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 posten