Gebruiker:Ypan1944

Dit is mijn gebruikerspagina "in wording". Ypan1944 is mijn alias voor Ton IJpenberg

Over mijzelf: na een mislukt promotieonderzoek in de kernfysica heb ik mij in het onderwijs geworpen als leraar natuurkunde aan een lerarenopleiding.

In die rol heb ik veel onderzoek gedaan naar didactiek en kennistheorie. Het begrijpelijk maken van natuurkundige verschijnselen is een van mijn doelstellingen geworden die ik in Wikipedia tracht toe te passen. Veel artikelen over natuurwetenschappen zijn moeilijk toegankelijk voor een niet-geschoolde gebruiker: daar probeer ik wat aan te doen (te hooi en te gras, niet erg systematisch).

Tevens ben ik sinds mijn studententijd geïnteresseerd in wetenschapsfilosofie en het grondslagenonderzoek in de kwantummechanica. Ook daar heb ik een aantal bijdragen voor Wikipedia kunnen maken.

De volgende reeks onderwerpen geven een beeld van mijn interessen. Sommige zijn verwerkt in artikelen op Wikipedia, andere zijn nog in ontwikkeling en behoeven nog nader onderzoek.

Determinisme (filosofie)

(28 februari 2012)

Dit artikel had ik aanvankelijk geschreven ter vervanging van de bestaande tekst op Wikipedia. Dat was echter een al te drastische wijziging die (terecht) is teruggedraaid. Daarna heb ik wat minder drastische wijzigingen aangebracht. Maar nog niet alle hieronder genoemde aspecten zijn verwerkt.

Het determinisme gaat er van uit dat de toekomst vastligt (gedetermineerd is) en, als je de mechanismen die daarbij werkzaam zijn kent, voorspelbaar is.

Het tegenovergestelde, het indeterminisme, gaat er van uit dat de toekomst niet vastligt, vanwege allerlei toevallige en willekeurige factoren, en dus onvoorspelbaar is.

De mechanismen die de toekomst zouden kunnen determineren kunnen op twee, elkaar uitsluitende manieren typeren:

• Als causale relatie: als je de oorzaak (in het verleden) kent, kun je het gevolg (nu en in de toekomst) voorspellen
• Als een teleologische relatie: alles wat er in deze wereld gebeurt heeft een doel of een reden (een finaliteit), niets gebeurt ‘zomaar’.

De causale verklaring is in principe doelloos: als de oorzakelijke mechanismen duidelijk zijn dan komt het gevolg automatisch (‘zomaar’) tot stand. Deze verklaring wordt door de empirische wetenschappen omarmd.

De teleologische verklaring gaat er van uit dat er sprake is van een soort wilsbeschikking, zoals die in tal van religies en spirituele opvattingen voorkomt.

In beide opvattingen is er geen plaats voor toeval of willekeur (zoals ‘vrije wil’).

In de loop van de geschiedenis van de mensheid zie je een verschuiving optreden van teleologische determinisme naar een meer causaal determinisme, parallel aan de ontwikkeling van de empirische wetenschappen.

Lotsbestemming

Aangezien mensen, evenals alle andere levende wezens, doelgerichte, op overleving en voortplanting gerichte wezens zijn en artefacten maken die ook doelgericht zijn, is het niet zo vreemd te veronderstellen dat alles in deze wereld een doel en een betekenis heeft. Evenzo is het verklaarbaar dat, omdat mensen een eigen wil hebben, zij die eigenschap ook projecteren op allerlei andere dode en levende objecten en grootschalige krachten in de natuur. Dit is de natuurlijke basis voor het animisme, de oudste religie van de mensheid. Natuurkrachten werden verbonden met bovenmenselijke wezens, goden, die naar willekeur over die krachten konden beschikken. Om greep te krijgen op zijn eigen lot kon de mens verschillende deterministische acties ondernemen:

• De goden gunstig stemmen door het brengen van offers en uitvoeren van rituelen
• Het raadplegen van tussenpersonen (sjamanen, priesters) die een speciale relatie met die goden schijnen te onderhouden
• Het raadplegen van zieners, orakels, waarzeggers, profeten, etc. die de toekomst kunnen voorspellen
• Het interpreteren van ‘voortekenen’, horoscopen, tarotkaarten, I Tjing, etc. om in te schatten of bepaalde handelingen (bv. oorlog voeren) succesvol zullen zijn.

In sommige orthodoxe protestantse stromingen wordt tegenwoordig nog de predestinatieleer aangehangen. Ook dit is een deterministisch teleologische verklaring: alles verloopt volgens de wil van God en het heeft geen zin om je daartegen te verzetten, want God is almachtig. Je hebt in deze visie dus helemaal geen greep op je eigen lot. In sommige islamitische stromingen geldt iets dergelijks: de wil van Allah bepaalt je lot.

In de karmatische religies (hindoeïsme, boeddhisme) wordt er van uit gegaan dat de optelsom van je daden in het verleden (je karma) bepaalt op welke wijze je zult worden wedergeboren. Dit is dus meer een causale benadering.

Causaliteit

Naast al deze teleologische manieren om greep te krijgen op de toekomst, waren er natuurlijk ook talloze causale verklaringen van gebeurtenissen uit het dagelijks leven gemeengoed. Herhaaldelijk voorkomende gebeurtenissen, die steeds op dezelfde manier verlopen kregen daardoor het kenmerk van een natuurwet:

1. Onder dezelfde omstandigheden (de oorzaak) gebeurt steeds hetzelfde (het gevolg).

Deze algemene waarneming vormde in de renaissance de basis voor het ontstaan van een empirische natuurwetenschap, gebaseerd op het doen van experimenten waarbij herhaaldelijk onder dezelfde omstandigheden geprobeerd werd dezelfde resultaten te reproduceren . Daardoor ontstond een mechanistisch wereldbeeld, toegepast bv. in de uitvinding van de klok (als slingeruurwerk). Met de parallelle ontwikkeling van de wiskunde werd het mogelijk om natuurwetten in formules samen te vatten, culminerend in de befaamde Wetten van Newton. De voorspellende kracht van deze natuurwetten bleek tijdens de Verlichting vooral in de astronomie: Hally lukte het om exact de terugkeer van de naar hem genoemde komeet  te voorspellen. De bewegingen van planeten vormde geen geheimen meer, waarmee de pretenties van de horoscopie definitief in de ban werden gedaan. Om een conflict met de christelijke religie uit de weg te gaan ontstond het deïsme: “In den beginne schiep God de wereld inclusief de natuurwetten, waarna de wereld zich ontwikkelde als ware het een mechanistisch uurwerk”.

Het mechanistisch wereldbeeld werd als hard determinisme het scherpst verwoord door Laplace:

2. als je alle (deterministische) natuurwetten kent en je weet de exacte begintoestand van de wereld dan kun je de toestand op elk willekeurig toekomstig moment met zekerheid bepalen.

Of iets anders geformuleerd:

2a. Op elk moment (t) is er exact één fysisch mogelijke toekomst.

In deze opvatting is er geen plaats voor toeval. Laplace beschouwde toeval als een gevolg van onwetendheid: wat schijnbaar toevallig gebeurt wordt veroorzaakt door factoren die je (nog) niet kent.

In de 20^e eeuw werd geleidelijk aan de cruciale rol duidelijk van natuurconstanten (bv. de gravitatieconstante, constante van Planck, de lichtsnelheid, etc.) om te kunnen verklaren waarom het heelal is zoals het is. Een kleine afwijking in die constanten zou direct leiden tot strijdigheden, waardoor het heelal zoals wij dat nu kennen onmogelijk ontstaan zou kunnen zijn. Dat leidt tot de vraag “of God eigenlijk wel iets te kiezen had toen hij de wereld schiep”. Zo nee, dan is dat wel een extreem hard deterministisch standpunt. Of zijn er meerdere heelallen mogelijk met andere natuurconstanten?

De rol van het toeval

In dit deterministische wereldbeeld kwam de klad bij de ontwikkeling van de quantummechanica in de jaren twintig van de 20^e eeuw. Hierin is toeval geen gevolg van onwetendheid, maar een fundamentele eigenschap van de natuur. Het moment waarop bv. een radioactieve atoomkern zal gaan vervallen is onvoorspelbaar.

