De introductie van de kwanta door Max Planck in 1900, die resulteerde in de kwantumtheorie en het ontstaan van de kwantumfysica, had ons wereldbeeld ingrijpend kunnen veranderen, maar dat is – vooralsnog – niet gebeurd. Omdat de wereld van het allerkleinste deeltje, zoals de kwantumfysica die omschrijft, haaks staat op de wereld zoals wij die zien.
Of, beter gezegd, haaks staat op het algemeen geaccepteerde wereldbeeld ontstaan vanuit de klassieke natuurwetenschap. In de 17e eeuw werd in de wetenschappelijke onderzoeksmethoden steeds meer nadruk gelegd op empirisch bewijs en rationaliteit. Door natuurverschijnselen te reduceren tot interacties van ‘simpele’ machines lukte het de natuurwetenschap om de natuur – nauwkeuriger dan ooit tevoren – te beschrijven, begrijpen en zelfs te voorspellen. Het wereldbeeld veranderde hierdoor geleidelijk naar een materieel, mechanisch begrip van het universum. Dat begrip zit nu nog steeds in ons brein ‘gebeiteld’. We zijn ermee opgegroeid, opgevoed en zo vertrouwd mee geraakt dat we er eigenlijk nooit over nadenken of de wereld misschien wel heel anders in elkaar zit. Want die klassieke wetenschap heeft ons een schat aan kennis, nieuwe inzichten en vooruitgang opgeleverd. Daar plukken we nu nog allemaal de vruchten van. We zijn er dus gewoonweg van overtuigd dat materie acteert volgens vaste, voorspelbare wetten. Alles een begin en een einde heeft, een oorzaak en een gevolg. Als we iets niet kunnen zien, bestaat het niet en de werkelijkheid is een objectief gegeven.
Met de komst van de kwantumfysica werd al snel duidelijk dat in de wereld van het allerkleinste deeltje, hele andere wetten gelden. Dat deeltje, het atoom, waar ook wij uit bestaan en alles om ons heen uit is opgebouwd, blijkt namelijk te beschikken over vreemde vaardigheden. Het kan op meerdere plekken tegelijk en ook nog eens op zeer grote afstand met elkaar verbonden zijn. Het beweegt zich moeiteloos door muren heen en duikt zomaar ergens op waar we het niet verwachten. En – misschien nog wel het meeste dubieuze – het atoom gedraagt zich anders zodra het wordt waargenomen of gemeten. Het lukt de natuurwetenschap niet om deze verschijnselen te verklaren vanuit de reguliere modellen. De kwantumwereld laat zich gewoonweg niet ‘vangen’ in die klassieke kennis. Al wordt het bestaan van de kwantumverschijnselen in talrijke wetenschappelijke onderzoeken keer op keer bevestigd. Die kwantumwereld is en blijft raar.
Het merendeel van de fysici is ervan overtuigd dat een ‘logische’ verklaring ontbreekt omdat de kwantumtheorie simpelweg nog niet compleet is. Er zal uiteindelijk een overkoepelende theorie ontstaan, waarin beide werelden verenigd kunnen worden. Tot het zover is, blijven we er gewoon van uitgaan dat op macroniveau, de wereld zoals wij die kennen, gewoon heel andere principes gelden dan op microniveau, die wereld van dat allerkleinste deeltje. Dit betekent overigens niet dat de kwantumwetenschap niet enthousiast omarmd is. Want ook al blijven wetenschappers verwoed op zoek naar die eenduidige, overkoepelende theorie, de nieuwverworven inzichten hebben wel al geleid tot honderden nieuwe toepassingen. Denk aan televisies, computers, MRI, lasers, scanners, glasvezelnetwerken, het wereldwijde satellietnavigatienetwerk, smartphones, tablets en nog veel meer.
Zonder de kwantumwetenschap zou de wereld, zoals wij die nu kennen, er dus heel anders hebben uitgezien. Maar we zijn er nog niet. Want kwantum is populairder dan ooit. Kwantuminternet zal een nieuw tijdperk van krachtige en veilige communicatienetwerken inluiden. En met een kwantumcomputer zullen eindelijk alle ingewikkelde wetenschappelijke vraagstukken gekraakt kunnen worden. Kwantum wordt wetenschappelijk aangeduid als de grootste revolutie van onze tijd. Een nieuw tijdperk is in aantocht! Toch? Of zullen we de mogelijkheden die de kwantumwetenschap biedt, nooit helemaal kunnen benutten zolang we er vanuit een verouderd denkraam naar blijven kijken? Is het überhaupt mogelijk om vanuit het huidige wereldbeeld, dat in ons brein verankerd zit, een wereld die hier haaks op lijkt te staan, compleet te doorgronden? Of blijft het werkelijke potentieel van die geheimzinnige kwantumwereld toch in nevelen gehuld?