Maandag, 16 december, 2019

Geschreven door: Hal, George van
Artikel door: Dijk, Menno van

Tossen met de kosmos

Kosmisch roulette

Hoe loods je een ge√Įnte¬≠resseerde lekenlezer in √©√©n centimeter papier van de stoommachine van James Watt naar de holo¬≠grafie in de AntideSitter¬≠ruimte van Erik Verlinde?

[Recensie] Dat was de uitdaging die weten­schapsjournalist George van Hal aanging bij het schrijven van dit boek. Om de uitda­ging compleet te maken vatte hij ook nog eens het lastige begrip entropie vol bij de horens. Zo brengt hij de lezer in de eerste vijf bladzijden van de stoommachine van Watt naar een onomkeerbaar afkoelend bord soep van Clausius. Tien bladzijden en de elementaire beginselen van de kineti­sche gastheorie verder verschijnt reeds Boltzmanns fameuze S = k ln W.

In deel twee duiken we in de infor¬≠matietheorie en verschijnt de bit van Shannon. Via de notie dat 1011001 meer informatie bevat dan 1111111 legt de schrijver een verband met waar¬≠schijnlijkheid en daarmee met entro¬≠pie. Dat betekent dat informatie moet toenemen, terwijl de quantumtheorie suggereert dat deze behouden is. En zo verschijnt ook quantumtheorie ten tonele en wordt entropie ‚Äúver¬≠borgen informatie‚ÄĚ. Op het eind van dit deel treden ook nog de duiveltjes van Maxwell en Szilard op, waardoor we informatie aan energie kunnen koppelen: 1 bit = k T ln(2). Tot slot legt Landauer uit dat informatie fysisch is, zoals de letters in een boek en de bits op een harde schijf en dat bij vernieti¬≠ging van informatie energie vrijkomt.

Daarmee, zegt de schrijver, zijn we aan het einde van de min of meer be¬≠wezen kennis. Niettemin verstout hij zich om in het laatste deel de kosmos te verkennen met entropie als gids. Bij de eerste zin duiken we reeds een zwart gat in. Met z‚Äôn eigen entropie. Maar voor entropie moet je toestands¬≠waarschijnlijkheden uitrekenen. En zo zit, vijf bladzijden verder, de lezer met het hoofd quantumverstrengeld tussen de snaren. En dan gaat het snel in het boek: quantumcomputers, de informatieparadox en verstren¬≠gelingsentropie passeren de revue. Uiteindelijk wordt ook de zwaarte¬≠kracht gearresteerd als ‚Äúentropische kracht‚ÄĚ, via holografische modellen in vijf dimensies en de theorie van Erik Verlinde.

Geschiedenis Magazine

Bovenstaande samenvatting bevat slechts 1/100 van de informatie van het boek en doet het daarmee natuurlijk beperkt recht. Net zoals de, naar eigen zeggen, ongeveer 0,5 Mbit van het boek slechts beperkt recht kan doen aan de gigantische hoop werk verricht door talloze briljante geesten. Maar de schrijver is er wel goed in geslaagd om de lezer een gevoel te geven van dat mooie samenhangende geheel van de natuurkunde en de bijzondere rol van het begrip entropie daarin. Ik heb het met veel plezier (en bewondering voor al die inzichten) gelezen. Van mij had de wat jolige taal, vooral in de eerste helft van het boek, wel wat minder gemogen en hier en daar ging er typo­grafisch wat mis met een superscript, maar een kniesoor die daar een bit van maakt.

Eerder verschenen in het Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde