 |
| At Home in the Universe. The Search for Laws of Self-Organization and Complexity. |
Toen ik in 1998 het boek At Home in the Universe. The Search for Laws of Self-Organization and Complexity van Stuart Kauffman las, was ik diep onder de indruk (zie mijn review). Hij kwam op mij over als een genie die zowel een volstrekt originele theorie over het ontstaan van het leven had als ook nog zinnige kritiek had op het Darwinisme.
Hij had een theoretisch model ontwikkeld dat gebaseerd was op een systeem van zichzelf catalyserende chemische reacties. En die had hij uitgebreid onderzocht met computer simulaties. Hij had daarbij wiskundige wetmatigheden ontdekt in netwerken van elkaar beïnvloedende chemische reacties. Hij ging uit van de –niet onredelijke– veronderstelling dat chemische stoffen door toeval de synthese van elkaar kunnen stimuleren. Hij gebruikte daarbij niet de bekende stoffen zoals stikstof, methaan, water, kooldioxide, etc maar abstracte verbindingen A, B, C, D. De reden was dat hij een zo universeel mogelijke theorie wilde ontwerpen, die niet afhankelijk was van de toevallige chemicalieën waar het leven op aarde mee werkte. En die misschien wel niet essentieel waren voor het leven. Bottom-up werken. Niet toewerken naar organismen zoals we die nu kennen. Als je Kauffman wilt plaatsen dan zou je hem kunnen vergelijken met een mathematisch bioloog als Martin Nowak ('Evolutionary Dynamics: Exploring the Equations of Life'; en 'Super Cooperators. Evolution, Altruisme and Human Behaviour').
Kauffman ontdekte dat wanneer je een grote diversiteit van willekeurige eenvoudige chemische basisstoffen als uitgangspunt neemt, je dan kunt berekenen dat de kans zeer groot is dat er een netwerk ontstaat waarbij het ontstaan van iedere aanwezige chemische stof bevordert wordt door een andere stof in het netwerk. Met andere woorden: een netwerk dat zichzelf in stand houdt. Een netwerk dat niet uitdooft. Kauffman kon met wiskundige zekerheid aantonen dat er onder specifieke omstandigheden een stabiel netwerk ontstaat. Het waren vooral de 'uit het niets' opduikende reproduceerbare wetmatigheden en de wiskundige zekerheid die diepe indruk op me maakten. Order for free was de slogan die de lading zondermeer dekte. Kauffman had iets te pakken. Dat voelde je gewoon. Hij had een nieuwe wetmatigheid ontdekt. Het was maar een kleine gedachtenstap om die stabiele chemische netwerken te interpreteren als de eerste levensvormen. Er was geen wonder nodig, alléén berekenbare statistische wetmatigheden. Het klinkt te goed om waar te zijn, maar het is nog niet alles.
Kauffman had een wiskundige model voor het ontstaan van het leven ontwikkeld dat niet afhankelijk was van allerlei zeer specifieke chemische stoffen die we nu in levende wezens aantreffen zoals DNA, RNA, of ATP. Dat was een interessant resultaat omdat niemand wist hoe DNA of RNA uit eenvoudige bouwstenen gesynthetiseerd konden worden zonder hulp van enzymen (enzymen komen alleen voor in levende organismes). Je kunt dus niet beginnen met DNA en enzymen. Er moet iets vooraf gegaan zijn aan DNA, maar wat? Bovendien was de hele biologische gemeenschap in 1953 na de ontdekking van DNA door Watson en Crick er van overtuigd dat DNA de secret of life was. En dus: dat DNA gewoon aan de basis van het leven moest staan. Alleen niemand wist hoe. Kauffman was eigenwijs en deed het zonder DNA! Nog 'erger': zonder ook maar één chemische stof te noemen! Bottom-up. In theorie. Op de computer. De enige grote open vraag was of het in de praktijk zou werken. Omdat er in zijn boek vrijwel geen concrete chemische voorbeelden stonden en ik die graag in mijn review wilde opnemen, vroeg ik hem daarom per email. Hij gaf een paar veelbelovende chemische experimentele resultaten van andere onderzoekers. Die nam ik gretig op in mijn review. Toen bleef het 16 jaar stil rondom Kauffman en zijn theorie.
