Prof. Gerard 't Hooft (foto: Maarten Hartman)

De fysica en het wonderbaarlijke

De feilbaarheid van het brein

door Gerard ’t Hooft

Meldingen van ervaringen die op paranormale verschijnselen duiden lijken frequenter te zijn dan men zou verwachten als deze op zuivere toevalligheden zouden berusten. Veel mensen hebben slechts op oppervlakkige wijze kennisgenomen van de natuurwetten zoals deze in de loop van de 20ste eeuw zijn ontrafeld, en menen dat deze nog voldoende ruimte zouden bieden voor verschijnselen die nu nog niet begrepen worden, zodat we deze ‘paranormaal’ noemen.

Op het eerste gezicht klinkt dit niet eens onredelijk; populaire uiteenzettingen over de moderne natuurkunde bieden verscheidene uitgangspunten die men zou kunnen hanteren.De eerste categorie van uitgangspunten wordt geleverd door de beschrijvingen van de moderne theorieën zelf. Zo wordt de kwantummechanica beheerst door de zogenaamde Onzekerheidsrelatie van Heisenberg. Deze houdt in dat combinaties van uitspraken over de kleinste bouwstenen van de natuur niet gelijktijdig nauwkeurig geldig kunnen zijn. Wanneer de plaats waar een deeltje vertoeft bijvoorbeeld zeer nauwkeurig wordt bepaald, dan houdt dit automatisch in dat de impuls (massa maal snelheid) onnavolgbaar zal fluctueren. Men zou zich kunnen voorstellen dat deze fluctuaties wellicht (mede) langs ‘paranormale’ weg kunnen zijn beïnvloed. Voorts wordt er van de moderne veldentheorieën gezegd dat deze toelaten dat deeltjes ‘terugreizen in de tijd’. Wat dit precies betekent kunnen de meesten niet bevatten, maar kan het niet ook inhouden dat toekomstvoorspellingen tot de mogelijkheden behoren?

Ogenschijnlijke barsten

Als theoretisch fysicus moet ik met kracht stellen dat dit slechts ogenschijnlijk barsten zijn in ons theoretisch bouwwerk, en dat hier geen theorieën voor het paranormale uit te halen zijn. De kwantummechanica bestaat uit twee elementen: een strikt mathematisch element, waarmee met ongelofelijke precisie de evolutie en tevens andere eigenschappen van een systeem kunnen worden beschreven, gebruik makend van de zogeheten ‘golffunctie’. Het tweede element is statistische willekeur. De uitkomst van de eerstgenoemde berekeningen bepalen een kansverdeling voor de uitkomst van een experiment, en de theorie ontleent haar kracht aan de constatering dat de natuur zich uiterst strikt aan deze kansverdelingen houdt. Als de kansverdelingen door paranormale verschijnselen te beïnvloeden zouden zijn, zou dit als een schending van de theoretische voorspelling moeten worden opgevat, die te toetsen moet zijn. Hiervoor zou het noodzakelijk zijn de wiskundige vergelijkingen voor de golffuncties te herzien, en juist dit soort herzieningen wordt door de theorie uitgesloten. We noemen dit het ‘causaliteitsbeginsel’, en het blijkt een uiterst betrouwbare pijler voor alle theoretische fysica.

Dit geldt dus ook voor de veldentheorie voor de elementaire deeltjes. Dat deeltjes terug zouden reizen in de tijd is in feite een illusie. In werkelijkheid gaan we uit van bouwstenen die we ‘deeltjes’ en ‘antideeltjes’ noemen. Beide typen bewegen zich op normale wijze voort in de tijd, maar als men ingewikkelde processen doorrekent blijkt dat dikwijls een deeltje en een antideeltje gelijktijdig ergens kunnen ontstaan (‘creatie’) of tezamen verdwijnen (‘annihilatie’). In een ruimte-tijd diagram kan dit de indruk wekken dat een deeltje teruggaat in de tijd, als in werkelijkheid gewoon het bijbehorende antideeltje optreedt. In plaats van een schending van het causaliteitsbeginsel in te houden, is het bestaan van antideeltjes die dit soort reacties kunnen aangaan juist een van de gevolgen van de eis dat de theorie strikt moet voldoen aan strenge causaliteitseisen.