Einstein had grote moeite met deze visie op de wereld (“Der lieber Herr Gott würfelt nicht” – Onze Lieve Heer dobbelt niet). Hij ontwierp, samen met Podolsky en Rosen een gedachteexperiment (de zgn. EPR-paradox) om de absurditeit van de quantummechanica (en feitelijk ook de strijdigheid met de relativiteitstheorie) aan te tonen. Er moesten in zijn opvatting “verborgen variabelen” zijn die het toeval konden verklaren. Bell ontwierp een nauwkeurige test (de zgn Bell-ongelijkheden) om te bepalen of er wel of geen sprake was van “verborgen variabelen”. Experimenteel toonde Aspect et all. in de jaren 80 onomstotelijk aan dat er geen sprake kon zijn van verborgen variabelen bij quantummechanische verschijnselen. Sindsdien is deze zgn. Kopenhaagse interpretatie van de quantummechanica gemeen goed onder fysici.

Reproduceerbaarheid

Niet alleen binnen de exotische wereld van de quantummechanica werd een gat geschoten in het deterministische wereldbeeld, ook in de “gewone” wereld blijkt toeval een fundamentelere rol te spelen dan we aanvankelijk dachten. Om de juistheid van een natuurwet volgens  (1) te controleren moet je exact dezelfde omstandigheden als oorzaak creëren en vervolgens nagaan wat de uitkomst – het gevolg – is. In de praktijk is dat vrijwel onmogelijk, zeker als er meerdere factoren tegelijk een rol spelen. Meestal gaan we in ons optimisme er van uit dat:

1a. Onder (ongeveer) dezelfde omstandigheden gebeurt steeds (ongeveer) hetzelfde.

In dynamische systemen (waar de Wetten van Newton gelden) kan een klein verschil in de beginsituatie echter leiden tot een totaal ander resultaat. Dat komt omdat de bewegingswetten van Newton niet lineair, maar kwadratisch in de tijd verlopen.

Zo zijn we wel prima in staat om de volgende zonsverduistering op de seconde nauwkeurig te voorspellen omdat hier weinig variabelen een rol spelen. Maar het lukt ons niet, of nauwelijks, een redelijke voorspelling van het weer voor de volgende week te geven. Je zou daarvoor – volgens Laplace – de positie en snelheid van alle luchtmoleculen moeten kennen plus de vorm van de ruimte waarin die moleculen zich bewegen. In de praktijk beschikken we alleen maar over een beperkt aantal weermeetstations en vergelijken die gegevens met eerdere meetgegevens om een voorspelling te kunnen doen. De chaostheorie, die eind 20^e eeuw werd ontwikkeld geeft een verklaring voor dit verschijnsel, waarmee een bres in het deterministische wereldbeeld werd geslagen: hoe klein het verschil in de beginsituatie (de oorzaak) ook is, op den duur zal het eindresultaat (het gevolg) dramatisch gaan verschillen. Dit leidt tot de metafoor dat één vlindervleugelslag meer of minder, hier in Nederland, het verschil kan uitmaken of er in Amerika wel of geen tornado ontstaat.

Deze onvoorspelbaarheid doet zich ook op talloze andere terreinen voor:

• Indien wij in staat zouden zijn de wereld terug te zetten naar – zeg – 10 miljoen jaar geleden, dan zou de evolutie toch heel anders zijn gelopen en de homo sapiens misschien niet eens ontstaan zijn.
• Als wij alle atomen van de wereld zouden kunnen terugzetten naar de toestand op 1 januari 1930, 12.00 uur en de film van gebeurtenissen opnieuw zouden afspelen, dan zou er wellicht helemaal geen 2^e W.O. zijn geweest, of misschien wel iets veel ergers.
• De neuronen in onze hersencellen kun je je als deterministische input-output mechanismen voorstellen, in die zin dat als je de input nauwkeurig specificeert de output voorspelbaar is. Het totale netwerk van alle duizenden neuronen tezamen dat betrokken is bij bv. het nemen van een beslissing is echter zo complex dat het dezelfde kenmerken vertoont als het bovengenoemde “weer”. Een klein verschil in de beginsituatie, het tijdstip van “vuren” van een neuron, of de volgorde van “vuren” kan al een totaal ander eindresultaat opleveren. Macroscopisch betekent dit dat je een beslissing niet ongewijzigd opnieuw kunt doen, met gegarandeerd hetzelfde eindresultaat. Reproductie is dus, om zowel praktische als principiële redenen, niet realiseerbaar. Ondanks de deterministische ondergrond is het resultaat van complexe hersenactiviteiten dus onvoorspelbaar.
• Ééneiige tweelingen hebben hetzelfde DNA en zouden zich – deterministisch - tot ononderscheidbare individuen moeten ontwikkelen. Toch gebeurt dit niet: hoewel de eigenschappen van beide in aanleg hetzelfde zijn zullen ze zich toch op een verschillende manier ontwikkelen, omdat ze niet onder precies dezelfde omstandigheden zullen opgroeien en niet precies hetzelfde zullen ervaren.

Evolutie, geschiedenis, complexe hersenactiviteiten en groei van een individu zijn dus typisch voorbeelden van éénmalige, niet reproduceerbare verschijnselen.

Murphy’s Law.

Een boeiende relatie tussen toeval en determinisme levert de Wet van Murphy:

• Als iets mis kan gaan, gáát het ook een keer mis – en wel op de meest dramatische manier.

Toegepast: ook al is de kans op een ernstig ongeluk in een kerncentrale eens in de 100000 jaar (dat kan dus morgen zijn, maar ook pas over 100000 jaar), het zál ooit eens gebeuren. Maar je kunt de wet ook positief interpreteren: de kans op het ontstaan van “leven” op een aarde-achtige planeet is onwaarschijnlijk klein. In ons geval heeft het wel een paar miljard geduurd voor het zover was. Toch is het gebeurd, voorwaar een schitterend ongeluk!

Hoe klein de kans ook is, als je genoeg tijd hebt om te wachten gebeurt het ooit eens – en dat is een deterministische uitspraak. Er is kennelijk een fundamenteel verschil tussen een gebeurtenis die uiterst onwaarschijnlijk is, maar in principe wel kan, en een gebeurtenis die absoluut niet kan (bv. de uitvinding van een perpetuum mobile).

Reductionisme.

Zet een aap achter een typemachine. Hoe groot is de kans dat er een sonnet van Shakespeare uitrolt? Volgens Murphy’s Law zal dat ooit eens gebeuren, als je maar tijd van wachten hebt.

In de ontwikkeling van een chaos van letters naar een gedicht zit echter een hiërarchie op basis waarvan een betekenisvolle selectie kan plaats vinden: letters kunnen woorden vormen, die een bepaalde betekenis of grammaticale functie hebben. Woorden kunnen op hun beurt zinnen vormen die, mits grammaticaal juist samengesteld, een betekenisvolle mededeling vormen. Zinnen kunnen samen een sonnet vormen als ze aan bepaalde regels voldoen.

Het reductionisme gaat er vanuit dat de eigenschappen van bv. een mens uiteindelijk via een causale reeks herleidbaar  zijn tot (en dus verklaarbaar zijn uit) wisselwerkingen van atomen en moleculen. Dat zou in de voorgaande metafoor neerkomen op het kunnen herleiden van een sonnet tot eigenschappen van letters. De fout in deze redenering zit hem in het feit dat er in de causale reeks:

Atomen – moleculen – eiwitten – levende cellen – organen – dieren – mensen – bewustzijn – ‘vrije wil’

telkens nieuwe dingen ontstaan die pas betekenis krijgen vanaf het moment van hun ontstaan, maar die vanuit het vorige niveau onvoorspelbaar zijn. Bv.:

• Begrippen als temperatuur en druk hebben pas betekenis als je praat over statistische aantallen moleculen (temperatuur is dan te verklaren als de gemiddelde snelheid van moleculen en druk als het gemiddelde aantal botsingen van moleculen per seconde tegen een wand). Vanuit het niveau van de moleculen zelf zijn dit echter onvoorstelbare (en dus onvoorspelbare) begrippen.
• Niemand had ooit kunnen bevroeden dat er naast de kristalstructuur van diamant en grafiet er nog andere stabiele structuren van koolstof zouden bestaan in de vorm van ‘buckyballs’ (zie fullerenen). Achteraf zijn deze structuren echter wel reductionistisch ‘verklaarbaar’.
• Enzymen krijgen hun functie als katalysator voor het aaneenrijgen van andere eiwitten (of juist openknippen) pas als de geschikte omstandigheden zich voordoen zodat ze die functie ook wekelijk kunnen uitvoeren. Maar die functie zelf is niet voorspelbaar vanuit de structuur van het enzym zelf.
• “Vrije wil” – ongeacht de vraag of die werkelijk “vrij” is – ontstaat pas op het eind van de evolutie, als aspect van het zelfbewustzijn. In tegenstelling tot het voorafgaande evolutiestadium, waar het instinct de voornaamste programmeur van de wil tot handelen is, lijkt er bij de vrije wil een vorm van autonomie te ontstaan, waarbij je – althans in gedachten – kunt afwijken van wat instinctmatig voor de hand zou liggen. Victor Lamme toonde aan dat die zgn. vrije wil maar een marginale rol speelt. De meeste handelingen worden onbewust in gang gezet en aangestuurd. De rationalisatie van de beslissing tot handelen in het bewustzijn vindt feitelijk pas achteraf plaats.

Vrije wil

Het fenomeen “vrije wil” in de zin van : “ik kan denken wat ik wil” suggereert een vorm van autonomie, alsof het zonder enige voorafgaande oorzaak uit de lucht komt vallen. Een casa sui dus (iets wat geen oorzaak heeft, maar zichzelf veroorzaakt). Dat is niet erg waarschijnlijk: aan iedere gedachte gaan immers andere gedachten vooraf. Ook een spontaan opgekomen gedachte heeft wortels in onze hersenactiviteiten. Veelal zijn die onbewust, waarbij gevoelens en emoties een voorname rol spelen.

Hoewel op het niveau van neuronen wellicht sprake is van deterministische wisselwerkingen is het samenspel van al deze interacties dusdanig chaotisch dat hier geen voorspelbare uitkomst van te verwachten valt. Je kunt dus wel achteraf, terugredenerend, nagaan hoe iemand gedacht heeft, maar niet naar de toekomst voorspellen hoe iemand zal gaan denken. Er is geen sprake van een automatisme, waardoor je a.h.w. niet meer verantwoordelijk zou zijn voor je daden (zoals bij de uitspraak: “Ik moest wel, ik kon niet anders”).

Conclusies

Hoewel er talloze deterministische wisselwerkingen in de natuur te vinden zijn is de voorspelbare waarde daarvan gering. Daarbij speelt niet alleen de fundamentele quantummechanische onzekerheid een rol, maar ook het feit dat er maar zelden één oorzaak van een verschijnsel is. In de meeste gevallen is er een complex van oorzaken, die bovendien ook nog chaotisch van karakter is. De betekenis van het determinisme als verklaring van het grote ‘wereldgebeuren’ is dus maar gering.

Het geloof van atheïsten

15 april 2012

Het is een wijdverbreid misverstand te denken dat atheïsten niet gelovig zouden zijn. Overtuigde atheïsten zijn misschien nog wel sterker gelovig als de doorsnee “gelovige”. Ook hier heb je “fundamentalisten” in (zoals bv. Richard Dawkins).

Ik denk dat geen mens ongelovig kan zijn. Dat komt omdat we, om in deze wereld te kunnen (over)leven, uit moeten gaan van bepaalde veronderstellingen over hoe de wereld in elkaar steekt, terwijl we daar geen zekerheid over hebben we. Zo’n vooronderstelling is een geloof, hetgeen ons een (schijn)zekerheid verschaft, een vertrouwen op basis waarvan we kunnen handelen. Als dat handelen succesvol is, ondersteunt dat ons geloof in de vooronderstelling die we gemaakt hebben, waarmee ons geloof sterker wordt. Verschil met theïsten is dat atheïsten misschien wat gemakkelijker hun vooronderstellingen zullen aanpassen aan nieuw verworven inzichten, waar theïsten juist vaak – soms krampachtig en dogmatisch – blijven vasthouden aan hun geloof in een “hogere macht”. Waar atheïsten echter wel rotsvast in geloven (en zeker de fundamentalisten) is het geloof in zichzelf, de kracht van het eigen denken, het eigen kunnen: het geloof dat je op een rationele manier je wereld kunt leren kennen en daarmee je eigen toekomst, je lot kunt beïnvloeden. Geloof verschaft zekerheid en houvast niet alleen aan theïsten maar ook aan atheïsten. Je kunt geloof zien als een psychische behoefte aan zekerheid in een wereld die vol onzekerheden is. Ik beschouw mijzelf als atheïst, zonder fundamentalist te zijn. Ik laat ruimte voor andere mogelijke vormen van kennisverwerving naast de strikt rationele denkwijze. Fundamentalisten verketteren andere geloven en willen hun geloof aan anderen opleggen. Ik respecteer andere geloven: als mensen daar gelukkig mee zijn moet je dat vooral zo houden. Als ze mij en anderen maar niet lastig vallen met hun geloof.

Complexiteit, entropie en evolutie

30 mei 2013

Creationisten beschouwen de toenemende complexiteit van de gedurende de evolutie ontstane wezens als een aanwijzing dat er een Ontwerper aan de gang is. Er is immers sprake van een buitengewoon slim in elkaar gezet complex van functies om in de strijd om het bestaan te kunnen overleven, waarvan zij denken dat dat niet zomaar spontaan kan ontstaan. Tevens beschouwen zij die geordende complexiteit als een voorbeeld van dalende entropie (wanorde), die ingaat tegen de algehele tendens van stijgende entropie in de natuur.

Ik denk dat het een misvatting is te denken dat toenemende complexiteit een teken is van dalende entropie. In tegendeel het is juist andersom: de entropie neemt juist toe!

Om dit in te zien ga ik uit van de definitie die Kolmogorov gebruikt om de complexiteit van een mededeling aan te geven: De complexiteit van een reeks symbolen is de lengte van de kortste beschrijving van deze string in enige gegeven universele beschrijvingstaal (bv. een computertaal).

Zo is de complexiteit van een chaotische reeks nullen en enen, die je bv. uit de ruis van een signaal oppikt, net zo lang (zelfs een beetje langer) als de lengte van de reeks zelf. Omdat het een stochastische reeks is kun je namelijk weinig anders doen dan een opsomming geven van alle nullen en enen: aangezien er geen enkele regelmaat in de reeks aanwezig is kun je die opsomming niet verkorten. De complexiteit van een chaotische reeks is dus even maximaal als de lengte van de reeks en volgens de informatietheorie is de entropie van de informatie die in deze reeks (beschouwd als een boodschap) zit óók maximaal. Er zit geen enkele redundantie in zo’n reeks (in tegenstelling tot bv. een zin in een natuurlijke taal, waar heel veel voorspelbare en redundante symbolen zitten). De complexiteit van een reeks is tevens een maat voor de onvoorspelbaarheid van wat eventueel nog komen gaat.

De genenreeks die verkregen wordt door het “sequensen” van het genoom van een levend wezen is ook zo’n reeks, waarvan je de Kolmogorov-complexiteit kunt bepalen. Evolutionisten gaan er van uit dat genen zich in de loop van de evolutie op stochastische wijze ontwikkeld hebben: willekeurige mutaties, uitruil van genen met andere wezens, etc. Elke verandering van het genenpatroon wordt onderworpen aan het principe: “survival of the fittest”. De meeste veranderingen zullen daarom het onderspit delven: zij leiden immers niet tot een vergroting van de overlevingskans. In de zeldzame gevallen dat dit wel gebeurt is er sprake van een klein stapje in de evolutie. Fundamenteel blijft echter dat de “groei” van het genoom in de loop van de evolutie een stochastisch proces is, waarbij de complexiteit toeneemt, evenals de entropie!

Creationisten zullen betogen dat het fenotype dat zich op aanwijzing van het genoom ontwikkelt een voorbeeld is van een weliswaar complexe, maar alleszins geordende, doelgerichte structuur, nl. gericht op overleving. Dat is op zich zelf juist, maar je moet daarbij wel bedenken dat dit het resultaat is van een stochastisch proces. Een willekeurige optredende wijziging in het genoom kan in zeldzame gevallen leiden tot een grotere overlevingskans en zal daardoor worden vastgelegd in het evoluerende genoom. Als je dan terugkijkt in de evolutie, de fylogenese, zie je dus alleen maar de successen van de opeenvolgende overlevers. De losers hebben immers allang het onderspit gedolven.

Behalve door het genoom wordt het fenotype ook bepaald door allerlei omgevingsfactoren die de overlevingskans kunnen beïnvloeden. Bovendien komen lang niet alle onderdelen van het genoom in het fenotype tot expressie. De complexiteit van het fenotype (als je die überhaupt zou kunnen bepalen) is dus nog aanzienlijk groter dan die van het genoom zelf! Kortom: de mens als verschijningsvorm, op het “toppunt” van evolutie kun je dus heel goed beschouwen als het meest complexe, onvoorspelbare en dus “wanordelijke” wezen dat op aarde rondloopt!

Is beschaafd gedrag evolutionair voordelig?

8 oktober 2013

Beschaafd zijn, in de zin van “beschaafd gedrag vertonen” wordt algemeen als een positieve eigenschap gezien. Het begrip zit dicht bij “beleefd gedrag” maar het omvat ook: het respecteren van andere meningen, kunnen relativeren, mededogen vertonen, enz. Een beschaafde maatschappij honoreert een dergelijk gedrag en het vormt de basis voor onze westerse democratie.

De vraag is of “beschaafd gedrag” in evolutionaire zin nou wel zo’n gunstige eigenschap is. Het werkt nl. alleen maar als iederéén in die maatschappij beschaafd gedrag vertoont – quod non.

De beschaafde maatschappij c.q. democratie is slecht bestand tegen acties van onbeschaafde “barbaren”, zoals bv. terroristen. Ze kan zich daartegen alleen maar verweren door die indringers met gelijke munt – dus onbeschaafd gedrag – terug te betalen. Maar ook als ze niet gewelddadig zijn, kunnen fundamentalisten misbruik maken van de democratische spelregels om hun eigen onverzoenlijke opvattingen op te leggen aan de rest van de bevolking ( zoals we bv. bij de nazi’s gezien hebben) en daarmee de beschaving om zeep te helpen.

Als we naar onze eigen geschiedenis kijken, dan zien we dat die beheerst wordt door een opeenvolging van gewelddadige en onverzoenlijke gedragingen. “Beschaafde” momenten zijn zeldzaam en houden niet lang stand. Ook als we naar onze naaste verwanten in het dierenrijk kijken dan is geweld, onderdrukking, pesterij, kortom ‘macho-gedrag’, aan de orde van de dag en kennelijk ook succesvol, anders zouden deze dieren het in de evolutie immers niet gered hebben.

Kortom waar halen wij de euvele moed vandaan te denken dat “beschaafd gedrag” het toppunt/eindpunt van onze evolutie als mens is?

De omgekeerde Chinese kamer

20 januari 2014

Even ter herinnering: het gedachte experiment “De Chinese Kamer” van Searle (1980) was bedoeld om aan te tonen dat sterke kunstmatige intelligentie niet bestaat.

In een kamer die afgesloten is van de buitenwereld, op een postbus na, zit een persoon die geen chinees begrijpt. Via de postbus krijgt hij Chinese karakters binnen. De persoon beschikt over een boek (vergelijkbaar met een software programma) waarin staat hoe hij op de binnengekomen karakters moet reageren, door andere of dezelfde karakters weer terug te sturen. Hij begrijpt niets van wat hij doet: hij is slechts een gegevensverwerkende machine, zoals een processor in een computer.

De Chinese buitenstaanders zijn heel tevreden met de antwoorden die de machine(kamer) geeft en concluderen dat deze machine intelligent is en begrijpt wat hij doet (i.e. sterke kunstmatige intelligentie).

De omkering die ik wou voorstellen is als volgt:

Stel dat de persoon die in de chinese kamer zit aan de buitenwereld zou willen duidelijk maken dat hij géén domme gegevensverwerkende machine is maar een intelligent wezen op zich zelf. Hoe zou hij dat moeten doen? Laten we het experiment iets moderniseren: i.p.v. chinese karakters nemen we nullen en enen (zoals bij een Turingmachine) en we stellen dat de binnen- en buitenwereld geen gemeenschappelijk referentiekader hebben: de binnenwereld weet niets van de buitenwereld en omgekeerd evenmin. (De situatie lijkt op die van het SETI-experiment, waar gezocht wordt (werd) naar buitenaardse intelligentie, maar in ons geval loopt de communicatie sneller.)

Het enige dat binnen- en buitenwereld gemeenschappelijk hebben zijn de nullen en enen waarmee gecommuniceerd wordt. Als de persoon binnen veronderstelt dat de intelligente buitenwereld iets van rekenkunde af moet weten, dan zou hij priemgetallen naar buiten kunnen sturen om te laten zien dat hij iets van rekenkunde af weet. Maar de buitenwereld veronderstelt gewoon dat er binnen een softwareprogramma actief is dat priemgetallen genereert en heeft geen enkele aanwijzing dat er binnen een soort homunculus actief is.

Hoe moet de intelligente persoon binnen de kamer duidelijk maken dat hij bestaat?

Kenmerken van bewustzijn en (vrije) wil bij kinderen

3 maart 2014

Ik mis in allerlei artikelen over bewustzijn en (vrije) wil (bv. bij Dennett) een reflectie op het ontstaan van bewustzijn, b.v. kijkend naar de ontwikkeling van kinderen. Zoals meerdere malen is ontdekt en beschreven lijkt de ontwikkeling van eicel tot volwassen individu (de ontogenese) een verkorte afspiegeling te zijn van de evolutie (de fylogenese) van de actuele diersoort. Een kleine poging mijnerzijds om hier aanknopingspunten te vinden voor de discussie over (vrije) wil.

De ontwikkeling van het bewustzijn van mensen speelt zich hoofdzakelijk af ná de geboorte van het kind. De chaos aan zintuiglijke indrukken (die al in de baarmoeder begint) wordt geleidelijk aan gestructureerd tot een “wereldbeeld” op basis waarvan het kind handelt. Dat is de eerste vorm van elementair bewustzijn. Dat wereldbeeld verandert continu en breidt zich ook verder uit naarmate die wereld die ontdekt wordt groter wordt.

Parallel aan deze bewustzijnsontwikkeling ontwikkelt het kind ook een eigen “wil”. Dat gebeurt al meteen in het eerste levensjaar, nog vóórdat het kind kan praten. Die wil is bepaald niet vrij: hij wordt gestuurd door emoties en driften, zoals iedere volwassene die een kind heeft opgevoed weet. Als het kind gefrustreerd wordt in de uitvoering van wat hij wil, wordt hij boos en gaat huilen, maar is even daarna alweer afgeleid door andere interessante dingen in zijn omgeving die hij wil ontdekken.

Als het kind kan praten, dan kan hij zijn gedachten delen met anderen (opvoeders, kinderen, knuffels). Hier onderscheidt de mens zich van andere intelligente diersoorten, hoewel communicatie binnen andere sociale diergroepen (chimpansees, dolfijnen) interessante parallellen vertonen.

Op een gegeven moment gaat het kind “waarom”-vragen stellen (niet dan nadat hij herhaaldelijk door opvoeders is bestookt met waarom-vragen, meestal omdoet hij iets doet wat niet mag). Dit lijkt mij het moment waarop je kunt stellen dat zich een zelfbewustzijn heeft ontwikkeld, waardoor het kind in staat is gebeurtenissen in zijn omgeving in een breder kader (in ruimte en tijd) te beschouwen, los van zijn eigen positie daarin. Aangezien hij doordrongen is van zijn eigen wil, projecteert hij dat kenmerk op zijn omgeving, waar hij alles en iedereen (ook dus dode voorwerpen) een eigen wil toekent. De waaromvraag van het kind is dus gericht op het te weten komen van het motief, het doel en/of het nut van de handeling en/of gebeurtenis.

Pas veel later ontdekt het kind dat niet alle gebeurtenissen een doel hebben, maar ook toevallig of willekeurig kunnen zijn en een oorzaak hebben die je kunt onderzoeken. Mij dunkt dat dit signaal van zelfbewustzijn ook tevens aangeeft dat zich een “vrije” wil heeft ontwikkelt. De waaromvraag naar het motief, het doel suggereert immers dat er ook andere motieven mogelijk zijn, waar je uit kan kiezen. En dat is een elementaire voorwaarde voor vrije wil. Voorwaarde voor die keuze is wel dat je tijd hebt om over de verschillende mogelijkheden na te denken. Als je onder tijdsdruk toch moet handelen, dan is er geen sprake van vrije wil: je emoties op dat moment zullen grotendeels bepalend zijn voor wat je dan doet.

De overgangen tussen de verschillende stadia zijn geleidelijk en niet scherp onderscheidbaar, maar kenmerken zoals hierboven genoemd kunnen wel behulpzaam zijn.

Compromissen en democratie

14 april 2014

De Bulgaarse politicoloog Ivan Kristev doet in een artikel in de NRC van 5 april een interessante observatie die van verstrekkende invloed is op onze politieke meningsvorming: mensen hebben een natuurlijke hekel aan het sluiten van compromissen. De oorzaak daarvan is duidelijk: als je gefrustreerd wordt in het realiseren van je ideeën of bedreigd wordt in je zekerheden duidt dat op een stuk onmacht van jezelf en niemand wordt daar graag mee geconfronteerd. Er zijn echter aspecten van ons mens-zijn die als ononderhandelbaar worden beschouwd zoals: je identiteit, je sexe, je religie, je land, of je Vlaming bent of Waal, je beroep, of je Ajaxfan bent, etc. Je bent het of je bent het niet: daarover hoef je geen compromis te sluiten. In tegendeel: je bent er trots op en je verwacht dat anderen je daarin respecteren.

In de concrete (multiculturele) maatschappelijke werkelijkheid van Europa (maar ook in ieder land afzonderlijk) worden mensen echter voortdurend geconfronteerd met afgedwongen compromissen die die zekerheden aantasten. Het gevolg daarvan is dat mensen zich steeds meer terugtrekken op hun bastion van (schijn)zekerheden en politieke leiders volgen die zich hun lot aantrekken. Sterke leiders, die een compromisloze onverzettelijkheid tonen (“helden” in hun ogen), hebben hun voorkeur De opkomst van een dictator is hiervan het logische gevolg.

De makke is natuurlijk dat democratie slechts kan bestaan bij de gratie van de bereidheid om compromissen te sluiten. Democratie is immers niet alleen maar het beslissen bij meerderheid van stemmen (zoals velen schijnen te denken) maar ook het rekening houden met minderheden en het respecteren van hun mening. Het Nederlandse poldermodel is daar bij uitstek een voorbeeld van. Maar ook dat heeft zijn grenzen, zoals blijkt uit de opkomst van populistische partijen.

Het sluiten van compromissen vereist een attitude van solidariteit waarbij je naast de erkenning van verschillen ook inziet dat je heel veel gemeenschappelijk hebt, waar je baat bij hebt. Binnen één land is die solidariteit soms al ver te zoeken, laat staan binnen Europa of op Wereldschaal (denk aan het klimaatdebat). Bovendien duurt het ontzettend lang om over zoveel verschillen een compromis te bereiken. In een autokratie/dictatuur ben je daar snel klaar mee!

Kortom: ik zie de toekomst van de democratie somber in.

Kunst en emotie

5 februari 2016

Voor zover ik de kunstfilosofische literatuur kan overzien wordt er opmerkelijk weinig aandacht besteed aan het emotionele aspect van kunstbeschouwing. Opmerkelijk omdat het esthetische oordeel: mooi, lelijk, ontroerend, vervreemdend of nietszeggend vinden van een kunstwerk toch direct verwijst naar een opgeroepen emotie.

Waar Kant gezegd schijnt te hebben dat we niks zinnigs kunnen zeggen over “waarom we iets mooi vinden” en Wittgenstein opmerkte dat Wovon man nicht sprechen kann, darüber muss man schweigen, zou ik mij dus verre dienen te houden om hier uitspraken over te doen. Maar dat lijkt mij toch wat kort door de bocht.

Om te beginnen zou je kunstvormen kunnen indelen naar de heftigheid van de opgeroepen emotie. Ik denk dat muziek hierbij de kroon spant (denk eens aan een zaal vol gillende popmuziek fans). Film, TV en podiumkunsten zijn in mijn ogen een goede tweede, gevolgd door literatuur en poëzie (ook hier zijn spanning en ontroering duidelijk waarneembaar). Beeldende kunst hangt wat dat betreft een beetje onderaan: ik heb tenminste nog nooit iemand zien janken voor een Mondriaan of applaudisseren voor een Rembrandt. Maar hierbij speelt ook een rol dat dit soort uitingen in het algemeen niet door het omringende publiek worden gewaardeerd. Helemaal onderaan vinden we de toegepaste kunsten: design, architectuur, mode, etc. die sommigen niet tot de “echte” kunsten rekenen, maar daar maak ik mij niet druk om.

Een andere dimensie om kunstwerken te kunnen indelen is de mate van toegankelijkheid van het kunstwerk. Je hebt kunstwerken die zeer toegankelijk zijn (makkelijk) en daardoor een groot publiek trekken, anderen zijn moeilijker en vereisen nader onderzoek en studie. Je kunt met die twee aspecten, de heftigheid van emotie en de toegankelijkheid van het kunstwerk de volgende matrix maken, met wat voorbeelden waaraan je zou kunnen denken:

	toegankelijk, makkelijk	ontoegankelijk, moeilijk
Muziek	André Rieux, pop	Sacre du Printemps
Film, TV, Podiumkunsten	Hazes, GTST, soap	Tarkovsy, Lars von Trier, Becket
Literatuur, poëzie	Boeketreeks, bakerrijmpjes	Ulysses, Lucebert
Beeldende Kunst	Zwoele zigeunerin, jongetje met een traan	Kiefer, Bacon, Lucian Freud
Design, architectuur, mode, koken	IKEA, Anton Pieck huizen, C&A, hutspot	Ai Wei-wei, Iris van Herpen, Kaatje bij de Sluis

Uiteraard vormen de twee rechter kolommen uitersten, waartussen allerlei tussenvormen denkbaar zijn – een glijdende schaal dus. Het is niet moeilijk je voor te stellen dat een kunstbeschouwer die zich vooral in de rechterkolom beweegt de linkerkolom maar helemaal niks vindt, plat en ordinair en niet de term “kunst” waardig. Dat is een elitair standpunt, terwijl het in wezen om dezelfde soort emoties gaat. De elitaire kunstbeschouwer zal beweren dat zijn emotie veel genuanceerder, fijnzinniger is en veel meer aspecten kent. Welke dan?Ik noem er enkele die min of meer objectiveerbaar zijn (onder erkenning van het elitaire karakter er van):

• Herkenbaarheid .
  • Bij muziek zijn melodie, harmonie en ritme bepalend voor de herkenbaarheid van een stuk. Als je de Sacre du Printemps maar vaak genoeg hoort herken je daar structuren in, die je eerst niet hoorde.Velen vinden klassieke Arabische muziek maar kattengejank, maar ook dat is een kwestie van gewenning aan de klankkleur.
  • Bij film, TV en podiumkunsten speelt een belangrijke rol of je je kunt identificeren met bepaalde acteurs en/of hun emoties. Dat is een vorm van herkenbaarheid.
  • Hetzelfde geldt voor boeken die je leest. Maar voor het ene boek moet je meer moeite dan het andere om de betekenis er van te doorgronden.
  • BK: als het een abstract werk betreft wordt herkenbaarheid meteen een stuk lastiger. Vaak proberen kunstenaars emoties direct op te roepen, zonder een in de realiteit herkenbare tussenweg te gebruiken, louter door gebruik te maken van kleur, vorm en materie.
  • Bij figuratieve kunst is “betekenisdiepte” belangrijk: naarmate je meer in de compositie ontdekt versterkt dat de emotie en (dus) de waardering.
  • Aan een woonhuis stel je andere eisen (je moet je er thuis kunnen voelen) dan aan een publiek gebouw, waar meer architectonische vrijheden zijn toegestaan. Ik zou niet in een Rietveldhuis willen wonen.
• Originaliteit/uniciteit
  • Een kunstenaar is direct herkenbaar aan zijn eigen stijl, die hij vaak na een langdurige worsteling heeft eigengemaakt. Als die vorm bevalt krijg je onherroepelijk navolgers die hetzelfde trucje proberen uit te halen. Die ontwikkelde stijl is dus tevens een valkuil als er geen verdere vernieuwing plaatsvindt: op den duur krijg je ook genoeg van Malevitch, Miro en Mondriaan (historisch interessant en belangrijk, maar het roept geen emoties meer op).

• Complexiteit
  • Dit is een lastige: een complex kunstwerk (bv. de Goldbergvariaties van Bach) kan bewondering afdwingen vanwege zijn complexiteit en het vakmanschap dat nodig was om dit te realiseren. Maar anderzijds toont de ware meester zich juist in diegene die in staat is om met zo weinig mogelijk middelen een maximaal effect/emotie te bewerkstelligen (zoals bv. de verstilde klanken van Arvo Pärt, of l’Ascenseur sur l’échavaud van Miles Davis). Ander voorbeeld: de schijnbaar simpele, maar o zo rake penseelstreken waarmee Chinees/Japanse kunstenaars een “Zen” sfeer kunnen oproepen.
• Ouderdom/tijdloosheid
  • Prehistorische grotschilderingen dwingen bewondering af: ze zijn van een tijdloze schoonheid. En dat geldt voor vele archeologische voorwerpen (ook die nooit als “kunst” bedoeld zijn). Zgn. primitieve kunst (bv. Aboriginals in Australië) bieden vaak een geheel nieuw perspectief op emotionele gevoelens.
• Er zijn ongetwijfeld nog wel meer modaliteiten te vinden die bij de beoordeling van kunstwerken een rol spelen.

Leren we hier nu van waarom een kunstwerk mooi of lelijk kan zijn? Ik weet het niet!!

Reality is not what it seems

2 mei 2017

The only truly infinite thing is our ignorance

De bekende theoretisch fysicus Carlo Rovelli heeft ons recentelijk verblijd met een opmerkelijk boek over de huidige stand van zaken omtrent onze kennis over quantumgravitatie. Het boek staat nu eens niet stijf van de abstrakte wiskundige formuleringen waarvan maar weinigen de strekking begrijpen, maar het is een lovenswaardige poging om in normale taal de essentie van verschillende theorieën en hun filosofische implicaties te verhelderen, waarbij hij regelmatig teruggrijpt naar opvattingen van oude Griekse filosofen. Niettemin doet zijn verhaal een stevig beroep op ons verbeeldingsvermogen. Ik heb hier en daar geprobeerd dat m.b.v. voorbeelden te verduidelijken.

De laatste tientallen jaren is veel theoretisch onderzoek gedaan naar een mogelijke verbinding van de Relativiteitstheorie met de Quantummechanica, die elkaar, zo lijkt het, tegenspreken. Een van de theorieën die daarbij nogal populair is geworden is de snaartheorie. Helaas is tot nu toe nog geen enkel experimenteel bewijs gevonden die deze theorie kan bevestigen. In tegendeel: de verwachte vondst van een categorie nieuwe elementaire deeltjes op basis van “supersymmetrie” is uitgebleven.

Een concurrende theorie, die de laatste jaren veel aanhangers heeft gekregen is de Loop Quantum Gravity (LQG) theorie, waar Rovelli dieper op in gaat.

Het stelt dat het quantummechanisch wereldbeeld gebaseerd is op drie uitgangspunten:

1. Gebeurtenissen in de natuur zijn altijd gebaseerd op wisselwerkingen. Het waarnemen van een gebeurtenis is zo’n wisselwerking
2. De toekomst van een natuurlijk systeem is niet eenduidig uit het verleden af te leiden. We kunnen slechts statistische waarschijnlijkheden voorspellen.
3. Op de kleinst mogelijke schaal (de zg. Planck-schaal: 10-35 m) is de ruimte-tijd discreet gequantiseerd. Dat betekent dat de informatie die je over een natuurlijk systeem kunt verwerven per definitie eindig is.

Ad 1) Carlo Rovelli vertegenwoordigt een interpretatie van de quantummechanica die wordt aangeduid met relationele quantummechanica. In het kort gezegd komt deze opvatting er op neer dat de werkelijkheid niet bestaat uit “objecten”, maar uit “gebeurtenissen” die worden bepaald door wisselwerkingen. Onze kennis omtrent de werkelijkheid komt uitsluitend tot stand via wisselwerkingen, hetzij via onze zintuigen, hetzij via meetinstrumenten die ook op subatomaire schaal werkzaam kunnen zijn (zoals bv. bij CERN). Die wisselwerkingen leveren onvermijdelijk subjectieve kennis op: de observabele die je kiest bepaalt welk aspect van de werkelijkheid (bv. deeltjes- of golfkarakter) je ziet. Haal je die observabelen weg dan hou je “niets” over waar je iets zinnigs over kunt zeggen. Dat betekent ook dat je tussen twee opeenvolgende wisselwerkingen niets kunt zeggen over de toestand waarin een systeem zich dan bevindt.

Vergelijk het makroscopisch met een bloem: als je de kleur, de geur, de smaak etc., kortom alle zintuigelijke waarneembare kenmerken weghaalt door deze zintuigen een voor een uit te schakelen, dan hou je helemaal niks over en is dus ook het hele bestaan van die bloem twijfelachtig geworden (vandaar dat deze opvatting ook het “anti-realisme” wordt genoemd). Tegelijkertijd is ook duidelijk dat die zintuigelijk waarneembare kenmerken uitsluitend in onze hersenen tot stand komen. Op die manier hechten wij betekenis aan datgene wat we waarnemen.

Wat wij een “object” noemen is de illusie die ontstaat doordat een complex van vele wisselwerkingen een min of meer stabiel karakter vertonen.

Rovelli stelt dat het onmogelijk is een objectief beeld van de werkelijkheid te krijgen zonder daarbij het perspektief van de toeschouwer (als wisselwerking dus) te betrekken. Neem bv. een “berg”. Hoe kun je een objectief beeld van een berg krijgen als je niet weet wat de waarnemer onder een berg verstaat? Of neem het verschil tussen “groente” en “fruit”: we kunnen op de markt prima een fruitstal van een groentestal onderscheiden, maar wat is precies de definitie van groente en fruit? Hoe leg je aan een alien uit wat het verschil is, zonder daarbij de rol van de mens te betrekken?

In feite zijn alle aanduidingen en beschrijvingen van objecten en verschijnselen in de natuur afhankelijk van het perspectief van de waarnemer.

Schijnt de zon ook als er niemand kijkt? Jazeker, onze waarneming is slechts één van de vele wisselwerkingen die plaats vinden, maar waar wij niks van af weten als we niet kijken. Als je echter álle wisselwerkingen weghaalt dan hou je niks over wat aanspraak kan maken op het begrip “realiteit”.

Ad 2) Dit is het uitgangspunt van alle traditionele quantummechanische theorieën en wordt de onzekerheidsrelatie van Heisenberg genoemd. Deze stelt dat je niet alle waarneembare eigenschappen van een systeem tegelijk met een willekeurige nauwkeurigheid kunt bepalen. Wat je wint aan nauwkeurigheid bij de ene observabele (bv. tijd en plaats) moet je bekopen met een grote onnauwkeurigheid van een andere observabele (bv. energie en snelheid). Dat leidt tot problemen als je op steeds kleinere schaal naar fysische systemen gaat kijken: hun energie en snelheid worden steeds onzekerder. Als je oneindig hiermee door zou kunnen gaan leidt dat tot een singulariteit (bv. oneindige energie)waar je eigenlijk niks mee aan kunt. Een mogelijke oplossing hiervoor is:

Ad 3) Granulariteit. Dit is het terrein van de quantumgravitatie. Reeds Einstein wees er op dat je ruimte en tijd alleen maar kunt meten als je beschikt over daartoe geschikte meetinstrumenten. Ruimte en tijd worden namelijk nooit direct bepaald, maar worden altijd vergeleken met iets wat een ruimtelijk karakter heeft (bv. een lineaal, waarvan je maar hoopt dat die een constante lengte heeft) of iets dat vanwege zijn periodiciteit als klok kan fungeren (en dan maar hopen dat die gelijk blijft lopen). Ruimte en tijd zijn dus geen observabelen, maar slechts parameters in een willekeurig gekozen 4-dimensionaal coördinatenstelsel. Einstein toonde met zijn algemene relativiteitstheorie aan dat ruimte en tijd niet absoluut zijn (zoals Newton beweerde) maar dat iedereen in de ruimte-tijd zijn “eigen tijd” heeft en zijn eigen lokale ruimtestruktuur (d.i. de lokale metriek c.q. kromming van de ruimte, wat wij interpreteren als zwaartekracht). Waarnemers verschillen daardoor van opvatting over elkaars ruimte en tijd, afhankelijk van ieders plek in het zwaartekrachtveld.

Als je de ruimte-tijd nu op steeds kleinere schaal gaat beschouwen wordt het steeds moeilijker om geschikte ruimte en tijd meetinstrumenten te vinden en bovendien kom je in conflict met Heisenberg’s onzekerheidsrelatie.

Om deze conflicten op te lossen neemt de theorie van de “loop quantum gravity” (LQG) aan dat op zeer kleine schaal (de zgn. Planck schaal: 10-35 m; dat is dus nog veel kleiner dan de afmeting van welk elementair deeltje ook) de ruimte-tijd granulair gequantiseerd is. De ruimte-tijd is dus in essentie discreet en niet continu deelbaar in nog kleinere eenheden. Op deze schaal bestaat er géén ruimte en tijd meer: die ruimte-tijd quanta (ook wel gravitatiequanta genoemd)bevinden zich niet in de ruimte-tijd: zij constitueren juist datgene wat wij op grotere schaal ruimte en tijd noemen als emergent verschijnsel. De manier waarop die gravitatiequanta onderling samenhangen bepaalt (op grotere schaal) de kromming van de ruimte-tijd en (dus) de zwaartekracht. Die samenhang wordt wiskundig beschreven d.m.v. “spinnetwerken” en met de tijd als extra dimensie als “spinschuim”. Hier gaan we verder niet op in.

Het aantonen van deze quanta is een lastige zaak. Experimenten met versnellers zouden onnoemelijk veel energie vergen, die op aarde niet te realiseren is. Maar we kunnen wel kijken naar zware lichamen in het heelal: gravitatiegolven en zwarte gaten. Die quantisatie heeft voor zwarte gaten een merkwaardig gevolg: naarmate zo’n zwart gat meer massa opslokt, zal die massa zich in dat zwarte gat zich steeds verder gaan verdichten. In de klassieke relativiteitstheorie zou dat een singulariteit opleveren, maar de quantisatie van het gravitatieveld stelt hier een grens aan: op zeker moment zullen alle gravitatiequantumtoestanden “bezet” zijn en is verdere verdichting onmogelijk. Komt er nu nog meer massa in dat zwarte gat terecht dan kan zo’n gat niets anders doen dan ontploffen in wellicht meerdere kleinere zwarte gaten. Het waarnemen van zo’n verschijnsel zou een aardige bevestiging opleveren van deze LQG-theorie.

Om dezelfde reden komt de “Big Bang” ook in een ander daglicht te staan. Ook hier belemmert de quantumgravitatie het ontstaan van zo’n singulariteit. Het ligt dan meer voor de hand aan te nemen dat er een reeks van heelallen is geweest die telkens in elkaar storten tot een reusachtig zwart gat om vervolgens weer te exploderen. Een “Bouncing Bang” dus.

Rovelli legt ook een interessante link met de informatietheorie. Als er veel mogelijke alternatieve uitkomsten van een experiment zijn dan is de verkregen informatie groot. Weet je van te voren dat er niet meer dan twee mogelijkheden zijn (bv. kop of munt als je een munt gooit) dan is die informatie gering (dit wordt uitgedrukt in zgn. “Shannonbits”: in het geval van munt gooien is de verkregen informatie 1 shannonbit; bij meer (N) mogelijkheden is de verkregen informatie S= log2N).

Voor entropie als maat van wanorde geldt iets soortgelijks, maar dan negatief, dus: gebrek aan informatie. Entropie staat dus niet alleen voor “wanorde”, maar ook voor “het niet weten” c.q. “onzekerheid”. Boltzman ontwierp hiervoor de volgende formule: S(entropie)= k log W, waarbij W het aantal mogelijke toestanden is en k de constante van Boltzman (om de dimensies te laten kloppen).

Het formalisme van de quantummechanica is nu heel goed te verrijken met kennis vanuit de informatietheorie. Wegens de quantisatie van de natuur is de informatie die je uit een fysisch systeem kunt halen altijd eindig, omdat het aantal quanta wel zeer groot maar niettemin eindig is. Vanwege de onzekerheid waarmee elke quantummechanische voorspelling behept is, kan er dus altijd nieuwe informatie verworven worden. Op basis van het verleden (en het eventueel schrappen van irrelevante informatie) kan altijd een nieuwe voorspelling worden gedaan[iii]. Dat heeft merkwaardige consequenties: de gravitatiequanta die gezamenlijk het oppervlak vormen van een bolvormige gesloten ruimte (bv. de waarnemingshorizon van een zwart gat) kunnen op zeg N verschillende manieren gedistribueerd zijn. Die quanta aan de oppervlakte zijn d.m.v. links van het spin-netwerk verbonden met inwendige quanta. De entropie binnen die bol is rechtstreeks af te leiden uit het gebrek aan kennis over de distributie van gravitatiequanta aan het oppervlak van die bol. Naarmate die bol (het zwarte gat ) door het opslokken van materie groter is zal zijn entropie ook groter zijn.

Het feit dat je vanuit kennis over de fysica van het oppervlak van een bol iets kunt zeggen over het inwendige van de bol wordt het holografisch principe genoemd. Anderzijds heeft Stephen Hawking aangetoond dat een zwart gat niet stabiel kan zijn, maar geleidelijk aan “verdampt” (door quantummechanische effecten) en wel des te sneller naarmate hij kleiner is. De toekomst van een zwart gat blijft dus voorlopig onzeker.

Entropie, onzekerheid en tijd hangen nauw met elkaar samen. Op (sub)atomaire schaal zijn alle wisselwerkingen in de tijd omkeerbaar. De richting van de tijd wordt pas duidelijk op grotere schaal: niet alle wisselwerkingen kunnen namelijk tegelijkertijd omgekeerd worden door de quantummechanische onzekerheid in tijd en plaats. Daardoor neemt de entropie toe, samen met de onzekerheid over de te verwachten toestand. Je kunt dan ook zeggen dat die toename van onzekerheid verantwoordelijk is voor het emergente verschijnsel dat wij op grote schaal hebben van het besef van tijd en richting van de tijd. In een hard deterministisch wereldbeeld (á la Laplace) waarin alle wisselwerkingen in heden, verleden en toekomst met absolute zekerheid vastliggen en ook allemaal tijdomkeerbaar zijn is de entropie nul en heeft het begrip tijd en tijdrichting geen zin meer. Wat wij op makroscopische schaal menen te zien als tijdrichting is in feite terug te voeren tot de interpretatie van een verschil in waarschijnlijkheid van begin- en eindtoestand. De eindtoestand die we waarnemen van een natuurlijk verlopend proces is onzekerder en heeft daardoor meer entropie als de begintoestand.

Rovelli’s opvattingen reiken veel verder dan het quantummechanische terrein. Het gaat immers óók om de realiteit van alledag. Het inzicht dat die realiteit uitsluitend via wisselwerkingen (waaronder onze waarnemingen)tot stand komt en dat onze opvattingen van ruimte en tijd/-richting als emergent verschijnsel louter worden veroorzaakt door fundamenteel statistische onzekerheid op quantumschaal is belangrijk genoeg om over door te filosoferen!

Letter to Daniel Dennett

(3 februari 2018)

Reading your recent book “From Bacteria to Bach and back” I missed a clear definition of what you mean by “comprehension”.

Trying to fill in this gap (for my own comprehension) I reason as follows:

When someone says he doesn’t comprehend/understand something it means he cannot connect it with his personal knowledge because it is unknown or contradictory to what he already knows. “Comprehension” is therefore directly connected and limited to the knowledge (you may also say the “memetic field”) of the actual person.

Of course most of this knowledge is ill defined because most elements are just conjectures and prejudices and a relatively small part of it he knows for “sure” – but that doesn’t matter in this discussion. Compare this with a computer program: the accessible “knowledge” is defined by its database and all the software needed to handle this database. This knowledge is “sure“ for the program that uses this database. What’s the purpose of all this remains outside the scope of the program because the user of the computer takes those decisions. So you can – outside – say indeed the computer is “competent without comprehension”. But inside the computer (like the person in Searle’s Chinese Room) he (the computer program) knows perfectly well what he is doing, however not “why”. So the comprehension of the computer is limited to the information that is accessible for the program.

Now we have “learning computers”, which means that the computer uses information from outside with the help of appropriate interfaces (i.e. a robot). What happens if you tell the robot what it’s all about and what is the purpose of its existence? Well, that information matches very well with what the robot already knows and it makes his comprehension greater. At this moment I don’t see any reason left why he is “competent without comprehension”. But is he also “conscious” about that?

In my opinion “consciousness” has less to do with comprehension but all the more with competence. Competence evolves in Darwinian theory by mutation followed by natural selection. But in that development there is a moment that creatures can learn by themselves (also a competency) and change/adapt their competency in order to get a better survival possibility. This learning process starts with “trial and error”: errors are extremely important in the learning process. This is also a Darwinian process, but now mutations are replaced by trial and error. Later on a deliberation process (which is the best alteration for my competency?) comes into view and that is – in my opinion – the moment that “consciousness” will appear.

Of course comprehension will improve your chance of survival. And when you meet serious difficulties, your consciousness will focus on that difficulty and will find hopefully a solution that enlarges your comprehension. And the more intelligent you are the more your chance of survival will improve. But on the whole a mediocre comprehension and intelligence is enough to survive in normal circumstances.

Evolution is a typical “bottom up” process while designed artefacts are a typical result of a “top down” process as you rightly noticed. In order to invent a “conscious robot” it should be needed that the robot discovers bugs in his own program and repairs them, and that he can make improvements in his own program for a better “survival”. So a change from “top down” to “bottom up”. Such technology seems however far away!

The stadia of evolution of competence by means of mutation -> trial and error –> deliberated choice seem to be stepping stones like emergent phenomenon’s which appear with more complex nervous systems. In the same way you may say that consciousness emerges when you have enough nerves to build up a mindscape, that gives opportunity to deliberate choices for action in abstract before actually execute them.

De angst voor vrijheid

(4 februari 2017)

De meeste mensen zijn bang voor (individuele) vrijheid, omdat ze dan plotseling zelf verantwoordelijk worden voor hun daden. Ze zoeken daarom geborgenheid bv. in een sociale groep (etniciteit, religie, voetbalclub) en plaatsen zichzelf graag in een slachtofferrol, zodat ze anderen de schuld kunnen geven van hun situatie. Populisten maken gaarne gebruik van zo’n situatie door zich als leider van zo’n beklaagde groep op te stellen.

“Een leiderscultus bevrijdt burgers van hun verantwoordelijkheid. Onderdanen kunnen immers geen schuld dragen” Hier horen termen bij als “wir haben es nicht gewusst” en “Befehl ist befehl”.

De schaamtecultuur die hier het gevolg van is, is typerend voor maatschappijen met strakke, hiërarchisch ingerichte sociale netwerken, zoals bv. in China en Japan, waar onafhankelijk en vrij denken niet op prijs wordt gesteld, als dat niet in het belang is van het netwerk.

De schuldcultuur zoals bv. in Duitsland (ik ken eigenlijk geen andere duidelijke voorbeelden) die na de 80er jaren op gang is gekomen houdt juist het volmondig erkennen van schuld in, in de hoop het in de toekomst beter te zullen doen. Het gevaar hier is echter dat de schuldenaar gegijzeld wordt door zijn schuld, waardoor er nooit een einde lijkt te komen aan die schuld. Het telkens maar weer oprakelen van door vorige generaties geplaagde misdaden werkt dan contraproductief.

Iedereen heeft behoefte aan een “comfortzone”, een zone waarin je je veilig voelt. In veel maatschappijen krijg je nauwelijks de gelegenheid om zelfstandig zo’n comfortzone te creëren. In tegendeel: in dictatoriaal georganiseerde maatschappijen (maar dus ook bij de maffia en de zgn.”staatsreligies”) wordt die comfortzone van bovenaf bepaald en gecontroleerd. Van vrijheid is absoluut geen sprake, maar als je je aan de regels houdt ben je wel “veilig”. Door hieraan mee te doen hou je de mythe die van bovenaf wordt opgelegd in stand. De angst om hiervan af te wijken belemmert je om je comfortzone te verlaten. Een revolutie in de maatschappelijke verhoudingen is dan de enige mogelijkheid om hiervan los te komen (zoals bv. in de 60er jaren is gebeurd).

In democratische verhoudingen, waar het gelijkheidsbeginsel geldt, kan autoriteit alleen maar verworven worden als er ook verantwoording van en door die autoriteit wordt afgelegd. Autoriteit is dus, in tegenstelling tot bij een dictatuur, nooit vanzelfsprekend.

In westerse maatschappijen zoals de onze, is de omvang van de comfortzones zeer ongelijk verdeeld: groot bij de hoogopgeleide elite en klein aan de onderkant van de samenleving, de verschoppelingen en gediscrimineerden. Verder is er een grote groep die na de oorlog een zekere welstand heeft verworven en bang is om die te verliezen. Die mensen verdedigen met hand en tand hun comfortzones in de veronderstelling dat die bedreigd wordt door immigranten. De hang naar nationalisme en identiteit (“eigen volk eerst”) vormen de mythes die hun comfortzone ondersteunen. De vrijheid die zij voor zichzelf menen te kunnen opeisen weigeren zij te delen met “vreemdelingen”.

Hoe los je dit op?

Emergentie

(29 juni 2021)

Dit is een vrijwel geheel door mij geschreven pagina op Wikipedia (NL).
De paragraaf "filosofische betekenis" is herzien in mei 2023.

Zie: Emergentie

Relationele Kwantummechanica

(29 juni 2021)

Dit artikel op Wikipedia (NL) is geheel door mij geschreven en wordt ook regelmatig geüpdatet.

Zie Relationele kwantummechanica

Absolute Entropie, Zwarte Gaten, entropische kracht en de tijdrichting

(in de loop van 2022) toegevoegd

Het volgende artikel is in april 2023 door mij toegevoegd aan Kunstmatige Intelligentie.:

Algoritmen

Een algoritme is in z'n algemeenheid een procedure voor het oplossen van een probleem. In de discussie over AI (Artificiële Intelligentie ) wordt vaak ten onrechte gewezen op slimme algoritmen, die zelfs de menselijke intelligentie zouden kunnen "verslaan". Niets is minder waar: algoritmen zijn buitengewoon dom: ze doen namelijk precies wat er van hun gevraagd wordt. Maar ze doen dat wel buitengewoon snel wat de illusie van "slim" zijn suggereert. Algoritmen zijn inderdaad sterk in het snel verwerken van grote hoeveelheden data, zoals blijkt uit patroonherkenning door robots (zoals het stellen van diagnoses van ziektebeelden, zelfrijzende auto's, schaakcomputers, etc.). De bedenker van zo'n algoritmen kan misschien wel slim zijn, maar hij is onvermijdelijk behept met de beperking dat hij niet kan garanderen dat zijn algoritme een oplossing is van zijn probleem als de context van het probleem niet scherp is te definiëren (zoals dat bv. wèl het geval is in het schaakspel). In het reële leven hebben we echter te maken met een veelheid van elkaar deels overlappende contexten, waardoor de probleemstelling niet scherp te definiëren is. De kracht van menselijke intelligentie is juist dat wij razendsnel van context kunnen wisselen, bv. tijdens een gedeeltelijke oplossing van een probleem. Dit is ook de basis voor paradigma verschuivingen bij probleemoplossingen.

Patroon herkennen doen wij (mensen en dieren) voornamelijk onbewust, tenzij het patroon afwijkt van wat we verwachten. Die onbewuste werkwijze wijst op het uitvoeren van een algoritme in het neurale netwerk. Feitelijk worden alle handelingen die je automatisch, zonder er bij na te denken doet, uitgevoerd door algoritmen in je centrale zenuwstelsel. Het bewustzijn wordt pas actief als het algoritme stagneert door een onverwachte gebeurtenis.

Sommige algoritmen kunnen leren: dwz dat ze nieuwe patronen die ze nog niet kennen aan hun database kunnen toevoegen. Het gevaar is echter levensgroot dat zo'n nieuw patroon wellicht een vooroordeel versterkt. Een database vrijwaren van vooroordelen is buitengewoon lastig en vereist veel menselijke intelligentie. Hierdoor falen regelmatig allerlei algoritmen.

Toegevoegd in april zijn de volgende artikelen:

• Neerwaartse oorzakelijkheid
• Begrijpen
  

Beide artikelen zijn "beginnetjes"