Het is een veelgebruikt argument onder christenen en moslims: de finetuning van het heelal maakt het Godsbestaan waarschijnlijker. Onder andere de wiskundige Emmanuel Rutten en William Lane Craig verdedigen dit argument. Maar is dat echt een goed godsargument? En wat is finetuning eigenlijk? Dat gaan we in deze blogpost onderzoeken.
Finetuning
Allereerst: wat is finetuning? In de natuurkunde gebruiken we vergelijkingen om het gedrag van voorwerpen te beschrijven zoals kanonskogels, sterren en frisbees. Maar in de fundamentele natuurkunde kijken we vaak naar de elementaire bouwstenen van de natuur, zoals elementaire deeltjes. Deze voldoen aan vergelijkingen, en in die vergelijkingen komen zogenaamde “parameters” voor. Neem het elektron. Dit elektron voldoet aan een vergelijking (de “Dirac-vergelijking”) maar heeft ook eigenschappen zoals elektrische lading en massa. En deze twee parameters voorspelt de theorie niet. We moeten metingen doen en kijken wat de waarde van deze parameters is. Zo kunnen we bijvoorbeeld afleiden dat het elektron een massa heeft van ongeveer 0,000000000000000000000000000001 kilogram. Alle andere deeltjes in het standaardmodel, zoals de quarks, neutrino’s, tauonen, muonen en het Higgsdeeltje hebben net zo hun eigen massa en andere parameters die we moeten meten. Maar waarom precies deze waarden? Tot nu toe hebben we (nog?) geen idee.
Nu kunnen we kijken naar hoe de wereld eruit zou zien als we deze parameters op papier zouden veranderen. We kunnen bijvoorbeeld de sterkte van de zwaartekracht in onze vergelijkingen aanpassen door met de lichtsnelheid en Newtons gravitatieconstante te spelen, de zwakke wisselwerking (verantwoordelijk voor radioactief verval) veranderen door de bijbehorende interactiesterkte een andere waarde mee te geven of de lading van het elektron veranderen ten opzichte van de lading van het proton en kijken wat er gebeurt met de atomen in het Periodieke Systeem. De conclusie? In verreweg de meeste gevallen wordt leven zoals wij dat begrijpen (!) onmogelijk. Materie stort in, kan überhaupt nooit ontstaan, het universum wordt een kille, dooie plek, enzovoort. Dat is een hint voor finetuning. Finetuning is kortgezegd het fenomeen waarbij je theorie alleen goede voorspellingen doet voor heel nauwkeurig gekozen waarden van je parameters. Ga je ietsiepietsie afwijken van die parameterkeuze, dan geeft je theorie compleet andere voorspellingen. Het lijkt dan alsof Iemand aan de knoppen van de parameters heeft gedraaid en doelbewust leven heeft willen laten ontstaan! Of toch niet?
Lessen uit het verleden
Om dat te beoordelen moeten we kijken naar wat finetuning ons eigenlijk vertelt. En daarvoor kunnen we maar één ding doen: terug naar het verleden kijken. Een typisch geval van finetuning is Einstein zijn aanpassing van de beruchte kosmologische constante. Lang verhaal kort: Einsteins zwaartekrachtstheorie voorspelde een heelal dat instort of uitdijt, en Einstein wou graag een heelal in evenwicht. Dat vond hij aannemelijker, want als het heelal uitdijt, dan moet het ook een “begin” hebben gehad. En wat betekent dat? Om dit probleem op te lossen kon hij een extra parameter in zijn theorie voegen met de naam “kosmologische constante”, die als een soort “veerkracht van de ruimte” optreedt. Einstein kon vervolgens deze constante finetunen zodat het heelal inderdaad netjes in evenwicht bleef. Maar dat evenwicht is instabiel: het minste of geringste laat het heelal alweer verder instorten of uitdijen. Later bleek het heelal bovendien uit te dijen. De clou? Einstein voerde de kosmologische constante in vanwege een verkeerde aanname: een heelal in evenwicht dat er helemaal niet was. Later bleek de constante overigens als een boomerang weer terug te komen en het heelal zelfs versneld te laten uitdijen, maar dat is een verhaal voor later.
Nog een voorbeeld van finetuning: schutkleuren. Voer jezelf terug naar pre-Darwiniaanse tijden en vraag jezelf af: hoe kan het toch dat de omgeving zich dikwijls zo precies heeft afgesteld op de schutkleuren van bijvoorbeeld de nachtzwaluw, de gehakkelde aurelia (een vlindersoort), de ijsbeer of de wandelende tak? Heeft God die omgeving zo nauwkeurig in elkaar geknutseld en houdt Hij deze omgeving vervolgens minutieus in stand om deze diersoorten te laten overleven? Wel, sinds Darwin weten we dat dieren zich via natuurlijke selectie aanpassen aan hun omgeving, en sinds de experimenten van Georg Mendel weten we ook dat genen voor deze variaties verantwoordelijk zijn. Deze variaties zijn dikwijls toevallig, en de omgeving filtert die variaties eruit die de kans op overleving het grootst maken! Bovendien: diersoorten zijn niet eeuwig, want verreweg de meeste diersoorten sterven weer uit. Kortom: er is geen finetuning, maar natuurlijke selectie. De omgeving past zich niet aan op de diersoorten, maar andersom!
Een laatste voorbeeld zijn de Griekse hulpcirkelmodellen voor ons zonnestelsel. De Grieken (Ptolemeus, Hipparchus en anderen) hadden bedacht dat planeten cirkelbanen afleggen, en afwijkingen hiervan werden wegverklaard met extra hulpcirkels. Zo werd ons zonnestelsel met de aarde in het midden een enorm nauwkeurig afgesteld uurwerk tsjokvol finegetunede cirkelbanen. Wat deze finetuning ons wou vertellen? Dat we wederom iets fundamenteels over het hoofd zagen: niet de aarde maar de zon is het middelpunt van ons zonnestelsel en Newton (Einstein) vertelt ons dat planeetbanen in het algemeen bovendien ellipsen zijn. Er is geen enkele reden voor die Griekse cirkelfetish: een cirkel is gewoon een speciaal geval van een ellips.
Multiversum?
Dus finetuning is meerdere malen naturalistisch wegverklaard. Dat geeft geen garantie voor de toekomst (garantie krijg je bij een stofzuiger), maar biedt wel mogelijkheden. In wat voor licht moeten we nu de finetuning van ons eigen heelal zien?
Om te beginnen: het veelvoorkomende argument dat onze aarde op “precies de goede afstand staat om leven te laten ontstaan” is een slecht voorbeeld van finetuning, want we weten dat er ziljoenen planeten in ons heelal zijn. Je daarover verbazen is als de lottowinnaar die zo overweldigd is door zijn winst dat hij gaat geloven dat de loterij speciaal voor hem is georganiseerd. Nee, finetuning wordt pas interessant als het over fundamentele eigenschappen van ons heelal gaat, en de afstand aarde-zon is nu niet bepaald een fundamentele constante van de natuur.
Maar zou zoiets ook voor ons heelal kunnen gelden? Zouden er ook meerdere universa kunnen zijn zodat het niet zo gek is dat er in elk geval eentje is “met de juiste eigenschappen”? Dat argument, het multiversumargument, is populair onder natuurkundigen omdat veel fundamentele theorieën (het snaarlandschap, inflatie, de kwantumveelwereldeninterpretatie van Everret) zo’n multiversum suggereren. Slecht begrepen theorieën, dat wel, maar let op: ze zijn niet bedacht om finetuning op te lossen! Kunnen we vanuit finetuning concluderen dat er meer universa zijn? Zijn wij gewoon één heelal in een enorme verzameling universa waarvoor de omstandigheden toevallig net goed zijn, en verbazen we ons hierover zoals een loterijwinnaar zich kan verbazen over zijn winst? Stel dat je bij het uitwerpen van je hengel na 5 minuten een vis vangt van precies 78,986 cm. Is dat bijzonder? Niet echt: dat getal is nogal lukraak. Maar stel dat je daarna ontdekt dat je net alleen vissen van deze lengte met een marge van eentienduizendste cm kan vangen. Dan wordt het wel verleidelijk om te geloven dat er heel veel verschillende vissen in de vijver zaten, want wat is anders de kans dat jij binnen 5 minuten een vis vangt? Hoe meer vissen in de vijver, des te waarschijnlijker wordt deze gebeurtenis. Je vangst maakt de hypothese “er zijn heel veel andere vissen in de vijver” dus aannemelijker. Kunnen we net zo concluderen dat het buitengewoon “onwaarschijnlijke” bestaan van leven (zoals wij dat begrijpen!) een hint is voor meerdere vissen in de vijver, oftewel universa?
Het antwoord op deze vraag “Wat kunnen we concluderen uit finetuning?” ligt (denk ik) een stuk subtieler en daarvoor zouden we heel wat blogposts nodig hebben. Maar wat hier een belangrijke rol speelt is het zogenaamde waarneemeffect, of zoals Nick Bostrom het noemt: de “anthropische bias”: de waarneming is überhaupt alleen mogelijk als de omstandigheden precies goed zijn om waarnemers te laten ontstaan. Die conditie treedt dus ook weer op als een filter! Het stuk wiskunde waarmee je dit soort analyes doet heet “Bayesiaanse inferentie”, en ook dat is een heel boek waard.
What the buzzz….?
Laat ik daarom eindigen met de volgende vraag aan verdedigers van het christelijke finetune-argument die verre van technisch zijn. Christenen geloven dat het lichaam materieel is en de ziel bovennatuurlijk (zie bijvoorbeeld Paulus zijn beschrijving van de opstanding in 1 Corinthiërs). Mensen kunnen dus bestaan zonder aards lichaam: ze krijgen bij de opstanding immers een nieuw, hemels lichaam. Waarom zou God dan zoveel moeite doen om het materiële te finetunen? Waarom maakte Hij niet gewoon een heelal zonder materie maar met alleen zielen? Of elementaire deeltjes die bewustzijn hebben? Waarom moet materie precies aan die voorwaarden voldoen als bewustzijn vervolgens een bovennatuurlijk verschijnsel is? En ook: wat zegt die finetuning eigenlijk over God? Als ik een huis bouw voor mijn kinderen dat bij hele kleine variaties van de eigenschappen in elkaar dondert, drukt dat dan mijn liefde uit voor hen? Waarom zou God “zo precies tussen de lijntjes scheppen”? Is dit weer niet een vorm van “geheime codes zoeken die ons naar het Goddelijke bestaan leiden”? Is het niet toevallig dat finetuning zich wederom bij fundamentele vraagstukken voordoet? Is dit niet het zoveelste “god als stoppenlap”-argument? Vragen, vragen, vragen.
Mijn conclusie: de vermeende finetuning van ons heelal is waarschijnlijk een hint dat we weer iets over het hoofd zien. Misschien wel een multiversum, hoewel dat idee naar mijn smaak nog veel te speculatief is. Maar minder speculatief dan de zoveelste “God did it”. Als bijvoorbeeld inflatie (de kortstondige uiteenzetting van onze ruimte bij de oerknal) met waarnemingen wordt bevestigd, en een multiversum een heel natuurlijk scenario hierin is, dan moeten we dat serieus nemen en kunnen we dat niet zomaar wegzetten als “niet te falsificeren”. Zo is het ook aannemelijk dat er leven op andere planeten is, en dat dit leven voldoet aan Darwins evolutie. Dat zijn wetenschappelijk gezien hele redelijke aannames, ook al kunnen we dit buitenaardse leven niet waarnemen. Mij lijkt de hoop op een naturalistische verklaring voor finetuning nog steeds de meest hoopvolle. Of, om cheesy af te sluiten: “perfectly fine”.
Literatuur
Voor wie een goed overzicht wil van finetuning, geschreven door Luke Barnes (een christelijk natuurkundige die denkt dat finetuning inderdaad mogelijk een bovennatuurlijke verklaring nodig heeft) en Geraint Lewis (die wat sceptischer is): zie A Fortunate Universe: Life in a Finely Tuned Cosmos. Voor wie graag de Bayesiaanse kant van het verhaal ziet: zie Klaas Landsmans (technische) artikel https://arxiv.org/abs/1505.05359, waarin hij onderbouwt dat finetuning niet klakkeloos een argument voor het multiversum is. Tot slot: in mijn boek “Ruimte, tijd, materie” geef ik ook diverse voorbeelden van finetuning, zoals de vermeende finetuning van de Higgsmassa in het standaardmodel.
Geef een reactie