standaard geaccepteerde kennis is die wordt verloochend, maar uitsluitend nogal zachte, filosofische conclusies die een meerderheid getrokken zou kunnen hebben en waarbij iemand op gepaste wijze vraagtekens wil plaatsen. De taal die ik heb gebruikt in mijn artikel was nogal provocerend, zodat mijn werk reacties opriep; de reden die ik hiervoor had was echter de aard van mijn boodschap: de enige manier om vooruitgang te boeken is om een meer radicale instelling te bepleiten.

Is dit nu niet precies wat al die ‘andere’ spookrijders ook menen te kunnen zeggen? Wel, zij gaan in tegen harde wetenschappelijke feiten, zonder zich van de benodigde algemene kennis te voorzien, en dat is nooit de positie die men zou moeten willen innemen, althans niet in mijn vakgebied.

Dit artikel verscheen eerder in het Digitaal Universiteitsblad DUB van de Universiteit Utrecht.

Uit: Skepter 27.1 (2015)

Gerard 't Hooft is hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit Utrecht, won in 1999 de Nobelprijs en is lid van het comité van advies van Skepsis.