Tip:
Highlight text to annotate it
X
Mijn titel: "Raarder dan we kunnen veronderstellen: Het vreemde van wetenschap."
"Raarder dan we kunnen veronderstellen" komt van J. B. S. Haldane,
de beroemde bioloog, die zei, "Ik denk dat het universum
niet alleen raarder is dan we veronderstellen,
maar raarder dan we kunnen veronderstellen.
Ik vermoed dat er in de hemel en op aarde meer dingen zijn
dan we dromen of zelfs kunnen dromen in eender welke filosofie."
Richard Feynman vergeleek de nauwkeurigheid van de experimentele voorspellingen
van de kwantumtheorie met het bepalen van de breedte van Noord Amerika
met de nauwkeurigheid van één haarbreedte.
Dit betekent dat op de een of andere manier de kwantumtheorie waar moet zijn.
Maar de aannames waarop ze gebaseerd is
om deze voorspellingen te kunnen maken zijn zo mysterieus
dat het zelfs Feynman ertoe bracht deze opmerking te maken:
"Als je denkt dat je de kwantumtheorie begrijpt
dan begrijp je de kwantumtheorie niet."
Het is zo raar dat fysici altijd moeten terugvallen op
de een of andere paradoxale interpretatie.
David Deutsch, die hierover spreekt in "Het Weefsel van de Realiteit"
omarmt de "vele werelden" interpretatie van de kwantumtheorie,
omdat het ergste wat je ervan kan zeggen is dat
ze belachelijk verkwistend is.
Ze postuleert een uitgebreid en snel aangroeiend aantal universa
parallel bestaand - en onderling onwaarneembaar behalve door
het smalle kijkgat van kwantummechanisch experimenteren.
Dat voor Richard Feynman.
De bioloog Lewis Wolpert
gelooft dat de raarheid van moderne fysica
slechts een extreem voorbeeld is. Wetenschap, in tegenstelling tot technologie,
doet ons gezond verstand geweld aan.
Wanneer je een glas water drinkt, zegt hij,
wijst kansberekening uit dat er tenminste één molecule
die ooit door de blaas van Oliver Cromwell passeerde, bij is. (Gelach)
Een kwestie van elementaire statistiek.
Het aantal moleculen in één glas water is enorm veel keren groter
dan het aantal glazen, of 'blazen', water in deze wereld -
en er is natuurlijk niks speciaals aan Cromwell
of zijn blaas. Zojuist heb je een stikstofatoom ingeademd,
dat ooit passeerde door de rechterlong van de derde iguanodon
aan de linkerkant van die grote reuzenvaren.
"Raarder dan we ons kunnen voorstellen."
Wat is het dat ons de mogelijkheid geeft om iets te veronderstellen,
en zegt dat iets over wat we kunnen veronderstellen.
Zijn er dingen in het heelal die voor altijd
ons begrip te boven zullen gaan, maar niet boven het begrip van
een superieure intelligentie? Zijn er zaken in het heelal
die, in principe, onvatbaar zijn voor elke intelligentie,
hoe superieur ook?
De geschiedenis van de wetenschap is een lange reeks
botsende ideeën, als nieuwe generaties
in het reine moeten zien te komen met toenemende niveaus van raarheid
van het heelal.
We zijn nu zo vertrouwd met de idee dat onze aarde ronddraait -
eerder dan dat de zon rond de aarde draait - dat we ons moeilijk kunnen voorstellen
wat een verpletterende mentale revolutie dat moet geweest zijn.
Voor ons lijkt de aarde uitgestrekt en onbeweeglijk,
en de zon klein en beweeglijk. Daarom moeten we hierover
Wittgensteins opmerking erbij halen.
"Zeg eens," vroeg hij een vriend, "waarom zeggen mensen altijd dat het voor de
hand lag dat de mens veronderstelde dat de zon rond de aarde draaide
eerder dan dat het de aarde was die ronddraaide?"
Zijn vriend antwoordde, "Nogal duidelijk omdat het lijkt
dat de zon rond de aarde gaat."
Wittgenstein antwoordde, "Wel, hoe zou het er hebben uitgezien
als het er had uitgezien alsof de aarde draaide?" (Gelach)
Wetenschap heeft ons geleerd dat, tegen alle intuïtie in,
ogenschijnlijk massieve zaken, zoals kristallen en rotsen,
in feite bijna volledig uit lege ruimte bestaan.
En de bekende illustratie hiervan is de kern van het atoom als een vlieg in
het midden van een sportstadion en het volgend atoom
is dan het volgende sportstadion.
