Alles over de geschiedenis, ontwikkeling en toekomst van de mens en andere gewervelden komt aan bod in Evolutie van de gewervelden. Van dinosauriër tot dodo en tot de huidige mens: prof. dr. Jelle Reumer (Paleontologie, UU en directeur Natuurhistorisch museum Rotterdam) schetste in vier lezingen een beeld van de ontwikkeling van de gewervelden.

In de blogbundel zijn alle nieuwsblogs over de lezingen samengevoegd, inclusief de gastcolumn van Jelle Reumer, 'Stambomen en mobiles' en de 9 twinkers over #evolutie: tweets die je aan het denken zetten.

Als je op grote schaal naar de ontwikkeling van de aarde kijkt, komen er vreemde feiten aan het licht. Nu zouden we graag meer groen zien en minder CO2 in de lucht hebben, 470 miljoen jaar geleden was dat wel anders. Het debuut van de plant op het land zorgde voor een temperatuurdaling van maar liefst 17 graden! De rotsen waar mos op groeide verweerden en daarbij werden enorme hoeveelheden CO2 uit de lucht gezogen. Een ijstijd van ongeveer vijftien miljoen jaar volgde. In dit bericht (pdf) uit de Volkskrant wordt de vernietigende veroveringstocht van de plant over de wereld beschreven.

Maar hoe zit het met de veroveringstocht van het dier? Komen daar ook opzienbarende feiten boven als we uitzoomen en de gebeurtenissen op een schaal van miljoenen jaren gaan bekijken? Jazeker, neem bijvoorbeeld het feit dat de mens afstamt van reptielen en dat de vliezen die breken bij de geboorte van een kind hetzelfde zijn als de vliezen rondom een ei. Prof. dr. Jelle Reumer schetste bij Studium Generale de evolutie van de gewervelden en liet zien dat de mens nog veel meer sporen in zich draagt van een ver, ver verleden. Zo kun je ook aan onze schedel met welke soorten we meer en met welke soorten we minder verwant zijn. Maar dat is nog lang niet alles.

Duik de miljoenen jaren oude geschiedenis in en ontdek meer over de verovering van het land door een lopende vis, hoe deze vis van reptiel tot zoogdier uitgroeide en wat volgens Jelle Reumer de kroon op de evolutie is (namelijk niet de mens!). Kijk hier de lezingen van Reumer in de reeks Evolutie van de gewervelden terug.

Zwermgedrag bij vogels is niet emergent, betoogde dr. Victor Gijsbers in zijn lezing Delen of gehelen. De volgende spreker stelt echter het tegenovergestelde. Prof. dr. Charlotte Hemelrijk houdt zich als theoretisch biologe bijna uitsluitend bezig met gedragspatronen van groepen dieren. Volgens haar kunnen we zeker spreken van emergent gedrag. Spreken de twee elkaar tegen, of is er iets anders aan de hand?

Hemelrijk definieert emergentie als het aanwezig zijn van regels in het patroon van een groep, die niet terug te vinden zijn in een individu dat daar deel van uitmaakt. Bij de vierde lezing in de reeks De zwerm geeft zij een aantal fascinerende voorbeelden van wat volgens Hemelrijks definitie emergent gedrag is. Lees meer »

Een lijstje van begane zonden bijhouden is iets voor godvrezenden. Raad eens op wiens lijstje de volgende zonden staan:

- een muizenval maken op zondag;
- een naald in John Keys’ hoed stoppen om hem te prikken op zondag;
- vader, moeder en hun huis dreigen te verbranden;
- de dood wensen voor mezelf;
- anderen doodwensen;

etc. Enig idee? Nee? Nog een tip: een van de zonden is op zijn lijstje is het eten van een appel op zondag. Het is geen theoloog, filosoof of schrijver... Lees meer »

Twinkers: tweets die je aan het denken zetten.

Prof. dr. Jelle Reumer sprak in het najaar van 2011 vier keer over de Evolutie van de gewervelden. Ga terug in de tijd tot aan het begin van het leven in 9 x 140 tekens. Elk van de twinkers verwijst naar een van de lezingen en bijbehorende nieuwsblogberichten. En als klap op de vuurpijl een gastcolumn van Jelle Reumer, Stambomen en mobiles.

	1. Relativeringsvermogen kan de mens wel gebruiken. Hij is middel- noch eindpunt van de evolutie. #twinkers bit.ly/gewervelden1
	2. Het begon met een stap uit het water. Is het ‘n vis? Is het ‘n viervoeter? Nee, het is de tiktaalik! #twinkers bit.ly/gewervelden1
	3. De vliezen die breken voor een geboorte, zijn dezelfde die je tegenkomt bij het pellen van een ei. #twinkers bit.ly/gewervelden2
	4. Wij zijn allen reptielen, die heel efficiënt een ei ‘leggen’. Het hoeft alleen niet meer gepeld. #twinkers bit.ly/gewervelden2
	5. Wat maakt de mens tot een zoogdier? Niet het haar op zijn hoofd, tepels (m/v) of tweebenigheid… #twinkers bit.ly/gewervelden3
	6. Zoogdieren zijn klein vergeleken met dino’s; toch overleefden zij de Grote Knal en dino’s niet. Of? #twinkers bit.ly/gewervelden3
	7. De mens als kroon op de evolutie? ‘Laat me niet lachen!!!’ #twinkers bit.ly/gewervelden4
	8. Van gevederde dinootjes en dingen die steeds verder gaan… #evolutie #gewervelden #reumer #twinkers bit.ly/gewervelden4
	En als afsluiter: een column van Jelle Reumer over Stambomen en mobiles. Aanrader! #twinkers bit.ly/gewervelden5

Alle lezingen zijn terug te zien op de programmapagina. Lees hier de gastcolumn van Jelle Reumer.

Zelden waren Wetenschap en Kunst zo met elkaar verweven als in de periode van renaissance tot en met verlichting. Sindsdien zijn ze uit elkaar gedreven: wetenschappers specialiseerden zich ad absurdum en kunstenaars staarden meer en meer naar de eigen navel. En toch kunnen wetenschap en kunst veel van elkaar leren. Neem de reconstructie van stambomen, een wetenschap die de laatste decennia dankzij fraaie computerprogramma’s een hoge vlucht heeft genomen. In de beroemde stamboom van het leven die Ernst Haeckel in de negentiende eeuw publiceerde stond de mens nog trots bovenaan, vlak boven de gorilla en de orang-oetan aan een boomtak die Apen heet. Helemaal onderaan de boom vinden we de Oerdieren, die een flinke dikke stronk vormen waar de rest van het dierenrijk op rust. De mens, dat mocht maar duidelijk zijn, was na Darwin weliswaar van zijn voetstuk gestoten als Kroon der Schepping, maar een positie als Kroon der Evolutie kwam er voor in de plaats.

Tegenwoordig heet het maken van stambomen ‘cladistiek’. Door allerlei kenmerken van soorten van een beoordeling te voorzien (bijvoorbeeld ‘aanwezig’ of ‘afwezig’, oftewel + of – dan wel 1 of 0) en die aldus gescoorde kenmerken in de juiste statistische software te gieten, kun je gevisualiseerde verwantschapsrelaties maken, zogenaamde cladogrammen, die sterk op ouderwetse stambomen lijken. En ook bij cladogrammen staat helemaal aan het uiteinde van het schema, dat is meestal rechts op het papier, de soort of het geslacht waar het om gaat. Een cladogram over de verwantschappen tussen mensen en mensapen laat bijna altijd de mens aan het uiteinde zien. Toch een beetje de Kroon op de Evolutie dus. En dat terwijl de chimpansee als hij dat zou kunnen beoordelen ongetwijfeld zichzelf als de Kroon zou beschouwen. En dat zou de gorilla ook, en de kapucijneraap, de spitsmuis en de pissebed of de oorworm. Er is niet zoiets als een Kroon op wat-dan-ook. Maar die cladogrammen staan muurvast gedrukt op papier of beeldscherm.

Dan komt de kunst te hulp, in de vorm van de beroemde mobiles van de kunstenaar Alexander Calder. Stel dat je een cladogram, zo’n stamboom, aan de basis zou oppakken en hem op zijn kop als een mobile van Calder aan het plafond zou ophangen, dan gaan alle soorten door elkaar heen bewegen maar zonder dat de onderlinge relatie daarbij verandert. Bij de mobile blijven twee objectjes die samen aan een stokje hangen samen aan dat stokje hangen. Hun positie in de ruimte verandert maar hun onderlinge relatie niet. Als je dat bij een stamboom doet kunnen zomaar ineens de schildpadden helemaal aan het uiteinde terecht komen, of zelfs de pissebed of de oorworm. En dat klopt: vanuit het gezichtspunt van de pissebed is de pissebed het hoogtepunt van de evolutie. Een hele geruststelling, dankzij de kunst van Calder.

Jelle Reumer hield in het najaar van 2011 vier lezingen over de Evolutie van de gewervelden. Deze column verschijnt tegelijk met 9 twinkers over evolutie.

Wanneer een hond een koekje voorgehouden krijgt, gaat hij zitten. Zonder omwegen brengt een blindengeleidehond zijn baasje naar de brievenbus. Honden kunnen menselijk gedrag begrijpen en betekenis geven. Veel dieren, zoals chimpansees, zijn hier niet toe in staat. Wolven kunnen het wel. Toch is onze relatie met honden anders dan die met wolven. De verhouding tussen mens en hond is te typeren als een van de intiemste die er bestaat. Prof. Clive Wynne (University of Florida) vroeg in zijn lezing Waarom je hond zo van je houdt aan het publiek wie zijn hond in zijn eigen bed liet slapen. Hierop gingen voorzichtig enkele handen de lucht in. Vervolgens vroeg hij hoeveel andere mensen wij in ons bed laten slapen. Het antwoord mochten we voor ons zelf houden, maar duidelijk werd dat de hond een streepje voor heeft. Lees meer »

De mens, dat moet wel de kroon op de evolutie zijn. Het eindpunt dat we maar met pijn en moeite als ‘voorlopig’ willen bestempelen. In de laatste lezing van prof. Jelle Reumer over de evolutie van de gewervelden gaat het over zoogdieren. Primaten, even- en onevenhoevigen en hun onderlinge verwantschappen. En over de mens, maar niet als allerlaatste. Nee, de mens ziet Reumer zeker niet als kroon op de evolutie.

Homo sapiens is een van de vierduizend levende zoogdiersoorten, samen met de apen behorend tot de primaten. De mens, zijn voorgangers en de mensapen stammen allemaal af van de vroege ‘hominide’. Die evolueert verder in een tak waaraan de chimpansees en bonobo’s ontspruiten, en een andere tak die via de eerste ‘mensachtigen’ zal leiden tot de mens. Dat afsplitsen van mens en aap gebeurde al miljoenen jaren geleden, terwijl de soort ‘homo sapiens’ pas 200.000 jaar geleden ontstaat. Lees meer »

Afgelopen woensdag verdiepte tv-programma Labyrint zich in de zon. Zonnestormen kunnen wolken geladen deeltjes richting de aarde vuren en satellieten en elektrische apparaten in enkele minuten platleggen. Het was een zonnestorm waardoor in 1989 in Quebec zes miljoen mensen in de kou zonder stroom zaten. Ook ging het over de mogelijkheid de zon na te bootsen op aarde. De fusieprocessen in de zon leveren energie en zouden hier op aarde misschien dé oplossing kunnen betekenen voor ons energietekort. Het nabootsen van die processen is spectaculair, maar niet eenvoudig, zo blijkt. Om fusie te bewerkstelligen moet de temperatuur worden opgestookt tot maar liefst 15 miljoen graden! Lees meer »

In Alice in Wonderland wordt het meisje Alice na het drinken van een schrompeldrankje klein genoeg om Wonderland binnen te gaan. Om af te dalen naar de nanowereld moeten wij ons ook eerst klein maken, naar een schaal van nanometers. Een nanometer is een miljardste meter, een miljoenste millimeter. Prof. dr. Bert Koopmans nam in zijn lunchlezing voor de serie Hedendaags futurisme het publiek mee in de wondere wereld van de nanotechnologie. Wat gebeurt daar allemaal? En wat kunnen we ermee?

De dingen om ons heen zijn opgebouwd uit materialen die op hun beurt weer zijn opgebouwd uit moleculen en atomen. De grootte van deze deeltjes en de manier waarop zij samen zijn gerangschikt, bepalen wat de eigenschappen en functies van het materiaal zijn. Met behulp van nanotechnologie kunnen wetenschappers op atomaire en moleculaire schaal deeltjes manipuleren om materialen te creëren met de gewenste eigenschappen en functionaliteiten. Als bij het klaarmaken van een rijk belegde hamburger, voegen ze laagje voor laagje ‘ingrediënten’ toe die samen de gewenste ‘smaaksensatie’ geven. Dit opent een scala aan mogelijkheden en nieuwe werelden. Denk bijvoorbeeld aan medicatie die verpakt in nanodeeltjes het lichaam in gaat en die pas vrijkomt op de plaats waar het nodig is. Een dergelijke toepassing zou bijwerkingen fors kunnen verminderen. Lees meer »

Evolutie is een geleidelijk proces van miljoenen jaren van adaptatie en ontwikkeling. Niet zo gek dat de grenzen tussen de verschillende soorten vaag zijn. Er zijn overgangsfiguren te vinden tussen de ene soort en de andere, zelfs tussen de ene klasse en de andere – bijvoorbeeld tussen reptiel en zoogdier. De tiktaalik, die als eerste vis het water uit kroop, waarom is dat geen reptiel? Eigenlijk vooral omdat wij hem nu eenmaal bij de vissen hebben ingedeeld. De groep van de reptielen fungeert als een vergaarbak van soorten, waaruit de meest uiteenlopende beesten zijn ontstaan, van de mens tot de vogels.

Wat maakt een zoogdier tot een zoogdier? Dat is de vraag waarmee prof. Jelle Reumer het derde deel van Evolutie van de gewervelden opent. Er zijn veel kenmerken te noemen die in het oog springen: haargroei bijvoorbeeld, of de melkklieren. Toch is het onderscheidende kenmerk van het zoogdier niet aan de buitenkant te vinden. Drie piepkleine botjes in het middenoor definiëren het zoogdier als zoogdier. De ontwikkeling van het gehoororgaan is een boeiend hoofdstuk in het verhaal van de evolutie. Het voert namelijk terug op de allereerste primitieve vissen, de gordaten die kaakloos door het leven gingen. Uit hun kieuwboog, een soort kraakbenen onderkaakje, ontstaat via de kaak van het reptiel uiteindelijk het oor. ‘U luistert dus naar mij,’ zegt Jelle Reumer, ‘met behulp van het kaakgewricht van een hagedis.’ Lees meer »

‘De bekende vliezen die breken voor een geboorte, zijn dezelfde vliezen die je tegenkomt bij een ei pellen.’ Jelle Reumer vertelt dat deze woorden, uit zijn mond opgetekend door NRC Handelsblad, in elk geval één collega het plezier van een zachtgekookt eitje in de ochtend voorgoed hebben ontnomen.

De ontwikkeling van het ei, van kikkerdril gelegd in het water tot de foetus die in het lichaam wordt gedragen, is een beeldende illustratie van de evolutie van de gewervelden. Het moment dat de vis tiktaalik uit het water het land op kroop, was een belangrijke stap in die evolutie. Voor de echte verovering van het land was echter een ‘droogtebestendig ei’ nodig, een ei met een schil eromheen. Met het ontstaan van dat ei, ontstaan ook de reptielen, die zich op land kunnen voortplanten. ‘De remmen zijn los,’ aldus Reumer. Uit een ei komt een compleet wezen gekropen, niet een klein visje dat zich in het water nog verder moet ontwikkelen. Dat betekent dat een enorme groei mogelijk is, denk maar aan struisvogeleieren.  Lees meer »

Komt het door de academische komkommertijd dat ik de laatste maanden niet zo veel over nano heb gehoord? Of juist door de afwezigheid van komkommertijd deze zomer, die – figuurlijk gesproken – ‘lang en heet’ was? Misschien is nano gewoon uit? Dat hoeft niet eens heel erg te zijn.

Lees verder op Nanoplaza.nl: Komkommertijd: een goed moment voor ethische discussies

‘Wij mensen zijn gewoon doorgeëvolueerde kwastvinnige beenvissen.’ De menselijke schedel is in al zijn onderdelen te herleiden tot botten en zelfs kieuwopeningen van evolutionaire voorouders die honderden miljoenen jaren geleden in het water leefden. Prof. Jelle Reumer vertelt het verhaal van de evolutie van de gewervelden haast geamuseerd. Dat de mens een product is van een evolutionaire geschiedenis die begon in de oersoep, zullen weinig mensen in het publiek betwijfelen. Om zo in vogelvlucht langs drieëneenhalf miljard jaar aanpassing en ontwikkeling te scheren, zet het menselijk leven toch wel in een heel relativerend licht.

Relativeren is ook nodig, want het antropocentrisch denken zit diep ingebakken: we zijn geneigd om onszelf (oftewel de mens) als middelpunt van de wereld zien en als voorlopig eindpunt van de evolutie. Zelfs een hoogleraar in de paleontologie zoals Jelle Reumer ontkomt daar niet aan, bekent hij. Het is nu eenmaal moeilijk om buiten je eigen gezichtspunt te stappen en de hele natuurlijke leefwereld in ogenschouw te nemen, uitgestrekt over die enorm lange geschiedenis. Niettemin: als je het een kip zou vragen, zou die evengoed beweren het middel- en eindpunt van de evolutie te zijn. Lees meer »

Er zijn allerlei mythen over de band tussen mens en hond. Zijn we echt op elkaar ingespeeld door eeuwen lang samenleven? Prof. Clive Wynne bestudeert de relatie tussen mens en hond vanuit de biologie en de psychologie.

Honden, zegt Wynne, zijn wolven die weigeren om volwassen te worden. Is het misschien die kinderlijkheid die ons zo aantrekt in hen?

Deze lezing is het publieksonderdeel van het zoölogiecongres van de Koninklijke Nederlandse Dierkundige Vereniging, en wordt georganiseerd in samenwerking met de leerstoelgroep Gedragsbiologie, UU.

Woensdag 2 november, 20.00 tot 21.30 uur. Voor meer informatie kijk je hier.

In de serie Through The Wormhole, te bekijken op YouTube en gepresenteerd door de bekende Hollywoodacteur Morgan Freeman, figureert een bekende Studium Generale-spreker: prof. dr. Renate Loll van de vakgroep Theoretische Fysica van de Universiteit Utrecht. Zji wordt geïnterviewd over haar onderzoek naar de fundamenten van het universum. Hoeveel dimensies heeft het universum? Het verrassende antwoord: misschien maar één. Kijk hieronder het fragment met Renate Loll terug, opgenomen in de Boothzaal van de Universiteitsbibliotheek op De Uithof. Meer over deze serie, met naar eigen zeggen de 'Rock Stars of Science', lees je op Wikipedia.

En als je meer wilt weten over het fascinerende werk van Renate Loll, kijk dan ook de lezingen over Tijd en de oerknal en Tijdreizen door wormgaten terug. Of lees hier meer op het blog.

Kijk de hele lezing van prof. dr. Jan van Hooff hier terug.

Prof. dr. Jelle Reumer gaat in vier lezingen in op de evolutie van de gewervelden, van dino tot dodo tot de huidige mens. Na Darwin staan we opnieuw voor een paradigmawisseling.

Naast de individuele ontwikkeling van nieuwe levensvormen wordt het duidelijk dat soorten ook samen evolueren.Nieuwe inzichten in de evolutiebiologie benadrukken hoe onderling afhankelijk al het leven op aarde is.

Hoor meer over het nieuwe paradigma binnen de evolutie biologie vier dinsdagen achter elkaar vanaf 6 september.

‘Homo homini lupus’, ‘de mens is een wolf voor zijn medemens’ aldus Plautus twee eeuwen voor Christus. Twee millennia later bevestigt bioloog Michael Ghiselin dit mensbeeld met zijn beroemd geworden uitspraak ‘Scratch an altruist, and watch a hypocrite bleed.’ De vernistheorie waarin we allemaal egoïsten zijn en eigenbelang de sterkste drijfveer van het individu is, heeft een sterke invloed op onze samenleving. Moraal is slechts een dun laagje vernis, uitsluitend bij mensen aanwezig, een minimaal suikerlaagje over een zure appel. Is dit daadwerkelijk de aard van de mens? Klopt dit met de evolutie van moraal? Volgens Charles Darwin niet. Prof. dr. Frans de Waal liet bij de openingslezing van Festival deBeschaving zien waarom Darwin gelijk had. De bouwstenen van de menselijke moraal zijn diepgeworteld in de mens en in andere diersoorten.

Lees meer »

Naar aanleiding van het project Nanopodium kwam vorig jaar het improvisatietheater Nano is groot bij Studium Generale. Bezoekers reageerden op sketches van de drie acteurs, gesitueerd in 2030. Nanotechnologie als onderdeel van het dagelijks leven: hoe ziet dat eruit? Wat zijn de gevolgen? De reacties van het publiek werden verzameld, gesorteerd en beschreven. De belangrijkste argumenten voor en tegen staan nu bij elkaar in een infographic.

De argumenten concentreren zich rond vier thema’s: maakbaarheid, informatie, zorg en gezondheid. Maar eigenlijk is de achterliggende vraag steeds: van wie is nanotechnologie eigenlijk? Nano kan je helpen om je dromen te realiseren, heet het. De technologie vergroot je autonomie en op het gebied van je gezondheid kun je geïnformeerde beslissingen nemen, die helemaal zijn toegespitst op jouw situatie. Maar zal iedereen daar wel van profiteren? Staat nano straks niet gelijk aan ‘duur’ en ‘alleen weggelegd voor de happy few‘? Een van de zorgen is dat de kloof tussen arm en rijk alleen maar groter wordt. Zeker op wereldschaal.

Lees verder op Nanoplaza: Van wie is nanotechnologie?

Charles Darwin staat in het hart van een van de grootste omwentelingen in de geschiedenis van de wetenschap: de paradigmawisseling van een zinvol en statisch universum naar een dynamische wereld waar natuurlijke selectie zorgt voor een evolutie van soorten. Hoe hij het principe van de natuurlijke selectie heeft kunnen ontdekken alleen door zijn waarneming is uitzonderlijk knap. Dat maakt van Darwin een genie: zijn beschrijving van de evolutietheorie – of zoals prof. Jelle Reumer prefereert te zeggen, evolutiekunde – is later door talloze onderzoeken bevestigd, op manieren waar Darwin nog geen weet van kon hebben.

Is Darwin dan de voorbeeldige wetenschapper die alle studenten van nu zouden moeten navolgen? Nou nee, Darwin als voorbeeld voor de jeugd, dat lijkt Jelle Reumer een buitengewoon slecht idee. ‘Darwin was een niksnut uit een bekakt milieu.’ Hij begint aan een studie geneeskunde, maar breekt die af. Uit arren moede kiest hij dan maar voor theologie. De enige graad die de grote evolutiebioloog ooit gehaald heeft, was een kandidaats in de godsdienstwetenschap. Belangrijker voor Darwin waren zijn hobby’s. Struinen door de velden, jagen, fossielen verzamelen, lezen over biologie en natuur, kortom dat waarmee hij later de wereld zou veranderen en waarin hij zou uitblinken. Lees meer »

Wordt een rechthoek meer bepaald door zijn lange zijden of door zijn korte zijden? Het juiste antwoord: honderd procent door de lange en honderd procent door de korte zijden. Beide zijden zijn bepalend en ze hebben elkaar nodig om een rechthoek te vormen. Klinkt logisch toch? Wat voor de rechthoek geldt, geldt volgens prof. dr. Jan van Hooff ook voor het ‘nature/nurture’ debat. Vanuit de gedragsbiologie ging hij bij de zesde lunchlezing in op de discussie over genen en omgeving.* Het is niet zo dat een eigenschap óf aangeboren is, ‘nature’, óf aangeleerd, ‘nurture’. We worden voor honderd procent bepaald door onze natuur en voor honderd procent door onze omgeving.

Deze uitspraak is alleen tegenstrijdig wanneer aangeboren eigenschappen niet aan te leren zijn en andersom. Dit is niet het geval. De tegenstelling tussen aangeboren eigenschappen en aangeleerde eigenschappen berust op een valse dichotomie. Genen en omgeving zijn nauw met elkaar verbonden. Als we kijken naar evolutionaire processen, dan zien we dat selectiedruk door factoren in de omgeving bepalend zijn voor de overlevingskansen van bepaalde genen. Buiten- en binnenkant tegenover elkaar plaatsen is net zo onzinnig als de lange en korte zijden van een rechthoek tegenover elkaar plaatsen. Lees meer »

'Is de buzz rond nanotechnologie terecht, of ook een beetje een hype? De overheid stopt miljoenen in voorlichting, begint discussies tussen publiek, deskundigen en beleidsmakers, burgers moeten geïnformeerd, angsten weggenomen. Maar in de kroeg praat ik er nooit over en ook op straat is nano niet het gesprek van de dag. Leeft nano soms alleen in de kring van onderzoekers en voorlichters, een kring als de Ourobouros, die zichzelf in de staart bijt?'

Lees verder op NanoPlaza.nl

‘Mijn doel met deze lezing is filosofisch: ik wil dat jullie aan het eind minder begrijpen van tijd dan aan het begin.’ Victor Gijsbers is wetenschapsfilosoof en natuurkundige en dat is ook te merken aan zijn behandeling van het begrip tijd. Tijd is hier niet het element dat betekenis geeft aan het menselijk bestaan of een klok ingebed in het brein. Natuurkundige tijd als de vierde dimensie heeft niets, maar dan ook helemaal niets van doen met de mens. Een opvatting die wel degelijk invloed kan hebben op hoe wij mensen, over tijd nadenken. Lees meer »

Wat is duurzaam in de veehouderij en in de gezondheidszorg? In de vierde dubbellezing in de serie "Duurzaamheid als wereldbeeld: de rol van wetenschap in maatschappelijke verandering" bogen prof. dr. Miedema (decaan geneeskunde, vicevoorzitter van de Raad van Bestuur UMC) en prof. dr. Pijpers (decaan Diergeneeskunde, UU) zich over die vraag. Als duurzaamheid volgens de definitie van Bruntland "kwaliteit van leven is voor ons en toekomstige generaties", dan zouden artsen en de biomedische wetenschappers bij uitstek degenen zijn aan wie we dat kunnen vragen.

Welzijn
Toch is dit niet de medisch-wetenschappelijke traditie. Wetenschappers maken hun vraag zo klein, dat ze er een goed wetenschappelijk verantwoord antwoord op kunnen verwachten. Hoe zit het met dat ene eiwit in de lever? Deze 1.0 benadering voldoet echter niet meer. De grote vragen behoeven aandacht en daar willen patiënten, bedrijven en politiek over meepraten. Wetenschap 3.0 gaat over cocreatie van kennis. Dat zal niet zomaar tot consensus leiden, maar wel tot robuuste kennis. Al laten de tientallen jaren durende discussies in de veehouderij - over dierenwelzijn, milieu, diervoeder uit de derde wereld en de hoe gezond het is om vlees te eten - zien dat het nog steeds de vraag is in hoeverre we echt grip krijgen op wat we belangrijk vinden en wat dat mag kosten. Een varken dat rolt in de modder op de derde verdieping van een varkensflat? Als het goed gebeurt, zijn megastallen vanuit oogpunt van hygiëne en welzijn zelfs te verkiezen boven een kleinschalige boerderijtje. Maar zijn we dan niet weer met technologie aan het oplossen wat eigenlijk voortkomt uit de bovenmatige aanspraak die we maken op wat de aarde ons biedt? En om op gezondheid terug te komen: lukt het ons om de omslag te maken naar preventie en zuiniger te zijn op onze gezondheid in plaats van te investeren in levensverlengende, extreem dure technologie? Lees meer »

Tijd is fundamenteel voor het bestaan van ons universum – dat was de conclusie van de lezing over tijd in de theoretische fysica, door professor Renate Loll. Tijd kun je benaderen als een kwantitatief gegeven en op die manier speelt het een rol in alle natuurkundige processen. Een formulering van natuurwetten kan niet zonder de notie van tijd, waarin veranderingen zich afspelen. Ook in experimenten die natuurwetten onderzoeken en proberen te bewijzen is ‘tijd’ altijd aanwezig als het referentiekader waarbinnen de natuurkunde werkt. Maar tijd is ook als kwalitatief fenomeen, een ding op zichzelf te bestuderen.

‘Was er tijd voor de oerknal?’ De titel van Lolls lezing verwijst naar de vraag of tijd emergent is, een soort bijverschijnsel in het universum dat tegelijk met het heelal is ontstaan. Of is het iets fundamenteels, iets wat noodzakelijk is voor het bestaan van alles? Lees meer »

De Volkskrant en Twitter organiseren elke vrijdag om 17.00 uur een Twursus, de wetenschappelijke bijspijkercursus in maximaal vijftien tweets. Op 10 december 2010 was het de beurt aan Govert Schilling over Zwarte gaten, behorende tot de meest fascinerende objecten in het heelal. Klik hier om de vijftien tweets te lezen. Of kijk de hele lezing van Govert Schilling terug die hij gaf in maart 2009 over Het fascinerende heelal in de reeks Iets nieuws onder de zon. Of kijk de avond over Zwarte gaten terug waar wetenschappers spraken over de natuurkundige en astronomische eigenschappen van zwarte gaten. En dichters zich lieten inspireren door de metaforische betekenis van geïmplodeerde sterren waar niets uit ontsnapt.

Wat gebeurt er als je een zwart gat in de mond neemt? Een intrigerende vraag die dichter Mustafa Stitou via een gedicht stelt aan het publiek bij de avond over Zwarte gaten in natuurkunde en poëzie. Ook professor Herman Verlinde, als theoretisch fysicus sinds 1989 verbonden aan Princeton University en speciaal voor deze bijeenkomst naar Utrecht gekomen, wijst op het intrigerende dat uitgaat van ‘zwarte gaten’. Beiden schreven een bijdrage voor het themanummer van literair tijdschrift De Gids dat op deze avond werd gepresenteerd.

Het is misschien an unlikely couple, natuurkunde en poëzie. Een wetenschapper werkt weliswaar vanuit zijn fascinaties, het persoonlijke mag voor hem begin- noch eindpunt zijn. Voor de dichter is het zintuiglijke het uitgangspunt, zo stelde Jeroen van Dongen in zijn inleiding op het thema. Twee verschillende werelden, maar geen wereld van verschil. De poëzie zal zich ook moeten loszingen uit het zuiver persoonlijke en de waarneming, ook zintuiglijk, staat aan de basis van wetenschappelijke kennis. Beelden en metaforen zijn voor zowel natuurkundigen als dichters onmisbaar, zo bleek. Lees meer »

Zwarte gaten, de oerknal en buitenaards leven: zie daar de kosmische top drie, zoals Govert Schilling het noemt. Een week of twee geleden beheerste de fascinatie voor de mysteries van het heelal weer eens het nieuws. Met een viral campagne die afgekeken leek van de allerhipste bedrijven, stoomde NASA het publiek klaar voor een buitengewone ontdekking die mogelijk iets met buitenaards leven te maken zou hebben

Ook zwarte gaten halen met grote regelmaat het nieuws. Onlangs meldden de media nog de vondst van het ‘jongste zwarte gat’. Eerder dit jaar vond een Utrechtse sterrenkundige een ‘superzwaar zwart gat’, nieuws dat overal te lezen was, van de landelijke kranten tot nu.nl.

Waarin ligt toch die aantrekkingskracht van de kosmos? Zowel natuurkundigen als kunstenaars voelen zich uitgedaagd door de vragen die de kosmologie opwerpt. Bijvoorbeeld in het geval van zwarte gaten: het idee van zwarte gaten raakt aan fysische en filosofische vragen over ruimte en tijd, en over de plaats van de mens die ze aanschouwt. Het is een begrip dat de verbeelding aan het werk zet.

Aanstaande dinsdag hoor je bij Studium Generale hoe de natuurkunde en poëzie het zwarte gat onderzoeken en gebruiken als inspiratie. Snaartheoreticus prof. dr. Herman Verlinde (Natuurkunde, Princeton University) geeft een lezing over de natuurkundige en astronomische eigenschappen van zwarte gaten. Dichters Maria Barnas, Anne Vegter en Mustafa Stitou laten zich inspireren door de wetenschap en dragen poëzie voor. Een themanummer van De Gids over het zwarte gat wordt op deze avond gepresenteerd.

Kijk hieronder alvast een kort filmpje over de laatste stand van zaken in de astronomie, met onder meer de kosmische top drie van Govert Schilling.

NASA bracht het als een hype: er was nieuws te melden dat leek te wijzen op het bestaan van buitenaards leven. Het ging echter om een nieuwe vorm van leven, ontwikkeld in het lab. Govert Schilling mocht bij Pauw en Witteman uitleggen hoe het zit. Het fragment kun je hier terugkijken.

Ben je een beetje teleurgesteld dat het niet ging om leven op Mars? Wil je liever verder de ruimte in? Govert Schilling hield eerder voor Studium Generale een lezing over Het fascinerende heelal, waarin hij met evenveel enthousiasme en sprekende voorbeelden ingaat op aliens, de oerknal en zwarte gaten.

Kijk de lezing hier terug of lees het verslag.

Wat was er eerder, de kip of het ei? Op het eerste gezicht lijkt deze vraag flauw, triviaal en onoplosbaar, maar laten we er toch eens serieus op ingaan. Misschien valt er wel degelijk een antwoord te geven op de vraag. We weten dat een ei de benodigde ingrediënten voor een kip bevat. Tegelijkertijd moet er uit de kip een ei kunnen komen. De ontwikkelingsbiologie bestudeert de processen achter groei en ontwikkeling, dus lijkt het verstandig daar op zoek te gaan naar een antwoord op de kip-ei vraag. Tijdens de op een na laatste lunchlezing van dit najaar, bleek dat het proces dat achter de kip en het ei zit, niet zoveel verschilt van het proces dat groei en ontwikkeling van planten en mensen regelt. Prof. dr. ir. Ben Scheres toonde hoe simpele regels tot complexe organismen kunnen leiden. Wie wel eens een potje damt, kan het begrijpen. Lees meer »

De complete aarde inclusief atmosfeer is niet na te bootsen in een laboratorium. Als klimaatonderzoeker is het een stuk moeilijker om experimenten uit te voeren dan een hoop van je collega’s. Het studieobject van de klimatoloog is nogal veelomvattend, op zijn zachtst gezegd. Toch willen ook klimaatonderzoekers iets over de toekomst zeggen. Waar kun je verbanden en variaties van temperaturen, atmosferische samenstellingen en ecologie vinden en testen als dat niet in het lab kan? Het antwoord is: in de aarde zelf.

Bij de zevende lunchlezing legde wetenschappelijk talent dr. Appy Sluijs van biomariene wetenschappen uit, hoe het verleden van onze aarde is vastgelegd in sedimenten. Met de goede sedimenten heb je een waar geschiedenisboek in handen. Wat kan dit geschiedenisboek ons vertellen over de toekomst? Lees meer »

Henk is loodgieter. Een gewone man, die door de stad rijdt om leidingen te repareren. Een zwaar beroep, maar ook een ambacht en een baan met vrijheid en veel contacten. En risico’s: Henk werkt met verouderd pvc, waardoor hij gevaar loopt. Gelukkig heeft Henk een biochip in zijn arm die zijn bloedwaarden exact registreert en wanneer nodig medicijnen afgeeft, die meteen op de goede plek in zijn lichaam terechtkomen. Henk leeft namelijk in 2030, wanneer ‘Nano is groot’ werkelijkheid is geworden.

De scène met Henk werd gespeeld door acteurs van het theaterdebat Nano is groot, dat gisteren plaatsvond in de Aula van het Academiegebouw. Korte presentaties met informatie over wat nanotechnologie is en wat de toepassingen ervan kunnen zijn, werden afgewisseld met geïmproviseerde scènes over het dagelijks leven met nanotechnologie, gespeeld door drie acteurs. Dat brengt de ver-van-mijn-bedshow die nano voor veel mensen is, heel dichtbij. Lees meer »

Een van de sprekers op het Studium Generale jubileum van prof. Renate Loll, theoretisch fysica aan de UU. Zij hield een boeiende introductie in de zoektocht naar de kwantumtheorie van tijd.

De toekenning van de Nobelprijs voor de Natuurkunde aan de Nederlands-Russische André Geim, laat zien dat onderzoek op de allerkleinste schaal nog steeds hot is. Geim kreeg de prijs samen met de Brit Novoselov voor de ontdekking van grafeen, een ultradun koolstoflaagje van één atoom dik. Dat lijkt niet heel spectaculair, maar juist de ontwikkelingen op het gebied van de kleinste deeltjes hebben de grootste gevolgen. Grafeen is het sterkste materiaal dat tot nu toe is geïdentificeerd en opent daardoor verstrekkende mogelijkheden voor de toepassing – van een ruimtelift tot de nieuwste touchscreenapparaten. Zoals natuurkundig onderzoek op kwantumniveau zou moeten leiden tot een alomvattende Theorie van Alles, heeft een stof als grafeen toepassingen die de stoutste dromen overstijgt.

Of die toepassingen allemaal even wenselijk zijn, is natuurlijk de vraag. Op het gebied van de nanotechnologie – nog zo’n tak van wetenschap die zich op het allerkleinste niveau afspeelt – woedt die discussie al langer. Praktische toepassingen zoals zichzelf schoonwassende truien gaan hand in hand met medische vernieuwingen. Juist omdat de mogelijke toepassingen zo breed zijn en vaak (nog) onvoorstelbaar, is het belangrijk erbij stil te staan.

In samenwerking met Nanopodium en Mens in de maak, organiseert Studium Generale daarom op donderdag 21 oktober het theaterdebat Nano is groot. Op het podium van de Aula in het Academiegebouw komt de discussie over nano tot leven. Discussieer mee over gevaren en kansen, kosten en baten. Gaat nano ons leven vergemakkelijken? Brengt nano de ideale samenleving dichterbij? Acteurs gaan op improviserende wijze aan de slag met jouw ideeën.

Liever lezen? Hier vind je de uitgeschreven tekst van het filmpje. Langere artikelen over de vier lezingen en integrale opnames zijn te vinden via de programmapagina van Iets nieuws onder de zon.

Wat prikkelt de verbeelding meer dan de notie van zwarte gaten? Ze zijn niet alleen de fascinatie van natuur- en sterrenkundigen, sinds de relativiteitstheorie van Albert Einstein het bestaan van zwarte gaten voorspelde. Ook dichters laten zich inspireren door dat verschijnsel dat haast niet voor te stellen is en zich ver weg in het heelal bevindt.

Een zwart gat is een natuurkundig fenomeen dat bestaat uit oneindig dicht op elkaar gepakte massa. Het vormt letterlijk een gat in de kosmos. Maar het idee raakt ook aan filosofische vragen over ruimte en tijd, en over de plaats van de mens die ze aanschouwt.

Op deze avond gewijd aan het zwarte gat, in samenwerking met literair tijdschrift De Gids, geeft snaartheoreticus prof. dr. Herman Verlinde (Natuurkunde, Princeton University) een lezing. Dichters Maria Barnas en Anne Vegter dragen poëzie voor.

Een gevarieerd programma voor een lange, donkere winteravond. Kom ook op dinsdag 14 december naar het Academiegebouw!

In welke mate is taal besloten in de genen? De wetenschap is er nog niet uit. Om die reden organiseerde Studium Generale een debat met verschillende top onderzoekers die zich bezig houden met deze vraag. Is taal een kwestie van leren en ontwikkelen, of ligt taalvermogen diep verstopt in onze genen? Kunnen wij met taal communiceren dankzij onze biologische evolutie?

Evolutionair zijn we hij meest verwant aan de mensapen. Die goed instaat zijn om woorden te leren, maar ze niet kunnen samenvoegen tot logische zinnen. Taal is dus soortspecifiek, en waarschijnlijk aangeboren (het zit in de genen). Echter gaat er ook wel eens mis, en ontstaan er erfelijke taalstoornissen. Lees meer »

Wat is de relatie tussen angst, onzekerheid en wetenschap? Hoe kan de politiek beleid maken dat rekening houdt met de open gaten in wat wetenschappelijk zeker is en dat toch verstandig is? Op deze belangrijke vragen die spelen bij bijvoorbeeld klimaatverandering sprak prof. dr. Arthur Petersen in de laatste lezing voor de serie Encyclopedie van de angst. Bij een problematiek die zo groot is als het klimaat, waar de belangen enorm zijn, is de onzekerheid juist het grootst. Welke gevolgen heeft de opwarming van de aarde? Hoe komt het dat de aarde opwarmt? Niemand die het zeker weet. Maar iedereen is het erover eens dat er íets aan gedaan moet worden. Lees meer »

Welke rol speelt angst in de wetenschap? Dat is de hoofdvraag van de wetenschapsfilosofische reeks Encyclopedie van de angst, die gisteren opende met een lezing door Sander Bais, hoogleraar in de Theoretische Fysica. Twee dingen maakte zijn lezing goed duidelijk. Angst is een belangrijke factor op veel niveaus en kan zowel voor als tegen de wetenschap werken. Maar, voegde Bais toe, wetenschap is belangrijker dan angsten – individueel of collectief – en zijn betoog was dan ook een betoog In praise of science, zoals de titel van zijn laatste boek luidt. Lees meer »

Prof. dr. Dennis Dieks (Wijsbegeerte en Grondslagen van de Natuurwetenschappen, UU) verzorgt de laatste lezing in de reeks lunchlezingen. Nadat de zeven voorgaande sprekers op speelse wijze hun visie gaven op spelelementen in de wetenschap – of de wetenschap van het spel – bespreekt Dennis Dieks het speelse in een ‘harde wetenschap’: de natuurwetenschappen.

De natuurwetenschappen hebben een imago waarin weinig ruimte is voor spel. Ze zijn rationeel, objectief, en doorspekt met de zorgvuldigheid die het handelen volgens de wetenschappelijke methode kenmerkt. Toch stipt Dieks belangrijke elementen aan die ook deze vorm van wetenschap speels maken.

Competitie
De meeste spellen kennen een bepaalde vorm van competitie. Je kan winnen, strijdt voor een bepaald doel of tegen een tegenstander. In de natuurwetenschappen is het niet anders. Wie de bladen Nature of Science openslaat, ziet dat er achter publicaties vaak grote teams zitten. Onderzoeksteams met allerlei nationaliteiten en achtergronden. Deze teams zijn vaak niet de enige die onderzoek in hun gebied verrichten; er is concurrentie. In de macht naar kennis, de race naar de finish, zullen teams proberen elkaar af te troeven. Zo zijn onderzoekers soms erg terughoudend in het openbaar maken van hun resultaten, om te voorkomen dat een concurrerend team met die gegevens aan de haal gaat en zo een voorsprong neemt in de race.

Hersengymnastiek
Toch is zo’n competitie niet geheel voorbehouden voor de wetenschap, zegt Dieks. Nummer 1 willen zijn zie je namelijk overal; bedrijven willen ook beter zijn dan hun concurrentie en hetzelfde geldt in de sport. Daarom vindt Dieks spelachtige situaties interessanter in de context van spel in de wetenschap. En ook de natuurwetenschappen zitten vol spelletjes, zoals puzzeltjes die je leren hoe de natuur in elkaar zit.

Allereerst laat Dieks een plaatje van een dartbord zien. Stel dat je een dartpijl hebt met een oneindig dun pijltje. Een punt in de natuur- of wiskundige zin van het woord. Je gooit ermee op het bord. De kans dat je het bord raakt is 1, aangenomen dat je een goede darter bent. Stel nu dat je het dartbord opdeelt in allemaal punten. Het dartbord bestaat uit een oneindig aantal van dat soort punten. Wat is dan de kans dat je een bepaald punt ‘raakt’ met je pijl?

Het antwoord is nul. Maar hoe valt dat te rijmen met de kans van 1 dat je het dartbord raakt? Dit is een natuurkundige paradox.

Intuïtief zou je zeggen dat de kans klein is, maar desalniettemin gedefinieerd. Dieks legt uit dat we, door de oneindige kleinheid en de oneindige hoeveelheid van de punten, te maken hebben met een niet-meetbare verzameling. Die deelverzameling is wel geplaatst binnen een eindige, positieve maat – die van het dartbord. Het heeft geen betekenis meer om over de ‘maat’ van de deelverzameling punten te spreken, want die is niet te benoemen. Zou die maat bestaan, dan zouden de individuele kansen dat je een bepaald punt raakt bij elkaar opgeteld weer 1 moeten vormen. Zo’n som van een oneindig aantal punten is echter onmogelijk, omdat dat veronderstelt dat de oneindigheid is opgebouwd uit eindige getallen, wat natuurlijk niet kan.

Een natuurkundige kan dit allemaal op zijn studeerkamer uitdenken, tot aan de verbluffende conclusie toe dat er verschillende soorten oneindigheid zijn, waartussen een hiërarchie bestaat.

Determinisme
De hersengymnastiek gaat door met de tweede paradox die Dieks presenteert, over determinisme en klassieke mechanica. De mechanica van Newton voorspelt van een bepaalde situatie op een gegeven moment hoe het vervolg op dat moment eruit ziet. Oftewel, er is maar één mogelijke toekomst voor een gegeven situatie. Dat is het determinisme.

Dieks laat zien dat dit determinisme niet zo allesbepalend is als we denken. Stel je een lijn voor met een lengte van een meter. Aan het begin ligt een klein balletje; een balletje zo groot als een punt. Vervolgens komt er op de helft van de lijn nog zo’n puntballetje, op de helft van het stuk dat overblijft nog één, enzovoort. Omdat een lijnstuk is op te delen in een oneindig aantal punten, zullen er ook een oneindig aantal balletjes op de lijn liggen.

Wat gebeurt er als een balletje van links aan komt rollen met een snelheid van een meter per seconde en tegen het eerste puntballetje aan botst? Het balletje gaat rollen en botst tegen het volgende aan, die weer verder gaat tot de volgende enzovoorts. Tot het stopt, na 1 seconde, als de hele meter aan de beurt is geweest met de snelheid van een meter per seconde.

Na 1 seconde zijn alle deeltjes aan de beurt geweest. Elk balletje heeft gebotst en ligt weer stil.  Er is een golf door de rij balletjes gegaan. Voor elk van de deeltjes valt, als ze weer tot rust zijn gekomen, te berekenen met welke snelheid ze van links zijn geraakt. Het rare is dat na één seconden geen enkel deeltje meer beweegt. Waar is de energie gebleven die door de snelheid van het eerste deeltje in de lijn is gestopt? Ook dit is een puzzel die de natuurkundige op zijn studeerkamer kan uitknobbelen, zoals andere cryptogrammen maken.

Aan de hand van deze voorbeelden concludeert Dieks dat de natuurwetenschappen vol spelelementen zitten. Veel puzzels die op het oog ‘amusant’ lijken, blijken echte breinbrekers te zijn waarmee geheimen van de natuurwetten worden blootgelegd. De paradoxen vormen als spelelement een breekijzer waarmee je inzichten kan forceren. Zo maakt deze hersengymnastiek natuurwetenschappen erg leuk, maar daarmee zeker niet minder ‘hard’.

Voor sommige wetenschappers is spel een uitstekende manier om hun onderzoek te presenteren. Dat geldt zeker voor Diederik Kruijssen, verbonden als promovendus aan het Sterrenkundig Instituut Utrecht en de Sterrenwacht Leiden, en initiatiefnemer van het spel Collision. De speler kan in deze game de meest verafgelegen grenzen aftasten die we kennen, namelijk die van het heelal.

Copernicus wist het vier eeuwen geleden al: de mooiste dingen spelen zich in de hemelen af. Met dezelfde fascinatie onderzoekt Kruijssen botsende sterrenstelsels. Sterrenstelsels, bestaand uit gas en vooral uit miljarden sterren, verzorgen een groots intergalactisch vuurwerk bij een botsing. De stelsels vervormen elkaar, trekken en drukken materie in en uit elkaar door onvoorstelbare zwaartekrachtsvelden, en hebben reusachtige supernova’s (exploderende sterren) en zwarte gaten tot gevolg. Afgezien van de verwoestende effecten van zo’n botsing, is het eigenlijk vooral heel mooi om te zien wat er precies gebeurt. En als je ook nog eens begrijpt wat er allemaal aan de hand is, wordt het alleen maar mooier.

Berekenen is een groot onderdeel van begrijpen. Met de natuurwetten in het achterhoofd kan een astronoom vanuit zijn luie stoel een heel eind komen door met pen en papier te berekenen wat zich allemaal afspeelt in botsende sterrenstelsels. Je kan uitrekenen hoe snel sterren bewegen, hoe lang ze leven, hoe lang ze nog te leven hebben, of ze uit elkaar drijven; de wetenschap is wat dat betreft al goed op weg in het beschrijven van het heelal

Met een computer is het voor de astronoom natuurlijk nog makkelijker om zulke berekeningen te maken, of beter nog, om de gebeurtenissen te visualiseren door bijvoorbeeld een animatie. Zo laat Kruijssen een fraaie animatie zien, op basis van beelden van de Hubble telescoop (en dus de realiteit), van twee botsende sterrenstelsels. Daar kan een blaadje met formules natuurlijk niet tegenop.

Toch is zo’n animatie voor Kruijssen niet voldoende. Hij wil toegang hebben tot de botsing, er middenin zitten en de ruimte verkennen. Games kunnen voor deze ervaring zorgen. Er bestaan al vele simulatiespellen. Wie zich piloot van een straaljager wil wanen, of een Formule 1 wagen wil besturen, kan zijn interesse bevredigen in de dichtsbijzijnde computerspellenwinkel. Het inspireerde Kruijssen tot het spel Collision, waar je al het moois in de hemelen zelf mee kan maken.

Het verhaal van Collision is als volgt; het nabijgelegen buurmansterrenstelsel Andromeda komt op ons afgeraasd en botst over drie miljard jaar met ons eigen melkwegstelsel. Fictie? Nee, het is de harde realiteit. Sterren om ons heen zullen exploderen en als de Aarde dat al overleeft, wordt het waarschijnlijk wel opgeslokt door een van de zwarte gaten die zullen ontstaan. Tijd voor de mens dus om een ander, veilig onderkomen te zoeken. In de rol van de leider van deze missie dien je je ruimteschip naar verre oorden te sturen, waarbij je ondertussen gebruik kan maken (of last kan hebben!) van krachten zoals de zwaartekracht. Net als ‘in het echt’ dus.

Het spel is zowel het resultaat van onderzoek, als een manier om onderzoek te presenteren. Bewegende beelden zijn aansprekender dan een grafiek of formules. Zo is het nut van het spel wederkerig: het spel bestaat uit kennis, maar levert door de visualisatie nieuwe inzichten op. Bovendien zou het spel zomaar een bron van nieuwe wetenschappers aan kunnen boren, zoals scholieren die tijdens het spelen van het spel gefascineerd raken door astronomie.

Ga hier naar de website van Collision

Bekijk hier de lezing van drs. Diederik Kruijssen

Nanotechnologie, een technologie waarbij we denken aan mogelijkheden en beloften, aan futuristische fantasieën en aan risico’s en gevaar. Maar nanotechnologie is tegelijkertijd ook een technologie die zover van ons afstaat zodat we er ons eigenlijk niks bij voor kunnen stellen. Professor Dave Blank, wetenschappelijk directeur van MESA+ en hoogleraar anorganische materiaalkunde aan de Universiteit Twente, probeert in de 3e lezing in de reeks Vergezichten het begrip nanotechnologie minder ondoorgrondelijk te maken. Welke mogelijkheden en beloften biedt nanotechnologie precies? Worden deze beloften ook waargemaakt? Maar ook, wat is de impact van nanotechnologie op onze samenleving en in hoeverre zijn de angsten gegrond?

Het dagelijkse leven
Bij het woord nanotechnologie denk je aan ingewikkelde technische ontwikkelingen en futuristische fantasieën. Dat is ook zeker waar. Maar nanotechnologie is meer dan dat en veel dichter bij dan in het algemeen wordt aangenomen. Nanotechnologie is al op grote schaal geïntegreerd in ons dagelijks leven. Denk bijvoorbeeld aan tandpasta met nanodeeltjes om de remineralisatie van tanden te bevorderen, aan met nanodeeltjes gecoate PET-flessen om de houdbaarheid van frisdrank te vergroten of aan zonnepanelen met een nanogestructureerd oppervlakte, zodat het licht beter kan worden opgenomen.

Met andere woorden, nanotechnologie is geen toepassing voor de toekomst. Het wordt al op grote schaal toegepast in voeding en industrie. Maar er kan nog veel meer. Denk aan waterafstotende ramen, kleding en chirurgische instrumenten, aan specifieke ‘drug delivery systems’ – bolletjes die gerichte medicijnafgifte in het lichaam bewerkstelligen – of aan contrastvloeistof met magnetische nanodeeltjes, waardoor scherpere MRI beelden mogelijk zijn.

Een kijkje in de keuken
Met nanotechnologie komen verschillende disciplines bij elkaar. Het is niet alleen maar natuurkunde, chemie of elektrotechniek. Nano heeft geen betrekking op een eigenschap, maar op een afmeting. Er wordt gewerkt met deeltjes in de orde van grootte van een aantal nanometer; deeltjes die ongeveer 10.000 keer kleiner zijn dan de diameter van je haar.

Maar hoe is er tot deze inzichten gekomen? De opkomst van nanotechnologie is begonnen met de introductie van computers in de jaren ’70. Transistors – de fundamentele bouwstenen van computers - uit die tijd waren erg groot en daardoor weinig praktisch. Wetenschap en industrie waren erop gericht om deze transistors kleiner te maken. Zo werd een eerste stap in de richting van nanotechnologie gezet.

Maar ook de natuur heeft bijgedragen aan de huidige inzichten. Water hecht bijvoorbeeld niet aan lotusbladeren. Door de structuur van de bladeren na te maken op nanoschaal kunnen we nu profiteren van deze inzichten op grote schaal.

Duurzaamheid
De mogelijkheden van nanotechnologie lijken haast oneindig. De inzichten zijn in bijna alle vakgebieden toepasbaar, zoals in de gezondheidszorg, de kledingindustrie, elektronica en voeding. Maar nanotechnologie speelt ook een grote rol in het energievraagstuk.

Technologieën gebaseerd op nanodeeltjes vragen niet alleen veel minder energie, doordat ze gedeeltelijk zelfregulerend zijn en ook veel kleiner. Maar nanotechnologie is ook inzetbaar voor duurzame energie. Nanodeeltjes kunnen worden verwerkt in zonnepanelen om de effectiviteit te vergroten. Via nano kunnen ook druk, warmte en kracht worden omgezet in energie.

Risico’s en impact; het publieke debat
Doordat nanotechnologie zo breed toepasbaar is, roept het veel discussievraagstukken op. Het is belangrijk dat we stil staan bij de risico’s en impact van nanotechnologie.

De grootste vrees heeft men voor de eventuele gezondheidsrisico’s. Nanodeeltjes zijn zo klein dat ze in theorie van buiten af het lichaam kunnen binnendringen. Daarnaast kunnen nanodeeltjes het lichaam binnenkomen via voedsel en medicatie. In hoeverre zijn er gezondheidsrisico’s aan nanotechnologie verbonden? Blank is van mening dat het zeker essentieel is om alle risico’s van nanodeeltjes in kaart te brengen. Uiteindelijk moet nanotechnologie ons meer voordeel dan nadeel brengen.

Implementatie van nanotechnologie brengt niet alleen onzekerheden mee op het gebied van gezondheidszorg. Er rijzen ook veel vragen op over schending van privacy door de toepassing van ‘slimme’ producten, over de maakbaarheid doordat mensen verder kunnen worden geperfectioneerd en over mogelijke milieueffecten.

Om de onzekerheden bij het grote publiek weg te nemen is een publiek debat noodzakelijk. Er is nog veel onwetendheid bij het publiek en die onwetendheid voedt de onzekerheden nog eens extra. Het publiek moet niet zozeer worden geïnformeerd over alle risico’s van nanotechnologie, maar er moet vooral bewustwording worden gecreëerd. Wanneer de samenleving de technologie en zijn vele mogelijkheden meer begrijpt, wordt als vanzelf een deel van de onzekerheden weggenomen.

In de tweede lezing van de serie Vergezichten sprak Jos Engelen, voorzitter van de NWO en voormalig wetenschappelijk directeur van CERN, over het belang van fundamenteel onderzoek. Engelen illustreerde zijn verhaal aan de ontwikkeling en implementatie van de deeltjesversneller. Een project waar veel van te leren valt, niet alleen inhoudelijk, maar vooral ook over hoe wetenschap moet worden bedreven. Om vooruitgang in de wetenschap en technologie te behouden, zijn kelderexperimenten en monodisciplinaire discussies niet meer afdoende. Samenwerkingen tussen verschillende disciplines, partijen en landen zijn noodzakelijk voor de toename van het kennisniveau.

Samenwerkingen
CERN – het Europees laboratorium voor deeltjesfysica – is een collaboratie van twintig Europese landen, daarbij gesteund door andere grote naties over de hele wereld, zoals Japan, Rusland en de Verenigde Staten. Deze samenwerkingen zijn onontbeerlijk, aangezien grensverleggende ontwikkelingen vernuftige nieuwe technologieën vereisen, waar niet alleen veel geld voor nodig is, maar ook bundeling van kennis.

Naast mondiale samenwerkingen is CERN ook samenwerkingen aangegaan met industrieën. Door de industriële partners al te betrekken bij de ontwikkelingsfase kunnen kennis en technologieën worden gebundeld en kan de productie daarna sneller op gang komen. Daarnaast kan de industrie de nieuw geleerde kennis ook gebruiken voor andere toepassingen. Het meest spraakmakende voorbeeld is waarschijnlijk de uitvinding van MRI. Zonder de kennis die met de deeltjesversneller is opgedaan, was ontwikkeling hiervan niet mogelijk. Er is sprake van een win-win situatie.

Interdisciplinariteit
Voor het bouwen van een dergelijk project als de deeltjesversneller is veel theorie nodig uit verschillende disciplines. Kennis op scheikundig, natuurkundig en wiskundig gebied, maar ook hoogwaardige technologie vanuit bijvoorbeeld de bouwsector en de elektronische industrie zijn met elkaar geïntegreerd om tot een hoger kennisniveau te komen.

Maar ook voor de organisatie om het project heen was bundeling van andere disciplines noodzakelijk. Een Europese organisatie met mondiale reikwijdte heeft uitgebreide aansturing op bestuurlijk en organisatorisch niveau nodig. Toegang tot informatie moet voor alle medewerkers mogelijk zijn. Kennis uit de bestuurs- en organisatiekunde en de informatica werden hiervoor ingezet. Dit heeft uiteindelijk zelfs geresulteerd in de ontwikkeling van het internet.

Bij de ingebruikname van de deeltjesversneller en de publieke angst voor ‘het zwarte gat’ bleken communicatie, ethiek en filosofie ook onmisbaar te zijn voor het slagen van dit project.

Maatschappelijke toepassingen
Het project is nog niet eens tot zijn einde gekomen – het vraagstuk of het Higgsdeeltje bestaat, is nog niet beantwoord – en het project heeft nu al op allerlei andere gebieden veel bijgedragen. Wat begonnen is als een theoretisch bètavraagstuk heeft geresulteerd in technologieën die MRI mogelijk maken en de ontwikkeling van het internet. Twee toepassingen die zonder samenwerking en interdisciplinariteit niet mogelijk zouden zijn geweest.

Conclusie
Het blijkt dat er veel nodig is om een grensverleggend project tot slagen te brengen. Zonder samenwerkingen tussen landen en verschillende partijen was de kennis en de technologie die nodig waren voor de bouw van de deeltjesversneller nooit ontwikkeld. Theorieën uit verschillende disciplines zijn gekoppeld om tot nieuwe inzichten te komen. En daarnaast is gebleken dat kennis uit de bestuurskunde, communicatiewetenschappen, filosofie en informatica nodig zijn om een project van dergelijk omvang draaiende te houden.

Samengevat kan worden gezegd dat het belang van fundamenteel onderzoek verder reikt dan de beantwoording van een theoretisch vraagstuk en het verder bevestigen van een hypothese. Op veel verschillende gebieden kan het bijdragen tot toename van het kennisniveau en resulteren in maatschappelijke toepassingen.

Wetenschap lijkt een ernstige zaak en allesbehalve spel. In deze serie lunchlezingen laten wetenschappers uit verschillende disciplines zien dat de serieuze en de speelse kant toch niet zo ver van elkaar af liggen. In de derde lezing van deze reeks behandelt Dr. Jeroen P. van der Sluijs (Natuurwetenschap en Samenleving, UU en hoogleraar aan de Universiteit van Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines) post-normale wetenschap en de factor ‘onzekerheid’, waardoor complexe fenomenen als klimaatveranderingen beter kunnen worden voorspeld.

Soms werkt de wereld niet zo 'normaal' als gehoopt. In plaats van de wereld in een schematisch keurslijf stoppen, kan de wetenschap ook proberen de chaotische wereld een stapje voor te zijn. De ‘normale wetenschap’ (voorloper, of beter gezegd: ‘tegenhanger’ van de post-normale wetenschap) gaat ervan uit dat de objectiviteit van wetenschappelijk onderzoek ervoor zorgt dat de chaos verdwijnt, of dat er op z’n minst structuur in de chaos valt aan te brengen. Oftewel; is er sprake van onzekerheid in een complex vraagstuk? Onderzoek het wetenschappelijk, en de kennistoename die het onderzoek oplevert zal de onzekerheid doen verdwijnen. Of niet?

Onzekerheid
Aan de hand van het klimaatvraagstuk legt van der Sluijs uit wat onzekerheid nou eigenlijk is en wat voor typen onzekerheid in wetenschappelijke modellen zijn te benoemen. Allereerst zijn zelden alle variabelen in een model bekend. Wie met een klimaatmodel wil voorspellen hoeveel de waterspiegel in Nederland zal stijgen tot 2100, zal bijvoorbeeld ook moeten voorspellen hoeveel mensen er in ons land wonen in verband met de uitstoot van stoffen die hier op van invloed zijn. Maar is die uitstoot over een eeuw wel hetzelfde? Dat weten we niet zeker. Zo kan je een cascade van onbekende variabelen en dus onzekerheid verkrijgen.

Daarnaast bestaan er voor modellen vaak verschillende scenario’s. In het geval van de waterspiegelstijging zijn er scenario’s voor als de Aarde in die periode 2 graden celcius opwarmt, of een scenario waarin de temperatuur gelijk blijft. Of een zogenaamd worst case scenario, waarin met het ergste rekening wordt gehouden. De parameters die met het scenario samenhangen kunnen fout zijn. Bovendien kan er naast een worst case scenario altijd nog een worst worst case zijn, omdat een worst case scenario vaak wordt opgesteld aan de hand van extreme gebeurtenissen in het verleden, terwijl de extremiteit in de toekomst best drie keer zo hoog kan blijken te zijn. Hoe dan ook; dit soort problemen verhogen onzekerheid in modellen.

Tot slot is er nog een type onzekerheid die met onwetendheid te maken heeft. Als we willen voorspellen hoeveel de zeespiegel stijgt in de komende eeuw, kan het zomaar zijn dat we ergens tussen nu en 2100 te maken krijgen met een grote verrassing waar niet op te anticiperen valt. Misschien verandert een meteorietinslag het klimaat, of misschien blijkt de zeespiegel juist wel te dalen komende eeuw. Kortom; modellen gaan gepaard met onzekerheid die de wetenschap niet altijd op kan lossen door simpelweg onderzoek te doen.

Beleid
Toch zal er wel beleid gemaakt moeten worden, en dat gebeurt vaak op basis van wetenschappelijke modellen, voorspellingen en ‘feiten’. Maar hoe moet dat dan met die onzekerheid? Het zou helpen als wetenschappers en beleidsmakers onzekerheid op een transparante wijze communiceren naar de maatschappij. Nu gebeurt het nog te vaak dat de onzekerheid van een bepaalde (beleidsbepalende) voorspelling een beetje wordt weggedrukt om voorgenomen beleid niet in de weg te staan, of dat het tegenovergestelde gebeurt; onzekerheden worden uitvergroot zodat (impopulair) beleid uitgesteld kan worden.

Voor de wetenschap is het zaak om onzekerheid niet te zien als een fenomeen dat we oplossen met meer onderzoek, maar te erkennen dat onzekerheid vaak blijvend is. Wetenschappers moeten dus kritisch zijn ten opzichte van hun modellen, hoe moeilijk dat soms ook is. Een model is immers best handig om je achter te verschuilen als een uitspraak niet klopt, en vanuit een voorspelling gedaan door een wetenschappelijk model gaat een waarheidsclaim uit die het model een autoriteit verleent.

Dat is hoe post-normale wetenschap werkt. Door samen met alle belanghebbenden van een complex vraagstuk te communiceren en daarin open te zijn over onzekerheid aangaande de wetenschappelijke component, en te erkennen dat de wijze waarop wetenschappelijke kennis wordt vergaard zelf ook bijdraagt aan onzekerheid, voorkomen we dat de wetenschap als geheel aan betrouwbaarheid inlevert als gevolg van die onzekerheden. Zo blijft wetenschap een spel waar we niet altijd het verloop van kunnen kennen, maar wat wel voor alle partijen leuk is om te blijven spelen.

Meer informatie over de inzet van wetenschap bij globale beleidsvraagstukken is te vinden in dit boek, dat tevens gewonnen kon worden in de gebruikelijke boekverloting aansluitend aan de lezing.

Binnen de lezingenserie Het Brein wordt geprobeerd om in vijf verschillende lezingen een verklaring te vinden voor het bewustzijn. Niet alleen moderne neurowetenschappelijke inzichten, maar ook de filosofie, de geschiedenis en de taalkunde worden betrokken bij de zoektocht naar een verklaring voor bewustzijn. In zijn lezing probeert Rik Smits bewustzijn te verklaren via taalontwikkeling.

Taalontwikkeling is lastig te achterhalen, aangezien er weinig evident bewijs over te vinden is. De plaats van het strottenhoofd bij onze voorouders zegt bijvoorbeeld iets over het spraakvermogen, maar niet over taal. Uit de vorm en de omvang van vroegere schedels is veel informatie te halen, maar er kan niet uit op worden gemaakt hoe hersenstructuur en hersenverbindingen zijn georganiseerd.

Wel is er een grote hoeveelheid minder evident bewijs verborgen in de geschiedenis. Dit bewijs gaat echter gepaard met veel introspectieve beoordelingen, waarbij er grote kans bestaat op denkfouten. Zo is en wordt er nog steeds gedacht dat taal is ontstaan vanuit het dierlijk communicatiesysteem. Bij nadere bestudering blijken er echter haast geen overeenkomsten te bestaan tussen dierlijke en menselijke communicatie. Zo gebruiken mensen vaak maar één communicatiekanaal tegelijkertijd, terwijl dieren meerdere kanalen combineren, zoals geur, uiterlijk en geluid. Bij mensen zijn klanken ook niet gekoppeld aan betekenis. Bij dieren is dit wel het geval. Daarnaast is menselijke taal niet alleen afhankelijk van geluid, maar kan taal ook worden gebruikt via schrift en bijvoorbeeld gebarentaal.

Veel hypothesen zijn in de omloop over het ontstaan van taal. Taal zou afstammen, zoals al geopperd, van dierlijke communicatie of zijn voortgekomen uit communicatieve behoeften. Evolutionair gezien is taal enorm omvangrijk en daarmee erg kostbaar. Achter taalproductie en –perceptie schuilt een enorme hersencapaciteit. Met andere woorden, de voordelen van taal ten opzichte van de energiebehoeften van taalproductie moeten erg groot zijn.

Dierlijke communicatie vergt weinig hersencapaciteit. Het is simpel, maar wel erg effectief. Ook mensen beschikken over dierlijke communicatie. Vanwege de effectiviteit van dierlijke communicatie bestaat er geen noodzaak voor verdere ontwikkeling van dierlijke communicatie naar taal. Het biedt te weinig voordelen ten opzichte van de energie die taal vraagt. Het is daarom onlogisch om te concluderen dat taal afstamt van dierlijke communicatie.

Communicatieve behoeften zouden zijn ontstaan door toegenomen groepsgrootte en complexere generaties. Echter, er zijn geen bewijzen dat leefgroepen groter werden. Wel ontstonden er complexere generaties. Maar taal wint pas aan belang wanneer een kind ouder wordt. Daarnaast is het onlogisch dat een dergelijk probleem wordt opgelost met een systeem dat duizenden jaren kost aan ontwikkeling.

Om tot een verklaring voor taalontwikkeling te komen, moet juist vanuit een ander beginpunt worden gedacht. De beschreven theorieën gaan ervan uit dat hersencapaciteit is toegenomen als gevolg van taalontwikkeling. Misschien is het juist wel andersom. Uit archeologische ontdekkingen is gebleken dat hersencapaciteit al aan het toenemen was ver voordat taal en cultuur tot stand kwamen. Taal is wellicht ontstaan als een gevolg van de toegenomen hersencapaciteit.

Hersengroei gaf meer ruimte voor geheugen en daarmee voor leren. Naarmate de hersengroei verder toenam gingen bestaande herinneringen andere herinneringen activeren, waardoor nieuwe herinneringen ontstonden. Er ontstond een binnenwereld, ook wel bewustzijn genoemd. Als gevolg van een verdere ontwikkeling van deze binnenwereld is taal ontstaan. Taal geeft verdere vorm aan de binnenwereld en deze binnenwereld kan via taal een weg naar buiten vinden.

Smits vat samen dat taal een unieke menselijke eigenschap is. Taal is niet ontstaan vanuit dierlijke communicatie of een vergrote communicatieve behoefte. Taal is een gevolg van de toename van de hersencapaciteit. Deze toename in hersencapaciteit creëerde een binnenwereld, die via taal een weg naar buiten heeft gevonden.

Renate Loll over kwantumzwaartekracht, wormgaten en tijdreizen

Na drie boeiende lezingen over de stand van zaken in de sterrenkunde, sluit de Studium Generale-reeks Iets nieuws onder de zon: 400 jaar sterrenkunde af met een betoog dat de grenzen van het denkbare, meetbare en voorstelbare opzoekt. Professor Renate Loll is als theoretisch natuurkundige aan de UU bezig met de zoektocht naar een Theorie van Alles, waarin Einsteins algemene relativiteit verzoend wordt met ideeën uit de kwantumzwaartekracht. Hoe ziet zo’n theorie eruit en wat heeft zij te zeggen over wormgaten en tijdreizen? Waar ligt de grens tussen science en fiction?

Tien tot de min vijfendertig
Allereerst is het belangrijk iets te weten over de schaal waarop kwantumtheorieën zich bewegen. Dat het kwantumonderzoek zich bezighoudt met zeer kleine deeltjes, op zeer kleine afstand van elkaar, is makkelijk gezegd. ‘Zeer klein’ zegt echter niets over de schalen waar het om gaat. Natuurkundigen hanteren zo’n zestig ordes van grootte, van de allerkleinste waarop elementaire deeltjes bewegen tot de allergrootste, die het hele universum omvat. De schaal waarop je werkt is heel belangrijk; elke theorie is van toepassing op een bepaalde schaal en is gevalideerd in relatie tot die schaal. In feite is de schaal waarop het onderzoek speelt een markering waarlangs verschillende soorten natuurkunde gescheiden kunnen worden. Lees meer »

Daphne Stam over de zoektocht naar leven op andere planeten

In vierhonderd jaar sterrenkunde is er veel veranderd. In Iets nieuws onder de zon geven sterrenkundigen de stand van zaken in het onderzoek en scheiden zij de science van de fiction. Daarbij blijkt dat de fictie soms dichterbij de werkelijkheid ligt dan je in eerste instantie zou denken.

Wat is leven?
Dat is ook het geval in het onderzoek van dr. Daphne Stam, werkzaam bij SRON Netherlands Institute for Space Research, gericht op exoplaneten en het leven in andere sterrenstelsels. Het is met enige schroom dat je een wetenschapper vraagt naar buitenaards leven en de kans op technologisch vergevorderde samenlevingen in outer space. De wetenschap onderzoekt deze vragen echter zeer serieus en diepgravend en hoopt net als het grote publiek op een wereldschokkende ontdekking. Lees meer »

Professor Frank Verbunt over de invloed van de zon en de maan op de aarde

De Russische (fictieve) schrijver Kuzma Prutkow vroeg zijn lezer: ‘Wie is er nuttiger, de zon of de maan?’ Professor Frank Verbunt laat in zijn lezing voor het Studium Generale-programma Iets nieuws onder de zon – 400 jaar sterrenkunde zien dat de invloed van de twee hemellichamen op het wel en wee van de aarde groot is, en veelvormiger dan gedacht.

Neutrino’s
De interessantste wetenschappelijke feiten zijn zo opmerkelijk en simpel dat je ze nooit vergeet en vaak wilt herhalen. De geëigende vorm daarvoor is ‘Wist je dat...’; waarna iets volgt wat ondenkbaar lijkt, wat met jezelf te maken heeft en wat ondersteund wordt met keihard, na te rekenen bewijs. Wist je dat elke seconde zestig miljard neutrino’s door elke vierkante centimeter op aarde razen? Dus ook door je eigen lichaam heen? Lees meer »

Behalve Darwinjaar is 2009 ook het Internationale Jaar van de Sterrenkunde. Een mooie coïncidentie, want evolutieonderzoek en astronomie houden zich bezig met vergelijkbare vragen: waar komen we vandaan en waar gaan we naartoe. In een bijna onvatbaar groot perspectief: dat van onze soort en ons heelal. Toch ligt daarin de verklaring voor de aloude fascinatie van de mens met de kosmos. Uiteindelijk raken die immense vragen ons allemaal persoonlijk.

Supersnaren, zonnestormen en deeltjesversnellers: sinds Galileo Galilei vier eeuwen geleden de eerste telescoop op de maan richtte is er veel veranderd. Wat blijft is de fascinatie. Wetenschaps journalist Govert Schilling opent de Studium Generale-reeks Iets nieuws onder de zon met een lezing over deze fascinatie. Lees meer »