Welcome, reader! According to Antony Hegarty in this second decade of the new century our future is determined. What will it be? Stays all the same and do we sink away in the mud or is something new coming up? In this blog I try to follow new cultural developments.

Welkom, lezer! Volgens Antony Hegarty leven we in bijzondere tijden. In dit tweede decennium van de eenentwintigste eeuw worden de lijnen uitgezet naar de toekomst. Wat wordt het? Blijft alles zoals het is en zakken we langzaam weg in het moeras van zelfgenoegzaamheid of gloort er ergens iets nieuws aan de horizon? In dit blog volg ik de ontwikkelingen op de voet. Als u op de hoogte wilt blijven, kunt u zich ook aanmelden als volger. Schrijven is een avontuur en bloggen is dat zeker. Met vriendelijke groet, Rein Swart.

Laat ik zeggen dat literaire kritiek voor mij geen kritiek is, zolang zij geen kritiek is op het leven zelf. Rudy Cornets de Groot.

Do not go gentle into that good night, Old age should burn and rage at close of day; Rage, rage against the dying of the light. Dylan Thomas.

Het is juist de roman die laat zien dat het leven geen roman is. Bas Heijne.

In het begin was het Woord, het Woord was bij God en het Woord was God. Johannes.



maandag 17 juli 2017

The mind of the universe (2017), tiendelige wetenschapsserie van Robbert Dijkgraaf


Ambitieuze serie over natuurwetenschappelijk denken

Na zijn innemende uitleg van natuurwetenschappelijke verschijnselen in DWWD University is Robbert Dijkgraaf toe aan een groter werk. In tien afleveringen praat hij ons bij over de stand van het natuurwetenschappelijk onderzoek. Hij laat zien waar de dertig wetenschappers, die in beeld komen, mee bezig zijn en probeert uit hun werk een samenhang te destilleren. Omdat de informatie, met multiple choice vragen en al, op de site overvloedig is beperk ik me tot indrukken. Het haardvuur waar Dijkgraaf af en toe peinzend in staart is net als andere sfeerbeelden te veel van het goede. Ik kan me voorstellen dat Dijkgraaf zich daardoor niet helemaal op zijn gemak voelde.

1: de schepper

Dijkgraaf begint zijn verhaal met zijn fascinatie over de rijkdom van het leven en daaraan gekoppeld de vraag hoe dat toch ontstaan is. Verschillende wetenschappers houden zich daarmee bezig, onder andere de rusteloze scheikundige Lee Cronin uit Glasgow. Hij is druk op zoek naar andere levensvormen buiten de koolstof waaruit wij opgebouwd zijn. Met een scheikundige zoekmachine speurt hij naar andere levensvormen. Hij denkt dat de natuur niet zo moeilijk in elkaar zit, maar heeft nog geen nieuwe antwoorden gevonden. Door het gebruikmaken van kunstmatige intelligentie worden de mogelijkheden groter. Nieuwe medicijnen maken andere toepassingen mogelijk.
Bioloog Hans Clevers zoekt het in de stamcellen die het leven steeds vernieuwen. Hij denkt dat de genetische code in geval van ziekte of afwijkingen te verbeteren valt. In zijn vissenonderzoek ziet hij overeenkomsten met kunstvormen van de Aboriginals. De fraaie tekeningen van deze stam lijken heel veel op DNA afbeeldingen. Hij denkt niet dat de mens een langer leven dan zo’n negentig jaar beschoren is. De stamcellen laten dat niet toe.
De Amerikaanse geneticus George Church houdt zich ook bezig met DNA onderzoek. Het DNA is gemakkelijker te ontrafelen dan men denkt, zegt hij. Het DNA is ook te bewerken als een soort tekst. Daarin kan men foute genen vervangen. Hij denkt dat de ontwikkelingen op dit gebied tot onherkenbare veranderingen zullen leiden, vergelijkbaar met de komst van de computer. Hij denkt zelfs de veroudering te kunnen stoppen, in ieder geval de malaria uit te kunnen roeien, maar wil vreemd genoeg wel onze planeet verlaten vanwege allerlei gevaren en zijn heil elders in de ruimte zoeken.
Dijkgraaf stelt dat alles wat we bedenken ook tot uitvoering wordt gebracht, alleen is de politiek vaak nog niet zo ver om goedkeuring te verlenen, bijvoorbeeld over experimenten met dierlijke organen in mensen. Hij vindt net als Einstein de verbeelding belangrijker dan kennis. 

2: de veroveraar

Dijkgraaf vergelijkt de wetenschapper met een veroveraar en de natuur met een strijdtoneel.
Paleontoloog Jean–Jacques Hublin is professor in de menselijke evolutie en heeft de oorsprong van de homo sapies onderzocht te midden van andere mensachtigen zoals de neanderthaler. Het is mogelijk dat beiden naast elkaar leefden, maar de eerste heeft zich verder ontwikkeld terwijl de tweede het loodje legde. Hublin bestrijdt dat de mens een zachtaardig jager-verzamelaar was. Ook neanderthalers maakten wapens. Het feit dat wij ons ontworsteld hebben aan andere mensachtigen moet een waarschuwing zijn dat we ook weer kunnen uitsterven.
Dijkgraaf vraagt zich af hoe wijs wij zijn. Kunnen we, inmiddels levend in het antropoceen, ook de bacteriën en virusssen aan? Viroloog Ron Fouchier brengt griepvirussen in kaart. Vele zijn onschadelijk maar er zijn ook varianten die veel schade kunnen berokkenen. Mutaties leren ons dat virussen zich kunnen aanpassen. In de Verenigde Staten verzette men zich tegen onderzoek van het vogelgriepvirus omdat men vreesde daarmee een paard van Troje binnen te halen, maar Fouchier zegt dat het niet anders kan. Het onderzoeken en bestrijden zit in één pakket. Virussen kunnen we ook in ons voordeel gebruiken, namelijk door genen te repareren en kanker te behandelen.
Dijkgraaf is ervan overtuigd dat kennis ons helpt, ook al kan die in verkeerde zin aangewend worden. Hij verwijst naar Robert Oppenheimer, uitvinder van de atoombom. De Chinese kwantumgeleerde Jian Wei Pan houdt zich bezig met de ontwikkeling van kwantumsatellieten. De informatie die zij ons geven maakt computers sneller en de inhoud kan niet gehackt worden. Verstrengeling van informatie is een kernbegrip in deze theorie. Teleporteren een ander.


3: de maker

Dijkgraaf gaat in deze aflevering in op het feit dat mensen makers zijn, die technologie voortbrengen die op zijn beurt weer de mens in een bepaalde richting duwt. Het technium is een periode waarin de technologie de mens overschaduwt. Daar staan  andere voorstellingen tegenover, bijvoorbeeld die van de homo ecologicus, die nieuwe werelden kan scheppen.
Materiaalwetenschapper Joanna Aizenberg, de eerste vrouw in deze serie, bekijkt patronen van stenen aan het strand en vraagt zich af waardoor de structuur ervan gedefinieerd wordt. Ze laat een skelet van een sponsdier zien, dat symbool staat voor de stevigheid van hoge gebouwen. Een vleesetende plant kan door zijn gladde structuur in water onze zeeën schoner maken omdat de rompen van schepen dan niet meer met giftige middelen behandeld hoeven worden tegen de aangroei van mosselen. Nanostructuren bieden oplossingen voor de wereld van morgen.
De Indiase uitvinder Susant Pattnaik wil nieuwe technologie inzetten om anderen te helpen, bijvoorbeeld door een polshorloge te ontwikkelen waarmee vrouwen mannelijke belagers van zich af kunnen schudden. Hij haalde als kind de televisie van zijn ouders uit elkaar en juichte toen die later ontplofte, omdat dit voor hem het bewijs was dat hij in zijn missie geslaagd was. Hij vertaalde wensen tot voortbewegen van verlamde mensen in een rolstoel op basis van hun ademhaling en kreeg daarvoor een prijs. Hij leert van zijn fouten en dat levert succes op. Hij stimuleert ook jongeren om hun dromen na te jagen.  
De Braziliaanse neurobioloog Miguel Nicolelis bestudeerde de overeenkomst tussen het gedrag van mensen tijdens samenscholingen zoals in een voetbalstadion en het synchrone zwermgedrag van vogels of vissen. Hij ontdekte in de jaren tachtig dat we de samenwerking van neuronen in de hersenen kunnen nabootsen. Apen konden aldus aan eten komen. Deze toepassing is handig voor mensen met Parkinson. Net als Pattnaik doet hij onderzoek naar hulp bij verlamming. Hij heeft een exoskelet gemaakt waardoor men door het denken te sturen weer kan lopen. De samenwerking tussen breinen loopt vooruit op de ontwikkeling van de homo ecologicus.

4: de verkenner

De drang tot verkennen zit volgens Dijkgraaf diep in ons bloed. Dat heeft de mens nodig om te overleven.
De Belgische demograaf Michel Poulain onderzoekt op Sardinië waarom bewoners in sommige gebieden ouder worden dan anderen. Hij doet zijn onderzoek door veel te praten met de eilandbewoners, hoort over hun bestaan als herder en hun lokale geproduceerde voeding en concludeert dat de epigenetica, de wisselwerking tussen genen en omgeving, daarin een belangrijke rol speelt.
De Canadese sterrenkundige Sara Seager zoekt naar leven in de ruimte. Ze stuitte op het probleem dat het niet mogelijk is om de atmosfeer van exoplaneten te onderzoeken. Verschillende onderzoeken moeten haar helpen. Het Tess onderzoek onderzoekt de ruimte met satellieten. Het komende project Starshade kan het sterrenlicht blokkeren waardoor naar de atmosfeer van de planeten gekeken kan worden. Door het meten van gassen krijgt Seager ook informatie om ander leven op het spoor te komen. Je ziet pas iets als je het begrijpt, zegt ze. Het brengt Dijkgraaf op de samenhang tussen onderwerp en onderzoeker. De blik van de onderzoeker is onderdeel van het onderzoeksproces.
De Noorse geoloog Helge Torsvik onderzoekt op IJsland de platentectoniek die nog steeds werkzaam is. Hij zou kunnen voorspellen hoe de aarde er over tien miljoen jaar uitziet, maar kan dat nooit verifiëren. De breukvlakken tussen twee belangrijke platen komen in IJsland samen, dat zich bevindt op een kolom magma. De werkzaamheid is van belang voor het dagelijks leven, want het levert bouw- en brandstoffen. Torsvik wil een allesomvattende theorie van de geofysica van de aarde ontwikkelen. Hij onderzoekt de samenstelling van rotsen en baseert zich op eerder onderzoek van twee Engelsen uit Cambridge, die ontdekten dat er sprake was van oceaanspreiding, waarbij het magma nieuwe zeebodem laat ontstaan. Supervulkanen leidden tot het uitsterven van veel diersoorten, maar de mens bleef in leven. 

5: de illusionist

De vijfde aflevering gaat over ons brein. Dat kan ons bedriegen. De prikkels die het brein voeden, scheppen een werkelijkheid die niet zo hoeft te bestaan. Overigens is het bestaan van de werkelijkheid ook al de vraag.
De Engelse psycholoog Charles Spence probeert gedragsverandering teweeg te brengen door de zintuigen te manipuleren. Hij vertelt dat hij in de war was toen hij een nieuwe televisie had waarvan het geluid van achteren kwam. Na een tijdje voegde zijn brein beeld en geluid weer samen. De hersenen zijn te bedriegen door voorwerpen een andere vorm te geven: als chocolade rond is smaakt die zoeter, zo bleek uit experimenten. Zintuigen kunnen elkaar ook beïnvloeden. De werkelijkheid bestaat niet maar alleen onze interpretatie ervan en die kan men herprogrammeren, al zijn daar ook grenzen aan. De ouders van Spence hadden een kermis zodat hij al op vroege leeftijd met illusie opgevoed werd.
De Chinese robotingenieur Pascale Fung komt uit een kunstenaarsmilieu en leerde zelf ontwerpen. Ze werkt met de multi-zintuiglijke ervaring. Ze leert robots de tango dansen en weet zelfs gevoel bij de apparaten op te wekken, waardoor het empathische machines worden. Empathie hoort bij kunstmatige intelligentie, zegt ze. Emoties kunnen worden begrepen. De toon van de woorden is daarbij belangrijk. Ze heeft al een replica van zichzelf gemaakt, die haar kan overleven en streeft ernaar een robot te ontwikkelen met een hart. Robot Zara ofwel The empatic girl kijkt naar het gezicht van degene tegenover haar en blijft altijd vriendelijk. .
Computerwetenschapper Yoshua Benglo werd geboren in Frankrijk en woont inmiddels in Canada. Hij houdt zich bezig met deep learning. Door na te denken over de werking van zijn hersenen denkt hij slimme computers te kunnen maken die ons uiteindelijk de pas af kunnen snijden. Het gevoel dat er iets klikt of klopt is fijner dan het genot van voedsel of seks, zegt Benglo. De mens leeft daarvan en komt daardoor steeds verder in zijn ontwikkeling. Liefde is een belangrijk element. Het gevoelsmatige aspect is ook te programmeren. Autistische kinderen zijn gek op Siri dus een gevoelsband tussen computer en mens zit er ook nog wel in.

6: de dromer

Het is nogal evident dat wetenschap door dromers voortgestuwd wordt. Een van hen is de Argentijnse theoretisch natuurkundige Juan Maldacena. Hij droomt erover de relativiteitstheorie van Einstein en de kwantum mechanica aan elkaar te koppelen. Op de vraag of hij al opschiet, antwoordt hij met een bescheiden lachje dat hij aardig op weg is. Volgens Dijkgraaf is de herkomst van de mens verklaard als Maldacena, die net als hijzelf in Princeton werkt en dus regelmatig een kop thee met de anderen drinkt, eenmaal de oplossing gevonden heeft. Hij gebruikt voor zijn Theory of Everything een holografisch model dat mij boven de pet ging en ook volgens Dijkgraaf gaat het allemaal ver voorbij ons voorstellingsvermogen.
De Texaanse ruimtepionier Rick Tumlinson is heel wat minder bescheiden. Hij heeft nogal overspannen gedachten over voortleven op een andere planeet en het is jammer dat Dijkgraaf zijn ideeën niet wat kritischer besprak. Ik vond het allemaal zo ergerlijk dat ik daar verder geen woord over kwijt wil, behalve misschien dat de deep space industries een nieuwe fase van het imperialisme zijn, die we liever kwijt dan rijk zijn, dus wat dat betreft is het niet erg als Tumlinson en zijn medewerkers naar Mars of elders vertrekken.
Veel sympathieker is de opzet van de Ethiopische plantenbiologe Segenet Kelemu. Als kind al in een arm gezin met zeven kinderen was ze opstandig en nog steeds kan de ontwikkeling van het Afrikaanse continent haar niet snel genoeg gaan. Ze onderzoekt planten en insecten die aan een verbetering van de gezondheid kunnen bijdragen. Ze heeft ontdekt dat sprinkhanen een stof bezitten die cholesterolverlagend werkt en dat er muggen zijn met een bepaalde bacterie die geen malaria overdragen. Als men de populatie daarvan zou kunnen uitbreiden, zouden minder mensen besmet worden. Een ander idee is het verhinderen van de ziekte stengelboor in mais. Door bepaalde planten ertussen te zetten wordt dat voorkomen. Deze planten kunnen ook weer aan het vee gevoerd worden.

7: de zoeker

Een mens zoekt orde in de chaos en zeker geldt dat voor een wetenschapper. De Braziliaanse wiskundige Artur Avila bouwt voort op het vlindereffect dat in 1960 bij toeval werd ontdekt door de Amerikaanse wiskundige en meteoroloog Edward Lorenz. In The essence of chaos laat Lorenz zien dat een kleine verstoring in de atmosfeer grote gevolgen kan hebben voor het weersverloop. Avila zit aan het strand en kijkt naar de golven om dieper in dit soort verschijnselen door te dringen. Als kind was hij al gegrepen door de inwendige logica van getallen en als kind van de jaren tachtig was hij diep onder de indruk van fractals die door computermodellen opgeroepen worden. Dijkgraaf stelt diens manier van onderzoeken voor als lopen door een donker bos, waarin hij zijn studenten naar een uitweg leidt.
Taalarcheoloog Hani Hayajneh zoekt in een gevaarlijk gebied in Jordanië naar rotsblokken met inscripties van een cultuur, ouder dan de islam, die een verbroedering tussen de Arabieren zouden kunnen opleveren. De inscripties vormen een sleutel van een oude beschaving waarin men al kon lezen en schrijven. Zijn onderzoek is politiek beladen. Zijn studenten hebben vaak stereotiepe ideeën, maar komen in de woestijn tot nieuwe inzichten. Een excursie naar de woestijnstad Petra leidt tot ontzetting bij Hayajneh over de vernietiging van Palmyra. Zonder geschiedenis is het menselijk bestaan zinloos, zegt hij onomwonden. Hij vreest verdere politisering maar hoopt op een culturele dialoog.
De Russische kernfysicus Yuri Oganessian bouwt voor op de theorie van Mendeljev die in zijn droom het periodiek systeem der elemenen bijna foutloos voor zich zag. In het Russische Dubna probeert hij door middel van kernsplitsing nieuwe elementen te vinden die aansluiten bij de oudere. Na vijfentwintig jaar zoeken probeerde men het op een andere manier hetgeen leidde tot element 112. Element 118 is naar Yuri zelf vernoemd. Zijn werk speelde al een rol in de Koude Oorlog maar is ook vandaag de dag nog van belang. Hoewel er geen toepassingen zijn, kan de zuivere kennis de mens wellicht op een of ander manier vooruit helpen.

8: de speler

Spelen is niet voorbehouden aan kinderen. Ook volwassenen spelen. Wetenschappers spelen met ideeën.
De Canadese wiskundige Erik Demaine werd opgevoed door zijn vader, is inmiddels hoogleraar informatica aan het MIT in Boston en erg geïnteresseerd in games. Hij kijkt graag achter de schermen van een spel en probeert de kern ervan op wiskundige wijze te analyseren. Daartoe ontleent hij informatie aan de speltheorie, een tak van de wiskunde waarin het nemen van beslissingen centraal staat. Spel is voor hem een inleiding op wetenschappelijk onderzoek. Ook in bedrijven wordt gespeeld om problemen te analyseren. Erik en zijn vader zijn codekrakers. Het werken met origami levert onderzoeksvragen op. Gevouwen informatie kan gemakkelijker meegenomen worden in een spaceshuttle. Eiwitvouwing is daarbij een voorbeeld.
De Spaanse computerwetenschapper Carolina Cruz-Neira is zeer boeiend door virtual reality. Ze vraagt zich af wat een 3D bril met een mens doet. Haar man en handige zoon van twaalf helpen haar bij haar onderzoek, waarbij ze de grenzen van de virtual reality opzoekt. Door een proefpersoon in de huid van een bekende zanger te laten kruipen, kan diens stressniveau verlaagd worden. Ze denkt dat er een revolutie op haar gebied plaatsvindt, maar heeft geen idee wat het inschakelen van de fantasie voor de toekomst van de wereld betekent.
De Amerikaanse gedragseconoom John List bestudeert het gedrag in de economische wereld aan de hand van spelanalyse. Hij vraagt zich af hoe de economische ongelijkheid te verkleinen is. Een antwoord heeft hij gevonden in het overwinnen van verlies-aversie, dat kan worden gestimuleerd door leerlingen in achterstandswijken, waar de motivatie om te leren gering is, vooraf voor een opgave te belonen. De gedachte hierachter is dat men zich harder inspant om de beloning niet kwijt te raken. Daarmee kunnen meer mensen met succes deelnemen aan de meedogenloze economische competitie. 


9: de denker

De mens is een wezen dat nadenkt over de wereld om hem heen, maar volgens Decartes denkt hij ook na over zichzelf en over zijn eigen denken.
De sympathieke Britse cognitief psychologe Nicky Clayton doet onderzoek naar het bewustzijn van vogels en hun taal. Dijkgraaf verklapt al dat kraaien vooruit kunnen denken. Clayton laat dit zien aan de hand van een experiment, waarin een kraai een worm uit een glas water haalt door met steentjes het waterniveau te verhogen. Dat doen ze beter dan kinderen, maar Piaget leerde ons al dat denken tijd nodig heeft. Vogels kunnen ons volgens haar nieuwe denkwijzen aandragen. Tijdens het dansen is ze daar ook zelf mee bezig.
De Amerikaan Donald Hoffman is net als Clayton cognitief psycholoog maar doet daar iets heel anders mee. Hij vraagt zich, op grond van het feit dat we niet bij elkaar naar binnen kunnen kijken, af of de wereld bestaat, dan wel een constructie van onze hersenen is. We creëren wat we waarnemen, is een gevleugelde uitspraak van dit soort denkers. Alles is een persoonlijke ervaring. Hij baseert zich op de evolutietheorie om zijn aannames te staven. Daarmee staat hij op gespannen voet met zijn ouders die hem gelovig hebben opgevoed. Hij zegt dat het jaren duurde tot hij zich van het ouderlijk geloof kon losmaken. Tegenwoordig probeert hij ook het geloof evolutionair te verklaren. De film The matrix laat zien dat er verschillende opvattingen over de werkelijkheid kunnen bestaan.
De Amerikaanse jezuïet en astronoom Guy Consolmagno is sterrenwacht van het Vaticaan en onderzoekt meteorieten. Zijn geloof geeft hem de moed om dit te doen. Godsdienst en wetenschap hoeven volgens hem niet met elkaar in strijd te zijn. In het eerste geval gaat het om begrip dat waarheid zoekt, in het tweede geval om waarheid die begrip zoekt. Meteorieten vertellen ons dat de aarde ouder is dan theologen dachten.   

10: de verbinder

In de laatste aflevering probeert Dijkgraaf de uitgezette lijnen met elkaar te verbinden. Hij doet dit aan de hand van gesprekken die hij met een drietal wetenschappers voert.
De Britse kosmoloog Martin Rees werkt in het Vaticaan. Ook daar is men tegenwoordig geïnteresseerd in het ontstaan van het universum en onze toekomstige mogelijkheden. Volgens Rees zijn de ontwikkelingen elkaar snel opgevolgd en staat er op het ogenblik veel op het spel. In ieder geval is de mens niet de kroon op de schepping, zoals hij vaak gedacht heeft. De toekomstige evolutie is aan de technologie en in deze eeuw worden de lijnen daarnaar uitgezet. Hij denkt zelf aan de ontwikkeling van cyborgs, samensmeltingen van mens en machine. Post-menselijk leven zou zich wel eens buiten de zwaartekracht kunnen afspelen. De titel van zijn boek Onze laatste eeuw waarschuwt al dat we voorzichtig moeten omspringen met onze mogelijkheden.
De energiek ogende Amerikaanse chemicus George Whitesides (zie foto) zoekt de oorsprong in de bouwstenen van het leven. Hij verbaast zich over de vele variaties die er mogelijk zijn. De verschillen tussen materie en leven worden steeds onduidelijker. Ook hij denkt dat de ontwikkelingen verder zullen gaan. Wijzelf zijn een overgangsvorm op weg naar planetaire intelligentie, die door het internet wordt gevoed. Coöperatieve robotica leidt tot een versmelting van mens en machine waaruit zich een levende rivaal voor de mens kan ontwikkelen.
De Amerikaanse wiskundige Jennifer Chayes ziet grote mogelijkheden voor de mens. Alleen al door online cursussen kan iedereen tegenwoordig aan wetenschap doen. Door kunstmatige intelligentie komen er steeds krachtiger systemen om onze kennis te ordenen. Mens en technologie vormen daardoor een collectief zelfstandig brein. Ze bestudeert ook andere vakgebieden omdat de ontdekkingen daar meewerken om meer zicht op het geheel te krijgen. Verbinding van kennis is het toverwoord. Ze gelooft in de global mind. We zijn op weg naar een andere mensvorm. De technologie moet volgens haar wel in de pas blijven lopen met de ethiek, waardoor we meer waarde kunnen scheppen, ook voor mensen die onderliggen.  

Hier nog veel meer informatie op de site van de serie, waaronder hier een brief van filosoof Koert van Mensvoort over de wenselijkheid van nieuwe technologie. Eerst nadenken voordat we doen, is zijn advies, terwijl Dijkgraaf er vanuit gaat dat alle ontdekkingen ook in praktijk gebracht zullen worden. Het pleit steeds meer voor een wereldregering die de bakens uitzet en ons in een goede richting houdt.

Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen