De mensheid in een suikerklontje

Achterin ‘Quantum theory cannot hurt you’ van Marcus Chown zit een verklarende woordenlijst van bijna dertig pagina’s. Alle begrippen van de quantummechanica, van absoluut nulpunt tot zwaartekracht, komen er aan bod in bewoordingen die ook begrijpelijk moeten zijn voor wie op de middelbare school geen natuurkunde heeft gehad.

En daar zou Chown wel eens een gat in de markt aangeboord kunnen hebben. De meeste populair-wetenschappelijke boeken veronderstellen een basiskennis en natuurkundig redeneervermogen dat ongeveer overeenkomt met natuurkunde in de bovenbouw van het vwo. Hetzelfde geldt voor bladen als New Scientist, waar Chown voor werkt, en zelfs voor de wetenschapsbijlagen van Volkskrant en NRC. Voor veel mensen is dat niveau te hoog gegrepen, ook al zijn ze in principe geïnteresseerd in bètawetenschappen. Die groep is groot, als je de oplage van Quest in gedachten houdt. Mochten ze na Quest toch nog kennishonger houden, dan is er nu een bruggetje naar de steviger kost.

‘Quantum theory cannot hurt you’ bestaat uit twee delen: ‘kleine dingen’ en ‘grote dingen’. Het eerste deel begint helemaal bij de basis: het atoom. Terecht memoreert Chown niet alleen aan de Griek Democritus, die het atoom bedacht, maar legt hij ook uit hoe de filosoof tot de conclusie kwam waarom dergelijke deeltjes moesten bestaan (omdat je een zandkorrel niet tot in het oneindige kunt opsplitsen). Chown houdt het consequent bij de basics. Toch slaagt hij er in ruim vijftig pagina’s in om bij fermionen en bosonen te komen.

Het tweede deel gaat logischerwijs over het heelal, beginnend met de relativiteitstheorie en eindigend met de oerknal. Daarbij slaagt hij er bovenal in nuchter te blijven, getuige bijvoorbeeld zijn behandeling van de snaartheorie. Na een alinea over wat dit inhoudt stelt hij vast: ‘What excites string theorists is that some form of gravity . although not necessarily general relativity . is automatically contained within string theory. One slight complication is that the strings of string theory vibrate in a 10-dimensional world, which means there have to exist an additional six dimensions too small for us to have noticed.’

De eerste van die twee zinnen is belangrijk, omdat hij aangeeft waarom wetenschappers zoiets onwaarschijnlijks als een tiendimensionale ruimte bedenken. Wetenschappers vinden het leuk om met één theorie zoveel mogelijk dingen te verklaren. Die denkstap is in veel andere boeken impliciet aanwezig, maar is helemaal niet zo vanzelfsprekend als de ingewijden denken.

Juist omdat hij zo alert is op dit soort dingen, verbaast het dat Chown een gat tussen beide delen laat vallen. Kleine dingen worden geregeerd door vreemde natuurwetten, grote dingen eveneens, en nog wel door dezelfde wetten ook. Het menselijke schaalniveau daartussen is echter ‘normaal’. Waarom? Omdat dezelfde namen en verschijnselen in beide delen opduiken, is het duidelijk dat er een connectie bestaat tussen het hele kleine en het hele grote. Maar Chown verzuimt om het expliciet te maken.

Dat slippertje valt hem te vergeven, want ‘Quantum theory cannot hurt you’ blijft een extreem helder boek, precies zoals de bedoeling was. Chown neemt ook niet de ruimte voor anekdotes of zijpaadjes, zoals de meeste van zijn vakgenoten. Hij beperkt zich tot pure uitleg. Wel haalt hij beeldende metaforen van stal. Om de leegte van het atoom behapbaar te maken, stelt hij bijvoorbeeld dat alle massa van de aarde in een suikerklontje zou passen, als je alle leegte uit atomen weg zou halen.

Voor iedereen die al enige kaas gegeten heeft van quantum, is dit een overbodig boek. Maar voor alle anderen is dit een uitstekend opstapje.

Marcus Chown, ‘Quantum theory cannot hurt you’. Faber & Faber, pp. 200, 18 euro.

Achterin ‘Quantum theory cannot hurt you’ van Marcus Chown zit een verklarende woordenlijst van bijna dertig pagina’s. Alle begrippen van de quantummechanica, van absoluut nulpunt tot zwaartekracht, komen er aan bod in bewoordingen die ook begrijpelijk moeten zijn voor wie op de middelbare school geen natuurkunde heeft gehad.

En daar zou Chown wel eens een gat in de markt aangeboord kunnen hebben. De meeste populair-wetenschappelijke boeken veronderstellen een basiskennis en natuurkundig redeneervermogen dat ongeveer overeenkomt met natuurkunde in de bovenbouw van het vwo. Hetzelfde geldt voor bladen als New Scientist, waar Chown voor werkt, en zelfs voor de wetenschapsbijlagen van Volkskrant en NRC. Voor veel mensen is dat niveau te hoog gegrepen, ook al zijn ze in principe geïnteresseerd in bètawetenschappen. Die groep is groot, als je de oplage van Quest in gedachten houdt. Mochten ze na Quest toch nog kennishonger houden, dan is er nu een bruggetje naar de steviger kost.

‘Quantum theory cannot hurt you’ bestaat uit twee delen: ‘kleine dingen’ en ‘grote dingen’. Het eerste deel begint helemaal bij de basis: het atoom. Terecht memoreert Chown niet alleen aan de Griek Democritus, die het atoom bedacht, maar legt hij ook uit hoe de filosoof tot de conclusie kwam waarom dergelijke deeltjes moesten bestaan (omdat je een zandkorrel niet tot in het oneindige kunt opsplitsen). Chown houdt het consequent bij de basics. Toch slaagt hij er in ruim vijftig pagina’s in om bij fermionen en bosonen te komen.

Het tweede deel gaat logischerwijs over het heelal, beginnend met de relativiteitstheorie en eindigend met de oerknal. Daarbij slaagt hij er bovenal in nuchter te blijven, getuige bijvoorbeeld zijn behandeling van de snaartheorie. Na een alinea over wat dit inhoudt stelt hij vast: ‘What excites string theorists is that some form of gravity . although not necessarily general relativity . is automatically contained within string theory. One slight complication is that the strings of string theory vibrate in a 10-dimensional world, which means there have to exist an additional six dimensions too small for us to have noticed.’

De eerste van die twee zinnen is belangrijk, omdat hij aangeeft waarom wetenschappers zoiets onwaarschijnlijks als een tiendimensionale ruimte bedenken. Wetenschappers vinden het leuk om met één theorie zoveel mogelijk dingen te verklaren. Die denkstap is in veel andere boeken impliciet aanwezig, maar is helemaal niet zo vanzelfsprekend als de ingewijden denken.

Juist omdat hij zo alert is op dit soort dingen, verbaast het dat Chown een gat tussen beide delen laat vallen. Kleine dingen worden geregeerd door vreemde natuurwetten, grote dingen eveneens, en nog wel door dezelfde wetten ook. Het menselijke schaalniveau daartussen is echter ‘normaal’. Waarom? Omdat dezelfde namen en verschijnselen in beide delen opduiken, is het duidelijk dat er een connectie bestaat tussen het hele kleine en het hele grote. Maar Chown verzuimt om het expliciet te maken.

Dat slippertje valt hem te vergeven, want ‘Quantum theory cannot hurt you’ blijft een extreem helder boek, precies zoals de bedoeling was. Chown neemt ook niet de ruimte voor anekdotes of zijpaadjes, zoals de meeste van zijn vakgenoten. Hij beperkt zich tot pure uitleg. Wel haalt hij beeldende metaforen van stal. Om de leegte van het atoom behapbaar te maken, stelt hij bijvoorbeeld dat alle massa van de aarde in een suikerklontje zou passen, als je alle leegte uit atomen weg zou halen.

Voor iedereen die al enige kaas gegeten heeft van quantum, is dit een overbodig boek. Maar voor alle anderen is dit een uitstekend opstapje.

Marcus Chown, ‘Quantum theory cannot hurt you’. Faber & Faber, pp. 200, 18 euro.