30 June 2014

Is Christian de Duve een deïstische fine-tuner? Het toevals evangelie versus noodzakelijkheids evangelie.

Ik weet niet meer precies hoe ik bij Christian de Duve kwam, maar tot mijn verrassing bleek dat zijn visie op het eerste gezicht veel overeenkomsten vertoont met de visie van Emanuel Rutten. Dat wil zeggen de combinatie van deïsme en fine-tuning van de cosmos voor (intelligent) leven.

Eerst even een update over Rutten, daarna over Christian de Duve. Overigens: het onderwerp fine tuning heeft alles te maken met wetenschappelijke vragen als: is het ontstaan van het leven (op aarde) een toevalsproces of is het een onvermijdelijke gebeurtenis? En: is het ontstaan van de menselijke soort voorspelbaar, gegeven het ontstaan van leven of is dat ook een gevolg van een toevallige samenloop van omstandigheden? Beide vragen waar die wetenschappelijk benaderd kunnen worden.

Ik blogde over het tv optreden van Emanuel Rutten [1] en over het open-einde karakter van evolutie [2], d.w.z. er is geen doel in de evolutie, er is geen garantie op een bepaalde uitkomst, evolutie is onvoorspelbaar. Toen ik hem vroeg naar een reactie [3] bleek –tot mijn grote verrassing– dat het open einde karakter van evolutionaire processen voor hem helemaal geen probleem was! Hij bleek er vanuit te gaan dat er genoeg planeten in het heelal waren, en dat daardoor de kans 1 is dat er op tenminste op één planeet intelligent leven ontstaat (de mens). Hij nam dus op de koop toe dat er een ongekend aantal mislukte planeten bestonden waar geen leven of alleen bacterieel leven ontstaat [6]. En alsof dat nog niet verbazingwekkend genoeg was, bleek hij ook te accepteren dat het ontstaan van het leven én de evolutie van de mens (uit dierlijke voorouders), een geheel natuurlijk proces was. Dus, zonder ingrijpen van hogerhand. [12]

Dat betekent dus dat alle onoverkomelijke bezwaren die creationisten en Intelligent Design aanhangers al jaren aanvoeren tegen het spontaan ontstaan van het leven en Darwinistische evolutie, kennelijk voor hem niet gelden. Maar hoe zit het dan met: Cees Dekker, Ronald Meester, Joris van Rossum en hun Amerikaanse collega's Phillip Johnson, William Dembski, Michael Behe, Richard Weikart en Granville Sewell [13]. Ik weet niet hoe Rutten daarop zou reageren. Ik laat dat nu even zitten.

Christian de Duve 1917 - 2013
Christian de Duve

Nu over de Nobelprijswinnaar en biochemicus Christian de Duve. Hij is een gerespecteerd wetenschapper en ontving in 1974 de Nobelprijs. (Zie het wikipedia artikel voor de wereldwijde erkenning die hij heeft gekregen). Ik heb zijn populair-wetenschappelijk boek 'Life Evolving. Molecules, Mind and Meaning' (2002) er nog eens op nageslagen. Het lijkt dat hij op een min of meer indirecte manier deïsme en fine-tuning verdedigt:
"Why not imagine a God who, from the start, created a world capable of giving rise to life by sole unfolding of natural laws of His own devising? This view, is now defended by many deists..." (p.53)
Hij zegt niet dat hij zelf een deist is. Maar de suggestie is er wel. In het laatste hoofdstuk 'How about God in All That?' heeft hij het over 'deists':
"It is compatible with science in the measure that the postulated God, after flipping the universe into being, merely sits back and lets His creation unfold without interfering with its operations. Intelligent design is restricted to the Big Bang as is revealed in the remarkable set of coincidences uncovered by the anthropic principle. This explanation is intellectually satisfying to the extent that it offers an answer to the key metaphysical question raised by the existence and properties of the universe." (p. 302).
Hier komt toch duidelijk de suggestie naar voren dat de Duve fine tuning opmerkelijk genoeg vindt om een 'intelligent design' als verklaring aan te nemen en bovendien dat die verklaring een intellectueel bevredigende oplossing is. Hij voegt er ook nog aan dat hij zichzelf niet als atheist zou willen omschrijven (p. 303). Het komt bij mij zeer inconsistent over om wél intelligent design van de big bang een goede verklaring te noemen, maar op vele plaatsen in zijn boeken [10] intelligent design in niet mis te verstane bewoordingen te verwerpen.

Het is lastig hem vast te pinnen. Na verschillende reacties op fine tuning behandeld te hebben, zegt hij dat ongeacht de verklaring van de fine-tuning van de cosmologische constanten, of dat nu intelligent design of multiversum is (!), dat het meest frappante is dat er überhaupt leven en bewustzijn bestaan in het universum (299). Meest frappante? Was het niet onvermijdelijk? Het universum is niet gemaakt voor ons ("but that does not make it a universe made for us", 300). Raadselachtig standpunt.

'Life is no accident'

Waarin hij wel duidelijk is: het ontstaan van het leven is een natuurlijk en onvermijdelijk proces is: 'Life is no accident. Life is inevitable' [4]. Dat is een wetenschappelijk positie en een wetenschappelijk te verdedigen positie. In een later boek Singularities (2005) laat hij religie er helemaal buiten en concentreert zich geheel op de wetenschappelijke argumenten voor de onvermijdelijkheid van het leven. Hij heeft zowel statistische als chemische argumenten.

Statistisch: De onvermijdelijkheid van evolutionaire verschijnselen zit hem hier in. De Duve rekent ons voor dat als je 10 keer met een munt gooit, de kans dat je kop hebt 99,99% is en je moet 38 keer met een dobbelsteen gooien om met 99,99% kans een 6 te krijgen [5]. Dus, dat er een zes verschijnt is onvermijdelijk. Samengevat: "Chance does not exclude inevitability" (p. 176 Life Evolving). (Merk op dat deze statistische gedachtengang overeenkomt met die van Emanuel Rutten: als er voldoende planeten zijn, dan is de kans 1 dat er op tenminste 1 leven ontstaat [3].)

Chemisch: Behalve de waarschijnlijkheidsredenering, is een belangrijke reden die de Duve heeft voor de onvermijdelijkheid van het leven: het leven is gebaseerd op chemische reacties. Chemie is deterministisch. Er zijn chemische wetten. Chemische reacties verlopen voorspelbaar. Chemische reacties zijn niet random. Dus ook de chemische reacties bij het ontstaan van het leven zijn deterministisch van aard. Deze twee argumenten tonen volgens de Duve aan dat het ontstaan van het leven geen toeval is en zelfs dat het onvermijdeljk is.

'The gospel of contingency'

Het wordt pas echt leuk als de Duve reageert op kritiek:
"A major objective of this book has been to expose the fallacy of this "gospel of contingency", which is being preached in the name of science." (p. 297 Life Evolving
Het evangelie van het toeval gepredikt in de naam van de wetenschap! De Duve valt vooral de beroemde paleontoloog Steven Jay Gould [9] aan die meende dat de evolutie van het leven op aarde van toevalligheden aan elkaar hangt (het 'rerun the tape of life' argument); een aaneenschakeling van onwaarschijnlijke gebeurtenissen. 
De tegenaanval vanuit de evolutiebiologie bleef niet uit. Eén reviewer [7] in het blad Science prijst deDuve's boek Life Evolving, maar betwijfelt of het leven en de mens zo onvermijdelijk zijn, gezien de vele historische toevalligheden ('historical contingency') en als de omstandigheden op de jonge aarde iets anders waren, was het leven misschien nooit ontstaan.

'The gospel of inevitability'

Een tweede reviewer [8] in Nature bestrijdt de Duve's overtuiging dat "it is self-evident that the universe was pregnant with life and the biosphere with man". Er is géén noodzakelijke vooruitgang in de evolutie, en complexiteit hoeft niet noodzakelijkerwijze toe te nemen. Volgens hem verwart de Duve mogelijkheid met noodzakelijkheid. Het is uiteraard mogelijk dat het leven ontstond, want het is er. Maar daardom is het nog niet noodzakelijk. We kennen het scenario en de omstandigheden nog niet waaronder het leven ontstond, dus we kunnen de kans ook niet berekenen. Sommige historische gebeurtenissen waaraan wij ons bestaan te danken hebben, zoals de genetische code en de eukaryotische cel, zijn uniek en zeer onwaarschijnlijk. Zijn conclusie: de Duve moet met hard bewijs komen. Dat zal helaas niet meer gaan, want Christian de Duve is op 4 mei 2013  overleden.

Toeval of noodzakelijkheid? Wie heeft er nu gelijk? Wie zit er dichter bij de waarheid? De Duve is chemicus en celbioloog, geen evolutiebioloog. Logisch dat hij het deterministische aspect van de chemie benadrukt. Hij bekijkt het leven als chemicus. Er zit meer determinisme in de chemie, dan in de biologie (zeker in het verloop van 4 miljard jaar evolutie). De Duve vertegenwoordigt een minderheidsstandpunt [11]. Zijn critici zijn vooral evolutiebiologen, paleontologen en geologen die vertrouwd zijn met zeer groot aantal uiteenlopende historische toevalligheden en massa uitstervingen. Het leven is méér dan chemie: het heeft een ecologische en planetaire context (in het kort gezegd!). Voor hen is het determinisme van de chemie niet doorslaggevend in het grotere geheel. En voor hen is de fine tuning niet relevant. Zij nemen de chemie zoals die is als uitgangspunt. Cruciaal zijn de omstandigheden die het ontstaan van het leven mogelijk maken. Maar er zijn eindeloos veel omstandigheden mogelijk. Die allemaal gehoorzamen aan de natuurwetten. Dat helpt dus niet. De zeldzaamheid van de omstandigheden gunstig voor het ontstaan van het leven bepalen hoeveel planeten je nodig hebt.
Voor de Duve lijken deisme, fine-tuning, de onvermijdelijkheid van het leven en bewustzijn, de afkeer van 'het evangelie van het toeval', en het determinisme van de chemie allemaal heel goed bij elkaar te passen. 

De waarheid zit hem volgens mij in een combinatie van 'het evangelie van het toeval' en 'het evangelie van de onvermijdelijkheid'. Hoe precies, is het onderwerp van toekomstig onderzoek. Boeiend is het zeker.


Is Christian de Duve een deïstische fine-tuner? 1 juli 2014
De vraag in de titel van mijn blog had ik nog niet beantwoord. In zijn Life Evolving (2002) lijkt hij sympathiek te staan tegenover deisme, maar hij baseert dat niet op fine tuning. Hij lijkt sowieso niet echt geinteresseerd te zijn in de details van fine tuning van fysische constanten. In zijn Singularities (2005) laat hij alle religieuze speculaties weg en concentreert zich volledig op de wetenschappelijke kanten. En die zijn interessant! Kom ik op terug!

Is de Duve vergelijkbaar met Emanuel Rutten? 1 juli 2014
de Duve (2005) laat iedere fine tuning en deïsme achterwege. Zijn betoog voor de onvermijdelijkheid van het leven zou echter gebruikt of misbruikt kunnen worden door fine-tuners zoals Emanuel Rutten. Rutten is echter geen deïst omdat hij ingrepen toestaat (bewustzijn!). Bovendien weet Rutten helemaal niets van chemie en biologie, waardoor hij geen wetenschappelijk interessant of origineel verhaal kan houden.

Excuses voor de verwarring die ik heb opgeroepen met dit blog. Ik hoop het nu enigzins opgehelderd te hebben.

Noten
  1. Blog 30 mei, Emanuel Rutten: fine-tuning is een heel goed argument voor God 
  2. Blog 2 juni Fine tuning voor intelligent leven kan niet via evolutionaire processen.
  3. Te gast bij TV programma 'Andries'
  4. "In this book, I have defended the thesis, that life arose naturally, by the sole enactment of physical and chemical laws." (Life Evolving, p. 288).
  5. zie ook tabel in: Singulariteis. Landmarks on the Pathways of Life, p.2.
  6. Over die inefficiëntie van hypothetische fine tuning nog een volgend blog. Vele  voorbeelden zijn te noemen van inefficiëntie, dat het zelfs kenmerkend is voor de toestand van het heelal. Als je zoveel feiten als irrelevant moet bestempelen is er iets vreselijks mis met je standpunt...
  7. Antonio Lazcano (2003) Just How Pregnant Is the Universe? (Science) Dit is een review van Life Evolving in Science. De reviewer meent dat de Duve géén aanhanger is van een "designer universe created by a deity possessing a special interest in life" en zelfs dat de Duve "a scientist who became increasingly convinced of the failure of religion to explain natural phenomena." Heeft hij slecht gelezen!? Dat is misschien een verklaring waarom hij zo positief is over het boek?
  8. Eörs Szathmáry (2002) The gospel of inevitability. Dit is een review van Life Evolving in Nature. (is een bekend evolutiebioloog)
  9.  S.J. Gould: Wonderful Life: "Gould's thesis in Wonderful Life was that chance was one of the decisive factors in the evolution of life on earth."
  10. Al direct in het begin van zijn boek Singularities wordt ingelligent design verworpen: "Strictly speaking, such a possibility hardly deserves mention in a scientific context" (p.4) en op nog vele plaatsen in het boek.
  11. De Duve en de bioloog Simon Conway Morris zijn de enige twee serieuze bekende biologen die ik ken die de rol van noodzakelijkheid en onvermijdelijkeheid verdedigen. Dáárom zijn ze interessant. Ze geven tegengas. Dat geeft te denken. Dat geeft een genuanceerder beeld.
  12. Het ingrijpen dat hij wel toestond was het uitdelen van bewustzijn aan mensen. [met dank aan Kees] Dat ingrijpen is natuurlijk fataal: het is geen wetenschap. [ 1 juli 2014]
  13. Granville Sewell: "In these articles he reiterates the view that evolution violates the second law of thermodynamics". [toegevoegd: 11 jul 2014]

23 June 2014

Cosmos (13e en laatste deel) The Pale Blue Dot en vijf adviezen voor wetenschappelijk onderzoek

Eratosthenes, een geleerde en de bibliothecaris van de bibliotheek van Alexandrië berekende als eerste de omvang van de aarde. Alle kennis van die tijd was in die bibliotheek opgeslagen in boekrollen. Naar schatting een half tot 1 miljoen boekrollen! Ongekend. In de 4e eeuw na Christus werd de bibliotheek vernield door een menigte [1].

De eerste globe werd door Martin Behaim in 1492 geconstrueerd. Hij onderscheidde drie continenten: Europa, Afrika en Azië (Amerika ontbrak). Hij meende dat daarmee de geografie van de aarde compleet was. Hij had geen flauw idee van Amerika. 

In 1912 nam Victor Hess stralingsdetectors mee in een luchtballon. Hij vond dat op 5 km hoogte de radioactieve straling tweemaal zo hoog was als op de grond. De straling werd niet minder door een zonsverduistering, dus was niet van de zon afkomstig. En was overdag even sterk als 's nachts. Hess ontdekte cosmische straling. De wetenschappers van die tijd konden het niet verklaren.

Fritz Zwicky, ontdekker van de supernova

Fritz Zwicky ontdekte in 1933 een exploderende ster die hij supernova noemde. Na hun ineenstorting werden het neutronensterren. 

Vera Rubin ontdekte wat Zwicky in 1933 al 'dark matter' (donkere materie) had genoemd. Onzichtbaar, behalve de zwaartekracht die het uitoefent op sterren. Alle waarneembare sterren en sterrenstelsels bij elkaar maken maar 5% uit van de materie in de kosmos. En dan is er zelfs nog meer 'dark energy' in het universum.

Edwin Hubble ontdekte in 1929 dat het universum expandeert. Later ontdekten astronomen dat die expansie zo'n 14 miljard jaar geleden begon: de 'Big Bang'. Tegen de verwachting in ontdekten astronomen in 1998 dat de expansie niet vertraagt, maar juist versnelt. De oorzaak? 'Dark energy' oftewel: 'we weten het niet'.
"Dat we het niet alles weten geeft niet. We kunnen beter toegeven dat we niet alle antwoorden hebben, dan geloven in iets wat niet klopt. Als we doen alsof we alles weten, ontdekken we nooit hoe het echt zit."
De ontdekkingen van de Voyager 1 en 2: de eerste actieve vulkaan op een ander hemellichaam, nl. op de maan IO van de planeet Jupiter. De maan Europa heeft tweemaal zo veel water als wij op aarde. De ringen van Saternus bleken uit ijsklompen te bestaan. Voyager 2 gaf voor het eerst beelden van de buitenste planeet Neptunus. De maan Triton heeft geisers die kokende stikstof 8 km de ruimte in spuiten. 

Gelukkig heeft de aarde niet vaak last van supernova explosies. De laatste was 2 miljoen jaar geleden. Mangaanknollen op de bodem van de oceaan zijn het bewijs van een supernova explosie die gevolgen had voor de aarde. Bacteriën nemen mineralen op uit het zeewater. Een supernova produceert een radioactieve vorm van ijzer dat niet op aarde geproduceerd kan worden, en die komt voor in de mangaanknollen. Dus het verband tussen supernova en mangaanknollen is hiermee gelegd. 

Kun je de tijdsduur van één miljard jaar voorstellen? Als je de tijd sinds de Big Bang samenperst in 1 aarde-jaar, dan is een miljard jaar ongeveer één maand. wat gebeurde er 1 miljard jaar geleden op aarde? Supercontinent Rodinia is zonder dieren en planten; er was in die tijd te weinig zuurstof om een ozonlaag te vormen; door UV straling kon het land niet gekoloniseerd worden. Rodinia leek meer op Mars dan op de huidige aarde. Het leven bestond uit eencelligen in de oceanen.

Astronoom Carl Sagan (de oorspronkelijke maker van de Cosmos serie) kwam op het idee de Voyager voordat hij te ver van de aarde verwijderd was, nog eenmaal zijn blik terug naar de aarde te richten. Dat gaf de beroemde 'pale blue dot' foto: de aarde was nog net zichtbaar als een klein blauwe stipje. We horen de stem van Carl Sagan die in dichterlijke bewoordingen beschrijft wat dat beeld bij hem oproept:


Sagan: "The Earth is a very small stage in a vast cosmic arena"
citaat uit wiki: Pale Blue Dot
"Our planet is a lonely speck in the great enveloping cosmic dark."
"It has been said that astronomy is a humbling and character-building experience. There is perhaps no better demonstration of the folly of human conceits than this distant image of our tiny world. To me, it underscores our responsibility to deal more kindly with one another and to preserve and cherish the pale blue dot, the only home we've ever known."
Dit zijn bijna religieuze woorden van een niet-religieus mens. En dat allemaal opgeroepen door die ene foto van de pale blue dot. Zie voor het complete citaat de wikipagina.

Vijf adviezen voor wetenschappelijk onderzoek

Ter afsluiting van de serie Cosmos een take-home message: wetenschappelijk onderzoek is gebaseerd op 5 elementaire regels:


  1. Twijfel aan een autoriteit. Geen enkel idee is waar omdat iemand het zegt.
    "Nullius in verba: Take nobody's word for it. See for yourself" (afl 3).
  2. Denk zelf na. Twijfel aan jezelf. Geloof niet ergens in omdat je het wilt. In iets geloven maakt het nog niet waar.
  3. Test ideën door waarneming en experiment. Als jouw favoriete theorie geen stand houdt in een goed opgezette test, dan is de theorie fout. Get over it! Follow the evidence wherever it leads!  
  4. Als je geen bewijsmateriaal hebt, onthoud je van oordelen.
  5. Misschien wel de meest belangrijkste: je kunt het fout hebben. Zelfs de beste wetenschappers hadden foute ideeën (Newton, Einstein, etc) omdat ze mensen zijn. [6] [7] [8] [9]

De nummering is enigszins onzeker omdat Tyson de regels niet nummert in de uitzending [2]. In het boek Cosmos staan worden 2 regels genoemd (zie: Postscript 29 juni). 
Deze gezamelijke waarden ondermijnen fanatisme en onwetendheid (in het kort gezegd).

Naschrift

Ik kwam in een recent comment op dit blog [3] een voorbeeld tegen van misbruik van autoriteiten. Een ongeverifieerd citaat van Albert Einstein werd gebruikt als argument voor een bepaald standpunt. Het probleem hiermee is: een uitspraak van Einstein is niet waar omdat de uitspraak van Einstein afkomstig is! Zelfs de beste wetenschappers kunnen het fout hebben [4]. Zeker als ze niet als expert maar als privé persoon spreken. Bovendien, genie of niet, geen enkel idee is waar omdat iemand het zegt. Bovendien, is het gebruik van zo'n citaat srijdig met de 2e regel "Geloof niet ergens in omdat je het wilt. In iets geloven maakt het nog niet waar." 
Tenslotte: die 5 regels zijn niet 'waar' omdat ze van Sagan afkomstig zijn!!! Dat moet duidelijk zijn als je de regels begrijpt en toepast.

Religies en kerken werken met dogma's. Een dogma is volgens de RK kerk een waarheid die 'geopenbaard' is én door de kerk als zodanig erkend is [5]. Iedereen die de vijf regels begrijpt, begrijpt dat de waarheid niet op deze wijze gevonden kan worden. Een religieus dogma is het tegenovergestelde van een wetenschappelijke theorie. Religieuze dogma's zijn in strijd met alle 5 regels hierboven. Om dat uit te werken laat ik als oefening over aan de lezer.

Cosmos boek en DVD
Er is eind 2013 een paperback herdruk van Sagan (1980) Cosmos verschenen met een inleiding van Ann Druyan en een voorwoord van Neil deGrasse Tyson bij Ballantine Books. Het bevat een kleurenkatern en een paar zwartwit tekeningen. De inhoud is niet geupdate, er is geen literatuur toegevoegd aan de literatuurlijst achterin in het boek zodat helaas alle literatuur van vóór 1980 is. Toch is het boek de moeite waard om er veel meer in staat dan in de tv serie verteld kon worden. Op 10 juni 2014 is de DVD van Cosmos uitgebracht.

Postscript 27 juni 2014
Het nut van de vijf regels: 

De vijf regels geven een beeld van hoe de wetenschap is, of wil zijn. In theologische kringen bestaan krankzinnige vooroordelen, en koppig in stand gehouden mythes over wat wetenschap is:
"Ook durf ik uit het boek te concluderen dat het hedendaagse “sciëntisme” dat toch boogt op een absolute kennis die ons door de natuurwetenschappen geopenbaard moet worden... " (hier)
Absolute kennis? Geopenbaard? Is er in die 5 regels iets terug te vinden van streven naar 'absolute kennis' die door de natuurwetenschap 'geopenbaard' zou worden? In tegendeel! Centraal staat de menselijke feilbaarheid, de mogelijkheid dat je je kunt vergissen, en hoe je fouten kunt vermijden of elimineren. Wetenschappelijke kennis is nooit absoluut! En wordt al helemaal niet geopenbaard! Dat is juist het grote verschil met religie!

Postscript 29 juni 2014
In de tv serie worden 5 regels voor wetenschapsbeoefening genoemd. in het boek staan er twee:
  1. There are no no sacred truths; all assumptions must be critically examined; arguments from authority are worthless.
  2. Whatever is inconsistent with the facts must be discarded or revised. We must understand the cosmos as it is and not confuse how it is with how we wish it to be. The obvious is sometimes false; the unexpected is sometimes true.


Noten
  1. Vernield door: 'the mob'(?) = criminele organisatie, maffia (?), mensenmenigte.
  2. Gedeeltelijk komt deze lijst overeen met die in het hoofdstuk 'The Fine Art of Baloney Detection' in Sagan's The Demon-Haunted World. (baloney = onzin). Nuttig om na te lezen.
  3. Citaat: "Als dit universum in zijn miljoenvoudige orde en precisie het resultaat van een blind toeval zou zijn, dan is dat net zo geloofwaardig als wanneer een drukkerij explodeert en alle druklettertjes weer op de grond terecht komen in de voltooide en foutloze vorm van het woordenboek." (hier)
  4. Dubbele Nobelprijswinnaar Linus Pauling had de structuur van DNA fout en propageerde een onbewezen en extreem hoge dosis vitamine-C therapie. Einstein zelf maakte later in zijn loopbaan een theoretische fout.
  5. "Dogma is more narrowly defined as that part of doctrine which has been divinely revealed and which the Church has formally defined and declared to be believed as revealed."! Catholic Answers
  6. Confucius' great wisdom: "A man who has committed a mistake and doesn't correct it, is committing another mistake." (bron: 'Seeking Wisdom: From Darwin to Munger') zou ook toegevoegd kunnen worden als regel 7! [toegevoegd 5 juli 2014]
  7. A. Atsou-Pier zei: "Regel 6 : de wetenschapper onthoudt zich van uitspraken die buiten zijn discipline dan wel buiten het bereik van de wetenschap vallen." [toegevoegd 5 juli 2014
  8. Steven Pinker: "if you detect a flaw in this argument, it is reason that allows you to point it out and defend an alternative." (The Better Angels of Our Nature, p. 809) [toegevoegd 23 juli 2014
  9. Dit kwam ik later tegen:  Fallibilism (voorloper van Popper's falsificationism):  the philosophical principle that human beings could be wrong about their beliefs, expectations, or their understanding of the world, and yet still be justified in holding their incorrect beliefs. [toegevoegd 1 aug 2014]

Compleet overzicht Cosmos blogs:
  1. 14 april 2014 Cosmos: A Spacetime Odyssey (1) Neil deGrasse Tyson
  2. 22 april 2014 Cosmos: A Spacetime Odyssey (2) Evolutie
  3. 29 april 2014 Cosmos (3): Newton en Halley. De opkomst van de natuurwetenschap
  4. 30 april 2014 Cosmos (4) De ontdekking van het licht (Mozi, Ibn al-Haytham, Herschel, Fraunhofer)
  5. 1 mei 2014 Cosmos (5) een telescoop is een tijdmachine (Michell, Herschel, Faraday, Maxwell, Einstein)
  6. 2 mei 2014 Cosmos (6) The planet of the tardigrades
  7. 20 mei 2014 Cosmos (7) Clair Patterson's zoektocht naar de leeftijd van de aarde en lood in ons milieu
  8. 21 mei 2014 Cosmos (8) het classificeren van de sterren: Annie Jump Cannon, Henrietta Swan Leavitt, Cecilia Payne
  9. 26 mei 2014 Cosmos (9) de rusteloze aarde en massa uitstervingen ;
    27 mei 2014 Cosmos (9) De rusteloze aarde heeft het lot van het leven op aarde bepaald (deel 2)
  10. 4 juni 2014 Cosmos (10) Michael Faraday legde de basis voor de moderne natuurkunde en communicatietechnieken
  11. 5 juni 2014 Cosmos (11) Zal de menselijke beschaving overleven?
  12. 10 jun 2014 Cosmos (12) Het kwetsbare klimaat van planeet Aarde  
  13. 23 jun 2014 Cosmos (13e en laatste deel) The Pale Blue Dot en vijf adviezen voor wetenschappelijk onderzoek
(De data zijn blog datums. De titels van de afleveringen zijn van mij)

16 June 2014

Ocean Cleanup Foundation is gestart met crowdfunding. Doe mee!

Boyan Slat start het crowdfunding project

Een Delftse student Boyan Slat wil iets gaan doen aan de vervuiling van de oceanen door plastic. Hij heeft een Stichting The Ocean Cleanup opgericht en die stichting is gestart met crowfunding om haar doel te realiseren. Ze zitten nu op een kwart van de 2 miljoen die ze nodig hebben om het project uit te voeren. Er zijn al meer dan 11 duizend crowdfunders. Er zijn nog 89 dagen te gaan (3 maanden). U kunt hier meedoen. Ik heb een paar dagen geleden mijn bijdrage geleverd. Ik vind het zondermeer een goede doelstelling. Als niemand iets doet gebeurt er niets. En er moet iets gebeuren. (zie hieronder).  De Stichting heeft een uitgebreide feasibility study (rapport van 500 paginas) uitgevoerd met positief resultaat.

Een prototype van de Ocean Cleanup machine
die automatisch plastic verzameld
en wordt aangedreven door zonne-energie
Bezwaren als 'je moet bij de bron beginnen, anders ben je aan het dweilen met de kraan open' zijn onzin, want dat lost het probleem van het plastic dat nu in de oceanen drijft niet op. En dat plastic veroorzaakt de dood van honderden, zo niet duizende dieren. Dus daar moet nu wat aan gebeuren.

Ik heb het feasibility (haalbaarheids) rapport niet gelezen, het is een kwestie van vertrouwen [1]. Pragmatisch ingesteld, accepteer ik het risico dat het project mislukt of niet voor 100% zijn doelstellingen haalt, en dat ik een bedrag verlies ter grootte van een avondje uit eten of een aardig boek. Dat zou voor mij een acceptabel verlies zijn. De winst is dat er begonnen wordt met het uitvoeren van een concreet plan om de oceanen plasticvrij te maken. Thuis op de bank voor de tv zitten en roepen 'Wat erg!' is voor mij geen optie.

Verder ben ik sterk gemotiveerd door 2 uitzendingen van Kassa Groen: Wat gebeurt er met plastic? De documentaire ‘Bag It!’ die het programma vrijdag 13 juni uitzond zet het wereldwijde plastic afval probleem in zijn wetenschappelijke en sociale context. Dat heeft mij over de streep getrokken om mee te doen. Het OceanCleanup project wordt niet besproken in die documentaire omdat de documentaire uit 2010 is, maar is nu weer zeer actueel.

Laysan albatros komt voor in de documentaire Bag It!
Vrijwel iedere dode Laysan albatros op de Hawaii eilanden heeft plastic in zijn maag. En dat plastic is tevens de doodsoorzaak [2]. Dit is een van de vele voorbeelden uit de documentaire.

Albatross at Midway Atoll Refuge (8080507529)
Dode albatros uit de wikipagina marine debris
Je kunt het plastic zien!

Laysan albatross chick remains
De overblijfselen van een Laysan albatros jong met plastic.
Great Pacific garbage patch (wikipedia)

18 juni 2014: Obama to create world's largest ocean preserve

Noten
  1. Ik ken één persoon die meegewerkt heeft aan de feasibility studie: Marleen Roelofs en die vertrouw ik! Ze blogt op Op zoek naar de klepel, maar heeft zelf niet over het project geblogd om te voorkomen dat ze reclame maakt voor haar eigen project. Daarom doe ik het maar. Bovendien, is de studie beoordeeld door 3 onafhankelijke wetenschappers (peer-review) hoor ik net. Zie gratis te downloaden rapport.
  2. Volgens het wiki artikel heeft de Laysan albatros ook nog last van vele andere bedreigingen. Aan het plastic gevaar wordt nauwelijks aandacht besteedt. Op de wikipagina marine debris staat een foto van een dode albatros met plastic in zijn maag (dat zou een Laysan albatros zijn gezien de link).

10 June 2014

Cosmos (12) Het kwetsbare klimaat van planeet Aarde

Venus is een paradijs geweest met oceanen en misschien leven. Toen ging het mis. Het werd een hel. De oceanen zijn miljarden jaren geleden verdampt naar de ruimte. Het oppervlakte is heet genoeg om lood te smelten. Het verschil tussen hemel en hel is een kwetsbaar evenwicht. Veel kwetsbaarder dan je zou denken. De atmosfeer van Venus bestaat nu uit een dichte mist van zwalvelzuur dat bijna alle zonlicht tegenhoudt. Het beetje zonlicht dat er doorheen komt wordt binnen gehouden door CO2 in de atmosfeer. Maw: het broeikas effect (greenhouse effect).

Venus en aarde begonnen met evenveel koolstof!
Belangrijk: Venus en de Aarde begonnen met dezelfde hoeveelheid koolstof. Op Venus zit nu vrijwel alle koolstof in de atmosfeer. Op aarde is het meeste koolstof opgeslagen in carbonaatgesteente zoals de beroemde krijtrotsen van Dover (Engeland). Dat hebben eencellige algen op de bodem van de oceaan afgezet. Het CO2 is opgelost in de oceanen en is afkomstig van vulkanen. Later heeft de rusteloze aarde die enorme krijtlagen omhoog geduwd. Ook zijn koraalriffen met CO2 gebouwd. Het resultaat was dat er maar uiterst lage concentraties CO2 overbleven in de atmosfeer van de aarde. Minder dan 3 moleculen CO2 per tienduizend moleculen of: 300 per miljoen. Zonder CO2 zou de aarde bevroren zijn. En met de dubbele hoeveelheid, 600 per miljoen moleculen CO2, wordt het klimaat onaangenaam heet.
Daarom is het op Venus zo'n hel en is er geen leven mogelijk
Op Venus bleef het CO2 uit vulkanen zich ophopen in de atomosfeer omdat er geen oceanen waren die het op konden vangen. Op aarde loste het CO2 op in de oceanen.

Chemicus-oceanograaf Charles Keeling heeft zich verdienstelijk gemaakt door CO2 gehalte in de lucht te meten (1958). Hij ontdekte dat het CO2 gehalte was gestegen vanaf de opkomst van de landbouw. Bewijzen zijn gevonden in diepe ijslagen in Groenland en Antarctica. Het CO2 gehalte is nu 40% hoger dan vóór de industriële revolutie. Greenhouse effect, broeikas effect: it's all just basic physics. Een klein beetje broeikas is goed, te veel is rampzalig.

Zijn vulkanen de oorzaak van gestegen CO2 gehalte? Alle vulkanen bij elkaar stoten 500 miljoen ton CO2 uit. Maar dit is nog geen 2% van wat de mens jaarlijks uitstoot (30 miljard ton)! Die hoeveelheid komt overeen met de hoeveelheid kolen, olie en gas die de mensheid verbrandt. Bovendien is vulkansich CO2 fysisch te onderscheiden van ons industrieel CO2. We hebben de pech dat de energiebron (fossiele brandstoffen) van onze wereldeconomie toevallig broeikasgas eigenschappen heeft. Zichtbaar maken van CO2 in de lucht zou helpen om ons te overtuigen!

In 1896 de wetenschapper Arrhenius al dat  een verdubbeling van de CO2 het ijs op Antarctica zou smelten.
Guy Calendar verzamelde in 1938 bewijsmateriaal dat zowel CO2 als de gemiddelde temperatuur stegen.
Carl Sagan (de bedenker van de serie Cosmos) berekende in 1960 in zijn proefschrift voor het eerst het runaway broekasteffect op Venus.
Tyson legt uit waarom we het klimaat kunnen voorspellen maar niet het weer op iets langere termijn (10 dagen).
Wat maakt het uit als Noordpool ijs smelt? IJs reflecteert zonlicht, water absorbeert zonlicht en wordt warmer, waardoor meer ijs smelt, waardoor meer water zonlicht kan opvangen. Ma.w.: een moeilijk te stoppen positieve feedback loop.
Permafrost herbergt genoeg koolstof om het CO2 gehalte in de atmosfeer te verdubbelen. Als het ontdooit komt dat vrij.

Komt klimaatopwarming door verhoogde activiteit van de zon? Nee, de feiten wijzen uit dat de zon niet de oorzaak van opwarming is.

In 1978 construeerde Augustine Mouchot de eerste zonnecollector. Deze zette opgevangen zonnewarmte om in beweging. Mouchot kreeg erkenning maar steenkool werd zo goedkoop dat niemand meer belangstelling had voor zonne-energie.
In 1913 bouwde de Amerikaan Frank Shuman in Egypte een zonnecollector die een stoommachine aandreef. Het was een overweldigend succes. Zijn energieopwekking was goedkoper dan kolen. Maar met de opkomst van goedkope olie had niemand meer belangstelling.

Bemande ruimtevaart (Apollo project) gaf voor het eerst een blik vanuit de ruimte op onze aarde. Dit onthulde dat we allemaal op het oppervlakte van een bol leven, waarbuiten we niet kunnen leven. We zitten allemaal in hetzelfde schuitje. Als dat bootje zinkt, gaat iedereen ten onder.

Blik op planeet aarde: een neven-effect van het Apollo project



Vorige blogs over Cosmos:


  1. 14 april 2014 Cosmos: A Spacetime Odyssey (1) Neil deGrasse Tyson
  2. 22 april 2014 Cosmos: A Spacetime Odyssey (2) Evolutie
  3. 29 april 2014 Cosmos (3): Newton en Halley. De opkomst van de natuurwetenschap
  4. 30 april 2014 Cosmos (4) De ontdekking van het licht (Mozi, Ibn al-Haytham, Herschel, Fraunhofer)
  5. 1 mei 2014 Cosmos (5) een telescoop is een tijdmachine (Michell, Herschel, Faraday, Maxwell, Einstein)
  6. 2 mei 2014 Cosmos (6) The planet of the tardigrades
  7. 20 mei 2014 Cosmos (7) Clair Patterson's zoektocht naar de leeftijd van de aarde en lood in ons milieu
  8. 21 mei 2014 Cosmos (8) het classificeren van de sterren: Annie Jump Cannon, Henrietta Swan Leavitt, Cecilia Payne
  9. 26 mei 2014 Cosmos (9) de rusteloze aarde en massa uitstervingen ;
    27 mei 2014 Cosmos (9) De rusteloze aarde heeft het lot van het leven op aarde bepaald (deel 2)
  10. 4 juni 2014 Cosmos (10) Michael Faraday legde de basis voor de moderne natuurkunde en communicatietechnieken
  11. 5 juni 2014 Cosmos (11) Zal de menselijke beschaving overleven?
(De data zijn blog datums. De titels van de afleveringen zijn van mij)

05 June 2014

Cosmos (11) Zal de menselijke beschaving overleven? Panspermia

Must we die? 
Zal de menselijke beschaving overleven?

De uitvinding van het schrift gaf mensen de mogelijkheid gedachten door te geven naar toekomstige generaties. Op die manier worden mensen onsterfelijk.

Koningin Enheduanna 3000 jaar voor Chr. schreef teksten en ondertekende die voor het eerst in de geschiedenis met haar eigen naam. ("Regarded by literary and historical scholars as possibly the earliest known author and poet").
Gilgamesj zocht naar onsterfelijkheid, wijsheid, en reisde over de hele wereld, bouwde een ark om een grote watersnoodramp te overleven en nam dieren mee. Het verhaal lijkt als twee druppels water op het verhaal dat 1000 jaar later in Genesis terecht kwam als het verhaal van Noach en de ark. Gilgamesj is in die zin onsterfelijk geworden omdat wij zijn verhaal nog steeds lezen.

Ontstaan van het leven
Ieder van ons heeft een boodschap uit het verleden in zich: DNA met 4 letters en woorden van 3 letters. Deze boodschap gaat uiteindelijk terug naar 3 miljard jaar geleden. "Hoe die oorspronkelijke boodschap is ontstaan weet niemand". Tyson legt uit dat de oorsprong van het leven niet bekend is. Het zou ontstaan kunnen zijn op de zeebodem rond een vulkaan. Of het leven is uit het heelal gekomen liftend op een komeet.
Nakhla meteoriet [1] kwam in juni 1911 in  Egypte terecht. Toen wetenschappers de gassen van de meteoriet analyseerden
Perfect match tussen atmosfeer van Mars
en de gassen in de Nakhla meteoriet
vonden ze een treffende gelijkenis van de gassen in de atmosfeer van Mars en in de Nakhla meteoriet (zie plaatje). Conclusie: de meteoriet kwam van Mars! Zo'n steen kan miscroscopisch kiemen van leven bevatten.

Panspermia  
We weten dat sommige microben in de ruimte kunnen overleven. Sommigen hebben anderhalf jaar in het ruimtestation ISS doorgebracht en zijn blootgesteld aan extreme temperaturen, vacuüm en straling. Sommigen waren nog levend toen ze terug naar de aarde gebracht werden. Tyson: als micro-organismen dat kunnen overleven kunnen ze misschien ook wel een reis met een meteoriet overleven en zo van Mars naar de Aarde getransporteed worden. Tyson vertelt dat de jonge aarde gedurende Late Heavy Bombardment gesteriliseerd zou moeten zijn, maar dat er tussen die periodes toch leven aanwezig geweest moet zijn. Omdat de aarde herhaalde malen gesteriliseerd is geweest in die tijd, kan het haast niet anders dat bacterieën in meteorieten afkomstig van Mars of Venus naar de aarde gebracht zijn [2]. In dat geval zou het leven op aarde niet steeds na iedere ramp opnieuw ontstaan hoeven zijn.

Waarom kunnen sommige bacterieën op aarde de straling en vacuüm zoals in de ruimte verdragen? Misschien omdat ze afstammen van 'ruimtereizigers' [3]. Tyson gaat zelfs nog verder door uiteen te zetten dat leven getransporteerd zou kunnen zijn tussen verschillende planetenstelsels. Het leven zou zich door het hele Melkweg stelsel hebben kunnen verspreiden.
"This could be how life came to Earth. We do not know for sure".

Buitenaardse beschavingen
Over het zoeken naar buitenaards intelligent leven door radiosignalen te scannen. Tot nu toe nog niets gevonden. Maar we hebben onze antennes misschien de verkeerde kant op gericht en signalen gemist. Of het zijn geavanceerde signalen die wij niet kunnen detecteren. Of: buitenaardse beschavingen hebben maar kort bestaan. Dit moet ook met beschavingen op onze eigen aarde gebeurd zijn. De beschaving van Enheduanna is verdwenen door onverstandig gebruik van natuurlijke hulpbronnen (water), droogte, oorlog. In die tijd hadden de mensen het niet door: ze ervaarden plotseling klimaatverandering en schreven het toe aan boze goden. Drieduizend jaar later maakte de Maya beschaving in Midden-Amerika ook een plotselinge klimaatverandering mee: droogte periodes van bijna een eeuw lang.
Op haar hoogtepunt stierf de Maya beschaving uit.
Zal de huidige globale menselijke beschaving overleven? De risico's zijn:
  • supernova explosite dichtbij genoeg om onze beschermende ozonlaag weg te vagen. De komende paar honderd miljoen jaar zijn er geen te verwachten in onze buurt.
  • supervulkaan uitbarsting eens in de miljoen jaar. De laatste was Toba 74.000 jaar geleden op Sumatra; de grootste vulkaan uitbarsting allertijden [4]. Gevolg: een globale mist die zonlicht verduisterde gedurende 5 jaar lang. Planten en dieren bevroren zelfs in de tropen. De menselijke bevolking werd gedecimeerd.
  • iedere miljoen jaar komt er een asteroïde op de aarde terecht
  • nieuwe dodelijke besmettelijke ziektes
  • zichzelf vernietigende beschavingen gericht op korte termijn winst en geen oog voor de lange termijn
Als de huidige menselijke beschaving die ene unieke, karakteristieke eigenschap, intelligentie, ten volle benut, kunnen we nog duizenden jaren overleven.

Wij hebben de pech dat we rondjes draaien om een ster die al op de helft van zijn levensduur is. Maar rode dwergen (red dwarfs) sterren hebben een levensduur van een triljoen jaar ( trillion year; 10^12 of: 10^18 jaar [5]) en de planeten die daar om heen cirkelen hebben ruim de tijd om (super-)intelligent leven te ontwikkelen.

Toekomst van het universum
  • over 5 miljard jaar heeft onze zon alle waterstof (H) opgebruikt en wordt een rode reus (red giant)
Tegen die tijd zal de mensheid hopelijk verhuisd zijn naar andere planeten of ruimteschepen! [6], [7]


Noten
  1. In de Nakhla meteoriet werd koolstof, en microscopisch kleine structuren aangetroffen die op bacterieën leken, en aminozuren. Dit werd niet algemeen aangenomen als bewijs voor leven op Mars. Koolstof is het vierde meest algemene element in de cosmos.
  2. De theorie heet panspermia. Tyson vertelt dat verhaal alsof het algemeen wordt aangenomen door wetenschappers. In ieder geval niet door biologen. Waarom zou leven op Mars wel soortgelijke bombardementen overleefd hebben en het aardse leven niet? De jonge planeet Venus leek op de aarde en zou leven gehad kunnen hebben. Het grootste probleem van panspermia is dat je wel organismes kunt transporteren van de ene naar de andere planeet, maar organismes zijn aangepast aan de omstandigheden van de lokale planeet (voedsel, energie, temperatuur, atmosfeer, concurrenten) die helemaal niet hetzelfde hoeven te zijn als op de aarde. Bijvoorbeeld tijdens het ontstaan van leven op aarde was de aarde zuurstofloos. Buitenaardse bacterieën die van zuurstof afhankelijk zijn maken dus al geen kans. Zie ook: Energy at life's origin in: Science 6 juni 2014. Daaruit blijkt dat het eerste leven op aarde misschien diep op de oceaanbodem ontstond (hydrothermal vents) en gebruikt maakte van H2 ipv O2.
  3. Dit is heel zwak bewijsmateriaal. Fred Hoyle had dit al beweerd in 1983 maar dat is weerlegd. Zie mijn review Fred Hoyle's The Intelligent Universe, interne noot [21] en eindnoot 7. Mijn bezwaar is dat Tyson dit verhaal brengt zonder alternatieve, en meer plausibele verklaringen te melden. En als alle leven op aarde van buitenaardse bacterieën af zou stammen dan zou alle het leven op aarde daar sporen van moeten dragen, en niet alleen maar één bacterie.
  4. Interessant detail: De Toba-catastrofetheorie stelt dat de evolutie van het menselijk ras in belangrijke mate is beïnvloed door een uitbarsting van de vulkaan Toba (wiki). (leuk voor fine tuners!)
  5. De vertaler-ondertitelaar vertaalt 'trillion' met miljard, wat in ieder geval fout is.
  6. Géén vermelding van: 'The Five Ages of the Universe' of: 'Heat death of the universe'.
  7. Op de aftiteling zie ik: Scientists: Andre Bormanis (Star Trek advisor!), Jonathan I. Lunine (Planetary Scientist), Ward Wheeler (American Museum of Natural History), Brandon Fibbs (research coordinator: Carl Sagan Took My Faith — and Gave Me Awe) dat artikel is zeer de moeite waard!
    Aflevering 12: Matthew Siegler (NASA); Donald Goldsmith (astronoom en auteur); Cathy Trentalancia (historisch onderzoek, werkte ook aan de originele Sagan serie); Robert Oltra (research coordinator). Interview: "Several passages in the new series focus on scientists whose research faced opposition from governments and religious institutions. ... Druyan said other networks wanted to “edit out the uncomfortable parts” from Cosmos.".


Vorige blogs over Cosmos:


  1. 14 april 2014 Cosmos: A Spacetime Odyssey (1) Neil deGrasse Tyson
  2. 22 april 2014 Cosmos: A Spacetime Odyssey (2) Evolutie
  3. 29 april 2014 Cosmos (3): Newton en Halley. De opkomst van de natuurwetenschap
  4. 30 april 2014 Cosmos (4) De ontdekking van het licht (Mozi, Ibn al-Haytham, Herschel, Fraunhofer)
  5. 1 mei 2014 Cosmos (5) een telescoop is een tijdmachine (Michell, Herschel, Faraday, Maxwell, Einstein)
  6. 2 mei 2014 Cosmos (6) The planet of the tardigrades
  7. 20 mei 2014 Cosmos (7) Clair Patterson's zoektocht naar de leeftijd van de aarde en lood in ons milieu
  8. 21 mei 2014 Cosmos (8) het classificeren van de sterren: Annie Jump Cannon, Henrietta Swan Leavitt, Cecilia Payne
  9. 26 mei 2014 Cosmos (9) de rusteloze aarde en massa uitstervingen ;
    27 mei 2014 Cosmos (9) De rusteloze aarde heeft het lot van het leven op aarde bepaald (deel 2)
  10. 4 juni 2014 Cosmos (10) Michael Faraday legde de basis voor de moderne natuurkunde en communicatietechnieken 
(de data zijn geen uitzenddata maar blog datums)

04 June 2014

Cosmos (10) Michael Faraday legde de basis voor de moderne natuurkunde en communicatietechnieken

Royal Institution Christmas Lecture door Faraday

Michael Faraday werd in een arm, christelijk gezin geboren, en maakte zijn school niet af. Zijn carrière in de wetenschap werd aangewakkerd door een lezing voor het grote publiek met demonstraties over electriciteit, in het Royal Institution in Londen. Faraday construeerde de eerste electrische motor. Dat had verstrekkende gevolgen voor onze beschaving. Menselijke en dierlijke spierkracht kon vervangen worden door electrische motoren. Later hield hij zich bezig met de relatie tussen magnetisme, electriciteit en licht, en stelde de hypothese van (onzichtbare) magnetische velden op. Op zijn 49e begon hij aan ernstig geheugenverlies te leiden.
Desondanks ontdekte hij na veel experimenteren dat een elektromagnetische kracht licht kan manipuleren. Daarmee had hij een diepere eenheid in de fysische natuur ontdekt. Elektriciteit, Magnetisme en Licht vormden een eenheid. Hij opende hiermee de weg voor latere geleerden als Einstein.

Faraday was opgeklommen uit de armoede van zijn ouderlijk huis tot een gevierd wetenschapper (the all-Amercian dream!), de uitvinder van de elektromotor en nog veel meer.

Hij kwam op het idee dat de aarde zelf een enorme magneet was met magneetvelden waar een kompas op reageerde. Leuk dat Tyson vermeldt dat vogels het aardmagnetisch veld kunnen waarnemen en zich daar op kunnen oriënteren. Het magnetisch veld is sterker bij de polen dan bij de evenaar. Dat kunnen vogels waarnemen en dat helpt bij vogeltrek.

Het magentisch veld van de aarde heeft nog een ander effect: het beschermt ons tegen kosmische straling. Kosmische stralen kunnen DNA beschadigen. Gelukkig wordt de meeste straling opgevangen door de Van Allen gordel.

Vergelijking van aardmagnetisch veld met gravitatievelden rond de zon en planeten: werking op afstand. Maar werking op afstand door onzichtbare velden werd door tijdgenoten niet serieus genomen, en sommigen maakten Faraday's ideeën belachelijk. De wiskundige James Clerk Maxwell slaagde er in Faraday's krachtlijnen in formules te vatten. En stuurde hem het manuscript toe. Faraday had door zijn te korte schooltijd geen wiskunde kunnen leren.
Faraday's uitvindingen en inzichten hebben moderne communicatie technieken mogelijk gemaakt. De wereld zou nooit meer dezelfde zijn. Faraday is een held van de wetenschap. En meer dan dat. We hebben alle moderne communicatietechnieken uiteindelijk aan Faraday te danken.

 
Vorige blogs over Cosmos:


  1. 14 april 2014 Cosmos: A Spacetime Odyssey (1) Neil deGrasse Tyson
  2. 22 april 2014 Cosmos: A Spacetime Odyssey (2) Evolutie
  3. 29 april 2014 Cosmos (3): Newton en Halley. De opkomst van de natuurwetenschap
  4. 30 april 2014 Cosmos (4) De ontdekking van het licht (Mozi, Ibn al-Haytham, Herschel, Fraunhofer)
  5. 1 mei 2014 Cosmos (5) een telescoop is een tijdmachine (Michell, Herschel, Faraday, Maxwell, Einstein)
  6. 2 mei 2014 Cosmos (6) The planet of the tardigrades
  7. 20 mei 2014 Cosmos (7) Clair Patterson's zoektocht naar de leeftijd van de aarde en lood in ons milieu
  8. 21 mei 2014 Cosmos (8) het classificeren van de sterren: Annie Jump Cannon, Henrietta Swan Leavitt, Cecilia Payne
  9. 26 mei 2014 Cosmos (9) de rusteloze aarde en massa uitstervingen
  10. 27 mei 2014 Cosmos (9) De rusteloze aarde heeft het lot van het leven op aarde bepaald (deel 2)
(de data zijn geen uitzenddata maar blog datums)

02 June 2014

Fine tuning voor intelligent leven kan niet via evolutionaire processen

In dit korte blog probeer ik op een rijtje te zetten waarom 'fine tuning' van zuiver fysische variabelen ten behoeve van intelligent leven onmogelijk is [1]. Heel in het kort samengevat: evolutionaire processen zijn open-einde processen. Evolutionaire processen leveren geen gegarandeerd eindresultaat op. Als het doel van fine-tuning intelligent leven is, dan zijn evolutionaire processen een hoogst onbetrouwbaar middel om dat te bereiken. Met 'evolutionaire processen' bedoel ik niet alleen biologische evolutie, maar ook cosmologische evolutie, chemische evolutie en planetaire evolutie. Ik geef drie voorbeelden van het open-einde karakter van planetaire evolutie die belangrijk zijn voor de evolutie van leven.

Een concreet voorbeeld: het molecuul CO2 kan bestaan dankzij chemische en fysische eigenschappen die uiteindelijk teruggaan op variabelen die geclaimd worden te zijn 'ge fine tuned'. Prima! Maar het leven speelt zich niet af in de ruimte, maar op een planeet. Het CO2 gehalte van zo'n planeet moet niet te veel stijgen, anders treedt er een runaway broekaseffect op en kookt de planeet droog (precies dat is met Venus gebeurd [9]). Het CO2 gehalte van een planeet mag ook niet te veel dalen, anders wordt er te weinig warmte van de zon vastgehouden in de atmosfeer en bevriest de planeet, waardoor er geen leven mogelijk is. Er is een kritieke balans van CO2 die op geen enkele manier beïnvloed kan worden door fine tuning van fysische variabelen die alleen het molecuul CO2 mogelijk maken. Het gaat er om welke moleculen er aanwezig zijn op een planeet en hun dynamiek [6].

Een tweede voorbeeld: Het huidige percentage zuurstof (21%) in de atmosfeer van de aarde is nodig om leven met de complexiteit en metabolisme van zoogdieren (inclusief de mens) mogelijk te maken [10]. Zuurstof is ook weer mogelijk dankzij de fundamentele, universele fysische parameters. Maar, die zuurstof moet wel aanwezig zijn op die ene planeet. Welnu, de zuurstof die we inadamen is er niet altijd geweest op aarde en ook niet altijd in de huidige concentratie. De atmosferische zuurstof is een bijproduct van fotosynthese. Fotosynthese is ontstaan door een evolutionair proces dat tijd kost [6]. En daardoor is de aanwezigheid van zuurstof in de atmosfeer afhankelijk van de evolutie van fotosynthese. De evolutionaire uitvinding fotosynthese is een onwaarschijnlijke gebeurtenis die zich ooit eenmalig heeft voorgedaan op aarde. En is dus zeker niet gegarandeerd [3]. Bovendien heeft de opbouw van voldoende zuurstof in de atmosfeer zeer veel tijd gekost.
Zuurstof is nog op een andere manier van belang: zonder zuurstof geen ozonlaag (O3) die schadelijke UV straling van de zon absorbeert [8]. Deze beschermende werking van Ozon was dus ook niet aanwezig tijdens de vroege aarde. En is een bijproduct van andere processen.

Een derde voorbeeld: water. Geen leven zonder water. Water heeft heel bijzondere eigenschappen die ook weer terug te voeren zijn op dezelfde fysische constanten die ook CO2 en zuurstof mogelijk maken. Maar, water moet wel aanwezig zijn op diezelfde planeet waar het leven zou moeten ontstaan. Hoe die hoeveelheid water die de aarde nu heeft daar terecht is gekomen is nog onduidelijk [7]. Een theorie is dat water door middel van kometen op de aarde afgeleverd is. Ook al weer een voorbeeld van een open-einde proces. In dit geval speelt het toeval een grote rol. Water is bovendien onmisbaar in fotosysnthese (zie boven).

Als onze levenloze buurplaneten U nog niet overtuigen, kan Earth System Science dat misschien? Het systeem aarde is een instabiel en kwetsbaar systeem (ondanks Lovelock's Gaia!) dat in het verleden heen en weer is geslingerd tussen bijna totaal bevroren (Snowball earth), gewone ijstijden, totale duisternis door vulkaan uitbarsting [5], asteroïde inslagen, en andere laag-bij-de-grondse-zaken, met als gevolg 5 major mass extinctions die het leven bijna van de aardbodem weggevaagd hebben. Die mass extinctions bewijzen de kwetsbaarheid van de planeet. Geen garanties kunnen hier gegeven worden op een goede afloop.

Het systeem aarde is een cruciale verbindende factor tussen kosmologische evolutie en biologische evolutie. Dit wordt vergeten door Fine Tuning aanhangers. Ook al zou fine tuning waar zijn, ook al zou het universum zodanig zijn 'gefinetuned' dat het evolutionair ontstaan van leven mogelijk gemaakt wordt [2], er is geen enkele garantie dat dat ook in werkelijkheid gerealiseerd wordt. Er gaapt een grote kloof tussen mogelijk zijn en realiseren.

Biologische evolutie: wil je enige handvaten om te leren denken over de open-einde karakter van evolutie op aarde dan raad ik aan: Tim Lenton en Andrew Watson (2011, 2013) Revolutions that made the Earth [3]. Daar vind je het 'criticial steps model' dat zegt dat het ontstaan van de mens op aarde afhankelijk is van een aantal cruciale en onwaarschijnlijke transities. Dat model is ook mathematisch uitgewerkt. Belangrijk is in te zien dat die critical steps gelijkelijk verdeeld zijn over de geschiedenis van de aarde, omdat ze stuk voor stuk onwaarschijnlijk zijn. En omdat ze een voorwaarde voor het ontstaan van de mens zijn, maar onwaarschijnlijk zijn, is er geen garantie dat een intelligente soort als de mens op tijd ontstaat vóórdat de lokale ster is uitgeput.

In de TV uitzending [1] en in het stuk van Emanuel Rutten [2] zie ik geen enkele erkenning van bovenstaande inzichten. Rutten ziet niet dat 'Fine tuning voor intelligent leven' niet kan via open-einde
evolutionaire processen. [4].

Postscript 5 Juni 2014

Discussie op het blog van Emanuel Rutten over deze blogpost: Te gast bij TV programma 'Andries'. De discussie op dat blog verloopt uiterst traag, maar de uitkomst is interessant. Ik kom er nog op terug. [9 juni 2014]


Postscript 12 Juli 2014

Bij het doorbladeren van het proefschrift *) van Emanuel Rutten viel mij op dat bij hem God door het hele proefschrift heen 'Eerste Oorzaak' betekent. De eerste oorzaak van de cosmos. Vandaar het cosmologische argument voor God. Nu denk ik dat fine-tuning en deïsme voor de hand ligt als God als 'Eerste Oorzaak' gedefinieerd is. dat kan geen toeval zijn. En inderdaad, voor Rutten zijn het ontstaan van het leven op aarde en het ontstaan van de mens natuurlijke gebeurtenissen, die volledig volgen uit de natuurwettten en dus zonder ingrijpen van God plaatsvinden. Desondanks verdedigt Rutten theïsme ('a renewed case for theïsme'). Maar als je een Eerste Oorzaak afleidt uit de principes atomisme en causalisme, die uitgaan van een autonoom functionerende causale wereld, dan heb je geen God meer nodig die later nog 'ingrijpt'. Sterker, je vernietigt je Godsbewijs als God overal en altijd kan ingrijpen, want dat vernietigt de autonome causale wereld waarop je Godsbewijs gebaseerd was.

*) proefschrift: 'A Critical Assessment of Contemporary Cosmological Arguments: Towards a Renewed Case for Theism'.

Noten

  1. De aanleiding is de reactie van Emanuel Rutten op mijn vorig blog Emanuel Rutten: fine-tuning is een heel goed argument voor God
  2. Emanuel Rutten: "Maar het is geen bruut toeval dat er een universum is dat überhaupt het evolutionair ontstaan van leven mogelijk maakt." in deze blogpost. 1 maart 2013
  3. Het boek is aan bod gekomen in mijn blog Revoluties in de geschiedenis van de aarde die ons bestaan mogelijk gemaakt hebben 24 feb 2014. Zie hoofdstuk 6: The Critical Steps en met name: 6.6 'The emergence of intelligent observers'. Alle overwegingen in de post van vandaag kunnen ondersteund worden met vakliteratuur.
  4. Luchtige opmerking tenslotte: de beste garantie geeft mensen rechtstreeks met eigen handen scheppen (Adam en Eva). Dat geeft 100% zekerheid.
  5. Een paar dagen geleden werd bekend: "a researcher has shown that ancient volcanic eruptions in Australia 510 million years ago significantly affected the climate, causing the first known mass extinction (which eradicated 50 per cent of species) in the history of complex life. Science Daily
  6. Het grappige is dat die zuurstof uiteindelijk uit water afkomstig is! (dmv fotosynthese). Fotosynthese splitst water en verbruikt CO2. Er is dus een wisselwerking tussen water, CO2 en zuurstof. Deze 3 stoffen vervullen een sleutelrol in het leven op aarde. 
  7. Volgens astrochemicus Erwine van Dishoeck tonen recente metingen definitief aan dat het grootste deel van het water op aarde afkomstig is van kometen. Govert Schilling, De Volkskrant Wetenschap za 16 maart 2013. [toegevoegd 8 jun 14]
  8. Ozon layer, ozonlaag. Langdurige en intensieve blootstelling aan UV licht veroorzaakt huidkanker. [8 juni 2014]
  9. Zie de uitzending Cosmos (12) Het kwetsbare klimaat van planeet Aarde. Daar wordt het goed uitgelegd.! [11 jun 14] Zie ook een eerder blog 'Revoluties in de geschiedenis van de aarde die ons bestaan mogelijk gemaakt hebben' (24 Feb 2014) dat o.a. ingaat op de zuurstof revolutie.
  10. De reden is dat de energieopbrengst van voedsel (glucose) per molecule  met gebruikmaking van zuurstof een factor 10 hoger ligt dan zonder zuurstof. Dat is het verschil tussen aerobe verbranding en anaerobe verbranding. [12 jun 2014]