Big History: een synthese van kosmologie, evolutie, en cultuurgeschiedenis

Fred Spier (2011) 'Big History
and the Future of Humanity'.
(paperback)

Volgens Fred Spier, de auteur van Big History and the Future of Humanity, is Big History de academische discipline die een geïntegreerde geschiedenis van de kosmos, het leven en de mens probeert te geven [13]. In zijn eigen woorden: "big history integrates all the studies of the past into a novel and coherent perspective" (xi). Voor Fred Spier was de Earth rise foto uit 1968 dé grote inspiratiebron voor Big History: de aanblik van de planeet aarde vanaf de maan gezien. 

Earthrise, 24 December 1968

De foto geeft je het plotselinge besef dat de aarde waar je leeft en die je deelt met alle andere mensen en al het andere leven, een kleine, kwetsbare bol is met water, land, wolken en een dunne, onzichtbare atmosfeer, die in een oneindige, zwarte, vijandige, lege ruimte zweeft. Die pale blue dot [7] is een oase in een overigens levenloos heelal. Die planeet is onze woonplaats, ons thuis.

Je zou Big History ook een wetenschappelijke scheppingsgeschiedenis van de 21e eeuw kunnen noemen. En dat is niet helemaal ten onrechte, want Big History stelt Big Questions: Wie zijn we? Waar komen wij vandaan? Waar gaan we naar toe? Waar komt alles vandaan? [10]
Het perspectief van Big History is het meest omvattende perspectief dat denkbaar is. Het laat zien dat we onderdeel zijn van iets groters. Alle levende wezens, bacteriën, planten, dieren, zijn uiteindelijk ontstaan uit de Big Bang en bestaan letterlijk uit sterrenstof. Alle atomen en moleculen in ons lichaam en in de aarde, zijn in verschillende periodes en op verschillende plaatsen in de cosmos geproduceerd. Met dit soort inzichten kun je vragen als Wie zijn wij? en Waar komen we vandaan? beantwoorden. Voor Fred Spier is Big History "a wonderful way of explaining how both my own person and everything around me have come into being" (xi). Het is dus niet een abstracte theorie, maar een op de eigen persoon betrokken theorie. Dat lijkt wel gebaseerd op dezelfde motivatie die de auteurs van het bijbelboek Genesis gehad moeten hebben. Het Bijbelboek Genesis weet dat we uit 'het stof der aarde' zijn gevormd, maar bijvoorbeeld niet dat die stof op zijn beurt weer door sterren gevormd is. Dat geeft de mens ook nog een onlosmakelijke band met het universum. Big History vertelt het hele verhaal en onderbouwt dat verhaal met inzichten uit de meest uiteenlopende wetenschappelijke disciplines zoals kosmologie, astrobiologie, evolutiebiologie, paleontologie, geologie, klimatologie, antropologie, archeologie, geschiedenis en cultuurwetenschappen. Big History graaft dieper, gaat verder terug in de tijd, zoekt en vindt grotere, en vaak onverwachte verbanden. Je zou Big History ook kunnen typeren als een viervoudige evolutie: kosmsiche evolutie, chemische evolutie, biologische evolutie en culturele evolutie.

Typerend voor Big History is dat het ook naar de toekomst kijkt. Je ziet dat al in de titel van het boek van Fred Spier: 'Big History and the Future of Humanity' en het laatste hoofdstuk van het boek 'Facing the Future' gaat over de toekomst van de mensheid. Je ziet die belangstelling voor de toekomst ook in andere Big History boeken [8]. Het is niet alleen een zuiver wetenschappelijke belangstelling, maar ook een bezorgdheid: "My search for a theory underlying big history has been motivated by a deep concern about what humans have been doing to our living conditions on planet Earth." (Spier, Preface).

Cosmic evolution: particulate – galactic – stellar – planetary
– chemical – biological – cultural – future

 

In een lezing omschrijft Fred Spier Big History als volgt:

1. Big History answers the big questions concerning how everything has come into being
2. Big History offers a framework to which all knowledge can be attached
3. Big History provides the best academic overview of where we are right now in time and space
4. Big History may help to prepare ourselves better for what the future may bring

Gezien deze ambitie zou je een groot, zwaar boek verwachten, en die bestaan inderdaad [1], maar dit boek is een paperback van 200 pagina's  (exclusief noten, literatuur, index) [9]. Het boek van Spier zou je daarom een 'Introduction to Big History' kunnen noemen.
Het voordeel van Big History zoals in dit boek uiteengezet wordt, is dat het door één persoon geschreven is. Het nadeel van een boek dat door zeer diverse wetenschappers is geschreven dat die verhalen vaak weinig samenhang vertonen. Eén auteur betekent samenhang van de verschillende onderwerpen. Eén persoon kan een synthese van inzichten uit diverse vakgebieden maken. Dat is nu juist de essentie van Big History. Spier brengt die samenhang aan door de begrippen energie en complexiteit en het Goldilocks principe door het hele boek te gebruiken om zijn verhaal te structureren. Maar er zijn ook potentiele nadelen. Eén persoon kan geen expert zijn op alle vakgebieden zoals cosmologie, evolutie, en antropologie en kan daardoor belangrijke feiten en inzichten uit die vakgebieden over het hoofd zien. Maar Fred Spier is biochemicus en cultureel antropoloog, een zeldzame, maar nuttige combinatie van deskundigheden. En dat helpt natuurlijk. Bovendien maakt hij volop gebruik van wat vele anderen aan voorwerk hebben verricht en huurt hij bijvoorbeeld voor de cursus Big History aan de Universiteit van Amsterdam (zie info onder aan de post) vele experts in. Daardoor verbreedt hij zijn eigen kennis ook.

Energie en complexiteit

"The shortest summary of big history is that it deals with the rise and demise of complexity at all scales". (Spier, p.21)

Als je niet zou pogen samenhang aan te brengen dan zou Big History niets anders zijn dan een opeenvolging van gebeurtenissen. Dat heeft geen toegevoegde waarde. En dan heeft de hele onderneming geen zin. Fred Spier kiest voor de begrippen materie, energie, complexiteit omdat deze begrippen toepasbaar zijn op de belangrijkste verschijningsvormen van complexiteit, nl. de fysische dode natuur, de levende natuur en cultuur. Ze zijn in principe geschikt om samenhang aan te brengen tussen deze systemen. De hoofdstelling is: door energie stromen door materie zijn alle vormen van complexiteit op een natuurlijke wijze ('all by itself') ontstaan uit minder complexe systemen. Er is een continue energie stroom nodig om sterren te laten branden, planeten te laten roteren, levende wezens te laten groeien en beschavingen te laten ontstaan en voortbestaan. Dit idee is niet diepgaand uitgewerkt in dit boek. Het is in feite een research programma (paradigma) waaraan een interdisciplinair team jaren zou kunnen werken. Complexiteit wordt losjes gedefinieerd en door het boek heen ook losjes gebruikt. Soms wordt het als synoniem van (bio)diversiteit gebruikt. Ook dat zou nog beter uitgewerkt kunnen worden in de toekomst.

Biologische evolutie

De toepassing van het begrip energie stromen in de biologsiche evolutie geeft volgens mij een aanvullend gezichtspunt ten opzichte van de standaard begrippen reproductie en informatie (genomics). Het leven bestaat uit materie en heeft voortdurend energie nodig om te blijven bestaan. Evolutie kun je dan opvatten als variaties op het thema: het aanboren van diverse energiebronnen. Nieuwere manieren van energie oogsten zijn vaak complexer. Extra complexiteit kost extra energie, maar het zal netto winst opleveren, anders bestond het niet. Een aardig voorbeeld: fotosynthese betekent het aanboren van een onuitputtelijke (duurzame!) energiebron, maar vereist ook een complexe machinerie (fotosysteem I en II) om zonlicht te oogsten [2]. Vergelijk: zonnepanelen en windmolens zijn complex en kosten energie en grondstoffen om te maken, maar het levert (hopelijk!) méér energie op dan het kost. Overigens wordt de menselijke cultuurgeschiedenis ook omschreven als het onophoudelijk zoeken naar energiebronnen, wat leidde tot het gebruik van dierkracht, hout, en later steenkool, olie, kernenergie als vervanging van menselijke spierkracht [3].
Ik denk dat het begrip energie stromen binnen de evolutietheorie iets nuttigs toevoegt aan het tot nu toe belangrijkste paradigma dat DNA genetische informatie bevat en evolutie bestaat uit de verandering van de informatie inhoud van DNA. Dat de auteur geen expert is blijkt soms uit hoe hij evolutie beschrijft, maar tegelijk kom je ook interessante opmerkingen tegen die een bioloog niet zo gauw bedacht zou hebben (p. 102).

Goldilocks principe

Een belangrijke rol speelt het Goldilocks principe, [11] dat zegt dat het ontstaan en voortbestaan van complexe systemen afhangt van nauw begrensde condities. Toegepast op mensen: temperaturen permanent beneden -10°C of boven 40°C zijn niet geschikt voor menselijk leven. Volgens Spier heeft nog niemand het Goldilocks principe systematisch toegepast op Big History. Zijn stelling is dat energiestromen door materie gecombineerd met het Goldilocks principe de eerste aanzet vormen tot 'een historische theorie van alles' inclusief de menselijke geschiedenis is (p.39) [4].
Een voorbeeld van Goldilocks principe is de Habitable Zone, dat is de minimum en maximum afstand van een planeet tot de zon waarbinnen een planeet zich moet bevinden om leven mogelijk te maken. Eén factor is water. Dichter bij de zon en al het water zou wegkoken en verder weg zou al het water bevriezen. Niet toevallig staat de aarde in een Habitable Zone. Ja, de aarde zou iets verder weg of iets dichter bij de zon kunnen staan, maar dan heb je het wel gehad.

Ik vraag me af hoe groot de kans was dat die Habitable Zone door toeval leeg was gebleven bij de vorming van ons zonnestelsel. Immers, het is toch niet noodzakelijk dat er een planeet op die plek terecht was gekomen? Bijvoorbeeld, doordat de verdeling van de materie over de andere planeten anders was geweest. Dan waren wij er niet geweest. Of alleen bacteriën op een ijzige planeet. Je zou daar aan moeten kunnen rekenen. Het zal ook afhangen van de begin hoeveelheid materie waaruit een zonnestelsel gevormd wordt. Heb je veel materie, dan is waarschijnlijk de kans groot dat er een planeet op de juiste afstand komt te staan. Enzovoort.
Ook vraag ik me af of het toeval is dat we wij alle elementen van het Periodiek Systeem der Elementen op aarde hebben? Lang niet alle 118 elementen zijn nodig voor het leven. Had het leven een ruime keuze? Hoe zit het met de specifieke 'keuze' die het leven heeft gemaakt?
Er zijn zo veel factoren die planeetvorming, het ontstaan van het leven, en het ontstaan van een intelligent wezen beïnvloeden, dat het 'een wonder is' dat al die factoren opgetreden zijn. Er had zo makkelijk iets fout kunnen gaan. Het had niet veel gescheeld of de aarde was voorgoed bevroren: Snowball Earth.
Tot zover mijn eigen gedachten over het Goldilocks principe en Habitable Zone geïnspireerd door Spier's verhaal.

The Future

Zoals gezegd, Big History houdt zich met de toekomst bezig. In hoofdstuk 7 'Recent Human History' komt een zeer interessante tabel voor met de energie consumptie in de loop van de menselijke geschiedenis. Als je het energieverbruik van een jager-verzamelaar als eenheid neemt dan verbruikt de 'primitieve' landbouwer 2,4 maal zoveel, de 'geavanceerde' landbouwer 5 maal zoveel, iemand in het industriële tijdperk 15 maal zoveel en een inwoner van de moderne technologische samenleving (Amerika) 46 maal zoveel energie als de jager-verzamelaar. Dat geeft te denken. Let wel: dit is een gemiddelde per persoon! Als je het totale energie verbruik van de mensheid wilt weten, dan moet je bedenken dat van de menselijke populatie bottleneck van een paar duizend mensen, naar de huidige wereldbevolking van 6 miljard, de wereldbevolking met een factor van ruim 1 miljoen is toegenomen! Daardoor is ook het totale energieverbruik met een factor van ruim 1 miljoen toegenomen! een onvoorstelbaar grote toename, waar je nooit bij stil staat. Het zijn dus twee tendensen die elkaar versterken: méér mensen die méér energie verbruiken. Als je dat ziet, dan is de onvermijdelijk vervolgvraag: kan dat zo door gaan tot 9 miljard mensen in 2050? Is de aarde daarop berekend? Ook al is dit boek een Big History boek, hoofdstuk 8 'Facing the Future' is zeker geen overbodige toevoeging [12]. Het is een logisch vervolg. Zeker als je de Earthrise foto weer voor de geest haalt: wat zijn we aan het doen met de aarde? Watertekorten, extreem weer, verslechterende condities voor voedselproductie, verlies van ecosystemen, oceaanverzuring en een stijgende zeespiegel: zeer actueel themas [5].

Laat ik besluiten met een citaat uit onverwachte hoek, waarmee ik van harte kan instemmen:

"Evolutie moet niet alleen gaan om biologie, maar moet kosmologisch worden doorgetrokken: evolutie is een kosmologisch proces waarbij de evolutie van leven op aarde volledig ligt ingebed in de evolutie van het heelal, van de kosmos. De biologische evolutie is slechts een onderdeel van de evolutie van het heelal, en kan vanuit een theologisch-filosofisch perspectief pas worden begrepen wanneer de evolutie van het geheel ter sprake komt. Pas dan kom je volgens mij in de buurt van wat theologen door de eeuwen heen onder "schepping" hebben verstaan. Dit is volgens mij het punt waarop een verdiepende discussie zou moeten beginnen." [6]

Conclusies

Dit zijn mijn eigen conclusies, niet die van Fred Spier.

• Big History is de voor de hand liggende context voor onderwijs in de evolutiebiologie. Evolutiehandboeken zouden moeten beginnen met de evolutie van de cosmos (Big Bang). In ieder geval met de leeftijd van het heelal om biologische evolutie op onze planeet in historisch perspectief te zetten. Dit gebeurt nog veel te weinig. In het nieuwste evolutieleerboek van Carl Zimmer en Douglas Emlen begint de tijdsbalk op de binnenkant van het kaft bij 4,5 miljard jaar geleden met het ontstaan van het zonnestelsel. Jammer/onbegrijpelijk. De andere studieboeken moet ik nog na gaan.
• Big History geeft een ideaal kader om de ecologische footprint van de menselijke beschaving te bestuderen en om over de toekomst na te denken.
• Big History is een benadering van de plaats van de mens in de natuur en de cosmos die de potentie heeft boven traditionele scheidslijnen zoals theïsme–atheïsme uit te stijgen en zo een verbindend gemeenschappelijk perspectief kan bieden. Omdat Big History in principe descriptief is blijft er ruimte over voor beide partijen om hun eigen levensbeschouwing toe te voegen. Ook de ecologische footprint stijgt boven de tegenstelling theïsme–atheïsme uit: beide partijen zouden zich zorgen moeten maken om de toekomst van de mensheid. Alle planetaire problemen zoals wereldbevoling(!), klimaat(!) stijgen boven nationaliteit, ras, geloof, arm en rijk uit.

Noten

1. Christopher Lloyd (2012) Van oerknal tot nu. Het complete verhaal van onze geschiedenis, Nieuw Amsterdam, hardback 479 pag. Dit is een luxe, kleurrijk coffee table book uitgave. Nadruk op menselijke cultuur. Big History and the Future of Humanity van Fred Spier is in het Engels en is niet vertaald, maar er is een vertaling van een ouder werk: Fred Spier Geschiedenis in het groot. Een alomvattende visie (1999). Een ander Nederlandstalig boek is: Cynthia Stokes Brown (2009) Big History · Van de oerknal tot vandaag, hier ligt de nadruk op culture evolutie van de mens.
2. Het begrip energie speelt op de achtergrond een belangrijke rol bij de gedwongen keuze tussen voortplanting of een lang leven ('theory of aging').
3. Zeer recent belangrijk artikel Not All About Consumption in Science 15 Mar 2013 illustreert opvoortreffelijke wijze dat zelfs bij gelijkblijvende consumptie op wereldniveau de ecologische voetafdruk (milieuschade) van energiewinning zal toenemen per gewonnen energie-eenheid omdat de recente energiebronnen schaarser en moeilijker winbaar zijn.
4. Het Goldilocks principle wordt zeer frequent en vaak losjes gebruikt in het boek. De omstandigheden worden vaak niet nauwkeurig omschreven, soms betekent het naar mijn idee niets meer dan 'omstandigheden'. Het begrip zal in meer detail uitgewerkt moeten worden in de toekomst. Het review van het boek in Times Higher Education had ook al iets dergelijks opgemerkt.
5. Ik lees net een Nature artikel Policy: Sustainable development goals for people and planet (21 maart) waarin wordt betoogd dat de doelstellingen van de VN om armoede uit de wereld te helpen niet zonder bescherming van het 'Earth's life-support system' (atmosphere, oceans, forests, waterways, biodiversity and biogeochemical cycles) kunnen. Zeer actueel.
6. Blog Taede Smedes 12 feb 2013. Zie ook Taede Smedes (2009) God én Darwin, hoofdstuk 'Sterrenkinderen'. Dus zo onverwachts is het citaat nu ook weer niet. Het is onverwacht in die zin dat het van een theoloog komt.
7. Pale Blue Dot (lichte blauwe stip) is een foto van de aarde op een afstand van 6 miljard kilometer in 1990 genomen. Carl Sagan was door die foto geïnspireerd: zie video pale blue dot (ook met Nederlandse ondertiteling). Met dank aan Cor Haagsma.
8. Je ziet die belangstelling voor de toekomst ook in andere Big History boeken zoals het recente Cynthia Stokes Brown (2012) Big History. From the Big Bang to the Present. Het laatste hoofdstuk is getiteld: What Now? What Next? De Nederlandse vertaling: Big history. Van oerknal tot vandaag (2009).
9. Ik hoorde dat de omvang van het boek een eis van de uitgever was en dat Fred Spier zelf wel een groter boek had willen maken. (30 maart)
10. Later vond ik in een recensie van David Christian (2004) Maps of Time. Citaat:
    "A Modern Creation Myth.
    In writing Maps of Time the author has in mind something more ambitious that simply writing history on a larger scale than usual. The book’s Introduction begins by noting that “We need to know where we are going, where we have come from, and in whose company we are traveling. . . . ‘Who am I? Where do I belong? What is the totality of which I am a part?’ In some form, all human communities have asked these questions. . . . Often, the answers have been embedded in cycles of creations myths." (2 april 2013, met dank aan Harry)
11. Toevoeging 2 april: ik was vergeten dat ik op 11 sept 2007 geblogd had over het boek van Paul Davies The Goldilocks Enigma. Why Is The Universe Just Right For Life?. De titel zegt alles! NB: Fred Spier zegt niet dat het universum precies goed is voor leven.
12. Een boek dat over de verre toekomst van het universum schrijft:
    Five Ages of the Universe (wiki), geschreven door Fred Adams en Gregory Laughlin. De wiki pagina geeft een aardig overzicht van die 5 tijdperken. Je ziet dat er nog 3 (levenloze) tijdperken van het universum volgen. Toegevoegd 27 april 2013  
13. Er zijn boeken met 'World History' of 'Global History' in de titel, maar die boeken gaan alleen over de planeet Aarde! en dan alleen plm. de laatste 100.000 jaar! Toegevoegd 17 mei 2013 

Verdere informatie over Big History

• Fred Spier home page Universiteit Amsterdam (UvA). 
• Big History pagina UvA 
• Big History cursus pagina UvA geeft een goed overzicht van de inhoud en het indrukwekkend interdisciplinaire karakter van Big History. Een jaarlijkse serie van 27 colleges gegeven door 19 docenten waaronder een astrofysicus, geoloog, biochemicus, evolutiebioloog, paleontoloog, archeoloog, neurobioloog, politicoloog, wetenschapshistoricus, socioloog, econoom, historicus en een mileuwetenschapper. Dus: alle vakken met een historische component en niet: wiskunde, taal- en letterkunde, theologie (?)
• Why Big History? (youtube) lezing van Fred Spier
• HOVO Utrecht cursus Big History 2013 op zeer inspirerende wijze gegeven door Esther Quaedackers (promovendus van Fred Spier), wat de aanleiding voor dit blog vormde. (feb, mrt , apr 2013. 8 colleges)
• De International Big History Association (IBHA) heeft een website met een indrukwekkende lijst van Big History literatuur.
• Wikipedia: Big History
• ChronoZoom (betaversie) is een interactieve visuele tool om Big History te exploreren: zoom in and out! Uitproberen! Veel leuker dan een boek!
• The Epic of Evolution (wikipedia): "The phrase Epic of Evolution represents an attempt to create a mythic narrative aimed at reconciling religious and scientific views of cosmic evolution, biological evolution, and sociocultural evolution". "Not all of the Epic’s advocates are distinguished scientists. Some are Christians who consider it a ‘narrative of mythic proportions’ that contain religious aspects."
• Chaisson Cosmic Evolution website interactive website.
• TED talk David Christian (youtube) is een Big History pionier, auteur van het boek Maps of Time. Er is een nuttige bespreking (pdf) van dat boek; geeft een goed overzicht.
• The Known Universe: Indrukwekkende animatie (6:31 min) over de omvang van het ons bekende Heelal.
• René Fransen (2009) Gevormd uit sterrenstof: "Ook wij mensen zijn gemaakt van sterrenstof." (p. 49). Hij heeft zelfs zijn blog sterrenstof.info genoemd! Opmerkelijk voor een evangelisch christen is dat het hele perspectief van sterrenstof niet in de Bijbel (Genesis) voorkomt, maar een modern, wetenschappelijk Big-History-achtig perspectief is.
• Interview met Matthijs Schouten (studeerde biologie, vergelijkende godsdienstwetenschappen en Oosterse filosofie): "Als je het woord religie gebruikt in wat wellicht de oorspronkelijke betekenis was, 'herverbinden', ligt hier wel een interessant punt. Het duurzaamheidsdenken komt voort uit het bewustzijn dat we als mens deel uitmaken van een groter geheel, het ecosysteem aarde zou je kunnen zeggen. Het betrokken zijn op het welzijn daarvan is voor meer en meer mensen betekenisvol" (citaat uit nrc DE LUXE interview)
• Zie ook: Kevin W. Plaxco, Michael Gross (2006) Astrobiology: A Brief Introduction. Het geeft goede achtergrond informatie over vragen als: welke elementen van het periodiek systeem zijn geschikt om leven van te maken? Alternatieven? Waar komen die voor in het heelal? Wat zijn de conditie's waaronder leven kan ontstaa?

Gelijksoortige blogs over dit onderwerp

Ik heb nooit eerder over Big History geblogd, maar hieronder enige verwante onderwerpen:

Hoe rekbaar is onze planeet? boekbespreking 12 juli 2011

Laatste Beagle uitzending had interessante gast 8 juni 2010 gaat over Prof Johan Rockström.

Grenzen van het systeem aarde 24 sept 2009

De Medea Hypothese: een nieuwe kijk op evolutie en het leven 19 juni 2009

Waarom zouden we ons zorgen maken over de toekomst van de aarde? 8 april 2009 (4 delen) is een evident relevant onderwerp

Andere bloggers

Paul Delfgaauw: Big History: wetenschappelijke scheppingsgeschiedenis 5 april 2013 (naar aanleiding van mijn blog) Ik voel me zeer vereerd met deze uitgebreide aandacht! Hartelijk dank!