 Reinventing the Sacred |  Investigations |
Noten
- Fernando, C.; Vasa, V.; Santos, M.; Kauffman, S.; Szathmary, E. 'Spontaneous formation and evolution of autocatalytic sets within compartements'. PLoS one 2011, submitted.
Realiseer je je dat dit Intelligent Design pure and simple is? Ook al zal die Kauffman dat wel niet willen weten. Natuurlijk verplaatst autocatalyse ook weer het probleem (want waar komt dat weer vandaan? Uit de materie zelf. Maar waar komt die dan weer vandaan?) Uiteindelijk liggen die vragen toch altijd weer buiten het terrein van de natuurwetenschap, wat ook helemaal niet erg is. Tenzij je een scientist bent.
ReplyDeleteHenk Rijkers,
ReplyDeleteRealiseer je je dat je, en niet voor het eerst, dingen ziet die er niet zijn ?
En houd je er rekening mee dat je bovenstaand artikel misschien niet begrepen hebt ?
Nee Henk R: ik had geen seconde gedacht aan Intelligent Design. Bedoel je eigenlijk te zeggen dat de Intelligente Designer de Big Bang heeft ontworpen en toen alles zijn gangetje liet gaan?
ReplyDeleteZou kunnen, maar daar ligt wat mij betreft niet de focus. Uitgangspunt van ID is dat "certain features of the universe and of living things are best explained by an intelligent cause, not an undirected process." Het hier beschreven proces legt die 'intelligent cause' in de materie en haar eigenschappen die 'vanzelf' evolueren naar hogere eenheden. Ervan uitgaande dat Kauffman inderdaad wat te pakken heeft, zit hem de uitdaging in dat 'vanzelf'. Dat is eigenlijk jezelf ontslaan van verdere verklaring en dus hoogst onwetenschappelijk. Ik verwijs overigens naar het boek van Suzan Mazur 'The Altenberg 16: An Exposé of the Evolution Industry', waarin - meen ik - Stuart Kauffman ook aan het woord komt. Dat boek voorspelt dat de zelforganisatie van materie de nieuwe clue voor het evolutionair denken belooft te worden.
ReplyDeleteEen van de reaguurders op Amazon geeft een treffende waarschuwing aan de immer besserwissende darwino's:
"One of the persistent themes that appears over and over again is that many who approach evolution from a strictly secular viewpoint won't give a theory the time of day, if it even appears to give ammo to creationists or ID. If science itself is based on a presumption of underlying order, one tends to wonder if this political bias will cause them to overlook some important clues."
Precies zo is het. Van 'political' zou ik alleen 'ideological' maken
@Rijkers: `Het hier beschreven proces legt die 'intelligent cause' in de materie en haar eigenschappen die 'vanzelf' evolueren naar hogere eenheden. Ervan uitgaande dat Kauffman inderdaad wat te pakken heeft, zit hem de uitdaging in dat 'vanzelf'. Dat is eigenlijk jezelf ontslaan van verdere verklaring en dus hoogst onwetenschappelijk´.
ReplyDeleteHier betekent "vanzelf" inderdaad dat je niet meer dan de natuurwetten nodig hebt. Zie b.v. de chemische binding, of moleculen met een hydrofoob staartje die in water vanzelf een cel vormen, etc.
Als met ID niet meer bedoeld wordt dan "de natuurwetten hebben een intelligente oorsprong" dan zullen veel gelovigen ID als nagenoeg puur materialisme zien.
Ja, en waar komen natuurwetten vandaan? Het doet me denken aan Peter Hitchens (de wijzere broer van de onlangs overleden Christopher), die opmerkte dat het bestaan van natuurwetten nooit wordt verklaard. "De wetenschap eigent zich die simpelweg toe."
ReplyDelete@Henk: de natuurkunde is pas 400 jaar bezig, we mogen blij zijn dat we al zo goed de werkelijkheid kunnen modelleren. Maar er is nog veel te verbeteren; de meeste systemen die we in het echte leven tegenkomen zijn te complex voor analytische (first principles) behandeling. Dus de vraag waar de natuurwetten vandaan komen laat ik maar even liggen.
