Altijd vertikaal blijven denken

Hij schreef een boekje vol simpele grafieken over relativiteitstheorie. Omdat Sander Bais zelf zo ooit begreep hoe die werkt. ‘Inzicht werkt zuiverend.’ Door Martijn van Calmthout..

Thuis, in de jaren zestig in het Zuid-Limburgse kolendorp Terwinsel, stond een of andere encyclopedie van het westerse denken in de kast van zijn ouders, beiden in Delft afgestudeerd, maar door de oorlog naar de mijnen gedirigeerd. Wat het precies was, geen idee. Maar daar stond ook een hoofdstukje in over de relativiteitstheorie van Albert Einstein. Ondertekend door ene HK.

Een mooie heldere tekst. En een klein diagrammetje. Hij weet het nog als de dag van gisteren. Ruimte en tijd, in één figuur, met een paar lijntjes waaruit hij opeens zelf opmaakte hoe eigenlijk relativiteit werkt.

Dat je kijkend naar hoeken en lijnstukken, ook zelf kunt bedenken hoe het zit met de lichtsnelheid, die voor iedere waarnemer gelijk is, hoezeer die ook beweegt. De ongelijk oplopende klokken. Meetlatten die korter worden, als ze bewegen.

Een revelatie voor de ongeduldige veertienjarige die hij was, gretig op zoek naar alles wat er te weten was van de wereld. Pas veel later realiseerde hij zich dat die HK dus Hendrik Kramers moet zijn geweest, de grote theoreticus. Leermeester van velen.

Die eenvoud, zegt natuurkundige Sander Bais in zijn werkkamer in het instituut voor Theoretische Fysica in Amsterdam, is hem altijd blijven fascineren. En inspireren. Op tafel voor hem ligt het boekje dat komende week zal verschijnen. De Sublieme Eenvoud van Relativiteit, een visuele inleiding. Dik honderd pagina's met de helft ruimte-tijddiagrammen (UAP, isbn 978 90 5356 992 4, euro 19,50). Voor geletterde lezers, dat wel. Maar nadrukkelijk bedoeld om mee te denken. En, dat vooral, te genieten.

Op verzoek van de uitgever praat hij er tot de presentatie van woensdag nog even niet over, dat nieuwe boekje. Maar over zichzelf, prima. Over zijn vak, de theoretische natuurkunde. Over de discrepantie tussen wat de buitenwereld daarvan ziet: extreem ingewikkelde, esoterische abstracties, en zoals hij het zelf ervaart: het domein van de ultieme eenvoud, van de essenties.

Die abstractie, dat klopt natuurlijk wel. Theorie spreekt de taal van de wiskunde, dat is het vehikel dat je van hier naar daar krijgt. Maar uiteindelijk gaat het erom de natuur te vertalen in modellen, in vergelijkingen. Om te verklaren hoe de fysische werkelijkheid in elkaar zit. En, dat komt er altijd bij, te onderzoeken wat we nog over het hoofd zien, nog niet weten, maar er wel is. Uitbenen van wat je op papier hebt. Doorvorsen.

Wat overigens niet snel of welbewust hoeft te gaan. Sommige dingen zijn een proces van jaren. Decennia soms.

En dan nog. Hij heeft, dat wil hij best hardop zeggen, wel het een en ander voor elkaar gekregen in zijn vak. Maar een Bais-vergelijking, is er niet. Geen constante van Bais. Geen eenheid die Bais heet.

Maar wel het genoegen dat een vondst van hem uit 1980 nu kernpunt is van een buitengewoon hot onderzoeksterrein, dat van de quantumcomputing. Het idee dat je extreem efficiënt kunt rekenen door geen enen en nullen te gebruiken, maar een quantumoptelling van beide tegelijk. Nadeel: quantumsystemen zijn belachelijk gevoelig voor verstoringen.

Dachten we. Maar dus niet altijd. Eind jaren negentig schreef een Rus een paper over topologische quantumcomputers. Dat ging terug naar Bais, in 1990 met een promovendus. En naar nog eens tien jaar eerder, dat ene artikel waarin Bais de basis legde voor iets, achteraf gezien althans, heel opwindends.

In feite gaat het weer om Einsteins ruimte en tijd. Daarin blijken systemen van deeltjes denkbaar waarvan de lotgevallen als een breiwerk in elkaar grijpen. Wat dat fysiek zouden moeten zijn, wist niemand. Duidelijk was wel dat zulke systemen volledig geïsoleerd zijn van de rest van de realiteit, losgezongen. En dus echt ongevoelig voor storingen.

Prachtig. Maar destijds een volstrekt losgezongen vondst. Een bijproduct van zijn werk aan magnetische monopolen, losse noord- en zuidpolen die in theorie bestaan maar in het echt nog nooit gevonden zijn. Waarom niet, was de vraag die hij probeerde te beantwoorden. Hij vond heel andere dingen.

Zo gaat het bij hem altijd. Er zijn veel theoretici die ergens in een veilige schil blijven, daar voorzichtig eens wat naar links of rechts bewegen. Zijn stijl is het niet. Hij wil altijd de diepte in. Altijd vertikaal denken. Wat zit hieronder? Omdat pas in de diepte de dingen kraakhelder worden. Simpeler dan aan het oppervlak. Zuiverder.

Dat stoort hem ook zo aan al die diepzinnige verhalen over de complexiteit van de dingen in dit universum, de subtiele verbanden, die zonder God niet te verklaren zouden zijn. Onzin, simpele regels kunnen tot oneindige complexiteit leiden. Dat weet iedereen. Simpel proces, ingewikkelde verschijnselen. Darwins evolutie, die eigenlijk de dimensie tijd toevoegt aan de biologische werkelijkheid.

En dus, wil hij maar zeggen, moet je naar het proces kijken. Niet alleen naar de verwarrende werkelijkheid. Welk proces speelt daaronder? De werkelijkheid geeft een brij in je hoofd. Een diep inzicht zuivert het brein. Geeft je het gevoel dichter bij de waarheid te komen.

Er wordt wel meer gekletst. Over snaartheorie bijvoorbeeld. Dat dat pure wiskunde zou zijn, abstract en losgezongen van de fysische werkelijkheid. Maar zo is het niet. Snaartheorie zegt dat de diepste fysische werkelijkheid als trillende snaartjes wordt voorgesteld, geen deeltjes. Heel concreet. Fysisch.

En het levert je een wonder aan nieuwe inzichten op. Nieuw perspectief op dingen die je al dacht te begrijpen. En de hoofdzaak: gravitatie in samenhang met de quantumtheorie. Nooit eerder gelukt.

Middelpunt

Middelpunt
Maar inderdaad, je kunt niet alles hebben. Snaartheoretici wilden één unieke oplossing van hun vergelijkingen, één heelal dat noodzakelijk is zoals het is. Dat blijken er misschien wel oneindig veel.

Middelpunt
En eerlijk gezegd bevalt hem dat idee zelfs wel: weer een stap verder van het idee dat wij het middelpunt van de schepping zouden zijn. Alsof je niet heel wel kunt leven met het idee dat de mens volstrekt onbelangrijk is in het heelal. Hij wel. Prima zelfs.

Middelpunt
Er zijn dus problemen met de snaartheorie. Er zijn te veel oplossingen. Er is geen experiment dat haar kan toetsen. Hadden ze het idee daarom niet moeten oppakken? Ben je gek. Theoretici voelen er op allerlei terreinen de invloed van. En de kracht. Daar zitten uiteindelijk misschien wel de echt toepassingen, wie weet. In andere stukken theorie.

Middelpunt
Sterker, hij heeft er zelf als een bezetene achterheen gejaagd, overtuigd van de kracht van het idee. Een aantal papers kunnen bijdragen. En de eerste internationale snaartheorieconferentie naar Amsterdam gehaald. Mensen als Ed Witten. Hawking. Het resultaat is een fantastische positie, nog steeds. Een echte Amsterdamse school, toch wel een beetje. Internationale contacten, een paar echt grote jongens. De gebroeders Verlinde. Robbert Dijkgraaf.

Middelpunt
Ergens in die inmiddels markante kop van hem, heeft hij een soort provisiekast. Daar bergt hij op wat gedaan is, of wat even niet verder wilde. Ideeën, inzichten. Voor het moment dat hij de connecties ziet. In een flits. Dat vergt om te beginnen tijdig kunnen loslaten. Dingen durven laten liggen. Niet oneindig vastbijten. Je intuïties volgen, tot je niet verder komt. Maar onthouden waar je was, en waarom.

Middelpunt
Hij prijst zich nog steeds gelukkig dat hij in 1980 wel zijn vondst heeft opgeschreven en gepubliceerd. Dat had namelijk best ook niet gekund, zijn resultaten leken immers zo far out. Wat moest je ermee?

Middelpunt
Goddank schreef hij het toch op. Anders zou hij zich nu de haren uit het hoofd rukken. Eerzucht, zeker.

Middelpunt
Die Amsterdamse school, dat was hij natuurlijk ook ten voeten uit. Bais de prater, de luisteraar, de gepassioneerde organisator, enthousiast, inspirator. En communicator. Schrijver, van essays, van De Natuurwetten, inmiddels tot in Japan een heuse bestseller.

Middelpunt
Leraar ook, die er van genieten kan als de zo schuchter begonnen promovendus hem een paar jaar later streng terecht wijst. Nee, Sander, wat je nu wilt zeggen is allang bedacht en weerlegd. Prachtig.

Middelpunt
Hij speelde in 1972 een hoofdrol in Jos Stellings film Mariken van Nieumeghen. Moenen was hij: de komediant, nar, de muzikant. Die film haalde het hoofdprogramma van Cannes, tot ieders verbazing.

Middelpunt
En hij wás welbeschouwd natuurlijk ook gewoon een Moenen. Een jongen die anders was, dat wist hij al vroeg. Hij had honger. Honger naar inzicht.

Middelpunt
Buiten, in het katholieke dorp, was Sander Bais, toneelspeler, muzikant, jongen met honderd boeken in plaats van twintig op zijn lijst, jongen die de exacte vakken aan kwamen waaien, jongen van allemaal tienen als hij het niet zo druk met het leven had, vooral een heiden. Van wie de schooltas nu en dan nodig even omgekeerd moest. Afgunst, dat moet het ook geweest zijn. Hij ging in Delft studeren, een theoreet tussen ingenieurs. Later, op Stanford en Cern, kwam de echte doorbraak. De diepte.

Middelpunt
Inmiddels weet prof.dr.ir. Sander Bais hoe het heelal werkt, van de oerknal tot Darwin. Tijd en ruimte. Geen God te bekennen.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden