02 februari 2015

Is er orde in de natuur?

Bijvoorbeeld: is er orde in de biologische wereld? Neem een voorbeeld uit mijn eigen vakgebied: de mens heeft 46 chromosomen. Dus orde. Maar, er zijn individuen die 47 chromosomen hebben. Ze hebben chromosoom 21 in drievoud in plaats van tweevoud (zoals de rest van de mensheid). Is er nu nog steeds orde? Nu, er is geen chaos. De mens heeft 46 óf 47 chromosomen. Maar er zijn méér afwijkingen. Bij kanker zie je een waanzinnig groot aantal chromosoomafwijkingen in de tumorcellen. Het lijkt wel chaos. Dus: is er orde in chromosomen? Ja, behalve in een aantal clinisch vaststelbare chromosoomafwijkingen en kanker. Is dat orde? Het lijkt mij nogal subjectief. Het is maar hoe je 'orde' definieert. 

Een ander, beroemd voorbeeld is de vraag: zit er orde in de planten- en dierenwereld? Ja, zei Linneus en hij deelde de planten en dierenwereld in, in ordes, families, geslachten, soorten en ondersoorten. Dit werkte geweldig totdat men tegen twijfelgevallen aanliep. Darwin vond het soortbegrip maar een menselijke uitvinding. Soorten bestaan niet objectief. Kun je objectief vaststellen waar de grens ligt tussen een soort en een ondersoort? Toen bacteriën ontdekt werden, kwam men er achter dat het soortbegrip daar slecht werkte.

Zit er orde in de dierenwereld? Ja, je hebt: insecten, vogels, reptielen en zoogdieren. Complicaties zijn: vogels die dinosaurierkenmerken hebben of dinosauriers met veren; zoogdieren met reptielkenmerken, of reptielen met zoogdierkenmerken. Orde? Relatief.

Ananas. Deze komt aardig in de buurt van zeshoekige cellen...
Heeft de ananas echt Fibonacci spiralen? (= wiskundige regelmatige reeks) (zie mijn blog: Zomergast Ionica Smeets, Wilfried de Jong, Fibonacci, Ananas, God). Toen Ionica de spiralen op een meegebrachte ananas liet zien, maakte Wilfried spontaan de (cruciale!) observatie dat die ananas "een kleine afwijking had. Het is een beetje gekke ananas. Sommige spiralen zijn wel een beetje moeilijk te zien". Ze zijn minder precies dan je denkt. Planten zijn niet perfect mathematisch gevormd. Als planten door een computer gegenereerd worden, zie je onmiddellijk dat ze niet levens-echt zijn. Dus: is er orde? Ja, bij benadering. Het is dus enigzins subjectief om te zeggen of ananassen beantwoorden aan de Fibonacci reeks. Er is geen ja of nee.

Zit er orde in ons planetenstelsel? De Grieken dachten dat planeten perfect cirkelvormige banen hadden. De cirkel was de meest perfecte vorm. Perfecte orde! Maar het bleken geen cirkels maar ellipsen te zijn. Orde? Ja, als je het begrip aanpast.
De aarde draait om haar as. Dat is orde. Maar de as wiebelt. Orde? Ja, er zit een patroon in: Axial tilt, Axial precession, etc. Orde? Altijd raak, als je maar je formule aanpast voor wat orde inhoudt.
Deze vind ik altijd fascinerend: de dagen worden langer vanaf 21 december, maar niet echt regelmatig. Of niet logisch. De vroegere zonsopkomst loopt niet in de pas met de latere zonsondergang. Waarom is dat nu weer? Is dat regelmaat?

Orde in de scheikunde? Ja, zei  Mendelejev! Kijk maar: het periodiek systeem der elementen. Er zit structuur in het periodiek systeem. Maar er zijn elementen die niet in de natuur voorkomen. En elementen met een atoomnummer hoger dan 82 (lood) vervallen door radioactieve processen tot elementen met lagere atoomnummers. Instabiel. Orde? Ja, maar radioactiviteit compliceert de orde.

Theodor Benfey's spiral
periodic table (wiki)
Al vrij snel bleek de manier van weergave van het Peridodiek Systeem niet de enige manier te zijn. Een schatting is dat er behalve Mendelejev nog zo'n 700 alternatieve manieren zijn gepubliceerd om 'de regelmaat' in het PS weer te geven: cirkelvorming, cilindrisch, pyramide vormig, tot de Theodor Benfey's spiraalvormige PS en drie-dimensionale systemen. Deze alternatieve vormen zijn voorgesteld om bepaald eigenschappen beter tot hun recht te laten komen. Orde? Ja, zoveel als er manieren zijn om tegen de werkelijkheid aan te kijken.

De vraag 'Is er orde in de natuur?' is betekenisloos als je het begrip 'orde' niet goed definieert. En je kunt 'orde' zo definieren dat je altijd orde in de natuur vindt. Desnoods met de chaostheorie! (Lorenz attractor, Strange attractors)

De vraag: Is de werkelijkheid logisch geordend? is net zo v(r)aag als: is de werkelijkheid getalsmatig geordend? Ja, de mens heeft 2 ogen, 2 benen, 2 armen, 2 longen, etc. Geen 2 neuzen, maar wel 2 neusgaten. Geen twee hersenen, maar wel twee hersenhelften. Geen twee harten, maar het hart heeft wel 2 helften. Orde is een subjectief begrip. De orde zit in je hoofd. De logica zit in je hoofd.


 
Zie: blog Jan Riemersma De Ridder & Rutten, "En dus bestaat God" vormde de inspiratie voor dit blog.

3 opmerkingen:

Bert Morrien zei

Gert,

In 40 jaar geleden had ik te maken met pseudo-random bitpatronen die in digitale datatransmissie een rol spelen en nog steeds spelen.
De naam suggereert dat het over iets gaat dat willekeurig lijkt maar het niet is. Wiskundig zijn daar talloze voorbeelden van. Ze hebben gemeen dat de wiskundige beschrijving verrassend eenvoudig is.
Stephen Wolfram laat in zijn boek "a New Kind of Science" zien dat cellulaire automaten ook patronen opleveren die, ondanks de eenvoud van de overgangsregels, een grote complexiteit opleveren. 1)
Als je zonder voorkennis met die complexe patronen wordt geconfronteerd, is het niet eenvoudig om de overgangsregels daaruit terug te vinden, vooral als je maar een deel van die patronen overziet en je niet zeker bent van de volgorde waarin die patronen tot stand gekomen zijn.
Wolfram speculeert dat het universum wel eens een grote cellulaire automaat zou kunnen zijn.
Voor de natuur is 'niet eenvoudig' de overtreffende trap van een understatement, zeg maar gerust praktisch onmogelijk. We mogen al blij zijn dat we voor een deel van de natuur een ordening kunnen onderscheiden.
Gerard 't Hooft heeft het ook al over de cellulaire automaaat in zijn document "The Cellular Automaton Interpretation of Quantum Mechanics. A View on the Quantum Nature of our Universe, Compulsory or Impossible?" 2)
Ook een reeks van spontane symmetriebrekingen zou de schijnbare willekeurige waarden van natuurconstanten kunnen verklaren en daarmee het fine-tuning probleem kunnen oplossen.

De consequentie dit alles is dat we niet zomaar mogen zeggen dat de natuur ongeordend is en dat daarom alles mogelijk is en God wel moet bestaan, wat Jan-Auke Riemersma's stokpaardje is.
Je mag ook niet zeggen dat het fine-tuning probleem alleen door God kan worden opgelost, zoals Emanuel Rutten beweert.

Allemaal metafysica natuurlijk, maar de Godsbewijzers maken het zich wat te gemakkelijk, dunkt mij.
Zie trouwens ook de blogs van forum op http://geloofenwetenschap.nl

Referenties
1. http://www.wolframscience.com/nksonline/toc.html
2. http://arxiv.org/abs/1405.1548

gert korthof zei

dit is de reactie van Jan Riemersma op zijn eigen blog op dit blog van mij:

Gert, ik denk dat ik het persoonlijk met de conclusie van je blog eens ben. Maar overzie je de consequentie van je blog/opvatting wel? Als de logische orde niet algeheel is, zullen grote delen van de werkelijkheid niet door de wetenschap kunnen worden bestudeerd: maar dát is een uitspraak die jij altijd fel bestreden hebt, immers?

gert korthof zei

Bert, dank voor je reactie.
Frappant dat je Wolfram laat in zijn boek "a New Kind of Science" noemt. Dat heb ik ook gelezen/bestudeerd. Fascinerend. Ik heb er hier op mijn WDW site over geschreven.
wat ik ik van Wolfram geleerd heb is dat onverwachte orde in wiskundige systemen te voorschijn kan komen. je kunt dus op ontdekkingstoch door de gevolgen van formules en nieuwe dingen ontdekken. Dat allemaal in een symbolische wereld.