'Wetenschappers kunnen niet alles weten, hoe frustrerend dat ook is'

Marcus du Sautoy is hoogleraar in de wiskunde aan de universiteit van Oxford. Beeld RV

Marcus du Sautoy haat dingen die we niet kunnen weten. Maar die zijn er. De Britse wiskundige zocht ze op, zoals Wagners Siegfried doet met de draak Fafner.

Ik heb de mooiste leerstoel van de wereld! En ik mag dit werk tot aan mijn pensioen blijven doen!" Marcus du Sautoy is Simonyi professor for the public understanding of science in Oxford. Deze bijzondere leerstoel werd in het leven geroepen door Charles Simonyi, de Hongaars-Amerikaanse computerexpert, die groot - en rijk - werd bij Microsoft en nu zijn eigen onderneming leidt.

De eerste Simonyi-professor was de vermaarde evolutiebioloog Richard Dawkins. Dawkins gebruikte zijn aanstelling onder meer voor het schrijven van een omstreden boek, 'The God Delusion' (2006), waarin hij betoogt dat geloven in God onzin is en dat religie zo snel mogelijk de wereld uit geholpen moet worden.

Toen Du Sautoy in 2008 het stokje van Dawkins overnam, had hij heel andere thema's in zijn hoofd, maar hij kreeg van alle kanten de vraag hoe deze nieuwe Simonyi-professor dacht over God. Om die vraag te pareren ging Du Sautoy antwoorden dat hij, anders dan Dawkins, juist een diep religieus mens was: "En voordat de journalist in kwestie al te enthousiast werd, voegde ik eraan toe: mijn religie is Arsenal, mijn tempel de Emirates, het stadion van de club in Noord-Londen. Iedere zaterdag aanbid ik daar mijn idolen en zing hen toe. En aan het begin van het seizoen herbevestig ik mijn overtuiging dat dit het jaar wordt waarin we eindelijk in de prijzen vallen."

Onrustig gevoel

Arsenal won dit seizoen de FA Cup. Maar Du Sautoy's denken over religie is toch verder gaan strekken dan het voetbalstadion. Dat komt door het boek dat hij op zijn bijzondere leerstoel is gaan schrijven, en dat nu in een Nederlandse vertaling verschijnt: 'Wat we niet kunnen weten'.

Niet kúnnen weten geeft Du Sautoy een onrustig gevoel. Je merkt dat in het boek en hij licht het toe tijdens een gesprek op de uitgeverij in Amsterdam: "Er zijn een heleboel dingen die ik niet weet, maar die ik nog kan ontdekken. Dat is opwindend. Daarvoor kom ik uit bed 's morgens. Er zijn dingen die ik niet weet, maar andere mensen wel. Én er zijn dingen die niemand weet en die we misschien niet kúnnen weten. De onkenbare dingen. Die verontrusten me."

"Ik ben een fan van Wagner en van zijn Ring. En mijn favoriet daarin is Siegfried. Die laat zien hoe je wetenschap moet bedrijven. De jonge Siegfried kent geen angst en omdat hij geen angst kent, kan hij de draak Fafner verslaan. Een wetenschapper moet een beetje zijn als Siegfried. Wetenschappers werken op basis van de gedachte dat iedere draak verslagen kan worden, dat op iedere vraag een antwoord te vinden is. Waarom zou je anders wetenschap bedrijven? Maar we weten dat er dingen zijn die we niet kúnnen kennen. We zullen misschien nooit zeker weten of het universum eindig is of oneindig. We kunnen misschien laten zien dat een oneindig universum in tegenspraak is met onze natuurkundige wetten. Maar eindig of oneindig zullen we niet direct kunnen aantonen. Je kunt het ontstaan van het universum niet experimenteel overdoen."

De tekst gaat verder onder de afbeelding.

Siegfried en de draak Fafner. "Een wetenschapper moet een beetje zijn als Siegfried." Beeld GettyImages

Knop om alles te weten

Als Du Sautoy, werkend aan zijn boek, over het niet-kenbare in gesprek gaat met de Amerikaanse fysica Melissa Franklin vraagt zij hem wat hij zou doen als er een knop was waarmee hij álles te weten zou komen. "Mijn hand ging al naar die denkbeeldige knop, maar Franklin zei: 'Dat zou ik niet doen'. 'Waarom niet?', vroeg ik. 'Dan is de lol eraf', zei ze. Als er een knop was waardoor ze perfect Italiaans zou kunnen spreken, zou ze die onmiddellijk indrukken. Maar niet een knop voor alle wetenschappelijke kennis. Omdat er altijd iets moet zijn om mee te worstelen, zei Franklin. Dat is wat wetenschap wetenschap maakt; de zoektocht.

