In 1687 publiceerde Newton zijn befaamde Principia (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, vertaald: De wiskundige beginselen van de natuurfilosofie) over de wetten van beweging. Een publicatie waarin Newton een beschrijving gaf van ‘zijn’ universum, die bestond binnen een onzichtbaar raamwerk van absolute ruimte. En tijd, zo zei Newton, stroomde daarin als een op zichzelf staande, onzichtbare rivier.
Deze Principia, een van de meest invloedrijke publicaties in de exacte wetenschappen ooit, is eeuwenlang leidend geweest voor de manier waarop mensen keken naar beweging en tijd. Dat stond en viel bij het idee dat zowel tijd als beweging absoluut waren, dat wil zeggen: op zichzelf staand, waaruit veranderingen in de werkelijkheid waren afgeleid. Pas in de 19e eeuw werd dit weerlegd door Ernst Mach (beroemd geworden door zijn Mach-getallen) die betoogde dat wij niet in staat zijn om veranderingen af te meten in tijd, tijd eerder een abstractie, een afgeleide is van hoe dingen veranderen. Niet tijd als basis van de veranderingen dus, maar eerst de veranderingen waarop de tijd later wordt toegepast. Iets wat Christiaan Huygens ten tijde van Newton trouwens al vermoedde, getuige zijn briefwisselingen met Leibniz. Wat hij zei kwam op hetzelfde neer: het kan niet waar zijn dat er zoiets is als absolute ruimte, want we zien alleen maar andere dingen. Waar het volgens Huygens om gaat is hoe iets zich verhoudt tot iets anders. En zodra dat geldt, kan absolutie niet meer gelden; iets is dus pas iets in verhouding met iets anders, niet op zichzelf. Ook tijd en beweging.
Na Mach kwamen vervolgens in de 20e eeuw twee theorieën op die beiden ook een beschrijving van het heelal gaven, hoewel op totaal verschillende schaal. De relativiteitstheorie van Einstein beschrijft het universum in het groot: melkwegstelsels, sterren en onszelf. Daarbinnen moet tijd worden opgevat als erg flexibel. Aanwezig maar ongrijpbaar. Daarnaast (tien jaar later naar buiten gebracht) de kwantummechanica, die het universum juist op erg kleine schaal, op atoomniveau, beschrijft. Bij deze laatste theorie (die erg lijkt op het oude idee van Newton) loopt tijd als het tikken van een klok door, volledig onafhankelijk van de wereld.
Momenteel wordt er hard aan gewerkt om beide theorieën te verbinden, omdat ze beiden van onschatbare waarde zijn binnen hun schaal. Het probleem zit echter vooral in de tijd. Daar wordt bij beide zo verschillend over gedacht dat toenadering onoverbrugbaar lijkt. Een licht aan de horizon kan daarom de Wheeler-DeWit vergelijking zijn. Wederom een beschrijving van het universum, maar ditmaal zonder het begrip tijd ook maar te noemen (oftewel: zonder het begrip tijd ook maar nodig te hebben om valide te bestaan). En zou ervan worden uitgegaan dat tijd niet bestaat, dan kunnen de relativiteits- en de kwantumtheorie worden gecombineerd (waar de snaartheorie ook al een poging toe heeft gewaagd) en hebben we een vrijwel geheel wetenschappelijk onderbouwd begrip van het universum.
Hoe moeten we dat idee van het ontbreken van tijd nu begrijpen? Iemand die hier een uitgesproken en gerespecteerde visie over heeft is Julian Barbour, een natuurkundige, die nader op het bestaan van tijd in gaat in zijn publicatie The End of Time (waar meer in dit artikel uit is ontleend).
Erg simpel gezegd komt het hierop neer. Volgens Barbour staat en valt de existentie van tijd met het bestaan van een ‘nu’; heel het heelal verstart in een momentopname. Een ogenblik. En omdat dat nu verstart is, verandert er niets, kan zodoende ook niet worden gezegd dat ‘tijd is verstreken’, is het eeuwigdurend, want er verandert niets, maar juist omdat niets verandert, is het ook in een flits voorbij.
En elk nu is anders dan de anderen. Zoals hij zelf als voorbeeld geeft; ons lichaam maakt elke seconde honderd miljoen miljoen miljoen hemoglobine-moleculen aan, waardoor zelfs wij zelf ook van seconde tot seconde anders zijn. Wanneer we nou twee nu’s nemen, bestaan die uit dezelfde ingrediënten (namelijk alle ingrediënten waaruit het heelal bestaat) maar zijn beide anders geconfigureerd (omdat elk nu verschilt van de ander). De gemiddelden tussen de verschillen bij deze nu’s zijn de veranderingen waaruit wij de tijd afleiden, zo zegt Barbour (tijd dus na de verandering, niet ervoor). Hoewel daarbij moet worden vermeld dat het woord 'tussen' misleidend kan zijn. Volgens Barbour zit er geen ruimte tussen nu's. Slechts andere nu's.
