SPES CAHIER
Waarom doen we aan wetenschap? Hoe onstond het heelal? Van welke stof zijn onze herinneringen gemaakt? Zullen computers ooit slimmer worden dan mensen? Wat zal er binnen miljarden, of zelfs biljoenen jaren met de aarde en het heelal gebeuren? Dit zijn maar enkele voorbeelden van de vele vragen die ik me vroeger stelde en nu nog voortdurend stel - net zoals zoveel andere mensen. Daar is niets vreemd aan natuurlijk: een mens is nu eenmaal een heel nieuwsgierig wezen. En de wetenschap kan aan die nieuwsgierigheid een beetje tegemoetkomen. Wetenschap biedt antwoorden op tal van die ontelbare vragen die binnen ons opborrellen. Niet op alle vragen natuurlijk, nog niet althans. Maar één ding staat vast: het begin van de 21ste eeuw is voor een nieuwsgierige mens een geweldige tijd om in te leven. Want de wetenschap kan steeds meer en beter op moeilijke vragen antwoorden. Of probeert dat althans. Op de eerste vraag, hoe het heelal onstond, kan de wetenschap al iets zinnigs zeggen. Iets kan immers vanuit het niets ontstaan, zonder de natuurwetten te schenden. Zonder dat er dus iets magisch aan is: we kunnen dit gewoon experimenteel keer op keer bewijzen in een laboratorium. Ja, in elk labo, meer zelfs: overal om ons heen ontstaan voortdurend deeltjes vanuit het niets. En op dezelfde manier kon zelfs het hele heelal uit het niets ontstaan. En de volgende vraag was ook wel interessant: van wat zijn onze herinneringen gemaakt? Uit synapsen. Een synaps is een verbinding tussen twee zenuwcellen: het is de plaats waar de uitlopers van twee hersencellen elkaar raken. Zo bevinden zich er biljoenen synapsen tussen de honderd miljard hersencellen onder onze hersenpan. En die synapsen kunnen zich versterken. Waardoor we beter dingen onthouden. En zo kunnen we nog een tijdje verder gaan met het beantwoorden van vragen. Dus: waarom is wetenschap zo geweldig? Heel simpel: het stilt onze honger naar het willen weten hoe de werkelijkheid om ons heen in elkaar zit. Onze werkelijkheid werd millenialang beheerst door engelen, magie, geesten of wat dan ook. Maar de laatste eeuwen is daar grondig verandering in gekomen. In plaats van de wereld om ons heen gewoon te aanvaarden zoals hij is, ging de mens zelf op onderzoek uit. Zo creëerden we langzaamerhand een prachtig iets: we oogstten kennis over de wereld, over het heelal, over ons lichaam. En dat iets, die kennis, kan men beschouwen als een geweldig groots kunstwerk van de mensheid, één waaraan duizenden en duizenden kunstenaars soms heel hun leven aan gezwoegd hebben, om juist hun steentje, of zandkorreltje, aan dat fenomenale kunstwerk bij te dragen. Maar we moeten opletten dat we wetenschap niet te veel verheerlijken: voor veel mensen blijft het een moeilijk en afstandelijk iets. Maar dat hoeft helemaal niet het geval te zijn. Als we aan wetenschap denken, zien we meteen mannen in witte jassen voor schoolborden vol met formules staan en die over allerlei onbegrijpbare dingen praten. Wetenschap kan moeilijk zijn, onbegrijpbaar zelfs, maar net ook gemakkelijk. Er zijn tal van aangenaam leesbare boeken over de meest moeilijke onderwerpen geschreven, zonder dat er één wiskundig formuletje aan te pas komt. Je kan je verdiepen in de relativiteitshtoerieën van Einstein, in de kwantumemchanica of de werking van de hersenen zonder dat je minstens een bachelor in de fysica of geneeskunde moet hebben. En dan zijn er anderen die vinden dat wetenschap kil is. Volgens hen reduceert wetenschap het schijnen van de zon en het voelen van die zachte warmte op je huid tot slechts niets meer dan elektromagnetische straling (zonlicht) dat interageerd met eiwitten onder je huid zodat potentiaalverschillen ontstaan die neuronen in de hersencortex prikkelen. En die prachtig schijnende zon is niets meer dan een bol gas. Maar is dat juist niet ongelooflijk? Het is toch fascinerend te weten dat onze zon een geweldige bol zinderend heet gas is, een bol die een miljoen keer groter is dan onze planeet? Dat de zon elke seconde vier miljoen ton materie omzet in energie? Dat de zon een ster is, en dus binnen vijf miljard jaar al haar waterstof heeft opgebrand, waardoor ze zal opzwellen en waardoor de temperatuur op aarde tot duizenden graden zal stijgen? Dat de plek waar u nu rustig deze tekst aan het lezen bent binnen miljarden jaren bedekt zal zijn door één grote lavazee? En dan hebben we het nog niet gehad over de zonnestraling die onze huid bereikt. Want die straling prikkelt minieme sensoren onder onze huid, sensoren die verankerd zitten in de celmembraan van een zenuwcel. En die sensoren zijn een miljoen keer kleiner dan een millimeter, en toch slagen ze erin de warmte om te zetten in een stroom van natriumionen, piepkleine atomaire deeltjes, die met miljarden tegelijkertijd de zenuwcel binnenvloeien. En die vloed van natriumionen zet zich verder in de richting van onze hersenen, langs zenuwcellen die wel een meter lang kunnen worden, maar niet dikker zijn dan een miljoenste van een meter. Zo komt het signaal terecht in onze hersenen, waar een grote wervelende dans van ionen, moleculen, en eiwitten resulteert in ons besef van warmte. Is dat geen prachtig verhaal? In plaats van gewoon naar de zon en naar onze huid te staren, weten we nu ook het verhaal erachter. Het is een verhaal van een hemellichaam dat al miljarden jaren straalt en het verhaal van een menslijk lichaam, onmetelijk complex en verfijnd, dat in voortdurend contact staat met de wereld rondom. Via onze zintuigen sluipt de werkelijkheid ons hoofd binnen; geuren, kleuren en geluiden worden door miljarden hersencellen verweven tot een bewustzijn. Wetenschap kil? Nee toch! In een televisieinterview werd de briljante fysicus Richard Feyman ooit eens gevraagd of hij het ermee eens was dat de wetenschap de wereld troosteloos maakt. Feyman antwoordde met het voorbeeld van een bloem. Voor een romantisch iemand is een roos het symbool van de liefde, maar voor een wetenschapper is het dat niet alleen. Een bloem is een fascinerend samenspel van miljarden eiwitten en andere stoffen die het zijn vorm geven, en die het in leven houden. Die processen zijn fascinerend, want ze vertellen ons bijvoorbeeld hoe een bloem zonlicht kan eten: planten kunnen immers zonlicht omzetten in energie. En waarom een bloem er bijvoorbeeld rood uitziet. En de wetenschap verhaalt ons ook over de honderden miljoenen jaren evolutie die uiteindelijk ervoor zorgden dat bloemen zo’n 130 miljoen jaar geleden voor het eerst ontstonden. Enzovoort. Wetenschap is alleen maar kil omdat het kil wordt uitgelegd, niet omdat het kil is. Maar wetenschap is meer dan gewoon de werkelijkheid nog fascinerender te maken. Het kan ons ook antwoord bieden op levensvragen: wat is de zin van het leven, waar komt alles vandaan, waarom is alles zoals het is? Natuurlijk, dat antwoord is niet altijd datgene wat mensen willen horen. Maar de wetenschap is onverbiddelijk in zijn zoektocht naar het ware. Niets wordt ontzien, ook niet het idee dat de mens over zichzelf en zijn plaats in de werkelijheid heeft. En zo kregen we door de eeuwen heen een paar zware klappen te verduren. Als eerste was er Copernicus, die zei dat niet de hele kosmos rondom de aarde draaide, maar dat de aarde braaf baantjes trok rond de zon. Onze aarde, de wieg en woonplaats van de mens, leek plots heel wat minder gewichtig. We waren niet meer het centrum van het universum, van Gods schepping. Dan kwam Darwin met zijn evolutietheorie, die zei dat ook de mens was ontstaan uit lagere diersoorten. De evolutietheorie legde de link tussen levensloze moleculen die ergens in een warme oerzee ronddreven, zo’n vier miljard jaar geleden, en de verdere opmars van het leven die sindsdien geen enkele keer halt hield. Uit eenvoudige bacteriën evolueerden schimmels, insecten, planten en dieren. Dieren waaruit miljoenen jaren later apen en de mens zouden ontstaan. Vervolgens maakte vorderingen in de kosmologie duidelijk dat het heelal onbevattelijk groot is en wij onnoemlijk klein zijn. Onze zon is één van de honderd miljard sterren waaruit ons sterrenstelsel, de melkweg bestaat, en er zijn minstens nog honderden miljarden andere sterrenstelsels die deel uitmaken van het ‘waarneembare’ heelal. Wat er achter die waarnemingshorizon ligt, of achter de grens van ons waarneembare heelal, die zich op bijna veertien miljard lichtjaar van ons bevindt, is een raadsel: dat het nog vele, vele duizenden miljarden sterrenstelsels zijn is zeker, maar het kunnen er ook oneindig veel zijn. Zo kunnen we ons het heelal voorstellen als een wolk waarvan elk druppeltje een sterrenstelsel is waarin het licht van miljarden zonnen weerkaatst. Het grote verschil met een gewone aardse wolk is dan dat deze wolk misschien wel onbegrendsd is. En de wetenschap ging verder. We weten nu dat het heelal vanuit het niets kan ontstaan, en dat het zelfs helemaal geen energie vergt om een heelal te creëren. Daarbij geloven veel astronomen dat ons heelal niet het enige is, net zoals de aarde of ons zonnestelsel niet het enige is. Misschien zijn er wel talloze heelallen buiten het onze, die zich in een soort hogerdimensionale ruimte bevinden. Dit multiversum zou er dan altijd geweest zijn, zodat een ‘begin’ niet nodig was: ons heelal is maar een zijtakje van een enorm wijdvertakte boom die er altijd al was en nog steeds groeit, waarbij sommige takken terug afsterven en andere bijgroeien. En zo kon ons heelal dus ontstaan, en uit het gas dat de oerknal creëerde condenseerden sterren. In het binnenste van deze sterren werden nieuwe elementen gemaakt, als ijzer, nikkel en silicium; materialen waaruit honderden miljoenen jaren na de oerknal de eerste planeten geboren werden. Sommige van deze planeten zijn bedekt met zeeën van vloeibaar water, waarin chemische moleculen ronddrijven. Moleculen die kunnen evolueren; oftewel levensloze verzamelingen van atomen die strijden voor hun voortbestaan. Uiteindelijk, na miljoenen jaren, en dankzij mechanismen van verborgen orde en zelforganisatie, ontstaat een enorm grote verzameling van moleculen die zich kan voortplanten: leven was ontstaan. Dit proces vond 3,8 miljard jaar geleden op onze planeet plaats. En dat leven werd steeds complexer. Gedurende miljarden jaren verfijnde het zich: cellen smolten samen tot grotere ingewikkelder cellen, die cellen ging samenwerken om meercellig microscopisch leven te vormen, zoals plankton of wier. En uiteindelijk, vele honderden miljoenen jaren later ontstonden amfibieën, en dan vissen, reptielen, zoogdieren en tenslotte, zo’n 40 000 jaar geleden, onstond de moderne mens, begiftigd met honderd miljard neuronen en een hoop hersenschors. Zodat hij uiteindelijk het hele proces van oerknal tot een wezen met bewustzijn kon achterhalen, een proces dat al veertien miljard jaar bezig is. Er bevinden zich nog grote hiaten in onze kennis. Maar de wetenschap heeft de grote lijnen geschetst, en het scheppingsverhaal herschreven. Zo is er de afgelopen eeuwen een nieuw verhaal ontstaan, één dat niet minder boeiend is, integendeel. In plaats van gewoon te stellen: ‘en god schiep het heelal en de mens’, punt uit, is er een nieuw facinerend verhaal ontstaan waarvan u via deze tekst al een glimp heeft opvangen en dat nog steeds vandaag door duizenden wetenschappers verder wordt uitgeschreven. Nu nog maar hopen dat het een happy-end wordt. Kris Verburgh |