"Ze heeft gelijk. Als er een bewijs komt voor een van de grote stellingen in mijn vak, de wiskunde, zoals de laatste stelling van Fermat, dan is dat prachtig, maar ook een beetje een domper. Want voor ons wiskundigen ging het in die zoektocht niet zozeer om het vinden van het bewijs; we willen weten waaróm dat theorema van Fermat klopt."

(Voor liefhebbers: de laatste stelling van Fermat zegt dat er voor de vergelijking xn + yn = zn geen oplossingen zijn als n groter is dan 2. Het bewijs werd in 1998, meer dan drie eeuwen na Fermats dood, geleverd door de Britse wiskundige Andrew Wiles, en telt meer dan honderd pagina's.)

Kenbaar en onkenbaar

Du Sautoy gaat in zijn boek langs de randen van de wetenschap, en verkent de grenzen tussen kenbaar en onkenbaar. En om het de lezer makkelijker te maken, neemt hij telkens een voorwerp mee. Een dobbelsteen brengt hem bij de eerste rand, omdat de wetenschap niet met zekerheid kan zeggen op welke zijde de dobbelsteen zal landen. Waarom niet? We kennen toch alle wetten van de dynamica? Ja, maar de chaostheorie liet in de vorige eeuw zien dat ook heel kleine variaties in zo'n rechtlijnig natuurkundig systeem enorme verschillen in uitkomst kunnen geven. Het systeem wordt zo onvoorspelbaar als het weer.

Een pot uranium, die hij via internet koopt, brengt hem bij de rand van de quantummechanica. Die wetenschap kan precies vertellen welke deeltjes en straling dat uranium zal afgeven, maar niet precies wanneer. Onkenbaar. Du Sautoy's polshorloge brengt hem bij nog een onkenbare: tijd. En een chattende robot-app voert hem naar de nog onbeantwoorde vraag wat bewustzijn is.

Chaostheorie, relativiteitstheorie, quantumfysica en kosmologie, de grote natuurwetenschappelijke revoluties van de vorige eeuw, hebben zekerheid vervangen door kans, absoluut door relatief, iets door niets. Het niet-kenbare lijkt kern van de wetenschap te zijn geworden.

God

Aan het eind van zijn reis langs de randen van de wetenschap, vraagt Du Sautoy zich af of we al het niet-kenbare gelijk moeten stellen aan God. Niet de 'God van de gaten', die filosoof Henry Drummond twee eeuwen geleden ten tonele voerde. Want dat is een God die alleen mag heersen op terrein dat nog niet door de wetenschap is ontgonnen. Zijn domein is eeuwig slinkende.

Nee, Du Sautoy sluit aan bij een gedachte van de katholieke, Britse theoloog Herbert McCabe, die zei: 'Wie uitgaat van het bestaan van God, zegt daarmee dat er onbeantwoorde vragen zijn over het universum'.

Du Sautoy: "Nu we weten dat niets sneller kan gaan dan het licht, weten we ook dat we nooit het hele universum kunnen waarnemen. In de 14 miljard jaar dat het universum bestaat heeft het licht van zijn meest verre delen ons niet kunnen bereiken. En het universum dijt uit. Dat betekent dat nog grotere delen ervan achter die horizon komen te liggen! Sterrenstelsels die we nu nog kunnen waarnemen, zullen in de toekomst te ver zijn om hun licht naar de aarde te krijgen. Wat we níet kunnen waarnemen groeit!"

"We zouden het bestaan van dingen die we niet kunnen weten, God kunnen noemen. Maar dan moet ik terugkomen op mijn atheïsme. Als ik mezelf een atheïst noem, zou ik daarmee zeggen dat ik ervan overtuigd ben dat er geen onkenbare dingen zijn. Maar na de zoektocht voor dit boek geloof ik dat niet meer. Die zoektocht heeft bewezen dat deze God bestaat."

Machtige wiskunde

"Probleem met God is dat mensen hem veel te veel eigenschappen zijn gaan toedichten, zoals die van schepper. Dat is helemaal niet nodig. De wiskunde maakt dat overbodig. We weten inmiddels dat het universum een begin heeft gehad. De Big Bang is het begin geweest van ruimte en tijd. Uit niets is iets ontstaan. Dat is misschien onvoorstelbaar, maar het volgt gewoon uit de wiskundige vergelijkingen. Je hebt geen causa prima nodig."

