Onze jongste Nobelprijswinnaar in de Natuurkunde Gerard ‘t Hooft blijft zoeken naar het fundament onder de fundamenten.
” My way of thinking about the world, about physics, about the other disciplines related to physics is that everything should be much more logical, much more direct, much more “down to Earth.”
“I’m talking about steps that would exploit the fact that the whole world is very simple and straightforward.”
AI en quantum computing delen dezelfde problemen.
Ze zijn een hype, ze kosten enorm veel energie, ze gokken en ze verzinnen, waardoor hun betrouwbaarheid nooit 100% is en ook nog eens niet kan worden bepaald, maar soms zijn ze spot-on.
Inmiddels vallen ze slow-motion door de mand en toont de barre realiteit zich, die er eigenlijk heel simpel uitziet.
Wat verder opvalt is dat de theorie die ‘t Hooft heeft ontwikkeld over zwarte gaten perfect past op zijn cellulaire automaten.
Bindu
en de hele oude Indiase theorie over de Bindu.
Inleiding
Onze eigen Nobelprijswinnaar Gerard ‘t Hooft deelt al heel lang de mening van Albert Einstein dat God niet gokt.
Ondanks de voorspellende waarde van QM is hij op zoek naar de theorie achter QM.
Wat we “quantummechanica” noemen, is eigenlijk een statistische beschrijving van een onderliggende werkelijkheid, omdat we niet precies en wellicht nooit zullen weten wat de microscopische toestand is.
Die beschrijving is geen verklaring.
Kwantummechanica: Een Onderzoek naar Onderliggende Structuur
Achtergrond
Gerard ‘t Hooft is een natuurkundige die in 1999 de Nobelprijs ontving voor zijn werk op het gebied van elementaire deeltjes. In de afgelopen twee decennia heeft hij een alternatieve visie op kwantummechanica ontwikkeld.
Zijn centrale stelling: de kwantummechanica die we kennen is niet fundamenteel, maar voortvloeit uit een veel eenvoudiger onderliggende werkelijkheid.
Deze werkelijkheid zou op het diepste niveau volledig deterministisch werken (alles verloopt volgens vaste regels, geen toeval) en discreet (opgebouwd uit kleine, aftelbare stukken).
De kwantumeffecten die we meten zouden ontstaan doordat we niet alles kunnen zien. We zien alleen een deel van de werkelijkheid. Dit gedeeltelijke zicht veroorzaakt onzekerheid—en die onzekerheid ziet eruit als kwantumwaarschijnlijkheid.
Het basisconcept
Stel je een simpel mechanisch systeem voor waar alles deterministisch werkt: bijvoorbeeld een groep deeltjes op een rooster die volgens vaste regels heen en weer bewegen.
Als je nu alleen bepaalde eigenschappen van dit systeem kunt meten (bijvoorbeeld de netto-energie op bepaalde punten), maar niet alle details kent, zul je gaten in je kennis hebben. Met gaten in je kennis krijg je onzekerheid. Deze onzekerheid drukt zich uit in waarschijnlijkheden.
Dat is de kern van ‘t Hoopts idee: de waarschijnlijkheden van kwantummechanica zijn niet inherent aan de natuur, maar het gevolg van onvolledig inzicht.
De proef: Wat werd gedaan
In 2025 voerden drie onderzoekers van TU Eindhoven—Kees van Berkel, Jan de Graaf en Kees van Hee—een test uit. Ze bouwden een computersimulatie van zo’n eenvoudig deterministisch systeem.
Dit systeem bestond uit:
- Een reeks punten in de ruimte
- Waardes op elk punt (golffuncties)
- Vaste, lokale regels voor hoe deze waardes veranderen
De onderzoekers lieten dit systeem vervolgens alle klassieke quantum-experimenten uitvoeren.
Resultaten
Harmonische oscillator
Experiment: Een deeltje dat op en neer beweegt in een potentiaalput, zoals een massa aan een veer.
Uitvoering: Het systeem werd geïnitialiseerd met een bepaalde staat, en vervolgens liet men het volgens de vaste regels evolueren.
Resultaat: De oscillatiefrequentie (hoe snel het op en neer gaat) kwam exact overeen met de kwantummechanische voorspelling. Nauwkeurigheid: ongeveer 1%.
