Zijn materie en bewustzijn van elkaar gescheiden? Met een nieuwe variant op een bestaand experiment uit de quantumfysica hoopt een fysicus deze prangende vraag te beantwoorden.
De zogeheten Bell-test is een type experiment dat de afgelopen decennia enkele eigenaardigheden uit de theorie van de quantummechanica heeft bevestigd. Een daarvan is de spukhafte Fernwirkung, de spookachtige actie op afstand die Albert Einstein zo dwarszat.
Nu heeft een theoretisch fysicus een Bell-test voorgesteld met iets dat nog nooit eerder in zo’n experiment is gebruikt: het menselijk bewustzijn. Als zo’n experiment afwijkingen van quantummechanica vertoont, zou dat voor het eerst aanwijzingen kunnen opleveren dat onze geest immaterieel is.
Dit is hoe we wiskundefobie te lijf kunnen gaan
Sarah Hart vertelt hoe we de angst voor getallen en formules weg kunnen nemen.
Spukhafte Fernwirkung was de term waarmee Einstein een quantumeffect aanduidde dat voortkomt uit verstrengeling. Als twee deeltjes verstrengeld zijn, moet volgens de quantumtheorie het meten van het ene deeltje de toestand van het andere onmiddellijk beïnvloeden, zelfs als de deeltjes lichtjaren van elkaar verwijderd zijn.
Dat heeft als gevolg dat als de deeltjes een signaal naar elkaar sturen, het signaal sneller moet reizen dan het licht. Daarmee zou het de kosmische maximumsnelheid overschrijden. Volgens Einstein betekende dit dat de quantumtheorie incompleet is. Er zou een diepere theorie zijn die het deeltjesgedrag verklaart zonder toevlucht tot onmiddellijke beïnvloeding.
Superdeterminisme
In 1964 ontwikkelde fysicus John Bell een experiment om te testen of verstrengelde deeltjes elkaar daadwerkelijk op afstand beïnvloeden. In het experiment creëer je een paar van verstrengelde deeltjes en stuur je het ene deeltje naar plek A en het andere naar plek B. Op beide locaties is een apparaat dat de spin van het deeltje meet – een quantummechanische eigenschap die je kunt zien als zijn draaiing.
De meetinstellingen van het apparaat – bijvoorbeeld of het de spin in de +45-graden- of in de -45-gradenrichting meet – worden gekozen met toevalsgeneratoren, ofwel random number generators. Dat gebeurt op zo’n manier dat je tijdens de meting op plek A onmogelijk de instellingen op plek B kunt weten, en vice versa.
De metingen worden verricht met een heleboel verstrengelde deeltjesparen. Als de theorie van quantummechanica klopt en er inderdaad sprake is van spookachtige actie op afstand, moeten de resultaten van dergelijke metingen veel meer correlaties vertonen dan wanneer Einstein gelijk had. Dat lijkt inderdaad zo te zijn. Alle experimenten die tot nu toe op deze manier zijn uitgevoerd, ondersteunen quantummechanica.
Sommige fysici hebben daartegenin gebracht dat toevalsgeneratoren mogelijk niet geheel willekeurig werken. Ze kunnen worden geleid door onderliggende fysica die we nog niet begrijpen. Dit zogeheten superdeterminisme zou de waargenomen correlaties kunnen verklaren.
EEG-apparaten
Lucien Hardy van het Perimeter Institute in Canada heeft daarom voorgesteld om de meetinstellingen op plek A en B te laten afhangen van iets dat mogelijk los staat van de materiële wereld: het menselijk bewustzijn. ‘De Franse filosoof René Descartes heeft dit materie-geestdualisme naar voren gebracht. Hierbij valt het bewustzijn buiten de reguliere fysica. Het haakt van buitenaf in op de fysieke wereld’, zegt Hardy.
Om dit idee te testen, stelde Hardy een experiment voor waarbij A en B honderd kilometer uit elkaar liggen. Op beide plekken zijn zo’n honderd mensen verbonden met EEG-apparaten die hun hersenactiviteit meten. Deze signalen worden dan gebruikt om de instellingen van de meetapparaten aan te passen.
Hardy’s plan is om uit een extreem groot aantal metingen de fractie te halen waarbij de EEG-signalen de instellingen veranderen in het zeer korte tijdbestek tussen vertrek en aankomst van de deeltjes. Als het aantal correlaties bij deze metingen niet overeenkomt met het aantal bij eerdere Bell-tests, impliceert dat een schending van de quantumtheorie. Dat zou erop wijzen dat de metingen bij A en B worden gestuurd door processen buiten het gezichtsveld van de standaardfysica.
Vrije wil
‘Als je alleen een schending van quantumtheorie waarneemt bij systemen waarin bewustzijn een rol speelt, zou dat zeker opwindend zijn. Ik kan me geen opvallender experimenteel natuurkundig resultaat voorstellen’, zegt Hardy. Zo’n resultaat zou de discussie over het bestaan van vrije wil verder aanwakkeren.
Nicolas Gisin van de universiteit van Genève in Zwitserland vindt Hardy’s voorstel ‘erg logisch klinken’. Hij is echter sceptisch over het gebruik van EEG-signalen om de meetinstellingen aan te passen. Dat komt volgens hem overeen met het gebruiken van het brein als toevalsgenerator. Gisin ziet liever een experiment waar bewuste bedoelingen van mensen worden ingezet om de apparaten aan te sturen, maar dat is lastiger te realiseren.
Hoe dan ook hoopt Gisin dat het experiment wordt uitgevoerd. ‘De kans dat er niks speciaals gebeurt en quantumfysica niet verandert, is enorm’, zegt hij. ‘Maar als iemand het experiment uitvoert en een verrassend resultaat verkrijgt, is de beloning immens. Daarmee zouden we als wetenschappers voor het eerst grip krijgen op de aard van ons bewustzijn.’
Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.
Lees verder: