Theorie van alles

De twintigste eeuw betekende een enorme vooruitgang in de wetenschap. Oude theorieën werden ingehaald door nieuwe die ons zaken als DNA, lasers, halfgeleiders, zwarte gaten en een Big Bang brachten. Er waren toen zogenaamde ‘futurologen’ die voorspelden dat in de eenentwintigste eeuw vrijwel iedereen wetenschapper zou zijn. De nieuwe theorieën vervingen oude. Zo werd de zwaartekrachttheorie van Newton vervangen door de algemene relativiteitstheorie van Einstein. En de elektromagnetische theorie van Maxwell werd vervangen door de kwantummechanica van Heisenberg, Bohr en Schrödinger. Beide nieuwe theorieën verklaren met elkaar alles wat er fysisch te verklaren valt. Maar ze zijn niet met elkaar te verenigen.

Nou is dat niet zo’n ramp. Voor het begin van de twintigste eeuw waren er ook al theorieën. Naast de theorieën van Newton en Maxwell had je bijvoorbeeld nog de algemene gaswetten van Boyle en Gay Lussac, de evolutietheorie van Darwin en het periodiek systeem der elementen van Mendelejev. Zo was er een hele dierentuin van theorieën. Als je een bepaald verschijnsel wilde bestuderen moest je eerst op zoek naar de theorieën die daarop betrekking hadden. Vaak waren dat er meer dan een. Maar voor de natuurkunde waren er uiteindelijk nog maar twee, en die maakten samen alle voorgaande overbodig. De natuurkundigen vroegen zich af of dat tweetal zich ook niet zou laten reduceren tot een enkele theorie van alles. Want als je de bouwstenen van de materie begrijpt en alle krachten en energieën die daar een rol bij spelen, dan begrijp je in principe alles. Maar die allesomvattende theorie is tot op heden niet gevonden.

In het dagelijks leven zijn we gewend om, als we een beslissing moeten nemen, we eerst op zoek moeten naar de regels die daarop betrekking hebben. Er zijn heel veel regels, en die zijn niet allemaal met elkaar in overeenstemming. Maar we hebben geleerd er mee te leven. Maar het zou mooi zijn een beperkt stel vaste regels te hebben die elkaar ondersteunen. Is dat eigenlijk wel mogelijk?

In de dertiger jaren van de twintigste eeuw was er een wiskundige, genaamd Goedel, die er in slaagde om met wiskundige methoden te bewijzen dat niet alle wiskundige waarheden ook wiskundig te bewijzen zijn. Daarmee maakte hij een eind aan het zoeken van een stel regels die alle wiskunde zouden omvatten. Maar als de wiskundigen er niet in slagen om een theorie van alles te vinden voor hun vakgebied, als er wiskundig geformuleerde waarheden zijn die aantoonbaar niet te bewijzen zijn, hoe moeten dan de natuurkundigen, die gewend zijn hun bevindingen in wiskundige termen te omschrijven, dan komen tot een algemeen geldige theorie?

Verder

Anders