De Twijfelachtige Natuurkunde van Conservapedia

Conservapedia afficheert zichzelf als een alternatief voor Wikipedia voor mensen met een conservatieve kijk op het leven. Op zich is daar niets mis mee. In zaken als geschiedschrijving is het tenslotte moeilijk om een verhaal te formuleren waarvan iedereen het erover eens is dat het ideologisch ongekleurd is. In de natuurkunde, daarentegen, is het doorgaans heel duidelijk wat correct en incorrect is. Meetresultaten en logica laten weinig ruimte tot manoeuvreren. En waar je ook op stemt, naar omlaag vallen door de gravitatie doe je allemaal. Bij Conservapedia, echter, wordt ook de koning der wetenschappen meedogenloos gepolitiseerd. Wat er wordt beweerd over relativiteitstheorie en kwantummechanica heeft weinig te maken met vakkennis en veel met ideologische bevlogenheid. Conservapedia handelt hiermee in een bedenkelijke traditie.

Conservapedia is een initiatief uit 2006 van de conservatieve activist Andrew Schlafly. Waar de Engelstalige Wikipedia meer dan 6 miljoen artikelen heeft, daar zit Conservapedia anno 2021 net boven de 50.000. Conservapedia heeft uitsluitend Engelstalige artikelen, maar het is dan ook bedoeld om uitdrukking te geven aan een Amerikaans, conservatief en christenfundamentalistisch perspectief.

De site is erg rechtlijnig in z’n aanhangen van het jonge-aarde-creationisme. Druk wordt er gegrossierd in complottheorieën en Bijbelverzen. Verder zijn er bizarre pagina’s met titels als “Netherlands and bestiality.” “Bestiality” betekent zoveel als seks met dieren. We lezen op de betreffende pagina dat 80% van ’s werelds dierensekspornovideo’s uit Nederland afkomstig is en dat Nederland op de elfde plaats staat in de Westerse wereld waar het “geloof” in evolutie betreft. Elders op de site lezen we dat het hier om een heuse correlatie gaat.

Bij een middagje surfen op de site ging mijn speciale aandacht uit naar wat er over natuurkundige onderwerpen wordt geschreven. Onder conservatieven met een kleine letter “c” had natuurkunde traditioneel altijd een zeker prestige. Het was tenslotte een tak van wetenschap waar links-intellectuele modes niet van invloed waren op wat er “waar” of “onwaar” is. Maar de conservatieven achter Conservapedia zijn rechtlijniger en geneigd om ook zaken als massa, kracht en magnetisme door een ideologische bril te bezien. Vooral de moderne natuurkunde, i.e. de relativiteitstheorie en de kwantummechanica, is hier belangwekkend. Met betrekking tot deze theorieën worden in het algemeen veel vreemde dingen beweerd. Vaak zijn deze theorieën naar voren gebracht als ondersteuning bij zaken waar ze eigenlijk helemaal niets mee te maken te hebben en vaak zijn ze ook verketterd om redenen die niets met natuurkunde te maken hebben.

De Moderne Natuurkunde

Relativiteitstheorie en kwantummechanica zijn beiden ontwikkeld in de eerste paar decennia van de 20^ste eeuw. De relativiteitstheorie beschrijft hoe lengten krimpen en tijdsduren uitrekken als snelheden erg groot worden. In de kwantummechanica wordt beschreven hoe grootheden als energie op atomair niveau niet langer continu variëren, maar, in plaats daarvan, in pakketjes worden uitgewisseld. Beide theorieën druisen in tegen de ervaring en intuïtie die we hebben opgebouwd in de alledaagse macroscopische wereld. De klassieke Newtoniaanse mechanica is gebaseerd op die macroscopische ervaring en intuïtie. De moderne natuurkunde is ontwikkeld omdat waarnemingen een herziening van de traditionele Newtoniaanse mechanica noodzakelijk maakten.

Blijkens de “View history” heeft hoofdredacteur Andrew Schlafly zich persoonlijk bemoeid met het redigeren van Conservapedias pagina over de relativiteitstheorie. Dit is vrijwel zeker omdat de beweringen op de pagina een decennium geleden hard zijn bekritiseerd in de veelgelezen populair-wetenschappelijke tijdschriften The New Scientist en Scientific American. Schlafly is advocaat en dat z’n kennis en inzicht met betrekking tot de relativiteitstheorie beperkt zijn kan hem vergeven worden. Maar hij had op z’n minst toch te rade kunnen gaan bij mensen die wel goed bekend zijn met de theorie.

Zin voor zin nagaan wat er door Conservapedia over relativiteit wordt beweerd zou te omslachtig worden. Ik pik er slechts een paar punten uit.
Ongeveer halverwege lezen we: The Theory of relativity assumes that time is symmetric just as space is, but the biggest early promoter of relativity, Arthur Eddington, coined the term ‘arrow of time’ admitting how time is not symmetric but is directional. The passage of time is tied to an increase in disorder, or entropy. The Theory of relativity cannot explain this, and implicitly denies it … Inderdaad is er een ‘arrow of time.’ Wie een druppel inkt in een schaal water laat vallen, die zal zien dat de inkt zich vervolgens langzaam vermengt met het water. Wat er nooit zal gebeuren is wat je ziet als je een film van die vermenging in omgekeerde richting afspeelt. Nooit zal de eenmaal vermengde inkt zich weer spontaan gaan concentreren in een enkele druppel in het midden van de schaal. Dit is de ‘arrow of time’ en het is een gevolg van de willekeurige Brownse beweging die moleculen maken. Het aantal manieren om inktmoleculen homogeen in de schaal te verdelen is veel groter dan het aantal manieren om de inktmoleculen in een druppel in het midden te concentreren. De kans dat door Brownse beweging alle inktmoleculen spontaan in het midden samenkomen is dus verwaarloosbaar klein. Een individuele botsing tussen twee moleculen is als een botsing tussen twee biljartballen. Het is tijdsymmetrisch, m.a.w., de botsing die je ziet als je de film in omgekeerde richting afspeelt voldoet net zo goed aan de wetten van de mechanica.
Dat de vermenging, die een gevolg is van de botsingen, uiteindelijk niet tijdsymmetrisch is, die paradox is reeds een eeuw geleden opgelost.  De oplossing is terug te vinden in veel tekstboeken over Statistische Mechanica. Niets verandert er aan de oplossing van die paradox wanneer je zo’n individuele botsing met de tijdsymmetrische relativistische mechanica i.p.v. met de tijdsymmetrische klassieke mechanica beschrijft. Door al het vakjargon maakt het bovenstaande citaat wellicht indruk op een leek, maar iedere competente natuurkundestudent kan uitleggen waarom het flauwekul is.

Het is inmiddels een bekend feit dat het GPS-systeem voor het geven van precieze locaties de implicaties van de relativiteitstheorie moet meenemen. Een GPS-ontvanger wisselt een elektromagnetisch signaal uit met minstens vier satellieten. De satellietposities zijn met grote nauwkeurigheid bekend. Uit de vier verschillende reistijden van het signaal kan vervolgens de positie van de GPS ontvanger berekend worden. Echter, hoger in een gravitatieveld lopen klokken iets sneller. Ook is er tijdsrek omdat de satellieten een snelheid hebben ten opzichte van de ontvanger. Voor nauwkeurige plaatsbepalingen moeten al deze relativistische effecten in de berekeningen worden opgenomen.

De argumenten van Conservapedia tegen deze GPS bevestiging van Einsteins theorieën zijn bizarre drogredenen. Zo wordt er geschreven dat het GPS-systeem niet is opgezet als experiment om de relativiteit te testen en dat het daarom niet naar voren gebracht kan worden als bevestiging van die relativiteit. Op die manier kun je ook tegen de universele valversnelling inbrengen dat de scheve Toren van Pisa niet speciaal was gebouwd voor het bekende experiment waarbij Galilei tegelijkertijd een grote en een kleine steen liet vallen.
Verder wordt door Conservapedia naar voren gebracht dat de ingenieurs en programmeurs die de GPS afstellen en bijstellen dit doen zonder kennis van de relativiteitstheorie. Tsja … dacht ik toen ik dat las … een tuinman geeft aan z’n plantjes en bloemetjes dagelijks de hoeveelheid water die leidt tot optimale groei en bloei. Hij doet dit in het algemeen zonder bekend te zijn met begrippen als worteldruk en capillaire werking. Zijn worteldruk en capillaire werking daarom niet de mechanismen achter het opzuigen van het water door de planten en bloemen?

In schril contrast met de verwerping van de relativiteit staat Conservapedias geestdriftig aanvaarden van de kwantummechanica. De Onzekerheidsrelatie van Heisenberg neemt een belangrijke plaats in binnen de kwantummechanica. Op de pagina over “Quantum mechanics” lezen we al na een paar regels dat het hiermee om een heel Bijbels principe gaat: The order created by God is on a foundation of uncertainty. Drie zinnen hierna wordt ons verteld dat er in het Evangelie van Lucas 18:9-14 reeds kond wordt gedaan van de toekomstige kwantumtheorie.  In de betreffende Bijbelverzen wordt beschreven hoe een arrogante farizeeër en een ootmoedige tollenaar beiden naar de tempel gaan. Dit zou zijn als twee fotonen die in één kwantumtoestand zitten en tegengestelde draai-impulsen hebben.

Bij de natuurkundige uiteenzettingen op de pagina moest ik vooral denken aan het bekende spreekwoord met de klok en de klepel. Eveneens in de inleiding staat: The basic principle of quantum mechanics is that there is an uncertainty in the location of a subatomic particle until it is observed. This explains why the Second Law of Thermodynamics is always true, and why everyone declines with old age: disorder tends to overcome order. Wederom worden hier verschillende takken van de natuurkunde met elkaar verhaspeld. Met de Tweede Hoofdwet van de Thermodynamica en de orde die tot wanorde wordt gaat het over dezelfde Statistische Mechanica die reeds eerder ter sprake kwam: de druppel inkt die zich “niet-tijdsymmetrisch” verspreidt in de schaal water. In de kwantummechanica is een meting een fundamenteel niet-tijdsymmetrisch proces. Een kwantummechanisch systeem wordt beschreven met een heel abstracte, zogenaamde toestandsfunctie. Die functie zelf is niet direct waarneembaar en voor de uitkomst van een meting kunnen i.h.a. slechts waarschijnlijkheden worden afgeleid uit de toestandsfunctie. Bij zo’n meting stort de toestandsfunctie in en het breken van de tijdsymmetrie bestaat erin dat het dan zelfs niet meer te achterhalen is hoe die functie er oorspronkelijk uitzag. Dit kwantumproces heeft uiteraard niets te maken met thermodynamische en statistisch-mechanische tijdsymmetriebreking. En niets van dat alles heeft verder te maken met ouderdomsverschijnselen.  Kwantummechanica bleek succesvol in de beschrijving van gebeurtenissen op atomair niveau en kwam in de loop van de eerste helft van de 20^ste eeuw steeds meer op de voorgrond. Radioactiviteit, bijvoorbeeld, is een kwantumfenomeen.

Precedenten

Totalitaire politieke ideologieën hebben al eerder geworsteld met kwantummechanica en relativiteit.

Vladimir Lenin had in 1909 een boek over wetenschapsfilosofie gepubliceerd: Materialisme en Empiriekritiek. Dit boek werd naderhand een veel herdrukte marxistisch-leninistische klassieker.  Lenin bepleitte een strikt materialisme in de zin dat fysische begrippen, ideeën en theorieën rechtstreekse kopieën dienden te zijn van een objectief bestaande, waarnemer-onafhankelijke werkelijkheid. De Newtoniaanse mechanica is goed verenigbaar met wat Lenin in gedachte had. Maar de relativistische lengtekrimp en tijdrek, die afhankelijk zijn van de snelheid van de waarnemer, zijn dat minder. Vooral de abstracte kwantummechanische toestandsfunctie en z’n instorting d.m.v. een waarneming is moeilijk te conformeren met Lenins wetenschapsfilosofische bepalingen. De kwantummechanica groeide na Lenins dood in 1924 uit tot wetenschappelijke consensus.
Kort na de Tweede Wereldoorlog kwam het in de Sovjet-Unie tot een interventie in de natuurkunde door partij en staat. Prominente fysici werden in kranten bekritiseerd om de ketterse denkbeelden die ze in kwantummechanica-tekstboeken hadden ontvouwd.  Consequenties waren in het algemeen minder dodelijk dan voor sovjetgenetici die niet waren meegegaan met Lysenko. De tekstboekschrijvers verexcuseerden zich voor de contrarevolutionaire uitglijders en ze herzagen hun teksten. Na de destalinisatie was het communistisch bewind pragmatischer en werden fysici met rust gelaten. Een gebrek aan rechtgelovigheid wordt vaak makkelijk vergeven als je vindingen militair nuttig kunnen zijn.

In Nazi-Duitsland was er een beweging voor “arische natuurkunde.” Met moderne natuurkunde zou het om een dwaalleer gaan. Relativiteit en kwantummechanica werden gezien als ontspoorde “joodse natuurkunde.” Kort nadat de nazi’s aan de macht kwamen, werden joden aan Duitse universiteiten massaal ontslagen. Maar tot een uitbanning van de moderne natuurkunde is het nooit gekomen. Duitsland was in die dagen internationaal toonaangevend in de natuurkunde en had veel Nobelprijswinnaars. Werner Heisenberg was net de dertig gepasseerd toen hij in 1933 een Nobelprijs kreeg voor z’n bijdragen aan de kwantummechanica. Hij kon het zich permitteren om z’n neus op te halen voor de beambten en de opportunistische collegae die “arische natuurkunde” propageerden. Heisenbergs houding was vrij algemeen en machthebbers waren ook hier uiteindelijk te pragmatisch om de wetenschap te veel in de wielen te gaan rijden. Vanaf 1939 werden Heisenberg en andere vooraanstaande Duitse wetenschappers betrokken bij de ontwikkeling van een Duitse atoombom.

