Streven. Jaargang 10
(1956-1957)– [tijdschrift] Streven [1947-1978]– Auteursrechtelijk beschermd
[pagina 212]
| |
P.G. van Breemen S.J.
| |
[pagina 213]
| |
de meest vooraanstaande en verstgevorderde fysici zeggen over de plaats van het subject in hun wetenschap, over de plaats van de mens in de moderne natuurwetenschap.
Volgens C.F. von Weizsäcker is wellicht de belangrijkste bijdrage van de natuurkunde aan onze tijd: het verwijzen naar de noodzakelijkheid om de samenhang van stof en bewustzijn, van object en subject anders te denken dan het in de wijsgerige traditie der laatste eeuwen geschiedde. Ook Bohr en Heisenberg zien in dit punt een kristallisatie-centrum van de veranderingen in de natuurwetenschap door de opkomst van de quanten-fysica. Om een beeld te krijgen van deze omkeer in de natuurkundige beschouwingswijze is het nuttig zich even voor de geest te halen, hoe de fysicus dacht vóór deze kentering. De beroemde ‘demon van Laplace’ is wel de geijkte vormgeving van het ideaal der klassieke natuurwetenschap. Laplace schreef namelijk in 1814, dat een intelligentie, die op één gegeven moment de plaatsen en de snelheden van alle materiedeeltjes in het heelal zou kennen, van daaruit volgens de wetten van de mechanica het verleden zou kunnen reconstrueren en de toekomst voorspellen. Wel was hiervoor een groot intellect vereist, maar in principe, meende Laplace, en velen met hem, was deze reconstructie resp. voorspelling op alle gebieden der natuurwetenschap mogelijk. In de meest uitgesproken vorm van determinisme vindt men hier een absoluut objectieve kennis, die los van alle subjectiviteit, vanuit een absoluut gezichtspunt de fysische wereld beschouwt. Hier wordt een scherpe indeling geïmpliceerd in een subjectief en een objectief terrein der werkelijkheid. Met dit ideaal van de klassieke fysica nu heeft de moderne natuurkunde fundamenteel afgerekend, omdat de quanten-fysica bewezen heeft, dat zijn vooronderstelling principieel onmogelijk is. Wanneer wij nu willen nagaan, hoe deze verandering zich voltrokken heeft, dan kunnen we het beste beginnen bij de eerbied voor de verschijnselen, die een grondtrek is van alle natuurwetenschap, en heel bijzonder van de fysica sedert Galilei. Men is overtuigd, dat de deductieve weg, uitgaande van enkele aan de ervaring ontleende begrippen, ons niet tot de kennis der natuur kan brengen; daartoe is het uitgangspunt te eng en de menselijke geest te zwak. Waar dit in het verleden vergeten werd, kwam men steeds tot verkeerde conclusies. Men wil zich dus openstellen voor de natuur, zonder daarbij op a priori-principes te bouwen. Waar een conflict ontstaat tussen het verschijnsel en de theorie, heeft het verschijnsel altijd de voorrangGa naar voetnoot2). | |
[pagina 214]
| |
Dit luisteren naar de natuur is niet passief, zoals dat van een schooljongen, die zich alles laat voorzeggen wat de meester wil, maar de mens stelt zelf vragen aan de natuur, zoals een officieel aangestelde rechter getuigen uitnodigt om te antwoorden op de vragen die hij hun voorlegt (de beelden zijn van Kant). In de experimenten roept hij conflicten op tussen theorie en feit, en ook de meest onberispelijke redenering zal aan de verschijnselen getoetst moeten worden. Deze vraag-houding, deze gespreks-situatie van mens en natuur, vindt men tegenwoordig allerwegen vermeld in de geschriften over natuurwetenschap. Bij zijn promotie tot doctor h.c. in de theologie heeft Dessauer er weer eens met klem op gewezen, dat voor de fysica wezenlijk is de bewuste vraagstelling alsmede het zoeken naar het antwoord, en Buytendijk laat cursiveren, dat het object van de fysicus is: de ondervraagde natuurGa naar voetnoot3). Het zijn vooral Bohr, Heisenberg en von Weizsäcker die hier telkens weer op terug komen, en dit idee diep hebben doen inwerken in de moderne beschouwingen. De fysische denkwereld wordt dus opgebouwd doordat de fysicus de wereld actief ondervraagt en zo de wereld dwingt tot een antwoord. ‘De wereld is niet in zichzelf een antwoord; zij wordt een antwoord uit kracht van onze vraag. Maar toch heeft de wereld, als antwoord, een dwingend karakter, en de mens moet altijd afwachten, wat het antwoord zal zijn. Ja, het