Wat weten we over tijd? Taal vertelt ons dat het “voorbijgaat”, dat het beweegt als een grote rivier, ons onverbiddelijk met zich meesleept, en ons uiteindelijk op de oever aanspoelt terwijl het doorgaat, niet te stoppen. De tijd stroomt. Hij gaat steeds verder. Of niet? Dichters vertellen ons ook dat de tijd struikelt, kruipt, vertraagt of soms zelfs lijkt stil te staan. Ze vertellen ons dat het verleden onontkoombaar kan zijn, immanent in voorwerpen of mensen of landschappen. Als Julia op Romeo wacht, gaat de tijd traag voorbij: ze verlangt ernaar dat Phaethon de teugels van de wagen van de zon overneemt, want hij zou de paarden opzwepen en “onmiddellijk de bewolkte nacht binnenhalen”. Als we wakker worden uit een levendige droom zijn we ons er vaag van bewust dat het tijdsbesef dat we zojuist hebben ervaren een illusie is.
Carlo Rovelli is een Italiaanse theoretisch natuurkundige die niet-ingewijden de opwinding van zijn vakgebied wil laten begrijpen. Van zijn boek Seven Brief Lessons on Physics, met zijn beknopte, sprankelende essays over onderwerpen als zwarte gaten en quanta, zijn wereldwijd 1,3 miljoen exemplaren verkocht. Nu komt The Order of Time, een duizelingwekkend, poëtisch werk waarin ik alles wat ik dacht te weten over tijd heb laten varen – zeker het idee dat het “stroomt”, en zelfs dat het überhaupt bestaat, in welke diepgaande betekenis dan ook.
We ontmoeten elkaar voor de kerk van San Petronio in Bologna, waar Rovelli heeft gestudeerd. (“Ik zeg graag dat ik, net als Copernicus, in Bologna heb gestudeerd en in Padua ben afgestudeerd,” grapt hij.) Rovelli is een vrolijke, compacte man van begin zestig en in een nostalgische bui. Hij woont in Marseille, waar hij sinds 2010 de kwantumzwaartekrachtgroep leidt van het Centre de physique théorique. Daarvoor zat hij tien jaar lang in de VS, aan de universiteit van Pittsburgh.
Hij komt zelden in Bologna, en hij heeft er bijgepraat met oude vrienden. We slenteren naar de universiteitswijk. Piazza Verdi is overspoeld met een levendige menigte studenten. Er zijn ook vlaggen en graffiti en spandoeken – antifascistische leuzen, iets ter ondersteuning van de Koerden, een bord dat voorbijgangers oproept om Giulio Regeni niet te vergeten, de promovendus uit Cambridge die in 2016 in Egypte werd gedood.
“In mijn tijd waren het barricades en politie,” zegt hij. Hij was een hartstochtelijke studentenactivist, toen al. Wat wilden hij en zijn makkers? “Kleine dingen! We wilden een wereld zonder grenzen, zonder staat, zonder oorlog, zonder religie, zonder familie, zonder school, zonder privébezit.”
Hij was, zegt hij nu, te radicaal, en het was moeilijk, proberen bezittingen te delen, proberen te leven zonder jaloezie. En dan was er nog de LSD. Hij nam het een paar keer. En het bleek de kiem te zijn van zijn interesse in natuurkunde in het algemeen, en in de kwestie van tijd in het bijzonder. “Het was een buitengewoon sterke ervaring die me ook intellectueel raakte,” herinnert hij zich. “Een van de vreemde verschijnselen was het gevoel dat de tijd stilstond. Er gebeurden dingen in mijn geest, maar de klok liep niet vooruit; de tijdstroom ging niet meer voorbij. Het was een totale ondermijning van de structuur van de werkelijkheid. Hij had hallucinaties van misvormde voorwerpen, van heldere en verblindende kleuren – maar herinnert zich ook dat hij tijdens de ervaring nadacht en zich afvroeg wat er aan de hand was.
“En ik dacht: ‘Nou, het is een chemische stof die dingen in mijn hersenen verandert. Maar hoe weet ik dat de gebruikelijke waarneming juist is, en dit niet? Als deze twee manieren van waarnemen zo verschillend zijn, wat betekent het dan dat de ene de juiste is?'” De manier waarop hij over LSD praat, lijkt in feite sterk op zijn beschrijving van het lezen van Einstein als student, op een zonovergoten strand in Calabrië, en het opkijken uit zijn boek, waarbij hij zich de wereld voorstelde, niet zoals die zich elke dag aan hem voordeed, maar als de wilde en golvende ruimtetijd die de grote natuurkundige beschreef. De werkelijkheid, om de titel van een van zijn boeken aan te halen, is niet wat zij lijkt.
Hij heeft zijn conservatieve, Veronese ouders een beetje laten schrikken, zegt hij. Zijn vader, nu in de negentig, was verbaasd toen de jonge Carlo’s docenten zeiden dat het eigenlijk wel goed met hem ging, ondanks zijn lange haar en radicale politiek en het incidentele contact met de politie. Het was nadat het optimistische gevoel van een studentenrevolutie in Italië abrupt tot een einde kwam met de ontvoering van en moord op de voormalige premier, Aldo Moro, in 1978 dat Rovelli natuurkunde serieus begon te nemen. Maar zijn weg naar zijn grote academische carrière was omslachtig en onconventioneel. “Tegenwoordig maakt iedereen zich zorgen omdat er geen werk is. Toen ik jong was, was het probleem hoe ik werk kon vermijden. Ik wilde geen deel uitmaken van het ‘productieve systeem’,” zegt hij.
De academische wereld leek toen een manier om de wereld van een conventionele baan te vermijden, en enkele jaren lang volgde hij zijn nieuwsgierigheid zonder een gevoel van carrièrezucht. Hij ging naar Trento in Noord-Italië om zich aan te sluiten bij een onderzoeksgroep waarin hij geïnteresseerd was, en sliep een paar maanden in zijn auto (“ik nam een douche op de afdeling om fatsoenlijk te zijn”). Hij ging naar Londen, omdat hij geïnteresseerd was in het werk van Chris Isham, en vervolgens naar de VS, om in de buurt te zijn van natuurkundigen als Abhay Ashtekar en Lee Smolin. “Mijn eerste paper was verschrikkelijk laat in vergelijking met wat een jong iemand nu zou moeten doen. En dat was een voorrecht – ik wist meer dingen, er was meer tijd.”
De populaire boeken zijn er ook relatief laat gekomen, na zijn academische studie van de kwantumzwaartekracht, die in 2004 werd gepubliceerd. Als Seven Brief Lessons een heldere inleiding was, gaat The Order of Time verder; het gaat over “wat ik echt doe in de wetenschap, wat ik echt diepgaand denk, wat belangrijk voor me is”.
Rovelli’s werk als natuurkundige neemt, in grove bewoordingen, de grote ruimte in die Einstein enerzijds en de ontwikkeling van de kwantumtheorie anderzijds hebben achtergelaten. De algemene relativiteitstheorie beschrijft een wereld van gekromde ruimtetijd waarin alles continu is, terwijl de kwantumtheorie een wereld beschrijft waarin discrete hoeveelheden energie op elkaar inwerken. In de woorden van Rovelli: “De kwantummechanica kan niet omgaan met de kromming van de ruimtetijd, en de algemene relativiteit kan geen rekening houden met quanta”.
Beide theorieën zijn succesvol; maar hun schijnbare onverenigbaarheid is een open probleem, en een van de huidige taken van de theoretische natuurkunde is te proberen een conceptueel kader te construeren waarbinnen zij beide kunnen werken. Rovelli’s lus-theorie, of lus-kwantumzwaartekracht, biedt een mogelijk antwoord op het probleem, waarin ruimtetijd zelf wordt opgevat als granulair, een fijne structuur geweven uit lussen.
Snaartheorie biedt een andere, andere weg naar de oplossing van het probleem. Als ik hem vraag hoe hij denkt over de mogelijkheid dat zijn werk met de kwantum-luszwaartekracht fout kan zijn, legt hij voorzichtig uit dat het er niet om gaat dat het fout is; het gaat erom dat je deel uitmaakt van het gesprek. En hoe dan ook: “Als je vraagt wie de langste en meest opvallende lijst van resultaten had, dan is dat zonder enige twijfel Einstein. Maar als je vraagt wie de wetenschapper is die de meeste fouten heeft gemaakt, is het nog steeds Einstein.”
Hoe past tijd in zijn werk? Tijd, zo toonde Einstein lang geleden aan, is relatief – de tijd verstrijkt bijvoorbeeld langzamer voor een voorwerp dat sneller beweegt dan een ander voorwerp. In deze relatieve wereld is een absoluut “nu” min of meer betekenisloos. Tijd is dus niet een of andere afzonderlijke eigenschap die onbewogen om ons heen stroomt. Tijd is, in de woorden van Rovelli, “deel van een ingewikkelde geometrie die met de geometrie van de ruimte is verweven”.
Voor Rovelli is er meer: volgens zijn theorie verdwijnt de tijd zelf op het meest fundamentele niveau. Zijn theorieën vragen ons de notie te aanvaarden dat tijd slechts een functie is van onze “wazige” menselijke waarneming. Wij zien de wereld slechts door een donker glas; wij kijken naar Plato’s schaduwspel in de grot. Volgens Rovelli is onze onloochenbare ervaring van tijd onlosmakelijk verbonden met de manier waarop warmte zich gedraagt. In The Order of Time vraagt hij zich af waarom we alleen het verleden kunnen kennen en niet de toekomst? De sleutel, zo suggereert hij, is de eenrichtingsstroom van warmte van warmere naar koudere voorwerpen. Een ijsblokje in een hete kop koffie koelt de koffie af. Maar het proces is niet omkeerbaar: het is eenrichtingsverkeer, zoals de tweede wet van de thermodynamica aantoont.
Tijd is ook, zoals wij die ervaren, eenrichtingsverkeer. Hij legt dit uit in relatie tot het begrip entropie – de maatstaf voor de wanorde van dingen. In het verleden was de entropie lager. In de toekomst is de entropie hoger – er is meer wanorde, er zijn meer mogelijkheden. Het pak kaarten van de toekomst is geschud en onzeker, in tegenstelling tot het geordende en netjes gerangschikte pak kaarten van het verleden. Maar entropie, warmte, verleden en toekomst zijn eigenschappen die niet behoren tot de fundamentele grammatica van de wereld, maar tot onze oppervlakkige waarneming ervan. “Als ik de microscopische toestand van de dingen observeer,” schrijft Rovelli, “dan verdwijnt het verschil tussen verleden en toekomst … in de elementaire grammatica van de dingen is er geen onderscheid tussen ‘oorzaak’ en ‘gevolg’.”
Om dit goed te begrijpen, kan ik u alleen maar aanraden de boeken van Rovelli te lezen, en snel voorbij te gaan aan deze benadering van iemand die de natuurkundelessen op school bij de eerste de beste gelegenheid vreugdevol heeft opgegeven. Het blijkt echter dat ik juist Rovelli’s perfecte lezer ben, of één van hen, en hij kijkt nogal opgetogen als ik mijn nieuw verworven begrip van het begrip entropie bij hem controleer. (“Je bent geslaagd voor het examen,” zegt hij.)
“Ik probeer op verschillende niveaus te schrijven,” legt hij uit. “Ik denk aan de persoon die niet alleen niets van natuurkunde weet, maar ook niet geïnteresseerd is. Ik denk dus dat ik het tegen mijn grootmoeder heb, die huishoudster was. Ik denk ook dat sommige jonge natuurkundestudenten het lezen, en ik denk ook dat sommige van mijn collega’s het lezen. Dus ik probeer op verschillende niveaus te praten, maar ik houd de persoon die niets weet in mijn gedachten.”
Zijn grootste fans zijn de blanco leienaars, zoals ik, en zijn collega’s aan universiteiten – de meeste kritiek krijgt hij van mensen in het midden, “zij die een beetje van natuurkunde weten”. Hij is ook nogal neerbuigend over schoolfysica. (“De snelheid berekenen waarmee een bal valt – wie kan dat wat schelen? In een ander leven zou ik graag een boek over schoolfysica schrijven”, zegt hij.) En hij vindt de verdeling van de wereld in de “twee culturen” van natuurwetenschappen en menswetenschappen “dom”. Het is alsof je Engeland neemt en de kinderen in groepen verdeelt, en je vertelt de ene groep over muziek en de andere groep over literatuur, en degene die muziek krijgt mag geen romans lezen en degene die literatuur doet mag niet naar muziek luisteren.”
Het plezier van zijn schrijven is het brede culturele kompas. Historicisme geeft een eerste houvast aan het materiaal. (Hij geeft een cursus wetenschapsgeschiedenis, waarin hij graag studenten wetenschappen en geesteswetenschappen samenbrengt). En dan is er nog het feit dat naast Einstein, Ludwig Boltzmann en Roger Penrose figuren als Proust, Dante, Beethoven, en vooral Horatius verschijnen – elk hoofdstuk begint met een epigraaf van de Romeinse dichter – als om ons te gronden in menselijk sentiment en emotie voordat we vertrekken naar de duizelingwekkende wereld van zwarte gaten en spinfoam en wolken van waarschijnlijkheden.
“Hij heeft een kant die intiem, lyrisch en extreem intens is; en hij is de grote zanger van het verstrijken van de tijd,” zegt Rovelli. “Er is een gevoel van nostalgie – het is geen angst, het is geen verdriet – het is een gevoel van ‘Laten we het leven intens leven’. Een goede vriend van mij, Ernesto, die vrij jong stierf, gaf me een boekje van Horatius, en dat heb ik mijn hele leven bij me gedragen.”
Rovelli’s opvatting is dat er geen tegenstelling bestaat tussen een visie op het heelal die het menselijk leven klein en irrelevant doet lijken, en onze alledaagse zorgen en vreugden. Of zelfs tussen “koude wetenschap” en ons innerlijke, spirituele leven. “Wij maken deel uit van de natuur, en dus zijn vreugde en verdriet aspecten van de natuur zelf – de natuur is veel rijker dan een verzameling atomen,” vertelt hij me. Er is een moment in Zeven lessen waarop hij natuurkunde en poëzie vergelijkt: beide proberen het ongeziene te beschrijven. Daar zou aan toegevoegd kunnen worden dat de natuurkunde, wanneer zij afwijkt van haar moedertaal van wiskundige vergelijkingen, sterk leunt op metafoor en analogie. Rovelli heeft een gave voor memorabele vergelijkingen. Wanneer hij ons bijvoorbeeld uitlegt dat het vloeiend verloop van de tijd een illusie is, zegt hij: “De gebeurtenissen in de wereld vormen geen geordende rij zoals de Engelsen, zij verdringen zich chaotisch zoals de Italianen”. Het begrip tijd, zegt hij, “heeft de ene laag na de andere verloren, stuk voor stuk”. We blijven zitten met “een leeg winderig landschap, bijna verstoken van elk spoor van tijdelijkheid … een wereld ontdaan van zijn essentie, glinsterend met een dorre en verontrustende schoonheid”.
Meer dan alles wat ik ooit gelezen heb, doet Rovelli me denken aan Lucretius, de Romeinse schrijver uit de eerste eeuw voor Christus van het epische lange gedicht Over de aard der dingen. Misschien niet zo vreemd, aangezien Rovelli een fan is. Lucretius stelde terecht een hypothese op over het bestaan van atomen, een theorie die onbewezen zou blijven totdat Einstein haar in 1905 aantoonde, en die zelfs in de jaren 1890 nog als absurd werd afgeschreven.
Wat Rovelli deelt met Lucretius is niet alleen een briljante taal, maar ook een gevoel voor de plaats van de mens in de natuur – tegelijkertijd deel van het weefsel van het universum, en in een bijzondere positie om zich te verwonderen over de grote schoonheid ervan. Het is een rationalistische visie: een die stelt dat door het universum beter te begrijpen, door valse overtuigingen en bijgeloof te laten varen, men een soort sereniteit zou kunnen genieten. Maar de man Rovelli erkent ook dat de mensheid bestaat uit liefde, angst, verlangen en passie: allemaal van betekenis door ons korte leven; onze kleine tijdsspanne.
- De orde van de tijd is uitgegeven door Allen Lane. Om een exemplaar te bestellen voor £9.75 (RRP £12.99) ga naar guardianbookshop.com of bel 0330 333 6846. Gratis UK p&p boven £10, alleen online bestellingen. Telefonische bestellingen min p&p van £1.99.