Stuart Kauffman's comeback

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.

Tot er in december 2011 een groot artikel Approaches to the Origin of Life on Earth van zijn hand verscheen in het eerste nummer van het nieuwe open access wetenschappelijke tijdschrift met de verpletterende eenvoudige naam Life. Ik kan iedereen die zich wel eens heeft afgevraagd hoe het leven ontstaan is, dit artikel aanbevelen. Zeker als je wel eens van Kauffman hebt gehoord. Ik vond het artikel een belevenis. Kauffman geeft daarin in vogelvlucht een leesbaar overzicht van de verschillende manieren waarop Origin of Life onderzoekers het probleem aangepakt hebben plus een analyse  van de goede en minder goede kanten van zijn eigen model. Tot mijn grote genoegen vond ik dat Kauffman een bezwaar noemde die ik in mijn review ook noemde, nl. de kans dat reacties elkaar zouden remmen in plaats van bevorderen. Dat zou roet in het eten gooien. Het netwerk zou uitdoven en er zou geen leven ontstaan. Het artikel is nuttig omdat het de wetenschappelijke ontwikkelingen sinds At Home in The Universe kort samenvat. Het is een soort Nawoord na 16 jaar. Ook valt op dat hij oplossingen van anderen (membranen) integreert in zijn model die eigenlijk geheel los staan van zijn eigen model. Dat is een soort impliciete erkenning dat je niet alle eigenschappen van het leven kunt afleiden uit zijn oorspronkelijk theoretisch model.

Reinventing the Sacred

Investigations

Ik vertelde hierboven dat het stil werd na het verschijnen van At Home. Dat is niet helemaal waar. Hij heeft in de tussentijd twee boeken gepubliceerd (zie hiernaast). Eén van die twee boeken, Reinventing the Sacred: A New View of Science, Reason, and Religion is waarschijnlijk interessant voor gelovigen, zoals al uit de titel is op te maken. Ik zag die twee boeken als voortborduren op zijn eerste en laat ze hier verder buiten beschouwing. Ik zat te wachten op empirische ondersteuning van zijn theorie. Als die er waren hadden ze zeker in de bekende wetenschappelijke tijdschriften verschenen moeten zijn. Zoals blijkt uit zijn overzichts artikel in Life zijn er wel nieuwe experimentele resultaten gepubliceerd en er zijn nog meer te verwachten in een paper die hij (samen met anderen) aangeboden heeft aan PLOS One [1]. Het had al verschenen moeten zijn (2011!). Ik verwacht daar veel van, maar natuurlijk niet dat het probleem van het ontstaan van het leven opgelost wordt. Dat zou naief zijn. Wel dat er belangrijke en interessante resultaten in te vinden zijn die openstaande deelvragen oplossen. Zodat we beter inzicht krijgen in de vraag of de autocatalytic sets van Kauffman levensvatbaar zijn!

Noten

1. Fernando, C.; Vasa, V.; Santos, M.; Kauffman, S.; Szathmary, E. 'Spontaneous formation and evolution of autocatalytic sets within compartements'. PLoS one 2011, submitted.

 

Postscript 9 Feb 2012:

Het bovengenoemde artikel is verschenen op 5 January 2012 in Biology Direct onder de titel Evolution before genes en is een Open Access artikel.

Enorm verschil levensverwachting Noord en Zuid Korea

Noord- (blauw) en Zuid- (rood) Korea
van 1800 tot 2010. @Gapminder World.

 

Naar aanleiding van het reisverslag van Floortje Dessing (3 op reis) naar Noord Korea leek mij het wel aardig even in Gapminder te kijken of ze data hebben over levensverwachting en inkomen. En ja wel hoor. Hoe ze aan de data komen weet ik niet, maar de grafiek laat niets aan duidelijkheid te wensen over. Noord en Zuid beginnen op het zelfde punt, trekken parallel op, gaan in 1974 plotseling van elkaar verschillen, om in 2010 met een onvoorstelbaar groot verschil in levensverwachting en inkomen te eindigen. 

Zuid Korea eindigt met een levensverwachting van 81 jaar en Noord Korea met 69 jaar. Dat is 12 jaar verschil. Het verschil in inkomen per hoofd van de bevolking is nog groter: 25.000 (Zuid) ten opzichte van 1600 dollar (Noord). Dat is een factor 15 maal verschil!

De precieze verklaring van alle details laat ik over aan experts. En er is nog veel meer te zien aan de grafiek. Feit is dat Noord en Zuid Korea één land en één volk waren, en door totaal verschillende politieke systemen (een democratisch-kapitalistisch en een communistisch-totalitair) dramatische uit elkaar gegroeid zijn in levensverwachting en inkomen. Goed om even bij stil te staan.

Vorige blogs over levensverwachting:

10 dec 2011 Levensverwachting en kindersterfte
  8 dec 2011 Het nut van de wetenschap (3)

Eftelingtheologie: de wereld is geen pretpark!

Hieronder volgt een citaat uit een ncrv documentaire over een vrouw die haar man Anne verloor. Hij was vermoord door een jongen van 15, die op geld uit was. Een domme, zinloze, overbodige, brute moord. Een cruciale passage uit het interview geef ik hieronder weer. Het citaat uit de documentaire is kort en krachtig als een bliksemschicht. Het laat beter zien dan welk theologische studie dan ook dat wanneer je in God gelooft, onvermijdelijk vroeger of later met een fundamenteel probleem geconfronteerd wordt. Het is zeker niet een probleem dat pas tevoorschijn komt na jarenlange theologische studie. Het is inherent in het geloof in een persoonlijke God.