antwoord, dat de fysicus ontvangt, beïnvloedt de verdere vragen, die hij gaat stellen. De fysische denkwereld is gegroeid in een vraag-antwoord-spel met de dingen’Ga naar voetnoot4). Dit spel wordt steeds ingewikkelder en stelt voortdurend hogere eisen aan de mens. De natuur beslist tenslotte over de bruikbaarheid der theorie. Voert de fysicus onjuiste begrippen in, stelt hij zijn vraag verkeerd, dan stokt het gesprek; d.w.z. het onderzoek loopt vast, en de fysicus zal naar nieuwe wegen moeten zoeken, om weer aan de eisen der natuur te voldoen. Tegenwoordig vraagt dit een nauwe samenwerking van de theoreticus, die de vraag formuleert en het antwoord ontcijfert, en de experimentator, die feitelijk de vraag stelt in het experiment en het antwoord ontvangt. Niet het kale gegeven der onmiddellijke ervaring heeft theoretisch betekenis, maar de theorie zelf geeft pas structuur aan de waarnemingen. De theorie bepaalt de formulering van de vraag, hetgeen in het experiment wordt uitgewerkt in een dwang die aan de natuur wordt opgelegd. De natuur reageert op die dwang, en de wetmatigheid van deze reactie kunnen wij in formules vastleggen. Maar iedere wetmatig- | |
[pagina 215]
| |
heid geldt slechts met betrekking tot het experiment, waardoor wij haar achterhaalden, en mag niet gegeneraliseerd worden, alsof zij ook zou gelden voor een hypothetische, objectieve, ongestoorde toestand van het proefobject.
In deze laatste zin komt de invloed van de quantenfysica naar voren. Een uiterst ruwe schets van de hoofdlijn hiervan, voor zover die in ons verband van belang is, is wel onontkoombaar. In 1900 wist Max Planck een oud probleem over ‘zwarte straling’, waarvoor Wien en Rayleigh-Jeans onbevredigende oplossingen hadden gegeven, tot helderheid te brengen door aan te nemen, dat de energie niet continu verdeelbaar is, maar slechts kan worden afgegeven of opgenomen in gehele veelvouden van een ondeelbaar minimum-quantum. Door op dezelfde wijze het licht als quanteus (corpusculair) te beschouwen, in tegenstelling tot de toen geldende golf-opvatting, kon Einstein in 1905 het belangrijke verschijnsel van het foto-elektrisch effect verklaren. De quantenverdeling van de energie had ook belangrijke gevolgen voor de waarneming. In elke proef is er een inwerking van de waarnemer of zijn instrumenten op het waargenomen object. Vroeger meende men, dat men deze inwerking willekeurig klein zou kunnen maken. Het energie-quantum stelt echter een principiële grens aan deze verkleining van de storende invloed van de waarnemer, omdat de energie-toevoer, die bij iedere waarneming plaats vindt, - en daarmee de storing van de oorspronkelijke toestand -, nooit kleiner kan worden gemaakt dan het energie-quant bedraagtGa naar voetnoot5). Dit voerde rond 1927 tot de beroemde onzekerheidsrelatie van Heisenberg, die zegt dat het produkt van de onnauwkeurigheid bij de plaatsbepaling en de onnauwkeurigheid bij de snelheidsbepaling niet beneden een bepaalde minimum-waarde kan dalen. De nauwkeurigheid der plaatsbepaling gaat dus ten koste van die van de snelheidsbepaling en omgekeerd. Deze beperkingen aan onze waarnemingen berusten niet op de gebrekkigheid van de instrumenten, maar op de discontinuïteit, zoals die in het Planckse quantum tot uiting komt. Wil men de plaats volledig bepalen, dan ontglipt de mogelijkheid om tegelijk de snelheid (en daarmee de energie) exact te meten. Zelfs moeten we verder gaan en zeggen, dat de mens in zijn keuze een deeltje te zien, het zich tevens onmogelijk maakt om tegelijk het golfkarakter te vatten, en omgekeerd. Men kan het licht beschrijven als corpuscula, of als golven, maar niet als beide tegelijk. Hier raakt men aan wat velen als de kern van de quantenmechanica beschouwen, nl. | |
[pagina 216]
| |
‘der Verzicht auf die Objektivierbarkeit des Naturgeschehens’ (von Weizsäcker). Het is wezenlijk voor deze nieuwe vorm van fysica, ‘dass man ihre Sätze gar nicht aussprechen kann, ohne die Art der Erkenntnis mit auszudrücken’ (id.). Als Heisenberg het zo eenvoudig mogelijk wil uitdrukken, zegt hij, dat de quantentheorie niet meer onmiddellijk met de natuur te doen heeft, maar met onze kennis van de natuur. ‘De atoomfysicus heeft er vrede mee moeten nemen, dat zijn wetenschap maar een schakel is in de eindeloze keten van de gesprekken van de mens met de natuur, maar dat ze niet eenvoudigweg van de natuur “an sich” kan spreken’. Wij moeten dus zeggen, dat onze experimenten betrekking hebben op een natuur die veranderd is door onze weloverwogen, menselijke ingreep. Het object van het onderzoek is niet de natuur zonder meer (an sich), maar de natuur onderworpen aan de vraagstelling van de mens. De quantenfysicus kan niet meer spreken van een elementairdeeltje, losgemaakt van de waarnemingsact. De wijze van vraagstelling verandert het object en vormt het om, zodat vraag-methode en object onlosmakelijk verbonden zijn. We staan hier voor een gesprek tussen mens en natuur, waarin de oude indeling van subject en object niet meer te handhaven is. We ontdekken niet een objectiviteit die los staat van het subject, maar een samenhang van subject en object. ‘De ontdekte werkelijkheid draagt een structuur, die de confrontatie met de menselijke waarnemer verraadt. En dat moet niet als een hinderlijk bijmengsel beschouwd worden, want in deze confrontatie is pas wetenschap mogelijk’Ga naar voetnoot6). Onder de druk van de verfijnde waarnemingsmethoden is de grens tussen subject en object gerelativeerd. Om misverstanden te voorkomen moet er nog op gewezen worden, dat het gaat om iets wat in de natuurkunde werkelijk nieuw is. Dat het object een subject veronderstelt, is een oude waarheid. Dat deze twee niet losgemaakt kunnen worden eveneens. Men dacht hierbij vroeger vooral aan de inwerking van het object op het subject, en aan de toestand waarin het subject verkeerde tijdens de indruk. Nieuw is het inzicht, dat er ook een onontkoombare en niet volledig controleerbare werking uitgaat van het subject op het object. Of, anders gezegd, nieuw is het inzicht, dat onze formuleringen, ook zuiver logisch gezien, niet meer toestaan om er stilzwijgend van te abstraheren, dat ze door een subject worden uitgesproken. Dit nieuwe inzicht steunt niet op een kantiaanse verklaring van de menselijke kennis, maar op de ervaringen die men heeft opgedaan in de quantenmechanica. | |
[pagina 217]
| |
Wij spreken dus steeds over verschijnselen, die plaats vinden in een wisselwerking van het elementair-deeltje met de waarnemer (en zijn instrumenten). ‘De voorstelling van de objectieve realiteit van de elementair-deeltjes is vervluchtigd, niet in de nevel van een nieuwe, vage en nog onbegrepen voorstelling der werkelijkheid, maar in de doorzichtige helderheid van een wiskunde, die niet meer het gedrag van de elementair-deeltjes, maar onze kennis van dat gedrag weergeeft’Ga naar voetnoot7). Het gaat niet langer om een beeld van de natuur, maar om een beeld van onze betrekkingen tot de natuur. De natuurwetenschapper staat niet meer als toeschouwer tegenover de natuur, maar hij is medespeler, hij is opgenomen in de wisselwerking tussen mens en natuur. Elk resultaat van een experiment is dus (mede) bepaald door de persoonlijke keuze van de onderzoeker. Ook de begrippen zijn afhankelijk van de menselijke kijk; zelfs de in de Newtonse mechanica zo soevereine begrippen ‘tijd’ en ‘massa’ zijn door de relativiteitstheorie afhankelijk bevonden van de situatie waarin de mens ze gebruikt. Deze keuze van de mens, zijn tegenwoordigheid in de tot-stand-koming van de wetenschap, is actief en zingevend. En dat niet alleen in het detail, zoals een experiment, maar ook in het grote geheel van de natuurwetenschap, waarin dat detail zijn betekenis krijgt. De natuurwetenschap is immers een geordende beschrijving van de verschijnselen in de natuur, en geordendheid is pas mogelijk als men vanuit een bepaald gezichtspunt de verschijnselen indeelt; d.w.z. wanneer men zich een bepaald doel stelt. Deze indeling wordt wezenlijk mede bepaald door de subjectieve werkzaamheid van de wetenschapper zelf. Dat de onderzoeker bepaalde feiten wel analyseert en andere niet verder uitwerkt, vindt zijn verklaring in het standpunt dat hij inneemt. De menselijke belangstelling treedt op als bepalende factor voor de gevonden resultaten. Nu is het van het grootste belang, dat de fysicus ontdekt heeft, dat een absoluut en definitief gezichtspunt onmogelijk is. Van de Hulst en van Peursen drukken dit met de huidige fenomenologie uit door het woord ‘horizon’; deze vormt de niet te benaderen grens welke elk menselijk gezichtsveld noodzakelijk beperkt. ‘Een horizon, die men voortdurend om zich heen heeft en die zich met het voortschrijden wel voortdurend verplaatst, maar die nooit alomvattend wordt’Ga naar voetnoot8). Een ander standpunt zal een andere horizon met zich brengen, maar ‘un regard survolant’ zal voor de mens altijd een onmogelijkheid blijven. In de | |
[pagina 218]
| |
horizon manifesteert zich het vervlochten-zijn van mens en wereld. Deze beschouwing der werkelijkheid tegen de achtergrond van een horizon is de thematisering, die de menselijke wetenschap constitueert. Elk wetenschapsgebied is noodzakelijk thematisch, want het is de thematisering, die objectiveertGa naar voetnoot9). Deze inzichten nu zijn ook door de hedendaagse natuurwetenschappers verworven. Ofschoon er een parallel is tussen de denkbeelden der fenomenologie en der moderne theoretische fysica, is een rechtstreekse invloed van deze filosofen op de natuurkundigen onwaarschijnlijkGa naar voetnoot10). Het vak zelf heeft de fysicus tot deze inzichten gebracht. Max Planck meent dat er nauwelijks een stelling is, die meer onheil heeft aangericht dan die van de ‘Voraussetzungslosigkeit der Wissenschaft’. Elders benadrukt hij (bij een bespreking van een probleem uit de optica) dat bij elke wetenschap noodzakelijk iemand hoort, die haar opbouwt; dat de natuurwetenschap een spanning is tussen twee abstracties, die we met subject en object aanduiden; en dat de fysica nooit helemaal losgemaakt kan worden van de onderzoekers die haar beoefenen, mensen die vanaf het eerste begin van elke wetenschappelijke kennis een beslissing moeten nemen over het standpunt van waaruit zij het onderzoek bekijken. C.F. von Weizsäcker vermeldt als een rijke vrucht van het quantenmechanisch denken het inzicht dat de fysica ‘ein Wissen des Menschen’ is; en dat het geen ‘zuivere’ fysica meer is in de zin van het oude ideaalbeeld der wetenschap. Een lang artikel wijdt hij aan een analyse die laat zien, dat wij in de wetenschap de mens terugvinden, die haar heeft opgebouwd, en hij poneert, dat de huidige fysica de beoefenaar dwingt tot bezinning op zichzelf als subject. ‘De mens ontmoet in de natuur als het ware zichzelf weer’. ‘Wij wilden het absolute grijpen en wij vinden slechts de voorwaardelijkheid van onze kennis en onze macht. Wij wilden tot het “an sich” zijnde doordringen, en we ontdekken, dat we zelfs het begrip “ding” slechts kunnen definiëren in betrekking tot de mens aan wie het verschijnt, of die het zelf maakt’Ga naar voetnoot11). Voor de moderne fysica is niet meer het geïsoleerde ding, maar het geheel van de samenhang mens-ding de tastbare werkelijkheid. Werner Heisenberg ontwikkelt soortgelijke gedachten. Aansluitend bij het bovenvermelde idee, dat de natuurwetten betrekking hebben op onze kennis van b.v. elementair-deeltjes (pp. 216 en 217), vinden we het volgende: Het oude streven naar een beschrijving der wereld, waarbij | |
[pagina 219]
| |
van het denken en handelen van het subject helemaal geabstraheerd kon worden, kwam voort uit een verlangen om alle onnauwkeurigheid en vergissing uit te sluiten. Men wilde een zo nauwkeurig mogelijk beeld van de wereld tekenen. Nu blijkt echter, dat dit nauwkeuriger wordende beeld steeds meer van de onmiddellijk gegeven werkelijkheid afwijkt. De natuurwetenschap gaat niet meer over die onmiddellijk gegeven wereld, maar over een duistere achtergrond van die wereld, welke achtergrond wij door onze experimenten aan het licht brengen. Deze ‘objectieve’ wereld wordt dus toch in zekere mate pas door onze actieve ingreep voortgebracht, en in die mate stoten wij ook hier op de niet te overschrijden grenzen van de menselijke kennis. In de natuurwetenschap komt allerduidelijkst naar voren, dat de mens overal weer zichzelf ontmoet. Voor het eerst in de geschiedenis staat de mens alleen nog maar tegenover zichzelfGa naar voetnoot12). Max Born, die bijna 50 jaar lang een persoonlijke vriend was van Einstein, hield medio maart 1955 een grote rede op de feestvergadering van de ‘Physikalische Gesellschaft’ ter herdenking van het feit, dat Einstein 50 jaar geleden zijn beroemde artikelen over het lichtquantum en over de relativiteitstheorie publiceerde. Hierin zeide hij o.a.: ‘Er voert, zoals Einstein zelf niet moe wordt te herhalen, geen rechtstreekse, logische weg van de ervaringsfeiten naar de theoretische systemen der fysica; deze laatste zijn kinderen van een zich vrij bewegende fantasie, van de speculatie’. Wij hopen dat uit deze citaten duidelijk geworden is, dat de moderne fysica, althans in haar leiders, bewust op weg is om de mens te ontdekken in het vak. Dit is een zeer belangrijke ontdekking ook voor de verhouding van de natuurwetenschap tot de andere wetenschappen. We willen echter nog even nagaan, in hoeverre de mens bij de fysica betrokken is. Schrödinger b.v. heeft tegen Bohr en Heisenberg (‘our two foremost quantumtheorists’) het bezwaar, dat zij het fundamentele filosofische probleem van de relatie tussen subject en object laten afhangen van de quantitatieve resultaten van fysische en chemische metingen. Hij ziet een onaangepastheid van de aangewende middelen ten opzichte van het gestelde probleem. Hij gaat nog verder: omdat het subject voor hem de menselijke geest is, ziet hij niet in, hoe dit subject in wisselwerking kan treden met enig fysisch systeemGa naar voetnoot13). Behalve dat hiertegen in te brengen valt, dat het niet juist is om de menselijke geest als subject te beschouwen (het subject is de gehele mens), vergeet Schrödinger dat in de moderne wetenschap aan de mens ook een wezenlijke rol wordt | |
[pagina 220]
| |
toebedeeld bij de thematisering, die pas wetenschap constitueert. Von Weizsäcker merkt op, dat in de fysica niet wordt binnengehaald het empirisch subject met al zijn affecten en zijn persoonlijk ‘Schicksal’, maar dat er slechts twee grondfuncties van het bewustzijn binnen treden in iedere natuurbeschrijving: kennen en willen. Inderdaad zal men moeten toegeven, dat de natuurwetenschap zich zoveel mogelijk afwendt van het persoonlijke, het incidentele en zich richt naar het algemene, het reproduceerbare. Ook Planck ziet een streven naar volkomen scheiding van 't fysisch wereldbeeld van de individualiteit van de scheppende geest; hij voegt er echter aan toe dat dit streven nooit zijn doel bereiken zal. Er ligt in de natuurwetenschap een streven om subject en object te scheiden. Het zou onjuist zijn om zozeer onder de indruk van het wetenschappelijk nieuwe en ingrijpende inzicht, dat subject en object onscheidbaar zijn, te komen, dat men de tendenz naar scheiding uit het oog verliest. Toch heeft de ontdekking van de onbreekbare band tussen subject en object in het experiment geleid tot een veel fundamenteler ontdekking: dat nl. wetenschap überhaupt slechts mogelijk is dank zij de thematisering door de mens! Hier is een band tussen natuurwetenschap en mens, die op een veel dieper niveau ligt; en hier raakt men de mens ook veel ingrijpender en omvattender dan in de quantenfysische beschouwingen over het experiment. Op dit niveau treden wel degelijk specifiek menselijke waarden naar voren. Max Planck schrijft, dat de wereldbeschouwing van de onderzoeker steeds medebepalend zal werken op de richting van zijn wetenschappelijk werk, zoals ook omgekeerd de resultaten van zijn onderzoekingen niet zonder invloed op zijn wereldbeschouwing kunnen blijvenGa naar voetnoot14). Ook von Weizsäcker werkt uit, hoe het menselijke bij de wetenschap betrokken is, en hij verontschuldigt zich dat hij daarbij grote woorden als waarheid, schoonheid en ethos moet gebruiken, door op te merken, dat dit toch werkelijk realiteiten zijn in de daagse dag van de onderzoekerGa naar voetnoot15). Het zou ons echter te ver voeren, om nog te trachten, ook deze beschouwingen aannemelijk te maken. Liever willen we dit artikel nu besluiten met de conclusie dat de ontdekking van de mens in het hart zelf van de natuurwetenschap er toe heeft geleid, dat de fysicus thans heel wat gereserveerder oordeelt over zijn vak dan een halve eeuw geleden; en dat juist dit bewustzijn van eigen ontoereikendheid een openheid heeft bewerkt tegenover de andere menselijke waarden en wetenschappen. |
|