De Gids. Jaargang 158
(1995)– [tijdschrift] Gids, De– Auteursrechtelijk beschermd
[pagina 982]
| |||||||||||||||||||
Kroniek & KritiekFrits Staal
| |||||||||||||||||||
[pagina 983]
| |||||||||||||||||||
had over ‘gamma’ na te denken, herinner ik eraan dat hij getrouwd was met de antropologe-historica Silvia de Groot. Sybren de Groot was een man met een open mind, maar die mind was kritisch: hij was in alles geïnteresseerd maar koketteerde niet met de laatste mode. Toen het meer en meer duidelijk werd dat de positivisten hun beperkingen hadden, is hij blijven hoog houden wat hun positieve bijdrage was: het streven naar helderheid en logische consistentie. De zwakke zijde van het positivisme verwierp hij niet want die had hij nooit aanvaard: namelijk het geloof dat de ‘feiten’ op een of andere automatische wijze kunnen of zelfs moeten leiden tot theorieën - de positivistische karikatuur van ‘de wetenschappelijke methode’. Sybren wist dat wetenschappelijke ideeën op allerlei wijzen tot stand kunnen komen of worden bedacht of gecreëerd: ze volgen op een droom, een val door het ijs, een mystieke ervaring, een drug of (zoals Roger Penrose nog onlangs heeft beschreven) het oversteken van een straat. Juist in dat opzicht van creativiteit is de wetenschap niet verschillend van de kunst. Het behoeft daarom niet te verbazen dat het motto van die eerste oratie een citaat is van André Malraux dat uitspreekt dat ‘de kunstenaar de betekenis van de wereld reduceert tot vormen, de filosoof tot begrippen en de wetenschapper tot wetten’. Of dat nu precies zo is liet Sybren (en laat ik) in het midden, maar let op het woord ‘reduceert’ (réduise) waarop ik nog terugkom. Ik zal niet trachten een idee te geven van Sybrens talrijke creatief-kritische besprekingen van literatuur of kunst, of het nu gaat om Malraux, Simone de Beauvoir, Italo Svevo of Parisius, die meer bekend is geworden als ‘Kid Dynamite’ (De Groot 1949, 1950, etc.) - en dan heb ik zijn belangstelling voor de archeologische vondsten aan de Dode Zee (1956) nog niet eens vermeld. Mijn competentie op deze uiteenlopende gebieden is helaas onvoldoende en ik zal mij beperken tot wetenschapsfilosofische en wetenschapstheoretische overdenkingen, en zelfs op het gebied zal ik moeten simplificeren. Hij is op dat gebied wel eens van gedachten veranderd, maar in beginsel heeft hij steeds dezelfde koers gevaren. In de tweede oratie van 1954 (Leiden), staat een nieuw begrip in de titel: ‘vervreemding’. Men verwachte niet een betoog met een marxistische of existentialistische teneur: het gaat over het idee dat de moderne natuurkunde ‘vreemd’ is geworden. Dat was lang voordat de fysici zelf het begrip ‘strangeness’ toepasten op bepaalde elementaire deeltjes. Sybren vermeldt kort Kants beperkingen (die leidden tot een gebrek aan begrip voor niet-euclidische meetkunde en voor de relativiteitstheorieGa naar eind1.) en Hegels ‘troebele en dwaze tiraden tegen Newton’ alvorens te komen op de romantische reactie tegen het rationalisme die ‘in Duitsland en zijn philosophische satellietstaten’ (waar Nederland nog steeds bij hoort) leidde tot ‘het dieptepunt van het verval der intelligente werkwijze’... ‘bij philosofen als Rickert, Windelband, Du Bois-Reymond en Dilthey die een essentieel verschil tussen geestes- en natuurwetenschappen construeerden (overigens op onderling nogal tegenstrijdige wijzen), volgens hen gebieden door een onoverbrugbare kloof gescheiden’ (1954:27). In andere geschriften toonde hij aan hoe nauw deze gedachtengangen aansluiten bij fascistische ideeën over ‘Deutsche Physik’ e.d. (1982).