Het verstrekkende hiervan is, dat elk nu van zichzelf spreekt. Wanneer we elk nu zouden kunnen analyseren; de precieze configuratie daarvan zouden zien, hebben we het niet meer nodig om van tijd te spreken. Goed, er zijn veranderingen zichtbaar wanneer we nu’s vergelijken, maar er is geen tijd nodig om dat te duiden (terwijl tijd daarvoor bedoeld is): de nu’s presenteren zelf hun anders-zijn ten opzichte van andere nu’s. Het maakt daardoor niet meer uit of we nu’s door elkaar husselen of langs een rechte lijn (lineair) na elkaar in een bepaalde volgorde zetten. De nu’s zelf veranderen daardoor niet. Om die veranderingen te bemerken hoeven we geen aanspraak te doen op tijd, maar enkel de nu’s naast elkaar te leggen.
Hierdoor kunnen we de werkelijkheid samenvatten als een eeuwigdurende afwisseling van nu’s, die (aangezien ze allemaal uniek zijn) keer op keer anders zijn en daardoor ook niet lineair (zoals bijvoorbeeld Newton betoogde en Huygens, Leibniz en Mach bestreden).
Zoals Barbour zelf zegt: “Als de wereld tijdloos is, zoals ik denk en Wheeler-DeWitt impliceert, zijn er veel ogenblikken die afzonderlijk bestaan en net zo zijn als wat wij nu ervaren maar op verschillende manieren. Het universum dat ik voorstel is daarom een plek waar alles naast elkaar en tegelijk met elkaar bestaat. Je moet alles bezien wat logisch mogelijk is. Het beïnvloedt al het andere. Alles bepaalt de waarschijnlijkheid van alles. Niet alleen alles uit het verleden is er (slechts een andere configuratie, red.), en alles van wat wij ouderwets lineair de toekomst noemen, maar ook talloze andere mogelijkheden. Een eindeloos scala aan mogelijkheden, allemaal tegelijk.”.
Hoewel Barbour’s idee van grote waarde en een noviteit is, heb ik hier (in mijn bescheidenheid) toch minimaal een drietal aarzelingen bij. Allereerst zegt hij niet alleen dat we tijd afleiden uit veranderingen tussen nu’s, maar sterker: afleiden uit de gemiddelden tussen twee nu’s. Maar een gemiddelde kan mijns inziens alleen relevant zijn bij het lineaire. Als het universum niet lineair zou zijn, zouden we niets uit het gemiddelde kunnen afleiden. Een tweede aarzeling is dat Barbour dan wel betoogd dat nu’s bestaan zonder dat volgorde daartussen noodzakelijk is, maar dat raakt toch een soort van absolutisme, wat hij nu juist bestrijdt. Een derde punt is dat het lijkt alsof Barbour tijd uitvlakt omdat de nu’s geen volgorde nodig hebben voor hun eigen bestaan, voor hun eigen configuratie. Maar of iets iets anders nodig heeft, is nog geen argument waarom dat andere niet zou kunnen bestaan. Een appelboom heeft een lantaarnpaal 100.000 km verderop niet nodig om appelboom te zijn, maar dat sluit op zich het bestaan van die lantaarnpaal nog niet uit.
Afgezien van deze punten is Barbour’s idee herkenbaar. We zijn ons inmiddels al lange tijd bewust van het verschil tussen de werkelijkheid zelf en onze psychologische projectie daarop. Ook blijkt keer op keer hoezeer wij de werkelijkheid onder controle willen hebben, waarvoor kennis van die werkelijkheid nodig is. De uitvinding van tijd (waarvoor vooralsnog geen sluitende wetenschappelijke definitie is gegeven) kan worden gezien als een van die instrumenten om de werkelijkheid te begrijpen, voor ons logisch te maken. De mens houdt van volgorde, van structuur, van classificatie en hiërarchie; tijd leent zich om dat allemaal ten dienste te staan.
Gaan we ervan uit dat tijd niet bestaat, het slechts een verzinsel van ons is om greep te krijgen op veranderingen tussen nu’s, en leven we voortaan met enkel de nu’s, dan is dat wat zo schrikbarend is aan deze visie. Want dit betekent niet meer vooruitdenken of voorbereiden (de werkelijkheid is toch niet lineair) maar carpe diem in het groot: enkel stilstaan bij elk nu dat we nu beleven en hebben beleefd. Stel dat Barbour gelijk krijgt en dit idee van tijdloosheid algemeen wordt in de wereld, dan zou dat gaan betekenen dat alles en iedereen voortaan gaat leven bij nu's-op-zich. Een merkwaardige werkelijkheid die niet kan worden uitgesloten (getuige de mogelijke nu’s). Maar voordat dat zijn intrede doet kunnen we deze tijdloosheid al kennen in al zijn bijzonderheid.