De tweede categorie van uitgangspunten voor verklaringen van paranormale verschijnselen wordt verkregen uit de vele onopgeloste problemen in de moderne wetenschap. Weer zijn het de gepopulariseerde versies van de natuurwetenschappen waar men dikwijls inspiratie uit put. Het is immers nog onbekend hoe de wetten van de gravitatie met de kwantummechanica moeten worden verenigd, en is het niet zo dat je hier te maken krijgt met ‘gekromde ruimte en tijd’, met ‘wormgaten’ en is het niet juist die notoir moeilijke kwantummechanica die hier problemen oplevert? Ook is het niet bekend waaruit het grootste gedeelte van de materie in het heelal bestaat. Ligt het dan niet voor de hand dat men aanneemt dat hier nog wel ruimte is voor iets paranormaals?

Het is slechts ogenschijnlijk een zwakte van de moderne wetenschap dat men de onopgeloste problemen zo breed tentoonspreidt. Iedereen mag van ons weten dat ons werk nog niet af is. Dat amateurfysici hier een uitdaging in zien die ze niet kunnen laten liggen is begrijpelijk, maar het is zelden of nooit dat de niet-experts op deze braakliggende terreinen enig effect kunnen sorteren. Men moet wel weten dat de enige natuurverschijnselen waarvoor onze huidige kennis essentiële vragen onbeantwoord laat, slechts kunnen worden opgewekt in gedachte-experimenten onder omstandigheden die zo extreem zijn dat geen enkel experiment tot op heden hierover uitsluitsel kon geven. Dit zijn dus verschijnselen in extreem sterke veldconfiguraties, of waar deeltjes elkaar extreem dicht benaderen met absurd hoge waarden voor hun bewegingsenergie. Dit zijn omstandigheden die in de verste verte niet kunnen optreden bijvoorbeeld binnen de menselijke hersenen. Ook is het denkbaar dat er verschijnselen bestaan die zo zwak zijn dat geen enkele deeltjesdetector deze heeft kunnen registreren (interacties met ‘donkere materie uit het heelal’, bijvoorbeeld). Maar dan mag men ook niet verwachten dat hersenweefsel zulke verschijnselen kan detecteren, en nog minder dat dit soort interacties gebruikt kan worden voor het uitwisselen van informatie.

Absolute nulpunt

De mogelijkheden voor een fysische verklaring van paranormale verschijnselen worden er niet beter op wanneer men de bevindingen van de moderne biologie in de beschouwing betrekt. De evolutietheorie laat overduidelijk zien dat zowel plantaardige als dierlijke organismen al hun verworvenheden via hun genen op het nageslacht overbrengen, en dat ze daarbij dankbaar gebruik maken van alle natuurverschijnselen die voldoende regelmatig zijn om te gebruiken. Hun leefwijzen en gedragingen zijn hiermee te verklaren. Nu is het zo dat de wetten van de optica en de akoestiek bijvoorbeeld, aan allerlei beperkingen onderhevig zijn, en bijgevolg zijn er voor het gebruik daarvan aanpassing en ervaring nodig, welke door trial and error worden bereikt. Dat we levende wezens nooit zien ‘oefenen’ met een of andere paranormale kracht is opmerkelijk, en moeilijk te rijmen met de gedachte dat het foutloos omgaan met een zo ongrijpbaar ‘natuurverschijnsel’ mogelijk zou zijn. Een paranormaal begaafde ‘weet’ dat hij of zij iets ‘ziet’, maar hoe kan men dit weten? Hier zit een ongerijmdheid in de gebruikelijke beweringen die niet strookt met de algemene ervaringen omtrent onze leerprocessen.

Niettemin is er een vrij aanzienlijk aantal mensen dat meent een of meerdere van de volgende ervaringen te hebben doorgemaakt, al of niet bij herhaling:

• Het hebben van een voorgevoel, of als een bewuste beleving, of in de vorm van een voorspellende droom. Een verklaring zou het teruggaan in de tijd (causaliteitsschending) vereisen.

• Helderziendheid betreffende bijzondere gebeurtenissen in het verleden, of ergens ver weg. Verklaring vereist een nog onbekende vorm van informatieoverdracht.

• Een bijna-dood-ervaring. Een vergelijkbare categorie is het ‘buiten het lichaam treden van de ‘ziel’. Dit soort verschijnselen verlangen het bestaan van  zoiets als een ‘ziel’ los van het lichaam. Meer iets voor de medici en biologen, maar uiteindelijk verlangt ook dit verschijnsel ‘nieuwe’ fysica.

• Ontmoetingen met, of waarnemingen van buitenaardse wezens (zoals UFO’s). Hier wordt het bestaan van buitenaardse beschavingen verlangd die de aarde via ruimtevaart kunnen bereiken. Ruimtereizen van het type dat hiervoor nodig zou zijn, zijn ook uiterst onwaarschijnlijk uit fysisch oogpunt; men tart bijna alle bekende behoudswetten (energie, lichtsnelheid als grens, etc.)

• Talrijke andere bizarre verschijnselen, zoals communicatie met dieren, planten of dingen. Vereiste fysica: biologisch onaanvaardbare ‘menselijke’ eigenschappen van deze schepsels, of andere evidente schendingen van natuurwetten. Men kan natuurlijk trachten vol te houden dat menselijke hersenen bij lichaamstemperatuur meer kunnen detecteren dan gespecialiseerde deeltjesdetectoren die uit duizenden tonnen gezuiverd materiaal bestaan (zeer zuiver water of zeer zuiver gallium), of meer dan paraboolspiegels met afmetingen van honderden meters, of meer dan detectoren die zijn gekoeld tot een fractie van een graad boven het absolute nulpunt, of die buiten onze troebelmakende dampkring zijn gebracht, of beide.

Falend geheugen

Als echter een ervaren fysicus gevraagd wordt naar de meest acceptabele verklaring van de genoemde verschijnselen te zoeken, zal deze beginnen met het zoeken naar de meest geloofwaardige scenario’s. We beginnen met de mogelijkheden op een rijtje te zetten:

1. Er bestaan fysische verschijnselen die nog volstrekt niet begrepen worden door fysici, en die inhouden dat informatie ‘langs paranormale weg’ kan worden doorgegeven.

Aan wat voor verschijnselen moeten we nu denken? Het Standaardmodel voor de elementaire deeltjes laat uitsluitend informatiedragers zien die al lang in gebruik zijn: het lineaire spectrum van de elektromagnetische straling. Neutrino’s kunnen niet door gewone weefsels worden uitgezonden of gedetecteerd, en gravitatiegolven zijn veel te zwak. Eventuele afwijkingen van dit Standaardmodel zijn zo zwak dat ze tot op heden onopgemerkt zijn gebleven in alle natuurkundige experimenten. In deze experimenten moeten over het algemeen kolossale hoeveelheden speciaal geprepareerd materiaal worden gebruikt, want de regel is simpel: hoe groter een detector, hoe gevoeliger deze kan zijn. Deze natuurwet wordt door de amateurs dikwijls volledig over het hoofd gezien, maar kan goed gebruikt worden als argument om paranormale informatieoverdracht via de hersenen tot het rijk der fabelen te verwijzen. Een tweede wet die men hiervoor gebruiken kan is dat de gevoeligheid van detectoren ook van de temperatuur afhangt; koelen tot zo dicht mogelijk bij het absolute nulpunt maakt vele soorten detectoren zeer veel gevoeliger. In de deeltjesfysica en de astronomie zijn de apparaten heel groot, en (op de kritieke plaatsen) heel koud.

