Eens trek je de conclusie…

…de hele wereld is een illusie?

Mijn homeboy Descartes zat al in 1641 te knagen op het idee dat misschien de hele wereld niet echt is, maar een illusie geschapen door een demoon¹. En meer dan 350 jaar later zijn we er nog niet uit: rijke meneren in Amerika doen onderzoek naar het idee dat we met z’n allen een simulatie zijn.

Nou hebben die meneren best wel een punt eigenlijk. Hun argumentatie gaat ongeveer zo:

  1. Onze capaciteiten om computersimulaties te draaien zijn in de afgelopen 70 jaar supermegaexponentieel gegroeid.
  2. Als het zo door zal groeien, dan krijgen we genoeg rekenkracht om hele werelden met ‘denkende’ wezens te simuleren.
  3. Als wij het kunnen, kan een buitenaards/buitenuniversums wezen het ook.
  4. Aangezien het dan minder moeite kost om een wereld te simuleren dan er een te maken, zijn er waarschijnlijk veel meer gesimuleerde dan ‘echte’ werelden.
  5. Als er veel meer gesimuleerde dan ‘echte’ werelden zijn is de kans dat wij een gesimuleerde wereld zijn groter dan de kans dat we een echte wereld zijn.

Het zijn een hoop ‘als’-en, maar het lijkt op een valide argumentatie.

Nu is het wellicht een mooi moment om aan The Matrix te denken en/of in de stress te schieten en/of boos te worden omdat we misschien wel een afstudeerproject van een of ander buitenaards wezen dat sociologie studeert zijn², maar laten we het eerst even over bananen hebben.

Ik heb namelijk al sinds mijn studententijd een hypothese over Het Universum, en dat gaat als volgt:

In Den Beginne waren er de Grote Banaan en het Opperwezen.

En een vork.

Het Opperwezen prakte de banaan tot er niets van over was behalve quarks, en wat andere subdeeltjes. Vervolgens plakte het Opperwezen de bananenquarks weer aan elkaar tot ons universum en riep heel hard BOE en dat was de Big Bang. En zo zijn wij allemaal ontstaan.

De reden dat ik ineens begin te bazelen over bananen is om te illustreren dat iets weliswaar een geniale en op het eerste gezicht overduidelijk juiste hypothese kan zijn, maar dat dat niet betekent dat het a) waar is of b) iets toevoegt.

Om met ‘waarheid’ te beginnen: we kunnen van de simulatiehypothese niet zeggen of ‘ie ‘waar’ is, tenzij we kunnen bedenken hoe het te testen is. Wat zou er in een gesimuleerd universum anders zijn dan in een ‘echt’ universum?

Volgens de wetenschappelijke methode moeten we eerst iets bedenken dat voor ons waar zou zijn als we een simulatie zijn en niet-waar als we dat niet zijn, en dan kijken of het daadwerkelijk zo is. Hier hebben de slimme heren nog niets op bedacht en ik ook niet, daarom moet ik voorlopig concluderen dat deze theorie niet testbaar is. Dat wil zeggen, even testbaar als de Bananenquarktheorie, hoewel die nog het voordeel heeft dat we misschien een keer de kosmische vork spotten met de Hubble, en dan krijg ik de Nobelprijs voor de natuurkunde, wat ik best leuk zou vinden.

Nou zijn de meeste theorieën over het universum niet of moeilijk testbaar, omdat we er nou eenmaal maar eentje bij de hand hebben. Laten we de simulatiehypothese dus daarop nog niet afschrijven.

Punt twee: is de simulatiehypothese nuttig? Verklaart het iets wat tot nu toe nog niet te verklaren was?

Ja, zeggen de rijke en ook best slimme meneren. Bijvoorbeeld, het universum heeft pixels. Er is namelijk zoiets als een minimale lengte, of eigenlijk, een afstand waar het concept ‘lengte’ ophoudt te bestaan. Lang verhaal, voor een andere keer.

Goh, denken de meneren, als iets een minimale lengte heeft kun je het opdelen in blokjes van die lengte zonder informatie te verliezen, en kun je het dus ook zonder informatie te verliezen in een computer stoppen. De wereld ziet er dus precies zo uit zoals je zou verwachten als het een computerprogramma was. En anders hebben we geen verklaring voor waarom het zo is.

Persoonlijk vind ik dit nogal een zwak argument. Het concept van de granulariteit van ruimte (en tijd en nog meer) is ook al niet meetbaar, en gaat dat misschien ook nooit worden. We zijn er nog niet uit. We weten dat de generale relativiteitstheorie, klassieke mechanica en quantummechanica elk hun eigen domein hebben: respectievelijk de kosmos, de wereld van alledag en de ienieminiedeeltjeswereld. Misschien heeft de schaal van die kleinste lengte wel nog een eigen set natuurwetten en is het dan helemaal niet granulair meer. Weten we niet, zijn mensen mee bezig, snaartheorie en zo. En een open vraag is iets anders dan een argument.

Tweede voordeel-voorbeeld van de slimme meneren: het probleem van de waarnemer in de quantummechanica. Heel in het kort: volgens de quantummechanica zijn dingen soms niet bepaald totdat een systeem wordt waargenomen. Klassiek voorbeeld is een lichtdeeltje dat van A naar B gaat en uit twee paden mag kiezen. Als je alleen meet bij B en niet probeert na te gaan welke van de twee paden het deeltje genomen heeft, krijg je andere resultaten dan als je dat wel vast probeert te leggen. RAARRR. En dus, zeggen de slimme meneren, een goed argument voor simulatie, want het is wel zo efficiënt om de supercomputer pas uit te laten rekenen hoe het gesimuleerde universum in elkaar zit op het moment dat dat nodig is, dat wil zeggen, als er een wezen met gesimuleerd bewustzijn de informatie wil hebben.

Dit vind ik een erg leuke gedachtegang. Het vertelt ons ook iets over de simulatie, namelijk dat er indien nodig wat extra dingen worden uitgerekend – het is niet zo dat alles al vastligt in het programma, al kan het achterliggende algoritme wel vastliggen.

Persoonlijk vind ik het niet zo overtuigend als de bananenquark-hypothese, die o.a. verklaart waarom bananen krom zijn: ze groeien in de richting van de kosmische achtergrondstraling, wat immers de echo is van de Grote Oerbanaan. Ik ben dan ook nog niet overtuigd dat ik alleen besta in een computer, en ik in een soort van Droste-effect binnen een computer nu op een computer aan het typen ben.

Maar ik heb er een leuke avond door gehad. Dus de simulatiehypothese is nuttig genoeg. We houden ‘m nog even.

 

¹dit kwam ‘m op een beschuldiging van godslastering te staan, waar nota bene onze Vader des Vaderlands hem van gered heeft. Dat waren nog eens tijden.
²dat zou trouwens een hoop verklaren over de situatie in Europa en de Verenigde Staten.

Eerst zien

Een gedeelde herinnering voor mijn generatie, en misschien ook wel een paar generaties voor en na ons: ergens in de eerste klas van de middelbare school, biologieles. Als je binnen komt lopen zie je de microscopen in slagorde klaarstaan. En na wat gepruts met focus en oculair is ‘ie daar, de magische wereld van ui-cellen en de beestjes die in de Leidsevaart blijken te leven en je eigen wangslijmvlies.

Op dat moment zegt helemaal niemand ‘ik verwerp deze waarneming, want het is een machinaal geproduceerd beeld waarvan de overeenkomst met de werkelijkheid niet vastgesteld kan worden.’

Tenzij één van je medebruggers afstamt van de 17e-eeuwse party poopers die het feestje van Galileo Galilei (avec telescoop) en Antonie van Leeuwenhoek (die dankzij z’n microscoop heel veel kon zeggen over zijn eigen sperma) kwamen verpesten. Want die mensen waren er, die vonden dat de enige ware observatie de directe observatie is. Wel later dan de 17e eeuw ook nog trouwens.

Nou is dit in tijden van MRI en STM eigenlijk weer een heel interessante en actuele stelling geworden, maar dat is voor een andere keer. Ik moest vooral aan de 17e-eeuwse proto-contactlenshaters denken vanwege een paper waar ik tegenaan liep omdat ik voor de leuk wat kunstmatige intelligentie-dingen doe.

‘A Critique of pure vision’ is een paper uit 1994 van een filosoof en twee neurowetenschappers waarin ze met name het idee willen ontkrachten dat het doel van zien is om een beeld van de werkelijkheid in je hoofd te krijgen. Daar doen ze 25 pagina’s over met ondertussen heel veel leuke terzijdes over gezichtsbedrog en computervisie etc., zeer het lezen waard. Ik werd vooral geraakt door de essentie van hun stelling: zien is niet een proces zoals het projecteren van een film op een scherm, waarbij de informatie uit de buitenwereld netjes één op één wordt overgezet op het ‘scherm’,  onze hersenen, of zo je wilt ons bewustzijn.

In plaats daarvan is zien niets meer (of minder) dan een proces dat gegroeid is met als doel ons een betere interactie met de wereld te geven, en daarom onlosmakelijk verbonden met bijvoorbeeld beweging en de andere zintuigen.

Toen ik dat las klikte er zoveel op zijn plaats. Bijvoorbeeld: onze ogen zijn niet voor alle kleuren licht even gevoelig. Sommigen zien we veel sterker dan anderen en sommigen zien we helemaal niet. Ultraviolet zien wij niet, bijen wel. Hoe ziet de wereld er dan écht uit? Die vraag kun je loslaten als je je realiseert dat ‘zien’ per definitie een subjectief proces is.

Zien is iets wat we leren, zowel als diersoort (via evolutie) als als individu (hierover zijn een hele hoop heel nare experimenten met kittens te vinden). We zien dingen nooit ‘neutraal’: alles wordt altijd gefilterd in categorieën als ‘eng’, ‘interessant’, ‘prettig’, ‘irrelevant’, en die indeling verschilt per persoon. Wat je ziet gaat eigenlijk niet over de pure buitenwereld, maar over de relatie tussen jezelf en die buitenwereld.

Dat was voor mij een nieuwe gedachte.

Ik vraag me af wat onze microscoophaters hiervan zouden vinden. En Plato, met z’n grot.

 

 

 

 

Wetenschappelijke geletterdheid: disclaimer + prijsvraag

Eerst even dit:

In de komende posts ga ik u ervan proberen te overtuigen dat kennis van de vorm en inhoud van de natuurwetenschappen, en dan met name de astronomie, fysica en biologie, volslagen noodzakelijk is voor de maatschappij in het algemeen en uw persoonlijke vervulling en levenschgeluk in het bijzonder.

Logische conclusie zou dan zijn dat ik ook vind dat die vervulling en dat levensgeluk niet te verkrijgen zijn zonder kennis van etcetera. Met daarbij impliciet dat ik die kennis heb en u (misschien) niet (deze stukjes worden voornamelijk gelezen door mijn sociale omgeving, en die ziet er statistisch wat anders uit dan de algemene bevolking, natuurlijk).

Met andere woorden: ik zou iets zeggen van “als je X doet ben je beterder, en overigens, ik ben X – dus…” maar dat bedoel ik niet (eerlijk!). Ik zou het reuze leuk vinden als er wat meer mensen op mij zouden lijken (als we het toch over levensgeluk hebben, hoe voelt dat nou, een lange broek kunnen kopen bij de V&D?) maar dat is niet het idee van deze exercitie: ten eerste weet ik bijzonder weinig (dat verberg ik door bijzonder veel te praten over dat weinige ;) ), ten tweede is er een grote kans dat u beter bent in betadingen dan ik in alfadingen, en zou ik er, afgezet tegen de populatie, dus dommer op worden. Dat lijkt me een goede ontwikkeling.

Ik wil ook niet zeggen dat beta belangrijker is dan alfa en gamma. WEL dat we aan het leren van alfa en gamma veel meer doen – expliciet, dan. Impliciet doen we een hoop. Een baby in de wieg ligt al wetenschap te bedrijven, dat zie je gebeuren: gezwaai met armpjes, en dan die blik van “okee, dus als ik -dit- doe in m’n hoofd gebeurt er -dit- met m’n lijf”. Wij onderbreken dit empirisch proces en gaan verhaaltjes lopen vertellen. Is ook belangrijk. Maar we hebben op beta-gebied nogal een inhaalslag te maken. En daar gaat deze serie over.

Tenslotte! Mocht u zichzelf als alfa identificeren, en vinden dat er een paar dingen zijn die ik door mijn onfortuinlijk betaschap (ik was er zo een die op de basisschool al duidelijk niet meer te redden was) ben misgelopen, vertel het! En dan zal ik het gaan leren ook. Beloofd. Het leukste idee krijgt een geheel verzorgde spoedcursus speciale relavititeitstheorie op een servetje bij de LaPlace.

Wat is een definitie?

Het blijkt alleen al uit het gegeven dat je eindeloos kunt praten over wat een natuurwet is: definities zijn ontzettend lastig en ontzettend belangrijk.

Dat wisten we als mensheid al langer, trouwens. Zie bijvoorbeeld Genesis waar Adam zich een slag in de rondte zit te naamgeven en alles in de soep loopt als blijkt dat “naaktheid” een definitie heeft gekregen.

Je kunt een hoop lol beleven aan een uitspraak als “de lucht is blauw.” Wat is “blauw”? Wat is “de lucht”? Wat is “is”? Dat lijkt misschien gezeur in de marge, maar het zijn geen vanzelfsprekende vragen. Probeer ze maar eens goed te beantwoorden.

Het zoeken naar goede definities is vaak stap 1 in het formuleren van wetenschappelijke vragen. Waarom komt er vanuit de gaslaag die onze atmosfeer is zo relatief veel elektromagnetische straling met een golflengte van rond de 475 nanometer naar ons toe?

Het voordeel van dit meer precieze definiëren is dat je door de componenten van de vraag te identificeren (gaslaag, straling, golflengte) al heel dicht bij het antwoord komt (in het gas buigt licht met een kleinere (blauwe) golflengte meer dan dat met een grotere (rood), daarom lijkt de lucht blauw als de zon hoog staat en rood als ‘ie laag staat, zoals bij zonsopgang, en zit bij een regenboog het rood aan de buitenkant en het blauw aan de binnenkant).

Het nadeel is dat bij grotere precisie het begrip wel eens verloren wil gaan. Wat is een gas nou eigenlijk echt? Wat is elektromagnetische straling? Wat is een nanometer? Van alledaagse begrippen waarvan we meteen weten wat we bedoelen (“blauw”, “lucht daarboven”) zijn we terechtgekomen bij jargon, en in plaats van meer te begrijpen wordt het vaak juist minder.

Daarom is het in het onderwijs zo belangrijk dat je niet alleen leert dat E = ½mv², maar ook wat energie “is” en wat massa “is”. Dat is de enige manier om ook te begrijpen wat er gebeurt in die formule. (Zo goed als iedereen kan dat ook leren trouwens, er is alleen geen tijd voor omdat de eindexamenprogramma’s zo vol zitten, maar dat is een klaagzang voor een andere keer.)

Er zit ook een grens aan onze kennis, een grens aan het begrip, en daar loop je via de definities tegenaan: straling is fotonen zijn ijkbosonen (huh? o ja de quanta van het ijkveld) zijn… o wacht, we moeten het Higgs-deeltje nog vinden, de rest weten we niet zeker. En we hebben dus nog steeds niet ECHT gedefiniëerd wat “blauw” is. Laat staan het over Picasso’s blauwe periode gehad, want “blauw” bestaat niet alleen als labeltje bij een golflengte maar ook als iets waar we als mensheid mee bezig zijn.

Te exact, of te uitgebreid, willen definiëren is dus ook niet zo nuttig. We moeten per situatie een passende middenweg vinden. Maar wat blijkt is dat het tussendoor af en toe uitpluizen van de definities een heel goede oefening is om op een rijtje te krijgen wat we wel en niet weten.

Prutsen met definities is de core business van de (wetenschaps)filosoof. En je kunt het niet genoeg oefenen. Dus, vertelt u mij eens, wat is een vuilniszak?

Perspectief

Vroeger ging ik regelmatig met vrienden op pad om gesubsidieerd dingen op te blazen (voor de wetenschap!!!!). Daar maakten we dan foto’s en filmpjes van, want dat is leuk.

Het is doorgaans duidelijk aan de foto’s te zien wanneer de camera naar mij ging en wanneer weer naar iemand anders, want als ik staande een foto van andere mensen wil maken moet ik naar beneden mikken. Ik ben 15 centimeter langer dan de gemiddelde man van mijn generatie en opleidingsniveau.

Voor het grootste deel van de mensen die ik tegenkom ben ik de langste vrouw die ze ooit in hun hele leven zullen zien en dat vind ik de normaalste zaak van de wereld. Ik ben ook de langste vrouw die ik zelf ooit heb gezien.

En ik zie de wereld dus anders, al is het maar een grotere waardering voor goede anti-roosshampoo en een neiging tot efficiënt gebruik van de ruimte bovenop mijn keukenkastjes. Waar komt dat vandaan? Omdat ik gewend ben dingen zo te zien.

Om even precies te zijn: dus NIET omdat ik lang ben. Ik zie het zo doordat ik lang ben, maar iemand van 1.85 die permanent op rolschaatsen door het leven gaat zou hetzelfde hebben (plus nog wel wat andere bijzonderheden denk ik). Het is puur en alleen de gewenning waardoor het effect optreedt, en de oorzaak van die gewenning is niet per se relevant.

Dit effect is van enorme invloed op alles wat mensen doen. Ook in de wetenschap, want als je gewend bent dat er [x ± weinig] uit een experiment komt en je ziet opeens [x + veel], denk je “wat gek, dat hoort niet” en gaat zoeken wat er mis is – ook al is er niks mis en is het valide data. Een “objectief experiment” bestaat. helemaal. niet.

Er is wel een arsenaal aan trucjes om er onderuit te komen (eerst heel veel meten en dan de data bij elkaar harken bijvoorbeeld). Maar het blijft mensenwerk, en het gedeelte van wetenschap dat patroonherkenning is blijft enorm vatbaar voor ons individuele en collectieve idee van “normaal”. Vandaar ook dat er zo zelden iets ECHT raars gebeurt. Of lijkt te gebeuren.

En hetzelfde effect is ook verantwoordelijk voor ongeveer 99% van de miscommunicaties op welk gebied dan ook. Dus wen niet te snel aan dingen, ga af en toe eens op een krukje staan, en als je voor later op de dag nog iets extreem gaafs gepland hebt staan wat je weer op gaat vrolijken, probeer dan eens te bedenken hoe de islam er uitziet voor een SGPer en de oppositiebankjes voor een VVDer, dan lijkt de vaderlandsche politiek ineens weer een stuk samenhangender. Alleen niet leuker. Maar je kunt niet alles hebben.