Conservapedias selectief aanvaarden van de Moderne Natuurkunde

Het lijkt tegenstrijdig dat de christenfundamentalistische encyclopedisten de relativiteit net zo geestdriftig verketteren als dat ze kwantumfysica omhelzen. Maar de achtergronden hiervan zijn niet moeilijk na vorsen.

Aan het eind van de pagina over de “Theory of relativity” lezen we: Some liberal politicians have extrapolated the theory of relativity to metaphorically justify their own political agendas … Applications of the theory of relativity to change morality have also been common. Conservapedia onderhoudt ook een aparte pagina over “Counterexamples to relativity.” De openingszin is daar: The theory of relativity is disproved by numerous counterexamples, but is promoted by liberals who like its encouragement of relativism and its tendency to pull people away from the Bible.

Conservapedia maakt eigenlijk dezelfde fout als waar ze de “liberale” tegenstand van betichten.  Einsteins “relativiteit” gaat over klokken en meetlatten. Maar voor ideologische monomanen gaat eigenlijk alles over moraliteit en over normen en waarden. Voor Schlafly en de zijnen zijn de Bijbelse voorschriften niet voor relativering vatbaar. Je krijgt de indruk dat het louter het woord “relativiteit” is waar ze aanstoot aan nemen.

Het is een misvatting dat de relativiteitstheorie alle fysische grootheden plotseling “relatief” maakt. Wat de klokken en de meetlatten aangeven wordt relatief, omdat de lichtsnelheid altijd en overal hetzelfde moet zijn. Maar met betrekking tot de lichtsnelheid had de theorie had eigenlijk met net zoveel recht de “absoluutheidstheorie” genoemd kunnen worden.

Aan boord van een boot die met constante snelheid op een gladde zee vaart kun je evengoed biljarten als in een biljartzaal aan land. Dit is de zogenaamde Galilei-invariantie: de mechanicawetten veranderen niet wanneer je systeem met constante snelheid beweegt. Wat Einsteins theorie garandeert is dat ook de wetten van de elektrodynamica, i.e. de wetten die elektrische stroom, magneetvelden etc. beschrijven, precies hetzelfde zijn aan boord van die varende boot als aan land. Ik kan me bij dit alles niet aan de indruk onttrekken dat Conservapedia Einsteins werk dankbaar aan het hart gedrukt zou hebben als ze i.p.v. “relativiteitstheorie” de “Theorie van de Universele Elektrodynamische Consistentie” had geheten.

Het christenfundamentalistisch enthousiasme voor de kwantumfysica is te herleiden tot een ontwikkeling die in de 70er jaren is begonnen.  In 1975 verscheen The Tao of Physics van Fritjof Capra en in 1979 verscheen The Dancing Wu-Li Masters van Gary Zukav. Het werden bestsellers. In deze boeken willen de schrijvers laten zien dat de kwantummechanica en de moderne deeltjesfysica ideeën bevatten die reeds lang onderdeel waren van Boeddhistische, Hindoeïstische en Taoïstische mystiek.
Meer boeken met eenzelfde strekking verschenen in de jaren erna. De opkomende New Age beweging is hierop ingesprongen en maakte een dergelijke synthese van mystiek en moderne wetenschap tot een beginsel. Mainstream kerken hadden weinig op met New Age en hebben de beweging expliciet bekritiseerd. Maar andere christelijke groepen leerden van de concurrentie en voegden een hoeveelheid kwantummystiek toe aan de geloofsleer. Wie nu op YouTube zoekt onder termen als “Quantum Faith” of “Quantum Prayer,” die vindt een overweldigende hoeveelheid video’s. Kwantummechanica is ingewikkeld en vertelt ons dat er achter de gewone alledaagse werkelijkheid op een ander niveau nog een andere werkelijkheid is met andere regels. Wat geloofsverkondigers hiermee aangereikt krijgen is een opstapje en een bron van terminologie om geloofsartikelen een wetenschappelijk aanzien te geven. Schlafly en de zijnen zijn dankbaar meegegaan in deze beweging.

STEMcrisis

Conservapedias natuurkundige onnozelheid staat in schril contrast tot de encyclopedistische pretenties. Vaak heeft dit voor hilariteit onder natuurkundigen gezorgd. Maar onschuldig is het natuurlijk niet. Er zijn vele tientallen miljoenen binnen en buiten de VS die zichzelf als “conservatief” beschouwen. Kinderen die nieuwsgierig zijn naar wetenschap worden allicht op even zo grote schaal door ouders, clerus en leraren doorverwezen naar Conservapedia. Er wordt in de VS in de laatste jaren veel gediscussieerd over de zogenaamde STEMcrisis. Het gaat hierbij om een gebrek aan mensen die zijn opgeleid in “Science, Technology, Engineering, and Mathematics.” Bronnen als Conservapedia kunnen die crisis uiteraard alleen maar erger maken.