Maar er zijn andere redenen waarom een fysische verklaring onmogelijk is vol te houden: men verlangt signalen die terug kunnen gaan in de tijd, signalen die enorme afstanden kunnen overbruggen, signalen die door onwaarschijnlijke bronnen zoals personen die in grote moeilijkheden verkeren, etc., worden uitgezonden, en ten slotte – heel essentieel – het coderen en decoderen moet vlekkeloos verlopen, terwijl in ieder radio- en televisietoestel voor deze stappen uitgebreide en toegewijde elektronica onontbeerlijk is. Kortom, al deze aspecten maken de genoemde verschijnselen volledig onkarakteristiek voor de fysica. In de ogen van de fysicus klinken daarom de verklaringen in termen van de deeltjesfysica, de kwantummechanica of de (algemene) relativiteitstheorie (of beide tegelijk) absurd.

2. Alle genoemde verschijnselen berusten op zuivere toevalligheden.

We moeten de gerapporteerde verschijnselen analyseren in het licht van de wetten van de statistiek. Door toevallige samenloop van omstandigheden kunnen zich uiteraard bijzondere voorvallen voordoen, en als men deze op een rijtje zet krijgt men een vertekend beeld over vermeende wetmatigheden. Ook in de ‘gewone’ fysica en in de astronomie stuit men dikwijls op onwaarschijnlijke eenmalige waarnemingen, maar hier verkeren we in de gelukkige omstandigheid dat men, bij voldoende interesse, zorgvuldiger en langduriger kan gaan experimenteren en/of observeren. De waarnemingen kan men dan beter statistisch verwerken; praktisch altijd leert men dan dat de allereerste ‘vreemde’ waarneming aan toevalsfactoren moet worden toegeschreven.

Vele ‘skeptici’ zijn geneigd zich aan deze strohalm vast te klampen. Niettemin lijkt het net iets te gemakkelijk om alles wat gerapporteerd wordt op deze wijze af te schrijven. Ik kan me niet aan de indruk onttrekken dat de gerapporteerde verschijnselen te talrijk zijn, zodat we naar andere factoren zullen moeten zoeken.

3. De mensen die claims maken op paranormale waarnemingen en begaafdheden zijn leugenaars en charlatans.

Ook deze ‘verklaring’ wordt veel aangevoerd door skeptici, en er zullen ongetwijfeld voorbeelden van verschijnselen zijn die tot deze categorie behoren. De bekende graancirkels mag men tot het prototype rekenen. Het mag bekend zijn dat deze door grappenmakers zijn geproduceerd. Niettemin is ook dit een wat te gemakkelijke manier om ons vraagstuk terzijde te schuiven. We kunnen ons niet aan de indruk onttrekken dat er ook veel goedbedoelde en serieuze meldingen zijn, en daarom zoeken we nog even verder.

4. We hebben hier te maken met een delicaat psychologisch verschijnsel.

Mensen ‘willen’ het onmogelijke, zoals contact met overleden dierbaren, vermiste kinderen of geliefden. Zij ‘willen’ ook verschrikkelijk graag dat oppermachtige buitenaardse beschavingen of goddelijke machten de onbillijke fouten en flagrante onrechtmatigheden in onze samenleving corrigeren. Daar hebben ze best wel een klein onschuldig leugentje voor over dat maar al te graag wordt vergeten. Hun verbeelding en gevoel voor rechtmatigheid hebben de onvolmaaktheden van de werkelijkheid eventjes gecorrigeerd, zonder dat men zich dit werkelijk bewust is. In hun onderbewustzijn speelt zich een gevecht af tussen hun gevoel voor rechtvaardigheid enerzijds, en trouw aan de waarheid anderzijds. Het is een kort gevecht. De rechtvaardigheid wint. Om dan ook nog het zelfrespect te herstellen wordt de oorspronkelijke herinnering aan de echte waarheid krachtig onderdrukt. Toegegeven: schrijver dezes is fysicus en geen psycholoog, dus mijn weergave van de psychische gesteldheid van de paranormale belever zal onnauwkeurig zijn, maar het gaat om de grote lijnen van dit betoog. Tot slot echter is er een extremere variant van deze gedachtegang:

5. Mensen kunnen door hun eigen hersenen bedrogen worden.

Deze theorie berust op mijn overtuiging dat menselijke hersenen niet wezenlijk anders functioneren dan een gewone computer. Grote hoeveelheden geheugencellen zijn met elkaar verbonden via een netwerk van neuronen. Het geheel werkt als een (buitengewoon efficiënt) geheugen en informatieverwerkende eenheid, zoals een computer dat ook is. Stelt u zich voor dat in een computer een nieuw bestand wordt opgeslagen. De datum behorende bij dit bestand wordt ook geregistreerd. Echter, een goed programmeur is in staat deze datum achteraf te vervangen door een vroegere datum. De computer zal vanaf dat moment het bestand behandelen alsof dit er al veel langer in heeft gestaan. De ‘herinneringen’ van de computer kunnen dus door speciale omstandigheden gesaboteerd worden, dat wil zeggen vervangen door andere. Ditzelfde nu – en nog veel meer – kan bij mensen ook gebeuren. Men kan een belevenis hebben die een of andere schok teweegbrengt, en dan ineens kan men zich met ‘absolute zekerheid’ herinneren dat men deze belevenis een week eerder al gedroomd heeft. Maar hoe zeker kan men hiervan zijn? Hoe weet men dat de hersenen geen schakelfout hebben gemaakt? Sterker nog, soms kunnen de hersenen er ‘belang’ bij hebben een dergelijke schakelfout te maken, zoals ik bij het vorige punt opperde. Ons geheugen is allerminst onfeilbaar, en naar mijn overtuiging is er een belangrijke klasse van vermeende verschijnselen die hiertoe zijn terug te voeren. De hersenen kunnen herinneringen fabriceren die niets met de werkelijkheid van doen hebben. Voor het individu dat hiervan het slachtoffer is, is het onmogelijk de herinnering van echte herinneringen te onderscheiden.

Laat ons nu nogmaals de rapportages beschouwen. Waarin verschillen deze rapportages en in welke opzichten komen ze overeen?

• De beweringen verschillen radicaal van elkaar zodra men de fysische aard van het signaal beschrijft. Nu eens gaat het terug in de tijd, dan weer is het afkomstig van een UFO, dan weer van een overledene, of van een object dat ter hand werd genomen. Als optie nr. 1 juist zou zijn zouden we met even zovele, totaal verschillende fysische verklaringen moeten komen als er verschijnselen zijn.

• De effecten hebben met elkaar gemeen dat ze heel dikwijls direct geassocieerd zijn met heftige emoties. Paragnosten worden bij voorkeur geraadpleegd wanneer iemand ten einde raad is, overmand door verdriet. Dit is een zeer sterke aanwijzing in de richting van verklaringen 4 en 5. Wanneer heftige emoties in het spel zijn is men immers nauwelijks geïnteresseerd in de echte werkelijkheid, die te gruwelijk is om te accepteren, dus dan verkiest men de gerechtigheid die door de paragnost wordt geboden. Of onze hersenen zelf trekken een register open dat in feite zeer functioneel is: de werkelijkheid wordt geblokkeerd en vervangen door prettigere gedachten. Evolutiebiologen zullen er weinig moeite mee hebben te verklaren hoe en waarom onze hersenen dit soort ‘schakelfouten’ kunnen realiseren.

Wetenschappers worden er nogal eens van beschuldigd dat zij weigeren paranormale verschijnselen met ‘wetenschappelijke openheid’ tegemoet te treden. Het zou echter niet van openheid getuigen als we niet zouden proberen gerapporteerde verschijnselen in logische zin in te passen in een grote reeks van reeds vastgestelde natuurverschijnselen en -wetten. De wetten van de fysica, de biologie en de psychologie wijzen alle onomstotelijk in de richting van de verreweg aannemelijkste verklaring, namelijk dat alle paranormale verschijnselen tussen de oren van mensen plaatsvinden, en niet daarbuiten.

Uit: Skepter 12.3 (1999)

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.