Betekenis: Dit gedrag ontstond zonder enige stochastische (willekeurige) component—puur uit deterministische regels.
Dubbelspaltexperiment
Experiment: Een golfpakketje passeert twee openingen in een scherm.
Uitvoering: Het systeem startte met een begintoestand en evolueert volgens dezelfde lokale regels.
Resultaat: Interferentiepatronen ontstonden. De intensiteitspatronen (waar veel waarschijnlijkheid aanwezig is, waar weinig) waren identiek aan wat kwantummechanica voorspelt.
Betekenis: Klassieke interferentie (twee golven die elkaar versterken of verzwakken) ontstaat als netto-effect van deterministische evolutie, zonder dat je eraan hoeft toe te voegen dat “wavefunction collapse” optreedt.
Mach-Zehnder interferometer
Experiment: Een systeem met twee spiegels en twee halfdoorlatende spiegels. Een golfpakketje kan twee verschillende paden volgen.
Resultaat: Het systeem reproduceert correct welk pad waarschijnlijker is, afhankelijk van de padlengtes.
Betekenis: Padafhankelijke interference valt uit deterministische evolutie voort.
Aharonov-Bohm effect
Experiment: Een magnetisch veld in een bepaald gebied; het golfpakketje passeert langs dit veld (niet erdoor).
Resultaat: Ondanks dat het golfpakketje niet door het magnetische veld gaat, veroorzaakt de aanwezigheid van dat veld toch een faseshift in interferentiepatronen.
Betekenis: Dit zeer subtiele quantum-effect (historisch waargenomen door Tonomura in 1982) ontstaat ook in de deterministische simulatie.
Hoe nauwkeurig
Voor alle experimenten bedroeg de afwijking van kwantummechanische voorspellingen ongeveer 1%. Deze afwijkingen zijn systematisch: ze hangen af van hoe fijn het rooster is en hoe klein de tijdstappen. Fijnere roosters geven nauwkeurigere resultaten.
Deze afwijkingen zijn niet random, maar meetbare benaderingfouten—vergelijkbaar met afrondingsfouten in computerberekeningen.
Wat dit betekent
Dit toont aan dat: een volledig deterministisch, discreet systeem kan worden gebouwd dat, wanneer je het van buitenaf observeert, zich gedraagt als kwantummechanica.
Dit toont niet aan dat: het universum werkelijk zo werkt. Het toont alleen aan dat het logisch consistent is en computationeel realiseerbaar.
Implicatie: Het argument “determinisme kan niet leiden tot quantum-gedrag” is hiermee ontkracht. Het kan wel.
Onbeantwoorde vragen
Schaal: Als het universum werkelijk zo gestructureerd is, hoe fijn zou het rooster dan zijn? Waarschijnlijk op Planck-schaal (ongeveer 10 tot de macht -35 meter). Dit is onmeetbaar dicht—miljarden miljarden miljarden keer kleiner dan een atom.
Relativiteit: Deze simulaties werken voor niet-relativistische situaties. Hoe zit het met zeer snelle deeltjes dicht bij lichtsnelheid? Dit wordt nog onderzocht.
Veel deeltjes: Tot nu toe zijn experimenten met enkele deeltjes gedaan. Hoe werkt het met miljarden deeltjes tegelijk (zoals in een gas)? Onbekend.
Bell’s stelling: Dit betreft een beroemde wiskundige bewering uit 1964 die stelt dat lokale deterministische theorieën bepaalde kwantumcorrelaties niet kunnen reproduceren. ‘t Hooft beweert hier omheen te kunnen gaan via een mechanisme genaamd “superdeterminisme,” maar dit is sterk controversieel.
Status
De onderzoeken van van Berkel, de Graaf en van Hee zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke vakblad Quantum (2025). Het werk is peer-reviewed, wat betekent dat het door andere experts is gecontroleerd.
Het onderzoek toont aan dat de hypothese van ‘t Hooft—dat deterministisch, discreet systeem leiden tot quantum-gedrag—wiskundig en computationeel geldig is.
Dit verandert de status van ‘t Hoopts idee van “interessante speculatie” naar “geverifieerde mogelijkheid.”
Cellaire automaten en leven.
Michael Levin heeft samen met Mordvintsev leven gesimuleerd m.b.v. cellulaire automaten.