"Je heb iets nodig dat buiten ruimte en tijd ligt. Dat kan de wiskunde je bieden. Mensen hebben geen idee hoe machtig de wiskunde is."

Ignoramus en Ignoramibus

In 1874, tijdens een periode van groot optimisme in de wetenschap, haalde de Duitse geleerde Emil du Bois-Reymond zich de nodige kritiek op de hals door in een lezing voor een wetenschappelijk genootschap zeven fenomenen te benoemen waar de wetenschap de vingers niet achter zou krijgen:

1. de fundamentele aard van materie en kracht;

2. de eerste oorzaak van beweging;

3. de oorsprong van leven;

4. de kennelijk teleologische opzet van de natuur;

5. de oorsprong van zintuiglijke waarnemingen;

6. de oorsprong van intelligentie en taal;

7. het probleem van de vrije wil.

Du Bois-Reymond sprak over deze zeven kwesties niet alleen het ignoramus uit, we weten het niet, maar ook het ignorabimus, we zullen het nooit weten. Dat was vloeken in de wetenschappelijke kerk destijds. Maar de zeven onbekenden vertonen grote overeenkomst met de randen die Marcus du Sautoy in zijn boek langsgaat. De lijst van anderhalve eeuw ligt nog grotendeels op tafel.

Du Sautoy: "Met de eerste kwestie is de natuurkunde heel ver gekomen. De quantumfysica heeft laten zien dat er grenzen zijn aan wat we kunnen waarnemen, en we hebben nog geen alomvattende theorie van de materie, maar we zijn er dicht bij."

Bewustzijn

Het is niet helemaal duidelijk wat punt 2 is, maar Du Bois-Reymond lijkt te verwijzen naar het ontstaan van het universum, en de vraag wat die kosmische machinerie in werking heeft gezet. Nog altijd met raadsels omgeven. Dat geldt ook voor punt 4: de vraag hoe ons universum zo precies kan zijn afgesteld dat alles erin werkt, inclusief vormen van leven als wijzelf.

De punten 5, 6 en 7 hebben alle drie te maken met hersenen en bewustzijn, ook vandaag nog een kwestie. We zullen waarschijnlijk nooit achterhalen wat bewustzijn precies is, zegt Du Sautoy: "Misschien dat ik met scans zou kunnen zien dat jij nu aan je vrouw denkt en niet aan je werk. Maar daarmee weet ik nog niet hoe het is jou te zijn. Maar mag je dat van de hersenwetenschap vragen? Ik ben naar een lab gegaan om het verschil te zien tussen een wakend en een slapend brein. Dat verschil is nauwkeurig in kaart te brengen. Misschien komen we niet verder dan dat. Maar de filosofen die dat geen verklaring vinden van bewustzijn, vragen van de hersenwetenschap te veel. Bewustzijn is een onkenbaar fenomeen. Maar de hersenwetenschap kan er veel over zeggen. En als we een organisme of een machine tegenkomen die alle eigenschappen vertoont die we aan bewustzijn toeschrijven, misschien moeten we volstaan met de conclusie dat dat ding een bewustzijn heeft."

"Het is als met leven zelf. Als je mij een klomp cellen laat zien, die zich kan voortplanten, die mauwt als een kat en spint als een kat, dan maak je mij niet wijs dat dat geen leven is. Alles wat de eigenschappen vertoont die we aan leven toeschrijven, zijn we leven gaan noemen." Daarmee, zegt Du Sautoy, is punt 3 het enige dat definitief van de lijst van Du Bois-Reymond kon worden geschrapt.

Wie is Marcus du Sautoy?

Zijn naam doet anders vermoeden, maar Marcus du Sautoy is op en top Brits. Hij werd in 1964 in Londen geboren en studeerde in Oxford. Daar is hij nu hoogleraar in de wiskunde en Simonyi professor for the public understanding of science. Du Sautoy is in Groot-Brittannië bekend van radio en televisie, hij schreef tal van populair wetenschappelijke boeken. Zijn jongste boek 'What we cannot know' verschijnt nu in een Nederlandse vertaling bij uitgeverij Nieuwezijds: 'Wat we niet kunnen weten', 408 pagina's, 29,95 euro.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden