De mysterieuze realiteit: quantummechanica, oerknal en relativiteitstheorie ontrafeld voor iedereen

Een natuurkundeminor voor niet-natuurkundigen

Vanuit natuurkundig perspectief begrijpen we de wereld waarin we leven door middel van concepten die hun wortels hebben in de revolutionaire inzichten van wetenschappers als Albert Einstein en Niels Bohr. Doordat wij de consequenties hiervan steeds beter begrijpen, dringen begrippen die vroeger vergezocht en esoterisch leken, nu in snel tempo ons dagelijks leven binnen. De relativiteitstheorie wordt gebruikt bij het bepalen van je exacte positie op aarde door middel van gps, en computergeheugens functioneren bij de gratie van het begrijpen van de quantummechanica. Deze moderne technologieën worden ook gebruikt in satellietexperimenten en deeltjesversnellers en zorgen daarmee voor een steeds beter begrip van waar we vandaan komen in kosmologische zin: zelfs de oerknal wordt ontcijferd.

Paradoxaal genoeg maakt onze toegenomen kennis van de wereld en de kosmos ons ook steeds bewuster van wat we niet begrijpen en welke technologische toepassingen nog buiten ons bereik liggen. Het heelal lijkt bijvoorbeeld ‘donkere materie’ te bevatten, maar we weten nog niet waaruit die bestaat. Een quantumcomputer zou een geweldig hulpmiddel zijn, maar we weten nog niet hoe we die moeten bouwen. Vanuit een natuurkundig begrip zouden we ook graag de werelden van de quantummechanica en de zwaartekracht in één raamwerk willen verenigen, maar dat is ons helaas nog niet gelukt.

Dit zijn niet alleen fascinerende wetenschappelijke en technologische raadsels voor wetenschappers. Het werken aan het oplossen van deze mysteries beïnvloedt ook op allerlei manieren onze samenleving. Er zijn filosofische vragen bij betrokken zoals de essentie van tijd, de realiteit van de quantum-wereld, de reden voor het bestaan van het universum; er zijn ethische en maatschappelijke vragen aan verbonden, aangezien vrijwel elke fundamentele ontdekking op een gegeven moment leidt tot technologische innovatie, gewenst of ongewenst; en er duiken zelfs nieuwe juridische vragen op als de technologie volwassen wordt.

Deze minor biedt iedereen, en met name studenten zonder een natuur- of wiskundige achtergrond, de mogelijkheid om kennis te maken met actuele ontwikkelingen in onze moderne natuurkundewereld en te onderzoeken of dit relevant is voor ontwikkelingen binnen hun eigen discipline. Naast het bespreken van de wetenschappelijke concepten gaan we steeds op zoek naar de maatschappelijke relevantie van het huidige onderzoek.

Het programma is ontworpen vanuit de gedachte dat het toegankelijk en relevant moet zijn voor studenten met verschillende academische achtergronden. We vereisen dan ook geen diepgaande kennis van natuurkunde of wiskunde – wiskunde van de onderbouw van de middelbare school is voldoende. Het docententeam zal bestaan uit natuurkundigen en kosmologen, aangevuld met specialisten in de geschiedenis van de natuurkunde en in de ethische, juridische, maatschappelijke en filosofische aspecten van modern natuurkundig onderzoek. De stof zal worden aangeboden in een mix van lezingen, werkgroepen, demonstraties en ook een bescheiden hoeveelheid interactieve practica; natuurkunde als wetenschap wordt gedreven door experimenten, en dat aspect willen we expliciet benadrukken.