Sybrens inzichten, ideeën en opvattingen over de eenheid der wetenschap zijn geïnspireerd en ten dele gebaseerd op zuiver wetenschappelijke resultaten. Dit blijkt uit zijn onderzoek naar de ‘thermodynamica van onomkeerbare processen’ - een gebied, schreef ik, ‘waarin de meeste lezers van De Gids hem niet gemakkelijk zullen kunnen volgen’. Maar is dat niet een kleine contradictie? Indien het waar is dat alfa en bêta niet essentieel verschillen, dan berust het idee dat een alfa niet in staat is een bêta te volgen op een vooroordeel. Ik ben ervan overtuigd dat dat vooroordeel Europees is (elders komt het niet voor) en dat het wel meevalt met de moeilijkheid van de materie. | |||||||||||||||||||
[pagina 984]
| |||||||||||||||||||
Op de campus van de universiteit van Californië te Berkeley liggen twee zwembaden vlak naast elkaar. Soms gaan ze allebei tegelijkertijd open. De zwemmers verdelen zich dan over de baantjes in die twee baden, kennelijk omdat iedereen zoveel mogelijk ruimte voor zich zelf wil hebben. Soms gaat er een bel en dan moeten alle zwemmers-voor-ontspanning in één zwembad zwemmen, en het andere wordt opengehouden voor de leden van het Berkeley Swimming Team die na enige tijd naar binnen slenteren en beginnen zich en elkaar uit te rekken. Soms gebeurt het volgende: het team gaat weg en onmiddellijk zie je dat de andere zwemmers zich weer verspreiden over de twee baden. Dat proces is onomkeerbaar: wat je nooit ziet is dat beide baden vol zitten, maar dat plotseling alle zwemmers in één bad gaan zwemmen en het andere open laten. Zo iets is denkbaar, maar er zou een goede reden moeten zijn: bijvoorbeeld een verbod, kenbaar gemaakt door een bel, of dat plotseling het water in één bad een griezelige groene kleur krijgt of dat er kleine haaien of giftige waterslangen te voorschijn komen. Tenzij ervan wordt afgeweken om bepaalde redenen (waarbij zijn inbegrepen de overwegingen van individuele zwemmers), schijnt de verspreiding van zwemmers over twee zwembaden dus aan bepaalde wetmatigheden onderworpen te zijn. Die wetmatigheden treden ook op wanneer we in de natuurkunde kleine deeltjes (moleculen, bijvoorbeeld) bekijken, maar daar zijn ze veel preciezer. Stel dat we twee vaten hebben met een klein deurtje ertussen. Het ene vat is gevuld met kleine deeltjes die in beweging zijn en met elkaar botsen in overeenstemming met de wetten van de mechanica. (Die beweging wordt door ons als warmte ervaren: hoe sneller de bewegingen, hoe warmer.) Het deurtje is dicht en het andere vat is leeg. Stel nu dat we het deurtje openmaken: wat we waarnemen is dat de deeltjes zich na verloop van tijd min of meer gelijkelijk over de twee vaten hebben verdeeld. Wat hier gebeurt is niet hetzelfde als bij zwemmers: de bewegingen van de deeltjes zijn alleen onderworpen aan de wetten van de mechanica, ze hebben niet zelf een voorkeur en zijn niet aan het ‘proberen’ meer ruimte te krijgen. Ze bewegen zich alleen maar in overeenstemming met die botsingswetten. De botsingswetten van de mechanica zijn omkeerbaar: een deeltje dat uit richting A komt en tegen de muur botst wordt teruggekaatst in richting B, en een deeltje dat uit richting B komt wordt teruggekaatst in richting A. Daaruit volgt dat het mogelijk is dat het volgende geval optreedt: het deurtje is open, de twee vaten zijn vol deeltjes, maar alle deeltjes bewegen zich in één richting door het deurtje en na verloop van enige tijd is het ene vat vol en het andere leeg. Dat zou moeten kunnen gebeuren omdat geen van die bewegingen in strijd is met de wetten van de mechanica. Iedereen weet, of verwacht althans, dat het ene gebeurt en het andere niet. Als een vat vol is en het deurtje wordt opengezet, dan verspreiden de deeltjes zich over de beide vaten. Maar als beide vaten vol zijn en het deurtje openstaat dan zien we niet dat de deeltjes plotseling allemaal naar één kant gaan. Maar nu hebben wij een probleem: de wetten van de mechanica kunnen blijkbaar niet verklaren dat het ene gebeurt en het andere niet. Enige tientallen jaren voor dit soort atomistisch of ‘microscopisch’ bestuderen van deeltjes op gang was gekomen, was er in de negentiende eeuw, op grond van ‘macroscopische’ overwegingen, een nieuwe wetenschap gelanceerd: de thermodynamica. Daarbij werd een principe gepostuleerd: de entropie, en een wet geformuleerd: de Tweede Hoofdwet van de thermodynamica, die zegt dat entropie van een afgesloten systeem altijd toeneemt. Die wet is ook van toepassing op open systemen waarbij andere dingen kunnen gebeuren. Met de ontwikkeling van het ‘microscopische’ perspectief werd bij deze wetenschap aangesloten en entropie werd nu geïnterpreteerd als een maat voor ‘wanorde’. De Tweede Hoofdwet zegt dan dat, in een gesloten systeem, de wanorde altijd | |||||||||||||||||||
[pagina 985]
| |||||||||||||||||||
toeneemt. Dat verklaart dat alle deeltjes zich over twee vaten verdelen en niet zich in één vat ‘geordend’ opstellen. De samenhangen die ik hier ruwweg en met hulp van Professor L.G. Suttorp heb beschreven, kunnen preciezer met behulp van een wiskundige taal worden uitgedrukt. Ze zijn maar bij heel ruwe benadering van toepassing op het verhaaltje van onze zwemmers want die botsen niet tegen elkaar in overeenstemming met de wetten van de mechanica, of althans niet op dezelfde simpele wijze als kleine deeltjes: ze gebruiken bijvoorbeeld hun armen en benen, ledematen die kleine deeltjes niet bezitten. Hun bewegingen zijn niet omkeerbaar (probeer maar eens achteruit te zwemmen). Ze vormen ook niet een afgesloten systeem. Er kunnen zich allerlei factoren voordoen: soms wordt het water te koud, te warm of te vies en om die reden verlaten; sommige zwemmers worden moe en houden op met zwemmen, andere hebben een pil ingenomen die plotseling begint te werken, weer anderen zwemmen bij voorkeur vlak achter of tegen een bepaalde andere zwemmer of zwemster aan, enzovoort.
Waarom ontwerp ik u aan deze vreemde bespiegeling? Niet omdat ik u wil vervreemden of omdat de natuurkunde vreemd is maar omdat er iets belangrijks achter zit. Een aantal denkers, natuurkundigen niet uitgesloten, hebben het gevoel gehad dat het leven orde in de dode materie doet toenemen; anders gezegd: het leven is een kracht die niet onderworpen schijnt te zijn aan de tweede wet van de thermodynamica die zegt dat orde altijd af moet nemen in een afgesloten systeem zoals een plant, dier of mens. Het is inderdaad een voor de hand liggende gedachte: in het universum als geheel mag de wanorde dan steeds toenemen, maar in bepaalde afgesloten systemen zoals levende wezens wordt orde opgebouwd. Zelfs Max Planck was van mening dat levende dingen misschien niet aan de tweede wet onderhevig waren en Edwin Schrödinger in zijn beroemde en nog steeds veel geciteerde essay What is Life? verklaarde dat de biologische wetten van de toekomst niet-fysisch zullen zijn. Al deze informatie ontleen ik aan een belangrijk artikel van 1961 getiteld ‘Entropie en Leven’, waarin Sybren de Groot een diepere fundering geeft voor de zogenaamde ‘ontboezemingen’ over alfa en bêta waarmee ik ben begonnen. De oplossing is betrekkelijk eenvoudig, zoals dat met sommige belangrijke waarheden (maar niet met alle) het geval is. Zodra we dat inzien, zien we ook waarom Planck en Schroedinger op dat belangrijke punt dat boven de natuurkunde uitgaat een vergissing maakten. Sybren schrijft over een metalen staaf, die aan het ene einde verhit en aan het andere verkoeld wordt. De temperatuur is niet uniform over de staaf verdeeld ‘zodat we niet te maken hebben met de toestand van hoogste wanorde of entropie die aanvankelijk aanwezig was toen de staaf overal dezelfde temperatuur had’. Met andere woorden, orde is toegenomen en entropie is gedaald en de reden daarvan is heel eenvoudig: de staaf die aan het ene einde wordt verhit en aan het andere verkoeld is geen afgesloten systeem. Hetzelfde geldt voor levende wezens: het zijn geen afgesloten systemen. Ze leven, in feite, omdat ze energie met de omgeving uitwisselen. Daar volgt uit dat natuurwetten ook voor levende wezens gelden: de ‘thermodynamica van onomkeerbare processen’ is er juist wel op van toepassing. Uit dit belangrijke resultaat volgt niet dat er geen speciale beginsels kunnen bestaan die voor het leven gelden en niet voor de dode materie, zoals de ‘vitale’ principes die vroeger werden gepostuleerd door Hans Driesch of Pierre Teilhard de Chardin (De Groot 1963); maar dat zulke principes bestaan is nog nooit aangetoond. Alles wat zich binnen cellen afspeelt geschiedt in overeenstemming met bekende wetten van de anorganische natuur. Natuurlijk kan altijd worden ontdekt dat daar andere wetten opereren, maar dat is nog niet gebeurd. Hebben we dus aangetoond dat mensen | |||||||||||||||||||
[pagina 986]
| |||||||||||||||||||
‘eigenlijk’ metalen staven zijn? We komen hier in de buurt van het veel gesmade reductionisme waaraan Sybren zich, en dat nog wel in analogie met Malraux, schuldig schijnt te maken. Een goed voorbeeld van zulke ‘reductie’ is het verklaren van warmte uit de beweging van deeltjes waarnaar ik al kort verwees. Ons gevoel van warmte en ook de warmte die de thermometer meet wordt verklaard door warmte te reduceren tot de beweging van deeltjes. Zulk reduceren verschaft inzicht en is altijd een stap vooruit; er volgt natuurlijk niet uit dat het altijd kan. Reductionisme is tegenwoordig een lelijk woord. Frans Saris schrijft in een recent nummer van De Gids: ‘Het reductionisme moge als onderzoekprogramma nuttig zijn geweest, het idee dat complexe verschijnselen op een bepaald niveau in de natuur te verklaren zijn op basis van de bouwstenen een niveau lager, blijkt onhoudbaar’ (1995: 409b). Mijn indruk is dat ‘het idee dat complexe verschijnselen op een bepaald niveau in de natuur te verklaren zijn op basis van de bouwstenen een niveau lager’ een uitstekende karakterisering bevat van enkele van de beste ontdekkingen van de wetenschap, precies het soort ontdekkingen dat de wetenschap in toenemende mate één maakt. Dat is de stuff waar het in de ‘theorieën over alles’ om gaat. Gelukkig zijn beschouwingen van de fysica zoals die waaraan Saris zich schuldig maakt geen wetenschappelijke resultaten. Zij zijn misschien gebaseerd op het fysische gevoel van een fysicus, maar we hebben al gezien dat Planck en Schrödinger ook wel eens onjuiste gevoelens bezaten. Overigens voelen vele ouderwetse denkers dat het reduceren van ‘geest’ tot ‘materie’ een afschuwelijke en monsterachtige bezigheid is. Ze vergeten blijkbaar dat er volkomen onzekerheid en onenigheid bestaat over wat ‘geesten’ zijn en zelfs of ze bestaan, terwijl alle fysici het erover eens zijn dat ‘materie’ gebleken is meer abstract, mysterieus en strange te zijn dan enig mens ooit had kunnen bedenken. Het ‘fysische gevoel’ van een fysicus is meestal gebaseerd op intuïties die voortkomen uit de omgangstaal waarin de fysische inzichten worden vertaald maar die niet volgen uit de in wiskundige taal geformuleerde stellingen van een natuurkundige theorie. N.G. van Kampen heeft dit nog onlangs in De Gids (1995) betoogd, maar ook Sybren had al geschreven over ‘het in de buurt blijven van de gecondenseerde kracht der formules’ (over Einstein: 1956). En wat is daar de oorzaak van? Dat de omgangstaal is ontstaan, dat wil zeggen geselecteerd, op grond van praktische problemen en niet om theorieën over het universum uit te drukken. Wetenschappen hebben de omgangstaal achter zich laten liggen en kunstmatige talen gecreëerd om te trachten de waarheid met betrekking tot de werkelijkheid beter tot uitdrukking te brengen. Dat is in Europa begonnen bij de logica van Aristoteles, die was geïnspireerd door Plato's onderzoekingen in dialogen zoals de Parmenides en Theaetetus, en in India bij de theoretici van het ritueel en van de taal. Wetenschappen proberen altijd nieuwe en onbegrepen verschijnselen tot bekende beginselen te herleiden of te reduceren. Op die manier zijn al heel wat zogenaamde ‘geesteswetenschappelijke’ problemen herleid tot de menswetenschappen, menswetenschappelijke tot de levenswetenschappen en biologische tot de fysica. Maar lukt het niet, dan wordt soms iets nieuws ontdekt. De thermodynamica is een goed voorbeeld: zij kon dingen verklaren die de mechanica niet kon verklaren. Het lijdt geen twijfel dat de eenheid van de wetenschap over de eeuwen is toegenomen. Dat voor de sterren dezelfde wetten gelden als voor de aarde, iets wat Plato en Aristoteles hadden ontkend, is nog steeds het beste voorbeeld. Maar de eenheid der wetenschap is nog niet bereikt en dat er zo'n eenheid bestaat, staat dus niet vast: soms lukt het met reductie en soms lukt het niet. Soms kan men aantonen dat het nooit zal gaan, maar zulke bewijzen zijn zeldzaam (Gödel heeft er een paar gegeven). Het sentimentele of religieuze gevoel dat het nooit, en | |||||||||||||||||||
[pagina 987]
| |||||||||||||||||||
het positivistische of sciëntistische gevoel dat het altijd zal lukken, zijn allebei uitingen van geloof. Wetenschappelijk is het te proberen want de methode is goed, alleen - de wetenschap is nog niet af en zal het ook nooit zijn want geen wetenschappelijke waarheid is immuun voor nieuwe ontdekkingen en inzichten. Dat het fysische gevoel niet veel om het lijf heeft, had Sybren al betoogd en geïllustreerd in De Gids met een prachtig voorval van lang vóór de atoombom. Het gaat over een ‘jeugdige natuurkundige’ die, in Nederland tijdens de bezetting, met behulp van E = mcGa naar eind2. had uitgerekend dat als een handkoffer met een kleine hoeveelheid uranium in de gracht zou vallen er met het energie-equivalent van die massa een tamelijk grote hoeveelheid grachtwater en baksteen kon verdampen (hij zat in een gebouw dat aan een gracht stond): ‘Hij deelde dit resultaat mee aan een befaamd hoogleraar in de natuurkunde (wiens assistent hij was), iemand die, behalve beroemd wegens zijn experimentele en technische vondsten, ook fundamenteel spionagewerk over V-wapens, kogellagers en dergelijke verricht had ten bate van de geallieerde zaak. Deze grote man sprak: “Kijk eens hier, jongeman: mijn fysisch gevoel zegt mij dat, als die “gadget” van jou hier in de gracht valt, dan sist het misschien wel even, maar dat wij hier met het laboratorium zouden verdampen, nee, dat kan niet, je moet je daar verrekend hebben”’ (1965: 271). Ik denk dat ik weet wie die grote man was, want bij hem heb ik ook nog een blauwe maandag gestudeerd. De jeugdige natuurkundige, wiens bescheidenheid hem heeft belet het predikaat ‘briljant’ zelfs op die anonieme wijze in te voegen, kan niemand anders zijn geweest dan Sybren de Groot. | |||||||||||||||||||
Literatuur
| |||||||||||||||||||
[pagina 988]
| |||||||||||||||||||
|
|