Zelfs de hardste, massiefste, dichtste rots
is in werkelijkheid bijna volledig lege ruimte met hier en daar kleine deeltjes
zo ver uit elkaar dat ze eigenlijk niet zouden moeten meetellen.
Waarom ogen en voelen rotsen dan zo solide, hard en ondoordringbaar?
Als evolutionair bioloog zou ik het zo stellen: onze hersenen zijn geëvolueerd
om ons te helpen overleven binnen de grenzen van grootte en snelheid
waarbinnen onze lichamen functioneren. We zijn nooit geëvolueerd om
te navigeren in de wereld van de atomen.
Indien dat wel het geval was dan zouden onze hersenen rotsen
vooral als lege ruimte zien. Rotsen voelen hard en ondoordringbaar
voor onze handen aan omdat voorwerpen als rotsen en handen
niet in elkaar kunnen doordringen. Het is daarom nuttig voor
onze hersenen om begrippen als "vastheid" en "ondoordringbaarheid" te construeren
omdat zulke begrippen ons helpen om onze lichamen te sturen
door de middelgrote wereld waarin we onze weg moeten vinden.
Aan het andere uiteinde van de schaal zien we dat onze voorouders
nooit door de kosmos bewogen met bijna de
lichtsnelheid. Als dat wel het geval was dan zouden onze breinen beter geschikt zijn
om Einstein te begrijpen. Ik wil de naam "Middelwereld" toekennen
aan de middelgrote omgeving waarin we geëvolueerd zijn
om te functioneren - heeft niks te maken met "Middelaarde".-
Middelwereld dus. (Gelach)
We zijn geëvolueerd tot bewoners van Middelwereld en dat begrenst onze
mogelijkheden tot verbeelding. Je zal het intuïtief makkelijk vinden
om je voor te stellen hoe een konijn voortbeweegt met de soort
gemiddelde snelheid waarmee konijnen en andere Middelwereld voorwerpen bewegen
en botst tegen een ander Middelwereld voorwerp, zoals een rots.
Mag ik hier even majoor generaal Albert Stubblebine III,
commandant van de militaire inlichtingendienst in 1983, ten berde brengen?
Hij staarde naar de muur van zijn kantoor in Arlington, Virginia, en nam zijn besluit.
Hoe beangstigend het project ook was, hij zou naar het volgend kantoor gaan.
Hij stond op en kwam achter zijn bureel vandaan.
"Waaruit bestaat het atoom voornamelijk?" dacht hij. "Lege ruimte."
Hij begon te stappen. "Waarvan ben ik gemaakt? Atomen."
Hij versnelde zijn pas bijna tot een loopje.
"Waarvan is de muur gemaakt? Atomen."
Het enige wat me te doen staat is de ruimtes te laten samenvallen.
Toen knalde generaal Stubblebine met zijn neus tegen de muur
van zijn kantoor. Stubblebine, aan het hoofd van 16.000 manschappen
was in de war omdat het maar niet wou lukken door een muur te lopen.
Hij twijfelde er niet aan dat dit op een dag een gewoon middel
in het militaire arsenaal zou zijn. Als we dat zouden kunnen
wie zou ons leger nog kunnen verslaan? Dit komt uit een Playboy
waarin ik gisteren nog zat te lezen. (Gelach)
Ik heb geen redenen om hieraan te twijfelen; ik was de Playboy
aan het lezen omdat ik er een artikel van mijn hand had in staan. (Gelach)
Niet ondersteunde menselijke intuïtie, geschoold in Middelwereld,
vindt het moeilijk om Galileo te geloven als hij beweert dat
een zwaar en een licht voorwerp, als je luchtwrijving negeert,
samen losgelaten tegelijkertijd neerkomen.
En dat is omdat er in Middelwereld altijd luchtwrijving is.
Als we in een vacuüm geëvolueerd waren zouden we verwachten
dat ze tegelijkertijd de grond raken. Als we bacteriën waren,
voortdurend bestookt door de thermische bewegingen van moleculen,
dan zou het anders zijn,
maar wij Middelwerelders zijn te groot om de Brownse beweging te voelen.
Op dezelfde manier beheerst de zwaartekracht onze levens
maar zijn we zo goed als ongevoelig voor oppervlaktespanning.
Een klein insect zou deze prioriteiten omkeren.
Steve Grand - die van links,
rechts staat Douglas Adams - Steve Grand is in zijn boek,
"Schepping: Leven en Hoe het te Maken" vernietigend
over onze obsessie met materie.
