Fine tuning voor intelligent leven kan niet via evolutionaire processen

In dit korte blog probeer ik op een rijtje te zetten waarom 'fine tuning' van zuiver fysische variabelen ten behoeve van intelligent leven onmogelijk is [1]. Heel in het kort samengevat: evolutionaire processen zijn open-einde processen. Evolutionaire processen leveren geen gegarandeerd eindresultaat op. Als het doel van fine-tuning intelligent leven is, dan zijn evolutionaire processen een hoogst onbetrouwbaar middel om dat te bereiken. 

Met 'evolutionaire processen' bedoel ik niet alleen biologische evolutie, maar ook kosmologische evolutie, chemische evolutie en planetaire evolutie. Ik geef drie voorbeelden van het open-einde karakter van planetaire evolutie die belangrijk zijn voor de evolutie van leven.

Een concreet voorbeeld: het molecuul CO2 kan bestaan dankzij chemische en fysische eigenschappen die uiteindelijk teruggaan op variabelen die geclaimd worden te zijn 'ge fine tuned'. Prima! Maar het leven speelt zich niet af in de ruimte, maar op een planeet. Het CO2 gehalte van zo'n planeet moet niet te veel stijgen, anders treedt er een runaway broeikaseffect op en kookt de planeet droog (precies dat is met Venus gebeurd [9]). Het CO2 gehalte van een planeet mag ook niet te veel dalen, anders wordt er te weinig warmte van de zon vastgehouden in de atmosfeer en bevriest de planeet, waardoor er geen leven mogelijk is. Er is een kritieke balans van CO2 die op geen enkele manier beïnvloed kan worden door fine tuning van fysische variabelen die alleen het molecuul CO2 mogelijk maken. Het gaat er om welke moleculen er aanwezig zijn op een planeet en hun dynamiek [6].

Een tweede voorbeeld: Het huidige percentage zuurstof (21%) in de atmosfeer van de aarde is nodig om leven met de complexiteit en metabolisme van zoogdieren (inclusief de mens) mogelijk te maken [10]. Zuurstof is ook weer mogelijk dankzij de fundamentele, universele fysische parameters. Maar, die zuurstof moet wel aanwezig zijn op die ene planeet. Welnu, de zuurstof die we in ademen is er niet altijd geweest op aarde en ook niet altijd in de huidige concentratie. De atmosferische zuurstof is een bijproduct van fotosynthese. Fotosynthese is ontstaan door een evolutionair proces dat tijd kost [6]. En daardoor is de aanwezigheid van zuurstof in de atmosfeer afhankelijk van de evolutie van fotosynthese. De evolutionaire uitvinding fotosynthese is een onwaarschijnlijke gebeurtenis die zich ooit eenmalig heeft voorgedaan op aarde. En is dus zeker niet gegarandeerd [3]. Bovendien heeft de opbouw van voldoende zuurstof in de atmosfeer zeer veel tijd gekost.
Zuurstof is nog op een andere manier van belang: zonder zuurstof geen ozonlaag (O3) die schadelijke UV straling van de zon absorbeert [8]. Deze beschermende werking van Ozon was dus ook niet aanwezig tijdens de vroege aarde. En is een bijproduct van andere processen.

Een derde voorbeeld: water. Geen leven zonder water. Water heeft heel bijzondere eigenschappen die ook weer terug te voeren zijn op dezelfde fysische constanten die ook CO2 en zuurstof mogelijk maken. Maar, water moet wel aanwezig zijn op diezelfde planeet waar het leven zou moeten ontstaan. Hoe die hoeveelheid water die de aarde nu heeft daar terecht is gekomen is nog onduidelijk [7]. Een theorie is dat water door middel van kometen op de aarde afgeleverd is. Ook al weer een voorbeeld van een open-einde proces. In dit geval speelt het toeval een grote rol. Water is bovendien onmisbaar in fotosynthese (zie boven).

Als onze levenloze buurplaneten U nog niet overtuigen, kan Earth System Science dat misschien? Het systeem aarde is een instabiel en kwetsbaar systeem (ondanks Lovelock's Gaia!) dat in het verleden heen en weer is geslingerd tussen bijna totaal bevroren (Snowball earth), gewone ijstijden, totale duisternis door vulkaan uitbarsting [5], asteroïde inslagen, en andere laag-bij-de-grondse-zaken, met als gevolg 5 major mass extinctions die het leven bijna van de aardbodem weggevaagd hebben. Die mass extinctions bewijzen de kwetsbaarheid van de planeet. Geen garanties kunnen hier gegeven worden op een goede afloop.

 

Het systeem aarde is een cruciale verbindende factor tussen kosmologische evolutie en biologische evolutie. Dit wordt vergeten door Fine Tuning aanhangers. Ook al zou fine tuning waar zijn, ook al zou het universum zodanig zijn 'gefinetuned' dat het evolutionair ontstaan van leven mogelijk gemaakt wordt [2], er is geen enkele garantie dat dat ook in werkelijkheid gerealiseerd wordt. Er gaapt een grote kloof tussen mogelijk zijn en realiseren.

Biologische evolutie: wil je enige handvaten om te leren denken over de open-einde karakter van evolutie op aarde dan raad ik aan: Tim Lenton en Andrew Watson (2011, 2013) Revolutions that made the Earth [3]. Daar vind je het 'criticial steps model' dat zegt dat het ontstaan van de mens op aarde afhankelijk is van een aantal cruciale en onwaarschijnlijke transities. Dat model is ook mathematisch uitgewerkt. Belangrijk is in te zien dat die critical steps gelijkelijk verdeeld zijn over de geschiedenis van de aarde, omdat ze stuk voor stuk onwaarschijnlijk zijn. En omdat ze een voorwaarde voor het ontstaan van de mens zijn, maar onwaarschijnlijk zijn, is er geen garantie dat een intelligente soort als de mens op tijd ontstaat vóórdat de lokale ster is uitgeput.

In de TV uitzending [1] en in het stuk van Emanuel Rutten [2] zie ik geen enkele erkenning van bovenstaande inzichten. Rutten ziet niet dat 'Fine tuning voor intelligent leven' niet kan via open-einde evolutionaire processen. [4].

 

Postscript 5 Juni 2014

Discussie op het blog van Emanuel Rutten over deze blogpost: Te gast bij TV programma 'Andries'. De discussie op dat blog verloopt uiterst traag, maar de uitkomst is interessant. Ik kom er nog op terug. [9 juni 2014]


Postscript 12 Juli 2014

Bij het doorbladeren van het proefschrift *) van Emanuel Rutten viel mij op dat bij hem God door het hele proefschrift heen 'Eerste Oorzaak' betekent. De eerste oorzaak van de cosmos. Vandaar het kosmologische argument voor God. Nu denk ik dat fine-tuning en deïsme voor de hand ligt als God als 'Eerste Oorzaak' gedefinieerd is. dat kan geen toeval zijn. En inderdaad, voor Rutten zijn het ontstaan van het leven op aarde en het ontstaan van de mens natuurlijke gebeurtenissen, die volledig volgen uit de natuurwetten en dus zonder ingrijpen van God plaatsvinden. Desondanks verdedigt Rutten theïsme ('a renewed case for theïsme'). Maar als je een Eerste Oorzaak afleidt uit de principes atomisme en causalisme, die uitgaan van een autonoom functionerende causale wereld, dan heb je geen God meer nodig die later nog 'ingrijpt'. Sterker, je vernietigt je Godsbewijs als God overal en altijd kan ingrijpen, want dat vernietigt de autonome causale wereld waarop je Godsbewijs gebaseerd was.

*) proefschrift: 'A Critical Assessment of Contemporary Cosmological Arguments: Towards a Renewed Case for Theism'.

 

Noten

1. De aanleiding is de reactie van Emanuel Rutten op mijn vorig blog Emanuel Rutten: fine-tuning is een heel goed argument voor God
2. Emanuel Rutten: "Maar het is geen bruut toeval dat er een universum is dat überhaupt het evolutionair ontstaan van leven mogelijk maakt." in deze blogpost. 1 maart 2013
3. Het boek is aan bod gekomen in mijn blog Revoluties in de geschiedenis van de aarde die ons bestaan mogelijk gemaakt hebben 24 feb 2014. Zie hoofdstuk 6: The Critical Steps en met name: 6.6 'The emergence of intelligent observers'. Alle overwegingen in de post van vandaag kunnen ondersteund worden met vakliteratuur.
4. Luchtige opmerking tenslotte: de beste garantie geeft mensen rechtstreeks met eigen handen scheppen (Adam en Eva). Dat geeft 100% zekerheid.
5. Een paar dagen geleden werd bekend: "a researcher has shown that ancient volcanic eruptions in Australia 510 million years ago significantly affected the climate, causing the first known mass extinction (which eradicated 50 per cent of species) in the history of complex life. Science Daily
6. Het grappige is dat die zuurstof uiteindelijk uit water afkomstig is! (dmv fotosynthese). Fotosynthese splitst water en verbruikt CO2. Er is dus een wisselwerking tussen water, CO2 en zuurstof. Deze 3 stoffen vervullen een sleutelrol in het leven op aarde. 
7. Volgens astrochemicus Erwine van Dishoeck tonen recente metingen definitief aan dat het grootste deel van het water op aarde afkomstig is van kometen. Govert Schilling, De Volkskrant Wetenschap za 16 maart 2013. [toegevoegd 8 jun 14]
8. Ozon layer, ozonlaag. Langdurige en intensieve blootstelling aan UV licht veroorzaakt huidkanker. [8 juni 2014]
9. Zie de uitzending Cosmos (12) Het kwetsbare klimaat van planeet Aarde. Daar wordt het goed uitgelegd.! [11 jun 14] Zie ook een eerder blog 'Revoluties in de geschiedenis van de aarde die ons bestaan mogelijk gemaakt hebben' (24 Feb 2014) dat o.a. ingaat op de zuurstof revolutie.
10. De reden is dat de energieopbrengst van voedsel (glucose) per molecule  met gebruikmaking van zuurstof een factor 10 hoger ligt dan zonder zuurstof. Dat is het verschil tussen aerobe verbranding en anaerobe verbranding. [12 jun 2014]

Emanuel Rutten: fine-tuning is een heel goed argument voor God

Emanuel Rutten

"Een heel goed argument voor het bestaan van God is het fine tuning argument." [16 min 33 sec in de uitzending] 

Dit zei wiskundige-filosoof Emanuel Rutten in het programma Andries (donderdag 28 mei 214).

In het fine-tuning argument gaat het om de verklaring van de precieze afstelling van de variabelen in wiskundige beschrijvingen van de werkelijkheid.
Rutten legt uit: "Variabelen in de wiskundige beschrijvingen van de fysische werkelijkheid zijn empirisch zoals bijvoorbeeld de sterkte van de zwaartekracht. Zijn die variabelen ietsjes anders dan zou er geen universum ontstaan zijn waar leven mogelijk is. Dat is een ontdekking van de afgelopen decennia". [17:53]. Hier blijkt waar het hem omgaat: om de mogelijkheid van leven, niet om een indrukwekkende maar levenloze cosmos. Dan vraagt hij zich af:

"Waarom hebben die constanten nu precies die waarden die leven mogelijk maakt?" [18:23]

Daarna herhaalt hij nog een keer 'leven mogelijk maakt' [19:04]
Ietsje verder maakt een claim die er oppervlakkig gezien hetzelfde uitziet, maar cruciaal verschilt:

"Die getalletjes zijn gewild opdat er leven zou ontstaan" [20:32]

Dat is een cruciaal verschil: leven mogelijk maken en leven laten ontstaan. Waarom is dat een cruciaal verschil? Omdat de fysische constanten zó kunnen zijn dat er leven mogelijk is maar het leven desondanks niet ontstaat. Bijvoorbeeld omdat er voor het ontstaan van het leven bepaalde specifieke moleculen bij elkaar moeten komen. En als dat niet gebeurt dan ontstaat er geen leven. Enzovoort.

Een tweede probleem met de formulering van zijn fine-tuning argument is: die leven mogelijk maakt. Leven is niet per definitie menselijk leven. En ook niet dierlijk leven. Een planeet waar de evolutie niet de kans krijgt verder te komen dan alleen bacteriën is heel goed mogelijk. Als je de serie Cosmos hebt bekeken dan weet je dat er tijdens 3 miljard jaar planetaire geschiedenis heel wat fout kan gaan.

Dit probleem is veel fundamenteler dan je zou denken. Het is namelijk helemaal niet mogelijk om fysische constanten zó te fine-tunen dat er automatisch leven ontstaat. Fysische fine-tuning is hoogstens een noodzakelijke voorwaarde, maar géén voldoende voorwaarde voor het ontstaan van leven. Laat staan intelligent leven. De mens is gewoon een zoogdier en een primaat. Het verschil tussen primaten en de mens kan niet zitten in de fine-tuning van kosmologische variabelen. Want primaten en mensen leven in hetzelfde heelal en zijn samengesteld uit exact dezelfde moleculen.

Ook hebben er te veel toevallige factoren een rol gespeeld in het leven op aarde dat de mens noodzakelijkerwijs zou moeten ontstaan.
Datzelfde geldt ook voor het ontstaan van eukaryoten (planten en dieren) dat geheel afhankelijk is van een min of meer toevallige samenkomst van twee ééncelligen (symbiosis theorie, Lynn Margulis).

Het hele fine-tuning argument is dus helemaal géén fine-tuning voor het ontstaan van leven of de mens, maar voor een heelal waarin complexe chemische verbindingen kunnen ontstaan. Als het al een argument voor het bestaan van een Grote Fine-Tuner is, dan had die God complexe chemie op het oog en liet hij het van toeval afhangen wat er verder nog ontstond.

Vraagje als uitsmijter: hoe zou het komen dat de mens –als je de leeftijd van het heelal op 1 kalenderjaar stelt– pas op 31 dec ontstaan is? (Zie: Cosmos deel 1). Hint: er zijn héél veel gebeurtenissen nodig met niet al te grote waarschijnlijkheid voordat de mens ontstond.

Postscript  

1 juni 2014
 
Fine Tuning van variabelen in de kosmologische theorie suggereert een statisch heelal. Maar na de Big Bang waren er helemaal geen atomen en moleculen, ondanks fine-tuning. Er ontstaan pas Helium en Waterstofatomen na 379.000 jaar. De rest van de atomen ontstaan nog veel later door secundaire processen. De Graphical timeline from Big Bang to Heat Death geeft een aardig overzicht. Fine-tuning-voor-leven is misleidend omdat het selectief kijkt naar de korte periode (enkele tientallen miljarden jaren) van het universum dat er (1) leven mogelijk is en (2) de nog kortere periode dat er feitelijk leven is, en het negeert verreweg de langste periode dat er géén leven mogelijk is. Niet alleen onze zon dooft binnen een paar miljard jaar, in een volgend tijdperk zullen er überhaupt geen sterren meer zijn. Dus: géén leven. Het universum eindigt in een periode van volstrekte duisternis (zonder atomen, moleculen, sterren) die vele malen langer duurt dan de periode dat er leven is. Het leven is een kort en voorbijgaand verschijnsel in het universum. Het is dus zeer selectief om juist die periode er uit te pikken en claimen dat die periode 'gewild was' (zoals Emanuel Rutten het uitdrukt). 
Ter overpeinzing: de mens zegt van zichzelf dat hij het doel van het universum is! Hoe arrogant en subjectief is het om dat van jezelf te zeggen! Het universum denkt er anders over.

 

Postscript

Fine-tuning van fysisch-chemische constanten mag dan wel een voorwaarde zijn voor het ontstaan van leven, het is zeker niet voldoende voor het ontstaan van de mens. Een planeet zonder land en alleen met water (oceanen) zou nooit tot het ontstaan van landdieren, waaronder de mens, kunnen leiden! Een mens heeft land nodig. Een afstand tot de zon  waarbij water op de planeet vloeibaar is, is niet voldoende. Er mag niet te veel water zijn. Heel triviaal, maar essentieel! [ 9 Dec 2023]. Zuurstof is van levensbelang voor alle dieren, inclusief de mens! Een mens kan maximaal 4 minuten zonder zuurstof voordat hij bewusteloos of hersendood is. Het is onmogelijk om fysische constanten zodanig te 'fine-tunen' dat de aarde van begin af aan zuurstof in de atmosfeer aanwezig had. Het leven is ontstaan in een zuurstofloze Aarde! Zo'n 2,5 miljard jaar geleden begonnen cyano-bacteriën zuurstof te produceren als bijproduct van fotosynthese. Die zuurstof accumuleerde heel langzaam in de atmosfeer. En zonder die zuurstof was er ook geen ozonlaag die het leven op land kon beschermen tegen schadelijke UV straling van de zon. Tot zover 'fine-tuning'! [ 25 Dec 2024]

Postscript 8 Nov 2024

Fine-tuning van allerlei fysische variabelen die menselijk leven mogelijk zouden maken, zegt niets over de eventuele fine-tuning van het menselijk lichaam. Hoewel die suggestie wel gewekt wordt. Maar, het menselijk lichaam is niet 'gefinetuned' voor gezondheid. Waarom bestaan er ziekenhuizen? Als het menselijk lichaam gefinetuned zou zijn, zou er geen ziekte zijn. Dan zouden mensen niet sterven door bacteriën en virussen, dan zouden we immuun zijn voor besmettelijke ziektes. Dan zouden er geen erfelijke ziektes bestaan. En we zouden geen kanker kunnen krijgen.

 

Noten

Zie voor een verdere uitwerking van dit betoog o.a. mijn bespreking van Nature's Destiny (Michael Denton) en deze en deze op mijn website.

Emanuel Rutten heeft een blog getiteld Wijsgerige Reflecties

Zie hier info over de Chronologie van het universum.  

Een vervolg blog: Fine tuning voor intelligent leven kan niet via evolutionaire processen,  2 June 2014

 

Evolutionair psycholoog Mark van Vugt ontvangt JJ Groen Prijs 2014

Prof dr Mark van Vugt

De JJ Groenprijs 2014 is toegekend aan prof. dr. Mark van Vugt (VU Amsterdam) voor zijn baanbrekend onderzoek naar leiderschap, conflictbeheersing en conflictregulatie, sociale coöperatie en de daarmee samenhangende groepsprocessen. De prijs van 40.000 euro wordt aan hem toegekend vanwege de unieke interdisciplinaire invalshoek die hij bij zijn onderzoek hanteert. De prijs werd op 22 mei 2014 uitgereikt tijdens een symposium "Darwin in een maatschappelijke context".

Mark van Vugt schreef recentelijk het populair-wetenschappelijke boek 'Naturally Selected: The Evolutionary Science of Leadership' (2011); 'De natuurlijke leider. Waarom sommige mensen leiden en andere volgen. Lessen uit 2,5 miljoen jaar leiderschap' (2011).

Het onderwerp van de lezing die Mark van Vugt tijdens het symposium hield  vond ik verrassend en verfrissend:

'Mismatch: lessen uit de evolutionaire psychologie voor een duurzame samenleving'

Hij vertelde waarom het zo moeilijk is mensen over te halen duurzame keuzes te maken (denk aan klimaat, energie, vervoer, voedsel, afval) en hoe je dat wel zou kunnen. Hij gaf 5 redenen voor niet duurzaam gedrag: 1) eigenbelang, 2) overwaardering van het heden ten opzichte van de toekomst, 3) relatieve status, 4) kopieer gedrag, 5) mismatch psychologie - omgeving. Dus: duurzaam denken en handelen sluit niet aan bij onze psychologie die we uit het verleden hebben meegekregen. Als we mensen succesvol willen overhalen duurzaam te denken, dan moeten we rekening houden met die menselijke beperkingen.
Zijn betoog is gebaseerd op een aantal onderzoeken die hij heeft gedaan in de loop van de jaren. Op zijn website staan een aantal publicaties over sociale psychologie en duurzaamheid:

Who cares about the environmental impact of cars? Those with an eye toward the future. (2004)
Nice guys finish first: The competitive altruism hypothesis (2006)
'Averting the Tragedy of the Commons: Using Social Psychological Science to Protect the Environment' (2009)
Triumph of the Commons (Helping the world to share environmental resources) (2009).
Does Green Improve Your Self-control? Why nature makes you consider the future (6 Nov 2013) is een blog in Psychology Today.
Darwin's invisble hand: Market competition, evolution and the firm (2013)

Het doet me deugt dat een evolutionair psycholoog zijn kennis en kunde toepast op het terrein van duurzaamheid. Het is een goed voorbeeld van onderzoek dat relevant is voor de maatschappij. Voor mij wordt er een nieuwe benadering op het gebied van duurzaamheidsvraagstukken opengelegd. Mogelijk kan dat tot een betere strategie leiden om mensen over te halen duurzamer te denken en te leven. Ik denk niet dat dat de hoofdreden is voor de prijs, maar wat mij betreft is onderzoek naar 'de psychologie van onduurzaam gedrag' alleen al de prijs waard.