“What is relational is real, and what is real is relational”: an ontological assessment of Relational Quantum Mechanics

Al meer dan een eeuw worstelen natuurkundigen met een vreemde waarheid over het universum: de wereld gedraagt zich niet zoals onze dagelijkse ervaring suggereert dat het zou moeten doen. In de vertrouwde wereld van tafels, stoelen en planeten bestaan objecten met bepaalde eigenschappen, of iemand er nu naar kijkt of niet. Een boom die in een bos valt, maakt geluid ongeacht een luisteraar. Maar in de microscopische wereld van atomen en elektronen stort dit gezond verstand in. Het gedrag van deze minuscule deeltjes lijkt volledig af te hangen van hoe ze worden gemeten of waargenomen. Dit heeft geleid tot een langdurig debat over wat er werkelijk echt is. Bestaat het universum uit solide, onafhankelijke dingen die toevallig met elkaar interageren, of is de realiteit zelf gemaakt van iets vluchtigers? Eén prominent standpunt, bekend als Relationele Kwantummechanica, stelt dat dat laatste het geval is. Het suggereert dat eigenschappen zoals positie of snelheid niet toebehoren aan een object in isolatie; ze bestaan alleen wanneer dat object met iets anders interageert. Dit idee daagt de diepgewortelde overtuiging uit dat er een enkele, absolute beschrijving van het universum bestaat die onafhankelijk van een waarnemer bestaat.

Een nieuw artikel van Juan Vila, een onderzoeker aan de Nationale Universiteit van Tres de Febrero, bekijkt deze relationele visie nauwgezet om te zien of deze standhoudt als een serieuze beschrijving van de werkelijkheid. Het artikel stelt geen nieuw experiment of een nieuwe vergelijking voor. In plaats daarvan fungeert het als een filosofische kaart die de logische consequenties van het relationele idee volgt om te zien waar het toe leidt en waar het kan struikelen. De auteur begint met het reconstrueren van de kern van het argument van de oprichter van de theorie, Carlo Rovelli. Het argument begint met een eenvoudige maar radicale observatie: in de kwantummechanica kunnen twee verschillende waarnemers exact dezelfde reeks gebeurtenissen op totaal verschillende manieren beschrijven, en beide beschrijvingen kunnen correct zijn. De ene waarnemer ziet misschien een deeltje dat op een specifieke plek is geland, terwijl een tweede waarnemer, die naar de eerste waarnemer en het deeltje samen kijkt, hen beiden in een vage, ongedefinieerde staat ziet. De theorie lost dit op door te zeggen dat er geen enkelvoudig "Godsperspectief" op het universum is. In plaats daarvan is de realiteit een verzameling perspectieven. Een systeem verkeert alleen in een specifieke staat ten opzichte van een ander systeem waarmee het interageert.

Het artikel pakt vervolgens een belangrijke kritiek aan die vaak tegen deze visie wordt geuit: dat als de realiteit afhangt van wie er kijkt, niets werkelijk echt is en we overblijven met een verwarrende bende waarin alles kan. Vila betoogt dat deze kritiek de theorie verkeerd begrijpt. De relationele visie zegt niet dat de realiteit een product van de menselijke verbeelding is of dat het verandert op basis van onze overtuigingen. Het zegt dat de realiteit wordt gevormd door fysieke interacties. Net zoals een thermometer een temperatuur heeft omdat hij in contact staat met de lucht of het water dat hij meet, heeft een deeltje een staat omdat het in contact staat met een ander systeem. De auteur verdedigt het idee dat dit nog steeds een vorm van realisme is, zij het een zwakkere dan de traditionele soort. Het accepteert dat de wereld buiten onze geest bestaat, maar verwerpt het idee dat de wereld bestaat uit permanente, onveranderlijke "dingen" die hun eigen privé-eigenschappen met zich meebrengen.

Echter, het artikel stelt vast dat zelfs deze relationele visie nog niet volledig is ontsnapt aan de oude gewoonte om in termen van solide objecten te denken. De auteur onderzoekt drie verschillende manieren waarop filosofen hebben geprobeerd uit te leggen wat de bouwstenen van deze relationele wereld zijn. Eén groep suggereert dat de bouwstenen "disposities" zijn, of verborgen potentieel dat wacht om te gebeuren. Een andere groep suggereert dat de bouwstenen "structuren" zijn die hetzelfde blijven, zelfs als het perspectief verandert. Een derde groep suggereert dat de bouwstenen "transcendentaal condities" zijn, of regels over hoe we over de wereld kunnen denken. Vila betoogt dat alle drie deze benaderingen falen omdat ze nog steeds proberen een solide, onveranderlijke fundering te vinden onder de relaties. Ze proberen een vloer onder een huis te leggen dat volledig uit bruggen bestaat. Ze zoeken naar een "ding" dat bestaat vóór de interactie, wat in strijd is met de kern van de theorie.

Om dit op te lossen, stelt het artikel een frisse manier voor om na te denken over wat een "systeem" eigenlijk is. In plaats van een deeltje te zien als een klein, solide balletje dat op zichzelf bestaat, suggereert de auteur dat we het als een "patroon" moeten beschouwen. Dit idee put uit het werk van filosoof Daniel Dennett. Een patroon is niet een fysiek object zoals een rots; het is een regelmaat, een herhaling of een orde die verschijnt in een stroom van gebeurtenissen. Denk aan een reeks stippen op een scherm. Als de stippen in een perfect, herhalend rooster zijn gerangschikt, zien we een patroon. Als de stippen willekeurig verspreid zijn zonder orde, zien we ruis. Het artikel betoogt dat een fysiek systeem, zoals een elektron, alleen echt is als het een herkenbaar, comprimeerbaar patroon van gebeurtenissen vormt. Het is de orde zelf die echt is, niet het onderliggende "ding" dat naar verluidt de orde vasthoudt. Dit stelt de theorie in staat om radicaal te blijven: er zijn geen permanente substanties. Er zijn alleen gebeurtenissen, en wanneer die gebeurtenissen zich op een specifieke, wetmatige manier herhalen, creëren ze de illusie van een stabiel object.

Het artikel concludeert dat deze verschuiving in perspectief noodzakelijk is om de kwantumwereld te begrijpen zonder terug te vallen in oude gewoonten. Het suggereert dat het universum niet een verzameling acteurs op een podium is, maar een continue stroom van interacties. De "dingen" die we zien, van atomen tot katten, zijn slechts stabiele patronen die voortkomen uit deze stroom. Wanneer we naar de wereld kijken, zien we geen onafhankelijke objecten; we zien de regelmatigheden die ontstaan wanneer verschillende delen van het universum met elkaar interageren. De auteur erkent dat dit een moeilijke gedachte is om te accepteren, omdat onze hersenen geprogrammeerd zijn om solide dingen te zien. We zijn gewend om de wereld te zien als bestaande uit zelfstandige naamwoorden — objecten, deeltjes, mensen — in plaats van werkwoorden, interacties en gebeurtenissen. Maar het artikel houdt vol dat als we het universum willen begrijpen zoals de kwantummechanica het beschrijft, we bereid moeten zijn het idee van permanente dingen los te laten en een wereld te omarmen waarin de realiteit fundamenteel relationeel is. De soliditeit van de wereld is geen gegeven; het is een patroon dat voortkomt uit de constante, dynamische dans van fysieke interacties.