We hebben de neiging om alleen, vaste, stoffelijke zaken
echte zaken te noemen. Golven van elektromagnetische fluctuatie
in een vacuüm lijken niet echt te bestaan.
Negentiende-eeuwers dachten dat golven altijd golven in het een of ander materieel
midden, de ether, moesten zijn. Maar echte materie voelt zo vertrouwd omdat
we in Middelwereld zijn geëvolueerd,
waar materie een nuttige illusie is.
Een draaikolk is voor Steve Grand een ding met een even grote realiteit
als een rots.
In een woestijnvlakte van Tanzania, in de schaduw van de vulkaan
Ol Donyo Lengai, vind je een een duin van vulkaanas.
Het mooie eraan is dat ze voortbeweegt.
De technische naam ervan is een barchan en de hele duin
wandelt over de woestijn in westelijke richting
met een snelheid van 17 meter per jaar.
Ze behoudt haar maanvorm en beweegt in de richting van haar hoorns.
Wat er gebeurt is dat de wind het zand
tegen de glooiende helling op blaast, en dan,
als elke zandkorrel de top bereikt,
hij neervalt aan de binnenkant van de halve maan,
en zo beweegt de hele duin dan voort.
Steve Grand wijst erop dat jij en ik ons meer gedragen
als een golf dan als een blijvend iets.
Hij nodigt ons, de lezers, uit om te "denken aan een ervaring
uit je kindertijd - iets dat je je duidelijk herinnert,
iets dat je nog kan zien, voelen, en misschien zelfs ruiken,
alsof je er nog echt was.
In feite was je daar toen toch, is het niet?
Hoe kon je het je anders herinneren?
Maar nu komt het: Jij was daar niet.
Geen enkel atoom in je huidige lichaam was daar toen bij.
Materie zwerft rond en
komt een tijdje samen om 'jou' samen te stellen.
Wat je dan nu ook mag zijn, je bent niet gemaakt van het stof
waaruit je toen bestond.
Als dat je haren niet ten berge doet rijzen,
lees dit dan eens opnieuw, omdat het belangrijk is."
"Werkelijk" is geen woord dat we met eenvoudig vertrouwen zouden mogen gebruiken.
Als een neutrino hersenen had,
geëvolueerd in neutrino-achtige voorouders,
dan zou het zeggen dat rotsen lege ruimte zijn.
Onze hersenen zijn geëvolueerd in middelgrote voorouders
die niet door rotsen konden lopen.
"Werkelijk", is voor een dier datgene wat zijn brein nodig heeft
om het te helpen overleven,
en omdat verschillende soorten in verschillende werelden leven,
bestaat er een ontstellende variëteit van "werkelijken".
Wat we zien van de echte wereld is niet de onverbloemde wereld
maar een model van de wereld, gereguleerd en aangepast door waarnemingsgegevens,
maar dan zo dat het nuttig voor is is om erin te overleven.
De aard van het model hangt af van het soort dier dat we zijn.
Een vliegend dier heeft een ander model nodig
dan een lopend, klimmend of zwemmend dier.
Een apenbrein moet over software beschikken om de
driedimensionale wereld van takken en stammen te simuleren.
De software van een mol zal dan weer moeten dienen
voor gebruik onder de grond.
Het brein van een schaatsenrijder kan zonder 3D software,
hij beweegt alleen over de oppervlakte van een vijver.
als in een Edwin Abbott platland.
Het is misschien mogelijk dat vleermuizen kleuren met hun oren zien.
Het wereldmodel dat een vleermuis nodig heeft om te kunnen vliegen
in drie dimensies om insecten te kunnen pakken
moet nogal lijken op dat van een vliegende vogel,
zoals een overdag vliegende vogel als een zwaluw, om
dezelfde soort taken uit te voeren.
Het feit dat een vleermuis echo's gebruikt om in duisternis
de nodige variabelen voor haar model samen te brengen, zoals
de zwaluw dat overdag doet met licht, is bijkomstig.
Ik suggereerde ook dat ze waargenomen tinten als rood en blauw
als inwendige merken voor een of ander nuttig kenmerk van echo's
zoals de akoestische textuur van oppervlakken, harig of glad of zo,
gebruiken op dezelde manier als waarop zwaluwen, of wij,
waargenomen tinten - roodheid of blauwheid enzovoort -
gebruiken om onderscheid te maken tussen de golflengten van licht.
Er is niets eigen aan "rood" dat het moet staan voor "lange golflengte".
En het gaat erom dat de aard van het model bepaald wordt door
hoe het wordt aangewend, eerder dan door de sensorische modaliteit ervan.
J. B. S. Haldane zelf vertelt iets dergelijks over dieren
wier wereld gedomineerd wordt door de reuk.
Honden kunnen onderscheid maken tussen twee vetzuren, extreem verdund:
caprylzuur en capronzuur.
Het enige verschil tussen de twee moleculen is een extra paar
koolstofatomen in de keten.
Haldane vermoedt dat de hond zelfs in staat zou zijn om door de geur
de zuren te rangschikken volgens molecuulmassa,
net zoals een mens een aantal pianosnaren
naar lengte zou kunnen sorteren afgaande op hun geproduceerde noten.
Nu is er nog een ander vetzuur, namelijk caprinezuur,
dat ook op de anderen lijkt,
behalve dat het nog twee koolstofatomen meer heeft.
Een hond die nog nooit caprinezuur heeft geroken zou misschien
niet meer moeite hebben zich die geur voor te stellen dan dat wij er moeite
mee zouden hebben ons een trompet met een hogere noot
dan we eerder hebben gehoord, voor te stellen.
Misschien ruiken honden en neushoorns en andere op geur georiënteerde dieren
wel in kleur. En de redenering zou precies dezelfde
zijn als voor vleermuizen.
Middelwereld - het gebied van afmetingen en snelheden
waarin we zo zijn geëvolueerd dat we er intuïtief vertrouwd mee zijn -
is een beetje zoals het nauwe gebied van het elektromagnetisch spectrum
waarin we de verschillende kleuren licht zien.
Voor alle andere frequenties zijn we gewoon blind
behalve als we gebruik maken van instrumenten.
Zo is Middelwereld het nauwe gebied van realiteit
dat we als normaal ervaren, in tegenstelling tot de raarheid
van het extreem kleine, het extreem grote en het extreem snelle.
We kunnen een gelijkaardige schaal van onwaarschijnlijkheden maken;
niets is totaal onwaarschijnlijk.
Mirakels zijn slechts extreem onwaarschijnlijke gebeurtenissen.
Een marmeren beeld zou naar ons kunnen wuiven; de atomen die
zijn kristallijne structuur vormen trillen toch al naar alle kanten.
Omdat er zo veel van zijn
en omdat ze geen onderlinge afspraken hebben over
een voorkeursrichting van beweging, blijft het marmer
zoals we het in de Middelwereld waarnemen, stokstijf staan.
Maar de atomen van de hand zouden eens toevallig
terzelfdertijd dezelfde kant kunnen opgaan en dat telkens opnieuw.
In dat geval zouden we de hand naar ons zien wuiven
in de Middelwereld. Maar de kans dat dat zou gebeuren is zo klein
dat als je begonnen was met nullen te schrijven
bij het ontstaan van het universum
je er nu nog niet mee klaar zou zijn.
Evolutie in de Middelwereld heeft ons niet uitgerust om om te gaan
met zeer onwaarschijnlijke voorvallen; we leven te kort.
Maar gelet op de omvang van astronomische ruimte en geologische tijd
zou dat wat onmogelijk is in Middelwereld
wel eens onvermijdelijk kunnen zijn.
Een manier om daarover na te denken is door planeten te tellen.
We weten niet hoeveel planeten er bestaan in het heelal,
maar een goede schatting is 10 tot de 20ste, of 100 miljard miljard.
En daardoor kunnen we op een handige manier
de onwaarschijnlijkheid van het leven inschatten.
We kunnen merktekens aanbrengen langs
dit spectrum van onwaarschijnlijkheid, zoals bij
het elektromagnetisch spectrum zojuist.
Indien het leven slechts éénmaal
op elke planeet zou zijn ontstaan,
dan zou het zeer algemeen voorkomen. Of het zou maar éénmaal per ster
of per melkweg of zelfs in het hele universum kunnen voorkomen,
wat dan hier geweest zou moeten zijn. En ergens daarboven
is er misschien een kikker veranderd in een prins
en nog wat gelijkaardige van zo'n magische zaken.
Als het leven slechts op één planeet in het hele universum is ontstaan
dan moet dat op deze planeet zijn geweest, omdat wij hier zijn om erover te praten.
En als we dat willen aannemen dan
mogen we bij het ontstaan van het leven chemische gebeurtenissen postuleren
met een waarschijnlijkheid van één kans op 100 miljard miljard.
Maar ik denk niet dat we dat hoeven aan te nemen,
want ik vermoed dat leven nogal algemeen zal voorkomen in het heelal.
En als ik zeg vrij algemeen dan zou het nog zo zeldzaam kunnen zijn
dat geen eiland van leven ooit in contact zal komen met een ander,
wat een deprimerende gedachte is.
Hoe moeten we "raarder dan we kunnen veronderstellen" interpreteren?
Raarder dan in principe kan worden verondersteld,
of alleen maar raarder dan we kunnen veronderstellen, gegeven de beperkingen
van de evolutionaire ontwikkeling van ons brein in Middelwereld?
Kunnen we, door training en praktijk, ons weg emanciperen
uit de Middelwereld om te komen tot een soort zowel intuïtief
als mathematisch begrijpen van het extreem kleine
en het extreem grote? Ik zou het echt niet weten.
Ik vraag me af of we onszelf daarin kunnen helpen aan begrip van
de kwantumtheorie, als we kinderen zouden grootbrengen met computerspellen
vanaf hun vroege jeugd, met een soort
virtuele wereld van ballen die door 2 spleten in een scherm gaan,
een wereld waar de vreemde gebeurtenissen van de kwantummechanica
door de computer geloofwaardig worden uitvergroot,
zodat ze net zo vertrouwd aanvoelen als de schaal van de Middelwereld.
En op dezelfde manier een relativistisch computerspel waarin
voorwerpen op het scherm Lorentzcontractie ondergaan
om onszelf op weg te helpen denken
om kinderen de denkwijze aan te leren.
Ik wil eindigen door het idee van Middelwereld
op onze waarneming van elkaar toe te passen.
De meeste wetenschappers onderschrijven een mechanistisch idee van de geest:
we zijn zoals we zijn door de "bedrading" van onze hersenen;
omdat onze hormonen zijn wat ze zijn.
We zouden anders zijn, en onze karakters zouden anders zijn,
als onze neuro-anatomie en onze fysiologische chemie anders zouden zijn.
Maar wij zijn inconsequent. Waren we consequent, dan
zou onze reactie op iemand die zich misdraagt, een kindermoordenaar,
iets zijn zoals: dit apparaat heeft een fout onderdeel,
het moet worden gerepareerd. Maar zo reageren we niet.
Wat we wel zeggen - ook de meest streng mechanistisch ingestelden onder ons,
waartoe ik mezelf reken -
wat we zeggen is: "Smerig monster, de gevangenis is nog te goed voor je."
Of erger, we zoeken wraak, daarbij met alle waarschijnlijkheid een
cyclus van escalerende tegen-wraak startend.
Kijk naar onze wereld van vandaag te om daarvan getuige te zijn.
Om het kort te maken, als we als academici denken,
dan zien we mensen als ingewikkelde machines
zoals computers en auto's, maar vanuit een menselijk standpunt
reageren we meer als Basil Fawlty, die, zoals we weten
zijn auto te lijf ging omdat hij niet wou starten
op de gourmet avond. (Gelach)
De reden dat we zaken als auto's en computers personifiëren
komt doordat we net zoals apen in een boomwereld,
mollen in een gangenwereld
en schaatsenrijders op een door oppervlaktespanning gedomineerd platland,
in een sociale wereld leven. We zwemmen door een zee van mensen -
een sociale versie van Middelwereld.
Wij zijn geëvolueerd om meer achter het gedrag van anderen te zoeken,
door briljante, intuïtieve psychologen te worden.
Mensen zien als machines
is misschien wetenschappelijk en filosofisch interessant,
maar het is omslachtig tijdverlies
als je de volgende handeling van een persoon wil raden.
De economisch nuttige manier om een persoon te modelleren
is hem te zien als een doelgericht agens
met genot en pijn, verlangens en intenties,
schuld, aansprakelijheid.
Personificatie en het toekennen van gerichte doelen
is zo'n briljant en succesvol systeem voor mensen
het wekt nauwelijks verbazing dat dezelfde software
soms de controle overneemt als we trachten te denken over entiteiten
waarvoor het eigenlijk niet van toepassing is; Basil Fawlty met zijn auto
of miljoenen misleide mensen met het hele universum. (Gelach)
Als het heelal raarder is dan we kunnen denken
komt dat dan alleen doordat we natuurlijk geselecteerd zijn om te denken
wat we moesten denken om te kunnen overleven
in het Pleistoceen in Afrika?
Of zijn onze hersenen zo flexibel en uitbreidbaar dat we
onszelf kunnen trainen om uit de doos van onze evolutie te ontsnappen?
Of zijn er ten langen leste sommige zaken in het universum zo raar
dat geen filosofie van wezens, hoe goddelijk ook, ze zou kunnen bedenken?
Dank u wel.