"Je zegt: Hij was er toen ik Hem nodig had. 
Maar waar was God toen Anne hem nodig had?"

"Ja. Dat is een goeie vraag. God zegt niet tegen
een moordenaar: schiet die ene dood. Dat niet.
Maar, Hij heeft het ook niet tegengehouden.
Die dingen gebeuren in de wereld. De nare dingen
in de wereld gebeuren door mensen, voor mijn gevoel,
en niet door God. Maar Hij heeft het niet voorkomen.
Dat niet."

"Heb je dat Hem kwalijk genomen?"  

"Nou. Niet echt. Want overal in de wereld gebeuren vreselijke dingen,
oorlogen enzo. Die voorkomt Hij ook niet. Waarom zou Hij dat
bij mij wel voorkomen. Dat zou wel erg een voorkeurspositie zijn.
Wie ben ik, dat mij dit niet zou kunnen overkomen en wie is Anne
dat het hem niet zou kunnen overkomen. Het gebeurt over de hele
wereld. Het kwaad is overal, En nu ook bij ons."

Let op: de zeer persoonlijke vraag 'Maar waar was God toen Anne hem nodig had?'  is door de ncrv-interviewster gesteld. De geïnterviewde schrijft de moord niet toe aan God, maar aan mensen. Maar ze beseft dat God de moordenaar niet heeft tegengehouden. Ze beseft dat God geen enkele moord tegenhoudt. Ze interpreteert dat als: God is in ieder geval consequent. De vraag Waarom laat God dit allemaal toe? wordt niet gesteld en dus niet beantwoord. Haar conclusie is: "Het kwaad is overal". Maar de vraag blijft: Waarom laat God al het kwaad toe?

Sociologische verklaring

Het kwaad is overal. Overal in de wereld gebeuren vreselijke dingen, is het antwoord van de vrouw. Maar dat is een sociologische en geen religieuze verklaring. Dit soort overvallen met dodelijk afloop treffen vooral benzinepomphouders, middenstanders (juweliers) en banken. Je zou het ook een atheïstische verklaring kunnen noemen. God komt er niet bij te pas.

Grote Vragen Van Het Leven

Mensen mogen van mij in God geloven, ze mogen daar troost aan ontlenen. De vrouw in de documentaire dringt haar geloof niet aan anderen op. Maar er zijn mensen die zeggen dat het geloof antwoord geeft op de Grote Vragen Van Het Leven, en dat daarom theïsme beter is dan atheïsme. Een 'platte scientist' heeft geen antwoord op die grote vragen. Dan zeg ik: (1) dat klopt niet! Religie heeft geen antwoorden. De moeilijkste vraag wordt niet gesteld. (2) Nog erger: het lijkt er sterk op dat religie een extra probleem creëert: een bovennatuurlijk, moreel persoon die de wereld heeft geschapen en die alles weet en ziet, heeft een moord zien aankomen maar niet verhindert. (3) Nu wordt het pas echt erg: theïsten die wel de vraag stellen en proberen een antwoord te vinden, zijn geneigd te denken dat God er misschien wel een bedoeling mee heeft. (4) Ben je zover gekomen dat God misschien wel een bedoeling heeft met die moord, dan heb je een immorele positie ingenomen. Een moord die je kunt verhinderen, maar niet verhindert is immoreel.

De wet

5) De moordenaar wordt hopelijk volgens Nederlandse wetgeving veroordeeld wegens moord en dat zal waarschijnlijk volgens iedere wetgeving op aarde zo gebeuren.

Gij zult niet doodslaan

6) God heeft in de Tien Geboden doodslag verboden. Als God 'een bedoeling had' met die brute moord dan overtrad hij zijn eigen geboden. Daarom is dit een onoverkomelijk obstakel om te geloven dat God een bedoeling had met de moord. Als God de moord 'bedoeld had', dan zou de moordenaar niet in de gevangenis hoeven.

dilemma

7) Troost: Het christelijk antwoord zou zijn dat het geloof troost geeft. Maar hoe kun je getroost worden door iemand (God) die de eindverantwoordelijkheid draagt voor de moord? Dat is net zo iets als troost zoeken bij de moordenaar.

 

Eftelingtheologie

Maar misschien is dat allemaal 'te soft' gedacht? Laat ik dat idee Eftelingtheologie noemen: Doe niet zo soft! De wereld is geen Efteling! De wereld is geen pretpark! Moorden horen erbij! Biochemicus Michael Behe noemt die softe mentaliteit squeamish (teerhartig, overgevoelig). Volgens de theoloog Richard Swinburne behandel je mannen als kinderen als je ze alleen maar verkoudheden geeft in plaats van kanker. Ik zelf ben een HSP (Highly Sensitive Person). Daarom is godsdienst niks voor mij. In het boeddhisme hebben ze een dergelijk probleem niet, want ze geloven niet in een persoonlijke Schepper-God.

Toevoeging: ik geloof nu dat het hele verhaal over teerhartigheid overbodig is: God heeft moord verboden. Teerhartigheid of pretpark doet helemaal niet ter zake. Moord is verboden volgens de Tien Geboden.

Bronnen

• NCRV. Schepper & Co 29 okt 2010
• Michael Behe is biochemicus, katholiek en aanhanger van Intelligent Design. Voor de bron van het woord squeamish zie mijn review.
• Richard Swinburne: "a creator who gave them only coughs and colds, and not cancer and cholera would be a creator who treated men as children instead of giving them real encouragement to subdue the world." (uit: The Problem of Evil)
• "Buddhism denies the existence of a creator god" uit: Buddhism. A very short Introduction. 

Vrijdag 30 december: de tekst is uitgebreid.