Stel je voor dat je gaat zitten en je favoriete boek oppakt. Je kijkt naar de afbeelding op de voorkant, strijk met je vingers over de gladde boekhoes, en ruik die bekende boekgeur terwijl je door de pagina's bladert. Aan u, het boek is opgebouwd uit een reeks zintuiglijke verschijningen.

Maar je verwacht ook dat het boek achter die schijn een eigen zelfstandig bestaan ​​heeft. Dus als je het boek op de salontafel legt en naar de keuken loopt, of je huis verlaten om te gaan werken, je verwacht dat het boek er nog steeds uitziet, voelt, en ruikt net als toen je hem vasthield.

Verwachten dat objecten hun eigen onafhankelijke bestaan ​​hebben - onafhankelijk van ons, en alle andere objecten - is eigenlijk een diepgewortelde veronderstelling die we over de wereld maken. Deze veronderstelling vindt zijn oorsprong in de wetenschappelijke revolutie van de 17e eeuw, en maakt deel uit van wat we de . noemen mechanisch wereldbeeld . Volgens deze visie, de wereld is als een gigantische uurwerkmachine waarvan de onderdelen worden bepaald door vaste bewegingswetten.

Deze kijk op de wereld is verantwoordelijk voor een groot deel van onze wetenschappelijke vooruitgang sinds de 17e eeuw. Maar zoals de Italiaanse natuurkundige Carlo Rovelli in zijn nieuwe boek Helgoland stelt:kwantumtheorie - de natuurkundige theorie die het universum op de kleinste schalen beschrijft - toont vrijwel zeker aan dat dit wereldbeeld onjuist is. In plaats daarvan, Rovelli stelt dat we een 'relationeel' wereldbeeld moeten aannemen.

Wat betekent het om relationeel te zijn?

Tijdens de wetenschappelijke revolutie de Engelse natuurkundepionier Isaac Newton en zijn Duitse evenknie Gottfried Leibniz waren het oneens over de aard van ruimte en tijd.

Newton beweerde dat ruimte en tijd fungeerden als een "container" voor de inhoud van het universum. Dat is, als we de inhoud van het universum zouden kunnen verwijderen - alle planeten, sterren, en sterrenstelsels - we zouden lege ruimte en tijd overhouden. Dit is de "absolute" kijk op ruimte en tijd.

Leibniz, anderzijds, beweerde dat ruimte en tijd niets meer waren dan de optelsom van afstanden en duur tussen alle objecten en gebeurtenissen van de wereld. Als we de inhoud van het universum zouden verwijderen, we zouden ook ruimte en tijd verwijderen. Dit is de "relationele" kijk op ruimte en tijd:ze zijn alleen de ruimtelijke en temporele relaties tussen objecten en gebeurtenissen. De relationele kijk op ruimte en tijd was een belangrijke inspiratiebron voor Einstein toen hij de algemene relativiteitstheorie ontwikkelde.

Rovelli gebruikt dit idee om de kwantummechanica te begrijpen. Hij claimt de objecten van de kwantumtheorie, zoals een foton, elektron, of ander fundamenteel deeltje, zijn niets meer dan de eigenschappen die ze vertonen bij interactie met- in verhouding tot -andere objecten.

Deze eigenschappen van een kwantumobject worden bepaald door middel van experimenten, en omvatten zaken als de positie van het object, momentum, en energie. Samen vormen ze de toestand van een object.

Volgens Rovelli's relationele interpretatie, deze eigenschappen zijn alles wat er is aan het object:er is geen onderliggende individuele substantie die de eigenschappen "heeft".

Dus hoe helpt dit ons de kwantumtheorie te begrijpen?

Denk aan de bekende kwantumpuzzel van de kat van Schrödinger. We stoppen een kat in een doos met een dodelijk middel (zoals een flesje gifgas) veroorzaakt door een kwantumproces (zoals het verval van een radioactief atoom), en we sluiten het deksel.

Het kwantumproces is een toevallige gebeurtenis. Er is geen manier om het te voorspellen, maar we kunnen het beschrijven op een manier die ons de verschillende kansen vertelt dat het atoom in een bepaalde periode wel of niet vervalt. Omdat het verval de opening van de injectieflacon met gifgas zal veroorzaken en dus de dood van de kat, het leven of de dood van de kat is ook een puur toeval.

Volgens de orthodoxe kwantumtheorie de kat is niet dood of levend totdat we de doos openen en het systeem observeren. Er blijft een raadsel over hoe het zou zijn voor de kat, precies, om noch dood noch levend te zijn.

Maar volgens de relationele interpretatie, de toestand van een systeem is altijd in relatie tot een ander systeem. Dus het kwantumproces in de doos kan een onbepaalde uitkomst hebben in relatie tot aan ons , maar heb een duidelijk resultaat voor de kat .

Het is dus volkomen redelijk dat de kat voor ons noch dood noch levend is, en tegelijkertijd zelf definitief dood of levend te zijn. Eén feit is echt voor ons, en één feit is echt voor de kat. Als we de doos openen, de toestand van de kat wordt definitief voor ons, maar de kat was nooit in een onbepaalde toestand voor zichzelf.

In de relationele interpretatie is er geen globale, "God's eye" kijk op de werkelijkheid.

Wat zegt dit ons over de werkelijkheid?

Rovelli stelt dat, aangezien onze wereld uiteindelijk kwantum is, we moeten acht slaan op deze lessen. Vooral, objecten zoals uw favoriete boek mogen alleen hun eigenschappen hebben in relatie tot andere objecten, inclusief jou.

Dankbaar, dat omvat ook alle andere objecten, zoals uw salontafel. Dus als je naar je werk gaat, je favoriete boek blijft verschijnen als je het vasthield. Toch, dit is een dramatische heroverweging van de aard van de werkelijkheid.

Op dit uitzicht, de wereld is een ingewikkeld web van onderlinge relaties, zodat objecten niet langer hun eigen individuele bestaan ​​hebben, onafhankelijk van andere objecten - als een eindeloos spel van kwantumspiegels. Bovendien, er is misschien geen onafhankelijke 'metafysische' substantie die onze realiteit vormt die ten grondslag ligt aan dit web.

Zoals Rovelli het stelt:"We zijn niets anders dan beelden van beelden. Realiteit, inclusief onszelf, is niets anders dan een dunne en fragiele sluier, daarbuiten ... is er niets."

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.