Deze Principia, een van de meest invloedrijke publicaties in de exacte wetenschappen ooit, is eeuwenlang leidend geweest voor de manier waarop mensen keken naar beweging en tijd. Dat stond en viel bij het idee dat zowel tijd als beweging absoluut waren, dat wil zeggen: op zichzelf staand, waaruit veranderingen in de werkelijkheid waren afgeleid. Pas in de 19e eeuw werd dit weerlegd door Ernst Mach (beroemd geworden door zijn Mach-getallen) die betoogde dat wij niet in staat zijn om veranderingen af te meten in tijd, tijd eerder een abstractie, een afgeleide is van hoe dingen veranderen. Niet tijd als basis van de veranderingen dus, maar eerst de veranderingen waarop de tijd later wordt toegepast. Iets wat Christiaan Huygens ten tijde van Newton trouwens al vermoedde, getuige zijn briefwisselingen met Leibniz. Wat hij zei kwam op hetzelfde neer: het kan niet waar zijn dat er zoiets is als absolute ruimte, want we zien alleen maar andere dingen. Waar het volgens Huygens om gaat is hoe iets zich verhoudt tot iets anders. En zodra dat geldt, kan absolutie niet meer gelden; iets is dus pas iets in verhouding met iets anders, niet op zichzelf. Ook tijd en beweging.
Na Mach kwamen vervolgens in de 20e eeuw twee theorieën op die beiden ook een beschrijving van het heelal gaven, hoewel op totaal verschillende schaal. De relativiteitstheorie van Einstein beschrijft het universum in het groot: melkwegstelsels, sterren en onszelf. Daarbinnen moet tijd worden opgevat als erg flexibel. Aanwezig maar ongrijpbaar. Daarnaast (tien jaar later naar buiten gebracht) de kwantummechanica, die het universum juist op erg kleine schaal, op atoomniveau, beschrijft. Bij deze laatste theorie (die erg lijkt op het oude idee van Newton) loopt tijd als het tikken van een klok door, volledig onafhankelijk van de wereld.
Momenteel wordt er hard aan gewerkt om beide theorieën te verbinden, omdat ze beiden van onschatbare waarde zijn binnen hun schaal. Het probleem zit echter vooral in de tijd. Daar wordt bij beide zo verschillend over gedacht dat toenadering onoverbrugbaar lijkt. Een licht aan de horizon kan daarom de Wheeler-DeWit vergelijking zijn. Wederom een beschrijving van het universum, maar ditmaal zonder het begrip tijd ook maar te noemen (oftewel: zonder het begrip tijd ook maar nodig te hebben om valide te bestaan). En zou ervan worden uitgegaan dat tijd niet bestaat, dan kunnen de relativiteits- en de kwantumtheorie worden gecombineerd (waar de snaartheorie ook al een poging toe heeft gewaagd) en hebben we een vrijwel geheel wetenschappelijk onderbouwd begrip van het universum.
Hoe moeten we dat idee van het ontbreken van tijd nu begrijpen? Iemand die hier een uitgesproken en gerespecteerde visie over heeft is Julian Barbour, een natuurkundige, die nader op het bestaan van tijd in gaat in zijn publicatie The End of Time (waar meer in dit artikel uit is ontleend).
Erg simpel gezegd komt het hierop neer. Volgens Barbour staat en valt de existentie van tijd met het bestaan van een ‘nu’; heel het heelal verstart in een momentopname. Een ogenblik. En omdat dat nu verstart is, verandert er niets, kan zodoende ook niet worden gezegd dat ‘tijd is verstreken’, is het eeuwigdurend, want er verandert niets, maar juist omdat niets verandert, is het ook in een flits voorbij.
En elk nu is anders dan de anderen. Zoals hij zelf als voorbeeld geeft; ons lichaam maakt elke seconde honderd miljoen miljoen miljoen hemoglobine-moleculen aan, waardoor zelfs wij zelf ook van seconde tot seconde anders zijn. Wanneer we nou twee nu’s nemen, bestaan die uit dezelfde ingrediënten (namelijk alle ingrediënten waaruit het heelal bestaat) maar zijn beide anders geconfigureerd (omdat elk nu verschilt van de ander). De gemiddelden tussen de verschillen bij deze nu’s zijn de veranderingen waaruit wij de tijd afleiden, zo zegt Barbour (tijd dus na de verandering, niet ervoor). Hoewel daarbij moet worden vermeld dat het woord 'tussen' misleidend kan zijn. Volgens Barbour zit er geen ruimte tussen nu's. Slechts andere nu's.