ReplyDeleteOp http://arxiv.org/abs/1112.0788 is een leuk artikel te vinden van een theoretisch fysicus die de string theory verdedigt tegen populaire kritiek, in kranten en op internet blogs. Uit dat artikel, dat ook voor niet-natuurkundigen goed te volgen is, krijg je een goed beeld van waar de zoektocht naar unificatie (hier quantum en gravitatie) momenteel staat.
Maar is ID inderdaad niet meer dan "de natuurwetten hebben een intelligente oorsprong"? Ik zag onlangs op tv een astronoom die ook RK priester is; hij zei ook zo iets als "God zette de natuurwetten in beweging en de rest ging op natuurlijke wijze"; ik keek daar van op, want ik kan mij niet voorstellen dat de gemiddelde katholiek daarvoor op zondagmorgen uit zijn bed komt.
@Martin Ik zou nooit zoiets zeggen als die astronoom-priester (hoe kan hij of wie dan ook, nu bepalen wat God wel/niet gedaan heeft?) omdat ik het een verwarring van categorieën vind. Dat speelt tussen ons twee trouwens ook enigszins. Jij antwoordt natuurwetenschappelijk, terwijl ik eerder een filosofisch punt aankaart: hoe je ook verklaart, je blijft altijd met een vraag zitten waar de orde vandaan komt die verklaring überhaupt mogelijk maakt. Op het moment dat iemand dat niet meer ziet, is hij sciëntistisch geworden en begrijp je het verschil niet meer tussen wetenschappelijke methode, haar resultaten en de waarheid.
ReplyDeletegert bedankt voor je geweldige opening van het nieuwe jaar.
ReplyDeleteHet idee van 'Order for free' is iets wat we ons maar lastig kunnen voorstellen, of eigenlijk helemaal niet.
Even kort door de bocht: we zijn allemaal onze eigen eerste beweger. Intentionaliteit zit in onze hersens gebakken. Het is om te beginnen ook een nuttig idee, maar we kunnen ook niet anders (het demon van laplace bestaat niet). Noem het een illusie. Het gevolg is dat we overal bedoelingen willen zien (zoals het experiment van Heider en Simmel 1944 al aantoonde). We zien dus ook liever een 'grote beweger' dan een - toevallige- big bang, denken dat er 'iets meer' moet zijn dan deeltjes en krachten, want er is kosmos, in plaats van chaos. We stoppen zo niet alleen onze onwetendheid vol 'intentional stances', bijvoorbeeld met een 'God', de ultieme beweger van de hele wereld, maar bijvoorbeeld ook ons denken over evolutie, zoals Dawkins met zijn 'selfish genes', die ultieme biologische bewegers- bewegers van de evolutie. We kunnen intentionaliteit alleen maar verpakken in metaforen, en uiteindelijk gaan we onze metaforen letterlijk nemen, zoals Dawkins doet in die laatste zin van het gelijknamige boek. (niet voor niets komt die als een deus ex machina uit de lucht vallen!)
Enfin, ik moet kort zijn, maar je snapt mijn metaforen.
Dan is Kauffman inderdaad een verademing.
Tot zover, even kort door de bocht om het jaar te beginnen. Ik heb weer een hoop te lezen!
En nog de beste wensen!
Henk R., zei:
ReplyDelete"Ervan uitgaande dat Kauffman inderdaad wat te pakken heeft, zit hem de uitdaging in dat 'vanzelf'. Dat is eigenlijk jezelf ontslaan van verdere verklaring en dus hoogst onwetenschappelijk."
Dit is echt de grootste nonsense uitspraak. Triest, treurig en lachwekkend. Kauffman heeft dat 'vanzelf' uitgebreid gedocumenteerd, alle condities en variabelen diepgaand en eindeloos onderzocht, en gepubliceerd in een wetenschappelijke monografie: 1993, Origins of Order: Self-Organization and Selection in Evolution, Oxford University Press, Technical monograph. Dat een wetenschappelijke nul Kauffman durft te beschuldigen van "onwetenschappelijk"! en dan nog met een boekje aan komt zetten van een journaliste met de vage toevoegen "waarin - meen ik - Stuart ...", zonder dat we te weten komen wat dat toevoegt aan de discussie. Het is allemaal vaag, chaotisch en tegenstrijdig wat er uit de mond van HR komt.
Harry, als je het werk van Kauffman vergelijkt met bijv Koonin, dan zie je dat Koonin ook wel naar de ancestor van eukaryoten, prokaryoten zoekt maar hij doet dat op basis van genomen (DNA, genen) (is nu eenmaal een zeer informatieve methode) terwijl Kauffman in een eerdere fase zit waarin nog géén DNA - eiwit systeem bestaat. Met andere woorden: Kauffman onderzoekt wat er voorafging aan het DNA-eiwit systeem wat we nu kennen als definierend voor het leven. Koonin doet aan datamining van het bestaande leven, Kauffman vraagt zich af: hoe heeft het zover kunnen komen dat er systemen zijn ontstaan die uberhaupt DNA kunnen gebruiken?
ReplyDeleteIk beschuldig Stuart nergens van onwetenschappelijkheid. Kun je niet lezen? Mijn 'vanzelf' refereerde aan dat van Martin, die ik trouwens evenmin beschuldig. Ik wil alleen opmerkzaam maken op m.i. dunne plekken in de redenering.
ReplyDeleteWat ik wel zeer onwetenschappelijk en bovendien zeer onfatsoenlijk vind, is jouw onverdraagzaamheid voor kritiek en je oer- en oerdarwinistische neiging om die te diskwalificeren om de inhoud maar te kunnen ontlopen.
Henk, ik citeer uit je comment 08 January, 2012 17:18
ReplyDeletedat is nog VOOR Martin want zijn comment is van 08 January, 2012 18:04. Dus je beschuldiging "en dus hoogst onwetenschappelijk" KON TOEN HELEMAAL NIET NAAR MARTIN VERWIJZEN want die had toen nog niet gereageerd. Je kletst dus uit je nek.
Martin reageerde op mijn eerste 'vanzelf' en vulde dat in: "Hier betekent "vanzelf" inderdaad dat je niet meer dan de natuurwetten nodig hebt."En DAAR reageerde ik weer op, toen jij daar op bijzonder onheuse wijze (en waarom eigenlijk?) en zonder enige aanleiding tussendoor kwam. Maar ook bij mijn eerste 'vanzelf' beschuldigde ik Kauffman niet. Ik wees er alleen op dat ook al legt Kauffman alle processen bloot, het 'vanzelf' dan nog vragen blijft oproepen die natuurwetenschappelijk niet te beantwoorden zijn. Het is onwetenschappelijk (maar mogelijk niet onnatuurwetenschappelijk) daaraan voorbij te gaan. "Order" is nooit "for free", althans geen intelligente orde.
ReplyDelete@ Gert @ Martin
ReplyDeleteKauffman lijkt me een heel goede wetenschapper. Ik vraag me alleen af hoe het principe van zelforganisatie bij het ontstaan van leven te combineren is met de tweede hoofdwet van de thermodynamica , die zegt dat de entropie (wanorde) in gesloten systemen toeneemt. Heeft Kauffman daar een antwoord op?
Nand, de aarde is geen gesloten systeem want ontvangt energie van de zon.
ReplyDelete@ nand
ReplyDeletekijk om je heen, dan zie je een hele hoop (locale) negatieve entropie.
Fotosynthese bestaat.
'Life feeds on negative entropy' zei Schroedinger en Styer DF, bijvoorbeeld, heeft het onlangs nog eens uitgerekend: (2008) Entropy and evolution. Am J Phys 76(11):1031-1033: There's about a trillion times more entropy flux available than is required for evolution.
creationisten en andere critici vergeten altijd het woordje 'open'. Maar zet je koffie op tafel hou je kamerdeuren goed dicht, dan wordt ie geheid koud en de kamer een pietsje warmer. Hou de balkondeuren open als de zon schijnt, dan blijft ie lekker warm, als het zonnetje schijnt! Er komt in een half uur meer energie van de zon dan wij met z'n allen in een jaar verbruiken. Dat danken we o.a. aan de zwaartekracht. Waar komt de zwaartekracht dan vandaan? ... zie mijn eerste post boven)
Nand, dat was een heel kort antwoord. In zijn Life artikel besteedt kauffman wel aandacht aan energie:
ReplyDeletepar 13. Linking Exergonic and Endergonic Processes Forming Work Cycles
par 14. Energy, Work Cycles, Power Efficiency, and an Optimal Displacement from Thermodynamic Equilibrium
@ gert
ReplyDeleteKoonin noemmt Kauffman ook maar een keer in een noot bij H8, voor mij het interessantste van het hele boek, naast h12 dat gaat over de oorsprong van het leven. Maar daar noemt hij Kauffman dus niet. Toevallig?
maar, wat vind jij er nou zelf van? hoe heeft het zover kunnen komen dat er systemen zijn ontstaan die uberhaupt DNA kunnen gebruiken?
of, om met Koonin te spreken: dat er mensen zijn die zonodig een evolutietheorie moesten verzinnen. Hoe kon het in godsnaam zover komen? En dat ze er ook nog op jouw blog over bekvechten?! ;-)
Harry,
ReplyDeleteben in Koonin bij H7, ik lees alles van begin tot eind, dus ben nog niet bij H8 of H12 aangekomen. Wat mij wel opvalt is dat Koonin niet negatief over Kauffman schrijft, zelfs positief, maar At Home noemt hij 'the more technical book', terwijl dat juist de populaire versie is van zijn 1993 The Origins of Order en dat is past echt het technische boek. Vreemd he? Het lijkt alsof hij er zich niet al te veel in verdiept heeft in kauffman... Geen wonder want Koonin heeft allemachtig veel gelezen en geschreven. Maar hij citeert vooral zichzelf, zijn medewerkers en vrienden.
harry schreef: "maar, wat vind jij er nou zelf van? hoe heeft het zover kunnen komen?"
grapjas: JIJ hebt H12 gelezen! ik nog niet!
wat ik er zelf van vindt: één van de onbeantwoorde vragen van autocatalytic sets is dat je nog steeds een overgang moet aangeven van autocatalytic sets naar de RNA/DNA wereld.
Gert,
ReplyDeleteDenk je dat je, teruggereisd in de tijd en gearriveerd op de juiste plaats, gewapend met de juiste microscoop, de overgang van autocalytic sets naar de RNA/DNA wereld zou kunnen waarnemen ?
Zo ja: wat zou je dan zien ?
Rob: een autocatalytische RNA-world?
ReplyDeleteRob, Kauffman heeft het in zijn Life artikel heel vaak over peptide autocatalytic sets, soms over RNA sets. Die kunnen allebei onafhankelijke van elkaar ontstaan. dat valt allemaal te berekenen en experimenteel te testen. Maar op de een of andere manier zullen ze op een fitness verhogende manier samen moeten komen, een hybride vormen, een symbiosis. Maar voor zo ver ik kan overzien stelt hij dat niet aan de orde. En daar kun je toch niet omheen lijkt mij. Ben benieuwd of dat nog komt.
ReplyDelete@ gert
ReplyDeleteik had het voor de gelegenheid gewoon ff opgezocht. Ik ben ook nog niet zo ver, al heb ik al wel het nodige gelezen en ook al stukken van h8 bestudeerd (let op pg 250ff!) Je moet niet vergeten dat ik geen bioloog ben, was ik dat maar!. Dus zware kost, moet een hoop opzoeken, en moet vaak terug. Bovendien moet ik ook nog een hoop andere dingen lezen. Nu dat laatste artikel van Kauffman ook weer. Maar dat is niet het enige. Dus hard werken.
@ gert
ReplyDeletekwam ik tegen, misschien iets voor jou, anders gooi maar weg:
"Darwinian evolution of an alternative genetic system provides support for TNA as an RNA progenitor", DOI: 10.1038/nchem.1241
(maar DOI handle klopt niet)
Harry, dat is zeker een goede tip.
ReplyDeleteWellicht nuttige informatie. Over het boek van Kauffman ”Reinventing the sacred”
ReplyDeleteOp het filosofieblog door “Kweetal” , 8 mei 2009
Stuart Kauffman, bekend van zijn boek "At home in the universe" (Nederlandse titel "Eieren, straalmotoren en paddestoelen"),specialist op het gebied van complexiteitstheorie, heeft een nieuw boek gepubliceerd met als titel "Reinventing the sacred",waarin hij betoogt dat reductionisme onhoudbaar is geworden, en dat "agency", d.w.z. het vermogen van organismen om autonoom in te grijpen in de "natuurlijke", d.w.z. natuurwetenschappelijke gang van zaken, een rol speelt in wat er in de wereld gebeurt. Nou zullen er wel weer allerlei esoterisch angehauchte figuren bovenop springen en claimen dat zij dat ook altijd al
hebben beweerd, maar Kauffman ...
heeft een stevige wetenschappelijke reputatie, en beschikt over een behoorlijke filosofische kennis. Michael Shermer, die in zijn maandelijkse column in Scientific American allerlei pseudo-wetenschappelijke bedenksels aan de kaak stelt is in zijn column van augustus 2008 ongeremd lovend over dit boek. Kauffman betoogt daarin dat met het ontstaan van het leven de aarde er een drijvende kracht heeft bijgekregen die min of meer onafhankelijk van de natuurkrachten het gezicht van de aarde mede heeft bepaald. Hij heeft het dan over de evolutie en over de scheppende kracht van het bewustzijn, die "agency". Dit zijn emergente krachten. De werking ervan is niet terug te voeren tot de elementaire
natuurkrachten - ze moeten als aparte factoren in de ontwikkeling van de aarde worden beschouwd. En ze bezitten een eigen creativiteit. Het is onvoorspelbaar hoe ze op lange termijn gaan uitwerken, omdat ze hun eigen voorwaarden bepalen. De evolutie maakt gebruik van wat voorhanden is, ook al is dat in eerste instantie niet gericht op de functie waarvoor het wordt gebruikt. En wat voorhanden is wordt weer door het proces van de evolutie zelf bepaald.
Kauffman kent deze creatieve krachten een goddelijk scheppingsvermogen toe. De vergelijking met Spinoza dringt zich op, alleen is Kauffman niet zo pantheïstisch - zijn God is enkel dat wat schept. Hij vindt dat het scheppingsvermogen dat de natuur manifesteert, en dat de
organismen die over "agency" beschikken tentoon spreiden, onze eerbied verdient, en dat we zonder ontzag voor dat heilige onze eigen ondergang bewerkstelligen.
Naast deze boodschap bevat het boek enkele zeer speculatieve hoofdstukken, bijvoorbeeld over de werking van het bewustzijn, en in hoeverre daar quantummechanische processen een rol bij spelen. Hij sluit daarbij aan bij Roger Penrose, met zijn "The Emperor's New Mind". Die beschouwingen heeft hij nodig om ook de menselijke agency, het bewustzijn, als autonome, veroorzakende, maar niet veroorzaakte, kracht in de wereld te kunnen plaatsen.
Ik denk dat het boek een aanzet geeft tot een wetenschappelijke bezinning op emergentie en de consequenties daarvan. Het idee dat het leven en het bewustzijn dienen te worden bestudeerd als aparte krachten die bijdragen aan het vormgeven van de wereld, en die niet te reduceren zijn tot de natuurkrachten van de fysici biedt in ieder geval een nieuw perspectief. Het kan fysici, biologen, psychologen en filosofen inspireren tot een bundeling van krachten.
Harry, het oorspronkelijke bericht komt hier vandaan
ReplyDeletehttp://asunews.asu.edu/20120109_tna
(press release)
de publicatie is kennelijk nog niet verschenen.
Het artikel over alternatief DNA is zeer relevant voor de werkwijze van Kauffman, die probeert immers ook alternatieven voor DNA uit. en zet dus zijn werk in perspectief. Moet ik eigenlijk nog een apart blogje over maken.
Nand, dank voor de verwijzing. Je hebt een groot stuk tekst gecopieerd. Ik vraag me af of dat mag. Je kunt ook de link geven, en evt een kort citaat als samenvatting, maar dit is wel een erg lang citaat!
ReplyDeleteHet toont in ieder geval aan dat Kauffman behalve theoretisch-mathematisch bioloog ook filosoof is. Hier kun je zien dat hij zich ook bezig houdt met bewustzijn en vrije wil:
http://csb.cs.tut.fi/stu_news.php
een veelzijdig man!