Het verstrekkende hiervan is, dat elk nu van zichzelf spreekt. Wanneer we elk nu zouden kunnen analyseren; de precieze configuratie daarvan zouden zien, hebben we het niet meer nodig om van tijd te spreken. Goed, er zijn veranderingen zichtbaar wanneer we nu’s vergelijken, maar er is geen tijd nodig om dat te duiden (terwijl tijd daarvoor bedoeld is): de nu’s presenteren zelf hun anders-zijn ten opzichte van andere nu’s. Het maakt daardoor niet meer uit of we nu’s door elkaar husselen of langs een rechte lijn (lineair) na elkaar in een bepaalde volgorde zetten. De nu’s zelf veranderen daardoor niet. Om die veranderingen te bemerken hoeven we geen aanspraak te doen op tijd, maar enkel de nu’s naast elkaar te leggen.
Hierdoor kunnen we de werkelijkheid samenvatten als een eeuwigdurende afwisseling van nu’s, die (aangezien ze allemaal uniek zijn) keer op keer anders zijn en daardoor ook niet lineair (zoals bijvoorbeeld Newton betoogde en Huygens, Leibniz en Mach bestreden).
Zoals Barbour zelf zegt: “Als de wereld tijdloos is, zoals ik denk en Wheeler-DeWitt impliceert, zijn er veel ogenblikken die afzonderlijk bestaan en net zo zijn als wat wij nu ervaren maar op verschillende manieren. Het universum dat ik voorstel is daarom een plek waar alles naast elkaar en tegelijk met elkaar bestaat. Je moet alles bezien wat logisch mogelijk is. Het beïnvloedt al het andere. Alles bepaalt de waarschijnlijkheid van alles. Niet alleen alles uit het verleden is er (slechts een andere configuratie, red.), en alles van wat wij ouderwets lineair de toekomst noemen, maar ook talloze andere mogelijkheden. Een eindeloos scala aan mogelijkheden, allemaal tegelijk.”.
Hoewel Barbour’s idee van grote waarde en een noviteit is, heb ik hier (in mijn bescheidenheid) toch minimaal een drietal aarzelingen bij. Allereerst zegt hij niet alleen dat we tijd afleiden uit veranderingen tussen nu’s, maar sterker: afleiden uit de gemiddelden tussen twee nu’s. Maar een gemiddelde kan mijns inziens alleen relevant zijn bij het lineaire. Als het universum niet lineair zou zijn, zouden we niets uit het gemiddelde kunnen afleiden. Een tweede aarzeling is dat Barbour dan wel betoogd dat nu’s bestaan zonder dat volgorde daartussen noodzakelijk is, maar dat raakt toch een soort van absolutisme, wat hij nu juist bestrijdt. Een derde punt is dat het lijkt alsof Barbour tijd uitvlakt omdat de nu’s geen volgorde nodig hebben voor hun eigen bestaan, voor hun eigen configuratie. Maar of iets iets anders nodig heeft, is nog geen argument waarom dat andere niet zou kunnen bestaan. Een appelboom heeft een lantaarnpaal 100.000 km verderop niet nodig om appelboom te zijn, maar dat sluit op zich het bestaan van die lantaarnpaal nog niet uit.
Afgezien van deze punten is Barbour’s idee herkenbaar. We zijn ons inmiddels al lange tijd bewust van het verschil tussen de werkelijkheid zelf en onze psychologische projectie daarop. Ook blijkt keer op keer hoezeer wij de werkelijkheid onder controle willen hebben, waarvoor kennis van die werkelijkheid nodig is. De uitvinding van tijd (waarvoor vooralsnog geen sluitende wetenschappelijke definitie is gegeven) kan worden gezien als een van die instrumenten om de werkelijkheid te begrijpen, voor ons logisch te maken. De mens houdt van volgorde, van structuur, van classificatie en hiërarchie; tijd leent zich om dat allemaal ten dienste te staan.
Gaan we ervan uit dat tijd niet bestaat, het slechts een verzinsel van ons is om greep te krijgen op veranderingen tussen nu’s, en leven we voortaan met enkel de nu’s, dan is dat wat zo schrikbarend is aan deze visie. Want dit betekent niet meer vooruitdenken of voorbereiden (de werkelijkheid is toch niet lineair) maar carpe diem in het groot: enkel stilstaan bij elk nu dat we nu beleven en hebben beleefd. Stel dat Barbour gelijk krijgt en dit idee van tijdloosheid algemeen wordt in de wereld, dan zou dat gaan betekenen dat alles en iedereen voortaan gaat leven bij nu's-op-zich. Een merkwaardige werkelijkheid die niet kan worden uitgesloten (getuige de mogelijke nu’s). Maar voordat dat zijn intrede doet kunnen we deze tijdloosheid al kennen in al zijn bijzonderheid.
