Nieuwste blogberichten

Waterkans of kansloos?

Dit sterrenschip wordt aangedreven door een motor die op onwaarschijnlijkheid draait, in Douglas Adams' sciencefiction reeks 'The Hitchhikers guide to the galaxy'.In mijn exemplaar van “The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy” van Douglas Adams zit er een treinticket naar Denemarken  uit 2003: ik kocht dit dikke boek toen ik voor de zomerschool ‘Hairy interfaces and stringy molecules’ in Odense was. Hoe onwaarschijnlijk dit misschien ook klinkt, in “The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy” (of “Het transgalactisch liftershandboek”) gebeuren er heel wat zaken die nog veel onwaarschijnlijker zijn. Een potvis en een pot petunia’s die uit het niets ontstaan op enkele kilometers hoogte boven een planeet, bijvoorbeeld. In theorie zou zoiets spontaan kunnen gebeuren, maar het is enorm onwaarschijnlijk; in de praktijk kan zoiets haast geen toeval zijn. In het verhaal worden deze onwaarschijnlijke gebeurtenissen uitgelokt door een sterrenschip dat als motor een improbability drive gebruikt. Onwaarschijnlijkheid als aandrijving gebruiken kan enkel in sciencefiction en levert dit soort leuke nonsens op:

De kans dat dit gebeurt is erg klein!“Waterkans” is een mooi Vlaams woord voor een uiterst kleine kans. Of ze er in Nederland een even mooi synoniem voor hebben weet ik niet, maar in het Engels spreken ze van “a snowball’s chance in hell“: zoveel kans als een sneeuwbal in de hel – niet veel dus. Kansloos wil echter zeggen dat de mogelijkheid helemaal onbestaande is: er is dan zelfs geen waterkansje.

De klassieke kansrekening is gebaseerd op gewone reële getallen in het interval van nul tot één. Wanneer je daarmee een proces wil beschrijven waarbij er oneindig veel mogelijke uitkomsten zijn, kan het gebeuren dat je noodgedwongen kans nul moet toekennen aan sommige van die uitkomsten, terwijl deze toch kunnen gebeuren. Deze waterkansjes zijn daarmee niet te onderscheiden van volstrekt kansloze, onmogelijke uitkomsten. Dit probleem kun je oplossen door de kansfunctie waarden te laten aannemen in het interval van nul tot één van de hyperreële getallen, in plaats van het nul-één interval van de reële getallen. Elke mogelijke uitkomst heeft dan een kans verschillend van nul (dit kan een infinitesimaal zijn) en is dus duidelijk te onderscheiden van een onmogelijke gebeurtenis, die wel kans nul krijgt toegekend.

Het idee is eenvoudig, maar de wiskundige finesses zijn nog best ingewikkeld. Vandaar dat ik er samen met twee collega’s een artikel over heb geschreven. Professor Vieri Benci (Universiteit van Pisa, Italië) is een wiskundige die gespecialiseerd is in niet-standaard analyse, maar hij is ook geïnteresseerd in filosofie. Professor Leon Horsten (Universiteit van Bristol, UK) is een logicus die gespecialiseerd is in wetenschapsfilosofie, maar ook veel over  de grondslagen van de wiskunde kent.

De afkorting van 'Non-Archimedean Probability' is NAP. Na al dat nadenken over infinitesimale kansen hebben we toch wel een dutje verdiend?De titel van ons artikel is “Non-Archimedean Probability” of “niet-Archimedische waarschijnlijkheid”. De reële getallen zijn Archimedisch, hetgeen betekent dat er geen infinitesimalen in voorkomen. Door middel van de techniek van Robinson kunnen we de reële getallen uitbreiden tot de hyperreële getallen, waarin er wel oneindig grote getallen en oneindig kleine getallen (infinitesimalen) bestaan; deze hyperreële getallen zijn dus niet-Archimedisch.

Oneindig grote verzamelingen worden meestal beschreven met de kardinaalgetallen van Cantor. De grootte van de verzameling natuurlijke getallen wordt bijvoorbeeld aleph-nul genoemd. Elke oneindige deelverzameling van de natuurlijke getallen, bijvoorbeeld de verzameling van even getallen, heeft ook aleph-nul als kardinaliteit. Als je zou willen zeggen dat de verzameling even getallen maar half zo groot is die van alle natuurlijke getallen, kun je dit niet doen in termen van kardinaliteit. Vieri Benci heeft een manier ontwikkeld om aan oneindig grote verzamelingen een maat te koppelen die wel zo werkt dat een strikte deelverzameling een strikt kleinere maat krijgt toegewezen. Dit is dan niet de kardinaliteit maar de “numerositeit” (numerosity) van de verzameling. Kardinaliteit en numerositeit zijn twee verschillende manieren van tellen die voor eindige verzamelingen hetzelfde antwoord opleveren, maar die voor oneindige verzamelingen een verschillend resultaat geven. Onze kansmaat werkt als een soort genormeerde numerositeitsfunctie.

Om te laten zien hoe onze nieuwe theorie werkt, hebben we haar ook toegepast: in ons artikel we bespreken onder meer een eerlijke loterij op de natuurlijk getallen en een oneindig lange rij worpen met een eerlijke munt. In beide gevallen is het zeer onwaarschijnlijk om de uitkomst precies te voorspellen, maar niet strikt onmogelijk. Vandaar dat we er een infinitesimale kans aan koppelen: een kans die oneindig klein is, maar niet nul. Met deze methode is het mogelijk om deze zeer kleine kansen met elkaar te vergelijken. Binnen de klassieke kansrekening zijn de kans om een loterij te winnen op de natuurlijke loterij en de kans om de uitkomst van een oneindige reeks muntworpen te voorspellen beide nul. Met onze niet-Archimedische kansrekening zijn de kansen niet nul en is het mogelijk om aan te tonen dat de tweede kans (met de muntworpen) nog veel kleiner is dan de eerste (bij de oneindige loterij).

Op arXiv.org verschijnen preprints van wetenschappelijke artikelen.Sinds kort staat ons nieuwe artikel over kansrekening en infinitesimalen online. Het staat op arXiv.org, een website waar artikels over wiskunde, fysica en andere wetenschappen geplaatst kunnen worden vóór ze in een wetenschappelijk tijdschrift verschijnen (zogenaamde preprints). Bij zo’n tijdschrift kijken ze niet enkel na of het artikel bij hun onderwerp en standaarden past, maar wordt ook het principe van ‘peer review‘ toegepast: ze sturen het nieuwe artikel naar één of meerdere experts op dit gebied, dus eigenlijk collega’s (peers) van de auteurs van het artikel. Deze bekijken de inhoud kritisch en geven op anonieme wijze commentaar: ze moeten argumenten geven waarom het artikel al dan niet geschikt is voor publicatie. In sommige gevallen leiden hun suggesties tot grote verbeteringen in het werk.

Dit alles betekent dat er geen garantie is dat de artikels die je op arXiv aantreft ooit geplaatst zullen worden in een wetenschappelijk tijdschrift. Het is best mogelijk dat er iets schort aan het niveau van sommige artikels of dat er fouten in staan. Natuurlijk is het wel leuk om er op zoek te gaan naar nieuwe ideeën: het is net zo goed mogelijk dat je één van de eersten bent die hier de laatste nieuwe doorbraak leest. Ons artikel zal hopelijk binnenkort aanvaard worden in een regulier tijdschrift, maar tot die tijd kunnen collega’s en andere geïnteresseerden het hier alvast downloaden.

Intussen zijn we met dezelfde drie mensen aan een volgend artikel aan het werken: daarin willen we onze wiskundige theorie uitleggen op een manier die ook voor filosofen toegankelijk is. Het helpt dat we een interdisciplinair team vormen. Zelf probeer ik een bruggenbouwer te zijn tussen de verschillende domeinen (wiskunde en filosofie). Een bescheiden rol misschien, maar mijn ambitie is groot. Het is immers mijn bedoeling om de grondslagen van de kansrekening fundamenteel te veranderen – niet meer of niet minder. Ons team is daar precies geknipt voor; we zijn dus niet kansloos.

Fysica en filosofie: nu nog schattiger!

Dit uiltje staat niet enkel symbool voor de wijsheid, maar is ook heel schattig.Ik kan niet kiezen tussen fysica en filosofie. Onder het motto “het moet niet altijd even serieus zijn”, zoek ik vandaag uit welk van beide vakgebieden het schattigste is.

Wat betreft het aantal resultaten op Google wint de combinatie filosofie/wijsbegeerte + schattig het met 173 000 resultaten ruimschoots van de combinatie fysica/natuurkunde + schattig, die op 31 500 resultaten strandt (de overlappende resultaten telkens niet meegeteld). Filosofie – fysica: 1 – 0? Dat valt nog af te wachten, want in het Engels leveren beide combinaties zo’n 20 miljoen resultaten op. Hoewel deze manier van zoeken niet garandeert dat beide woorden in dezelfde context voorkomen, lijkt het er toch op te wijzen dat deze combinaties alvast minder exotisch zijn dan je misschien had gedacht.

Ik vind niet dat kwantiteit bepalend moet zijn, dus een diepgravender kwaliteitsonderzoek dringt zich op. Dit zijn mijn vondsten:

Shirley, Shaun en Timmy op de trampoline.Fysica + Schattig = Schaapjes op trampoline

Als je ‘physics’ en ‘cute’ ingeeft in Google Afbeeldingen (en de LOLcats weet te ontwijken) dan beland je bij… Shaun the Sheep! Van deze grappige klei-animatiereeks, van dezelfde makers als van Wallace & Gromit, is er namelijk ook een spel dat lief, leuk, mooi en natuurkundig verantwoord is: Home Sheep Home. Wat wil je nog meer?! De opdracht is telkens hetzelfde: je moet drie schapen, Shirley, Shaun en Timmy, aan de overkant van het scherm krijgen. Daarbij moet je handig gebruik maken van de fysica: wrijving, zwaartekracht, elasticiteit, … het zit er allemaal in, maar dan zonder formules en heel mooi getekend. Nadeel is dat het verslavend kan werken. Anderzijds zijn er maar 15 levels, dus meer dan een halve dag raak je er niet aan kwijt. ;-) Ideaal dus voor een regenachtige vakantiedag.

Niet bepaald schattig, maar daarom zeker niet minder leuk is het spel Angry Birds, waarvan de fysica hier geanalyseerd wordt; het spel is ook al de inspiratie geweest voor een vraag op een fysica-examen.

Filosofie + Schattig = Philosopher Kitteh

De filosoof in het filmpje blijkt ook een opleiding in de fysica te hebben gehad en Shaun the Sheep heeft ook een filosofisch boekje opgeleverd: Feng Shaun (al is Feng Shui van Oosterse filosofie verwaterd tot Westerse pseudowetenschap). Ik kan nog steeds niet kiezen. Tot nader order blijft dit blog dus over wetenschap én wijsbegeerte gaan.

Fysica: van atoom- tot bikinimodel

Rutherford op een Britse postzegel uit 2010.Eerder schreef ik over vrouwen als minderheidsgroep in de wiskunde, naar aanleiding van mijn deelname aan een zomerschool in Leiden (hier, hier en hier). Ook in de filosofie zijn vrouwen ondervertegenwoordigd, dus misschien schrijf ik daar ooit wel eens over. Vandaag wou ik het echter hebben over vrouwen in de fysica, nog zo’n welbekende minderheid.

Zelf heb ik het nooit vervelend gevonden om deel uit te maken van deze minderheid. Het is gewoon leuk om een fysicus te zijn, ongeacht andere parameters, zou ik denken. Jammer genoeg blijkt dit niet voor iedereen te gelden: in een blogbericht schrijft Linda Henneberg over haar zomer op CERN (onder meer besproken op Cocktail Party Physics). Ze is er op twee vlakken in de minderheid: ze is een vrouw (net als zo’n 20% van het personeel op CERN) en ze is niet op CERN om experimenten te doen, maar wel als stagiair in de wetenschapscommunicatie. Zoals ze zelf ook al aangeeft, is het best mogelijk dat denigrerende opmerkingen in haar richting met dit tweede aspect te maken hebben. Dat zou mijn gok zijn: de meeste fysici zijn erg trots op hun vakgebied en zullen met plezier Ernest Rutherford (bekend van zijn atoommodel) quoten:

All science is either physics or stamp collecting.
(Alle wetenschap is ofwel fysica, ofwel postzegels verzamelen.)

(Ironisch genoeg kreeg Rutherford de Nobelprijs in de Chemie, dus niet die in de Fysica. Ook leuk om te weten is dat verscheidene landen een postzegel hebben uitgegeven met zijn foto erop.) Als natuurkundigen zich al zo laatdunkend uitlaten over andere wetenschappen, kun je je wel voorstellen hoe zelfgenoegzaam ze zijn ten overstaan van een journalist (ook al heeft Linda een opleiding gehad in de fysica).

Enkele meetlijnen in BESSY: tussen de wirwar aan kabels en toestellen die grotendeels met aliuminiumfolie zijn bedekt doen enthousiaste wetenschappers onderzoek naar nieuwe materialen.Helaas ben ik nooit in CERN geweest, zelfs niet voor een rondleiding, laat staan als ‘summie’ (zoals de zomer-stagiairs er worden genoemd). Ik ben wel meermaals metingen gaan uitvoeren op BESSY: daarmee bedoel ik niet de langharige collie uit het gelijknamige stripverhaal, maar wel het synchrotron in Berlijn, een grote internationale onderzoeksinstelling. Ik vond de sfeer op BESSY heel bijzonder. Er wordt natuurlijk vooral hard gewerkt: als je maar een week meettijd hebt, probeer je er het uiterste uit te halen en dus dag en nacht te werken. Juist daardoor heerst er ook een spontane, sympathieke sfeer tussen de onderzoekers. Laat me dit illustreren met een anecdote: als de metingen goed gaan moet je vooral dóórgaan, dus ook niet stoppen om te eten. Maar een mens krijgt op den duur toch honger… Mijn Berlijnse collega stelde voor om via internet een pizza te bestellen, dus dat deden we. Even later riep de portier via de intercom om dat er pizza’s geleverd waren. Iedereen in de experimenteerhal had dat kunnen horen en glimlachte naar ons toen we ons avondmaal gingen ophalen. Ik denk zelfs dat we een trend gezet hebben, want de volgende dagen werden er al eens vaker pizza’s bezorgd.

BESSY is niet zo iconisch als CERN en ik heb er tijdens mijn meetweken nooit een wetenschapsjournalist gezien, maar ik kan me perfect voorstellen dat de onderzoekers een journalist toch eerder als een soort toerist dan als een collega zouden beschouwen, ongeacht of het man of een vrouw betrof. Psychologen en sociologen hebben opgemerkt dat mensen die elkaar niet kennen een positiever beeld hebben van mensen die op hen lijken. Elk verschil werkt als een strafpunt, ongeacht waarover het gaat: leeftijd, nationaliteit, beroep, geloof, politieke voorkeur, muzieksmaak, of geslacht. Iemand die een journalist is en een vrouw tussen hoofdzakelijk mannelijke niet-journalisten start dus al met twee strafpunten. Onfair, maar wel een direct gevolg van de menselijke psychologie, die wij toch allen delen… Bijna alle andere mensen in een omgeving als CERN hebben deze gelijkenis-strafpunten onderling niet.

Net als bij de discussie over vrouwen en wiskunde is mijn conclusie dat de huidige werkpopulatie in de fysica erg homogeen is en dat de wetenschap wellicht gebaat zou zijn met een grotere diversiteit aan mensen, waarbij een hogere participatie van vrouwen vereist is maar niet voldoende. Tweede conclusie: mannen (fysicus of niet) zeggen vast wel eens domme of onhandige dingen over of tegen vrouwen, maar enig mededogen is op zijn plaats. Mannen zijn tenslotte ook maar mensen.

Mooie plaats om aan fysica te doen.Het is best mogelijk dat mijn beeld van ‘vrouwen en fysica’ te optimistisch is. Ik vroeg me af hoe het kwam ik dat ik geregeld bezoekers krijg op mijn website die worden doorgelinkt via een Amerikaanse vacature-website. (De naam vermeld ik niet, omdat ik geen reclame wil maken.) Daarom bezocht ik de website en probeerde te zoeken op relevante trefwoorden zoals ‘philosophy’ en ‘physics’. Een link naar mijn website vond ik niet, maar wel deze vacature:

Bikini physics.

Advertentie voor een bikinimodel dat ook zinnetjes over fysica moet kunnen uitspreken.

Bij mij roept deze advertentie veel vragen en een paar erg foute beelden op. Ik heb niets tegen websites als Science Babe, waarbij Deborah (Debbie) Berebichez, een doctor in de fysica, toont dat ze ook sexy is. Haar video over “De fysica van hoge hakken” vind ik prima: ze trekt de aandacht en gebruikt die aandacht om iets over wetenschap te vertellen. Misschien is dat ook het plan achter de vacature hierboven, maar hoe intelligent moet je precies zijn om voorgeschreven teksten voor te lezen?!

Mijn conclusie: een echte science babe doet haar stunts zelf!

Kansbegoocheling

Wat zie je: de saxofonist of het meisje?Goochelen en psychologie is een mooie combinatie. In één van mijn vorige posts had ik het er al over: goochelaars rekenen erop dat het publiek hun bewegingen als een bepaalde intentie interpreteert en kunnen zo iets anders verborgen houden. In maart van dit jaar heb ik de avondshow ‘Mind Magic‘ van Richard Wiseman bijgewoond op het i-brain&senses festival in Gent. Richard Wiseman is professor in de psychologie, goochelaar en fervent doorprikker van paranormale claims. Hij heeft ook diverse boeken geschreven, waarvan Paranormality het laatste is. In België brengt komisch mentalist Gili met zijn goochelshows als ‘Iedereen Paranormaal’ een soortgelijke mix.

Richard Wisemans avondshow omvatte niet enkel goocheltrucs, maar ook optische illusies. Er zaten oude bekenden bij (zoals de bistabiele afbeelding van een saxofonist/meisjesgezicht), maar ook enkele illusies die ik nog nooit eerder gezien had. Eentje daarvan werd in mei tot beste nieuwe optische illusie van het jaar verkozen. (Op deze website kun je alle genomineerde illusies en eerdere winnaars bekijken.) De winnende zinsbegoocheling hoort bij een wetenschappelijk artikel van twee psychologen uit Cambridge, Jordan Suchow en George Alvarez. (Hier vind je de pdf van hun artikel.) De illusie toont aan dat beweging ons blind kan maken voor veranderingen in kleur, helderheid, grootte en vorm.

Hieronder staat het YouTube-filmpje voor de kleuren-versie van de illusie, zodat je het zelf kunt uitproberen. Lees eerst wat je moet doen: staar naar de witte stip in het midden van de ring. Eerst staat de ring stil en zie je duidelijk dat de bollen van kleur veranderen; zodra de ring begint te bewegen, lijken de bollen veel minder van kleur te veranderen. Bekijk daarna het filmpje opnieuw en kies één van de bollen uit: blijf deze volgen terwijl de ring draait. Zo zul je zien dat de kleur wel degelijk blijft veranderen tijdens de beweging. Ik was echt verbluft hoe goed de illusie werkt en geloofde eerst niet dat Wiseman twee keer hetzelfde filmpje had laten zien! Maar test het vooral zelf eens:

Alle versie van de illusie – dus ook die waarbij helderheid, grootte en vorm variëren – zijn hier te vinden. Nog een tip voor wie van optische illusies houdt: breng eens een bezoekje aan het Illuseum in Gent, ideaal voor druilerige zondagen.

Wiseman had ook een selectie foto’s meegebracht naar Gent die volgens de makers ervan het bestaan van geesten en andere paranormale zaken zouden bewijzen. Stuk voor stuk bleek er een meer banale verklaring te zijn voor de spookverschijningen: optische lenseffecten, sigarettenrook, of… een iPhone-app die ‘Ghost Capture‘ heet! Ook patternicity, het menselijke vermogen om in grillige vormen patronen (vaak gezichten) te ‘herkennen’, zorgt voor leuke illusies, zoals deze vijf voorwerpen met een gezicht, of dit gezicht in een schaduw.

Een optische illusie met dobbelstenen.Op zijn blog post Richard Wiseman elke vrijdag een puzzel, waarvan hij dan op maandag de oplossing plaatst. Als professor in de psychologie moet hij zeker iets van statistiek kennen en toch ging hij de mist in met een eenvoudige vraag over kansrekening (zoals hij ook zelf heeft ingezien). De vraag gaat over een zak met aanvankelijk één steentje erin, dat wit of zwart kan zijn; daar wordt nog één wit steentje bijgedaan. Wat is dan de kans op een wit steentje als je zonder te kijken één steentje uit de zak haalt?

Mijn oplossing staat na de vouw. (meer…)

Inception en filosofie

Het boek Inception & Philosophy, waarvoor ik het eerste hoofdstuk schreef, wordt eind 2011 verwacht.Inception is een film uit 2010 van  Christopher Nolan (tevens regisseur van The Prestige en Memento). De film gaat over mensen die trachten in een droom iemands geheimen te ontfutselen of er een nieuw idee in te planten. Inception is niet enkel een actiefilm met sciencefiction-elementen, maar ook een interessant onderwerp voor filosofen. Voor wie de film nog niet gezien zou hebben: hij is zeker het bekijken waard. Eind van dit jaar verschijnt het boek “Inception and philosophy” met daarin een hoofdstuk van mijn hand. Zodra ik zelf een exemplaar in handen heb gekregen, geef ik hier zo’n boek weg.

Het boek “Inception and philosophy” is Engelstalig en het omvat eenentwintig hoofdstukken. Mijn hoofdstuk heet “How to keep track of reality” en staat als eerste in het boek; de inhoudstafel kun je hier alvast bekijken. De uitgeverij is Open Court: in 2000 zijn ze gestart met hun reeks “… and philosophy” waarin intussen al een zestigtal titels zijn verschenen. Ze zijn niet de enige uitgeverij met een reeks over filosofie en populaire cultuur: de voormalige hoofdredacteur van de reeks bij Open Court, professor in de filosofie William Irwin, stapte in 2006 over naar uitgeverij Blackwell, om daar een gelijkaardige reeks op te starten. Zo komt het dat er eind dit jaar twee boeken verschijnen met precies dezelfde titel, “Inception and Philosophy“, maar met een andere kaft errond en met andere hoofdstukken erin van andere schrijvers.

Sommige filosofen stellen zich vragen over dit soort boeken. (Maar ja, vragen stellen is dan ook ons beroep.) “The Simpsons and philosophy“, “Harry Potter and philosophy“, … : is het niet te plat, te simpel en te goedkoop allemaal? Ik vind van niet: als poging om filosofie toegankelijker te maken zijn dit soort initiatieven lovenswaardig. Als je de aandacht kunt trekken met een populair onderwerp moet je dat vooral doen, als je daarna maar iets zinnigs te vertellen hebt. (Lees hier William Irwins verdediging van de populariserende filosofieboeken: Fancy taking a pop?) Filosofie heeft het voordeel dat het geen onderwerp is, maar eerder een methode: kritische reflectie kun je op bijna ieder onderwerp toepassen. Sommige onderwerpen lenen zich er natuurlijk gemakkelijker toe dan andere. Sommige films, zoals The Matrix bijvoorbeeld, bevatten zelf al een filosofische kernvraag. Ook Inception bevat duidelijk filosofische elementen, daarom leek het me leuk om aan een populariserend boek over deze film mee te werken. Dit is onze trailer voor het boek:

In Inception kunnen meerdere mensen dezelfde droom delen. Ook komen er dromen in dromen voor: zo ontstaan er verschillende levels of niveaus. Het hoogste niveau is de werkelijkheid die we in wakende toestand ervaren en het bodemniveau wordt ‘limbo’ genoemd. De personages en ook de toeschouwers moeten voortdurend bijhouden op welk droomniveau bepaalde gebeurtenissen plaatsvinden om zo de werkelijkheid niet uit het oog te verliezen.

De film roept vragen op als: (hoe) kan ik ooit zeker weten dat ik wakker ben of dat ik droom? Wellicht twijfel je er niet aan dat je wakker bent terwijl je dit leest, maar weet je het echt zeker? Dit soort twijfel aan zaken waaraan geen zinnig mens lijkt te twijfelen is het handelsmerk van de sceptische filosofie. Mijn hoofdstuk geeft hier een inleiding over, beginnend met Zhuang Zi, de Oud-Chineese filosoof die droomde dat hij een vlinder was. Of was het een vlinder die droomde dat hij een filosoof was…? Dan komt Plato aan de beurt met de gevangenen in de grot, een verhaal dat Plato zijn leermeester Socrates in de mond legt. Ook René Descartes passeert de revue en heel even de hersenen-in-een-vat-hypothese die bekend is geworden door Hilary Putnam.

De totem van Ariadne is een loper, die van Arthur een dobbelsteen en die van Cob een tol.De personages in Inception trachten werkelijkheid en droom van elkaar te onderscheiden met behulp van een totem: een klein voorwerp dat ze bij zich dragen en waarvan alleen zijzelf de precieze eigenschappen kennen. Als ze in de droom van iemand anders zitten, zullen ze dit kunnen merken, doordat de dromen zich de eigenschappen van het voorwerp verkeerd voorstelt. Het hoofdpersonage Dom Cobb, gespeeld door Leonardo DiCaprio, gebruikt een draaitol als totem. Als fysicus vind ik deze totem een heel vreemd gegeven. Ofwel ontgaat er mij hier iets, ofwel rammelt het verhaal op dit punt. In werkelijkheid is er altijd wrijving, dus als je een tol laat draaien, zal die door wrijving vertragen en uiteindelijk omvallen. Nu denk je wellicht: dat weet toch iedereen, daar hoef je geen fysicus voor te zijn! Dat is dan ook precies mijn bezwaar, want in de film is het zo dat de tol niet omvalt als Cobb ermee in iemands droom zit. Als het de bedoeling is om mensen te doen geloven dat ze wakker zijn, terwijl ze eigenlijk dromen, dan begrijp ik niet welke dromer zo’n evidente fout zou maken tegen de fysica. Op dit vlak zijn de rode dobbelsteen van Arthur (vertolkt door Joseph Gordon-Levitt), die verzwaard is maar op een onbekende manier, en het schaakstuk van Ariadne (gespeeld door Ellen Page), een loper waarin ze een gat heeft geboord om het zwaartepunt te verhogen, meer realistische hulpmiddelen om de werkelijkheid te achterhalen.

Het is overzichtelijk om een verhaalstructuur uit te tekenen aan de hand van een diagram. Dat is dan ook wat ik in mijn hoofdstuk doe: het begint eenvoudig, met een diagram van Zhuang Zi’s vlinderdroom en de gevangene die uit Plato’s grot ontsnapt. Dan maak ik soortgelijke diagrammen voor een aantal films. Zo heeft The Matrix precies dezelfde structuur als Plato’s verhaal. The Thirteenth Floor heeft een ingewikkelder schema en dat van eXistenZ is nog complexer. Uiteindelijk komen we bij het vloerplan van Inception en de vraag wat het einde van de film betekent.

Infographic over Inception.

Mijn schema's voor het boek zijn eenvoudiger, maar hopelijk ook iets duidelijker dan deze infografiek van Shahed Syed op deviantART. (Bron: http://dehahs.deviantart.com/gallery/#/d2unnlj)

Springen en vliegen met Mira mirO

Mira mirO: internationaal straattheaterfestival in Gent.Behalve veel volk waren er natuurlijk ook prachtige voorstellingen te zien op de Gentse Feesten. Door het mindere weer zijn mijn foto’s iets minder kleurrijk geworden dan de vorige jaren. Als compensatie laat ik jullie meegenieten van twee korte filmfragmenten van Mira mirO-voorstellingen.

Het eerste fragment komt uit de show It’s Boogie Time! van het Belgische viertal DDF. Zij doen aan Double Dutch, een soort rope skipping met twee touwen. Touwtjespringen voor gevorderden dus. Dit vermengen ze met streetdance, wat dan weer een mix is van hiphop en breakdance. Het was een heel energieke show op leuke muziek en met een knipoog. Bloedende knieën? Blijven lachen! Top amusement. (Hier kun je een video zien van een eerdere versie van hun show.)

Het tweede fragment is gemaakt in het Kuipke. Daar stond Aérosculpture met hun Aéroplume: een kruising tussen een ei en een zeppelin. Er is eerst een demonstratie geweest in openlucht, op de Sint-Baafssite, maar die heb ik helaas niet gezien. In het Kuipke mochten kinderen het zweeftuig zelf uitproberen. Dit leverde een vreemd, dromerig tafereel op in de voor de rest lege velodroom.

Zwevende en vliegende installaties zijn altijd publiekstrekkers op dit soort evenementen. Vorig jaar op een wetenschapsfestival in Londen was er een demonstratie met zelfsturende, zwevende robots, gevuld met helium. Het leken dolfijnen te zijn die boven onze hoofden door de lucht ‘zwommen’, maar volgens de wetenschappers die eraan werkten moesten het pinguïns voorstellen. Wonderlijk om te zien. Helaas had ik niet de tegenwoordigheid van geest om een filmpje te maken en op de foto’s lijkt het weinig meer dan een ballon uit aluminiumfolie. Gelukkig zijn er wel filmpjes van te vinden op internet van deze ‘Festo AeroPinguins’:

Van deze activiteiten van Mira mirO hebben we ook genoten:

  • Het Belgische viertal Collectif Malunés speelde Sens Dessus Dessous. Het was entertainend en spectaculair. Terecht wonnen ze hiermee de Grote Prijs Mira mirO.
  • Het Italiaans duo Piano C speelde …senza che???
  • En natuurlijk was er het vuurwerk aan de Watersportbaan. De Limburgse vuurwerkspecialisten Vangelabbeek zorgden voor het vuur en Gentse Waaslander Wouter Vandenabeele voor de muziek. Deze voorstelling heette De wereld is één stad: verschillende muziekstijlen verwezen naar de diverse nationaliteiten die in Gent vertegenwoordigd zijn.

Van het Puppetbuskersfestival hebben we dit jaar niet zo veel gezien, maar deze poëtische voorstelling hadden we vorig jaar al bijgewoond, toen niet op de Korenmarkt maar in de binnentuin in de Trommelstraat:

Fysica van de Feesten (Deel 3)

Op deze laatste dag van de Gentse Feesten zijn de mensen moe en de portemonnees leeg.Het is vandaag de laatste dag van de Gentse Feesten, de dag van de lege portemonnees. Dit is dan ook het laatste deel van mijn drieluik over de wetenschap achter de Gentse Feesten. (Klik hier voor deel 1 en deel 2).

De Universiteit Gent houdt een collectieve vakantie tijdens de Gentse Feesten, maar sommige locaties zijn toch toegankelijk. In de Plantentuin, het Museum voor Dierkunde, de Aula, het Pand en de Volkssterrenwacht Armand Pien zijn er tentoonstellingen of worden er rondleidingen gehouden. Vorige keer schreef ik over theoretische modellen voor de bewegingen van mensen op grote evenementen. Ook de geografen van de UGent doen onderzoek naar deze bewegingspatronen. Vorig jaar deden ze ook metingen tijdens de Gentse Feesten. (Lees meer over hun onderzoek tijdens de Feesten van 2010 in het artikel uit ‘Ondernemers’ of in het UGent magazine.)

De bewegingen van mensen kunnen gevolgd worden door het Bluetooth-signaal van hun gsm te traceren.Je zou dit soort onderzoek misschien niet meteen verwachten binnen de vakgroep geografie: aardrijkskunde gaat toch over landkaarten? Als je goed hebt opgelet tijdens de lessen aardrijkskunde heb je vast gemerkt dat de  natuurwetenschap aardrijkskunde ook verband houdt met menswetenschappen zoals geschiedenis (van continentendrift tot het ontstaan van de Europese Unie) en economie (denk maar aan natuurlijke energiebronnen zoals olie). Geografische informatiewetenschappen (Geographical Information Science, GIS) is een hedendaagse tak binnen de aardrijkskunde waarbij computers en sensoren een grote rol spelen. Sensoren worden gebruikt om grote hoeveelheden gegevens te verzamelen, die vervolgens met behulp van computers geanalyseerd en gevisualiseerd worden.

Professor Nico Van de Weghe en zijn collega-geografen van de onderzoeksgroep CartoGIS van de UGent volgen de beweging van mensen op grote evenementen zoals Rock Werchter en de Gentse Feesten, niet op basis van camerabeelden (zoals de sociologen waar ik in deel 2 over schreef), maar wel door het traceren van Bluetooth-signalen van mobiele telefoons. Het voordeel van het volgen van gsm-signalen is dat het unieke MAC-adres toelaat om de beweging van individuele mensen over langere tijd en afstand te volgen; mensen herkennen op basis van camerabeelden zou veel moeilijker zijn. Dergelijk onderzoek is niet enkel relevant voor het verbeteren van de veiligheid (crowd management), maar is ook interessant voor adverteerders: op welke plek wordt een reclameboodschap door zo veel mogelijk mensen gezien?

Zijn mensen als moleculen? Beeld 'Molecule Men' van Jonathan Borofsky in Berlijn; bron: Achim Raschka (Necrophorus).Net als de cameraopnames van Mehdi Moussaïd en co, kunnen deze Bluetooth-registraties gebruikt worden voor het verbeteren van molecule-achtige modellen voor menselijke bewegingen. Een vraag die al enkele keren is opgedoken, maar die ik nog niet afdoende beantwoord heb, is deze: zijn mensen nu wel of niet te beschrijven als moleculen? Stel je het volgende scenario eens voor: een heel bekend persoon begeeft zich door de massa. Prince bijvoorbeeld, die na zijn concert op het Sint-Pietersplein is blijven hangen om de Gentse Feesten mee te maken. Zijn aanwezigheid zal de mensenmassa zeker beïnvloeden: mensen zullen naar hem toe trekken. Dat voorspelt een eenvoudig molecule-achtig model natuurlijk niet, maar dat betekent nog niet dat de aanpak totaal verkeerd zou zijn. Hetzelfde zou je immers hebben in een gas, als één deeltje geen molecule zou zijn, maar een superzwaar deeltje, zoals een minuscuul zwart gat. Als die mogelijkheid niet in je model zit, kun je het collectieve gedrag in dat geval ook niet correct voorspellen.

Met dit voorbeeld wil ik aantonen dat geen enkel model absoluut goed is; elk model heeft zijn beperkingen. Hoewel lucht uit verschillende soorten moleculen bestaat (maar vooral uit stikstof en zuurstof), kun je voor heel wat toepassingen berekeningen doen op basis van een “gemiddeld molecule”. Deze berekeningen kunnen goede voorspellingen geven voor collectieve eigenschappen zoals temperatuur en druk. Toch is er in de lucht geen enkel molecule dat deze gemiddelde eigenschappen bezit. Met een statistisch model kun je dan ook niet terug naar voorspellingen op het niveau van een individueel molecule. Hetzelfde geldt voor het modelleren van mensen: in sommige gevallen kun je goede voorspellingen doen op basis van “gemiddelde mensen”. Hiervoor is het niet nodig dat iemand aan dit gemiddelde voldoet. Men dient dan ook nooit een model dat bedoeld is om collectieve gedragingen te beschrijven toe te passen op een specifiek individu. Mensen zijn geen moleculen, maar zelfs moleculen zijn niet zo uniform als sommige modellen doen uitschijnen.

Ook het “sociale kracht”-model van Dirk Helbing vraagt een woordje extra uitleg. Het gaat hier duidelijk niet om een primaire, fysische kracht: de persoon die een hindernis ziet aankomen, vertraagt preventief, alsof er een uitwendige kracht op hem inwerkt. Het werkelijke proces behelst continue waarnemingen en een beslissingsproces in de hersenen dat de persoon aanzet zijn spierkracht zo aan te passen dat hij uiteindelijk vertraagt. Het model dient helemaal niet om na te gaan welke processen er zich in een persoon afspelen (daar kunnen psychologen misschien een beter model voor maken), maar wat er gebeurt tussen mensen (het domein van de sociologie). Om na te gaan hoe uit individuele interacties groepsfenomenen ontstaan, blijkt een sterk vereenvoudigd model met sociale krachten te volstaan. De eenvoud heeft als voordeel dat het model ook nog door te rekenen is met computersimulaties. Detail en berekenbaarheid werken elkaar hier tegen: een wisselwerking die opgaat voor nagenoeg alle wetenschappelijke modellen.

Modellen uit de sociofysica gaan ervan uit dat we, als we op straat lopen, voortdurend de intentie van andere mensen inschatten en indien nodig onze koers aanpassen. Ook goochelaars maken dankbaar gebruik van de menselijke sociopsychologie: ze rekenen erop dat wij hun bewegingen inschatten als intenties om iets bepaalds te doen. Ondertussen kunnen ze iets anders voor ons verborgen houden. Komisch illusionist Teller legt het uit (in het Engels):

Mark Peeters met zijn gele pamflet in Gent.Ook van de partij op de Gentse Feesten was Mark Peeters, de zelfverklaarde nieuwe Copernicus. Deze waanwijze duikt geregeld op aan universiteiten of op festivals. Hij stond, zeer toepasselijk, dicht bij de Charlatan met pamfletten en zijn herkenbare gele affiche: “Ruimtevaart is zo echt als Sinterklaas”. In 2009 dook hij op aan de Universiteit Hasselt. De timing had niet beter kunnen zijn: in de les klassieke mechanica stond net het onderwerp ‘botsingen‘ op de agenda. Ik legde uit hoe impuls daarbij altijd behouden blijft, terwijl dit niet altijd zo is voor kinetische energie. (Kinetische energie is behouden bij een elastische botsing, maar de meeste botsingen zijn inelastisch.) Precies daar wringt het schoentje bij één van Mark Peeters’ argumenten tegen ruimtevaart. Naast argumenten bedient hij zich trouwens ook van taalspelletjes, associaties en numerologie met data – een duidelijk teken dat we hier te maken hebben met een volbloed morosoof.

Vaak zit er in waanzin een kern van waarheid. Mark Peeters blijft aandringen: maar hoe weet je dat ruimtevaart bestaat? Dat is op zich een wijze vraag (in de algemene en in de Gentse betekenis van het woord). Hoe kun je überhaupt iets weten? Wat willen we aanvaarden als bewijs? Daarover nadenken is geen morosofie, maar epistemologie. Voor heel wat dingen die we menen te weten hebben we enkel zeer indirecte bewijzen. Dit soort twijfel aan de meest algemeen aanvaarde opvattingen is de kern van de sceptische filosofie. De meesten onder ons hebben nooit zelf de lancering van een ruimtetuig meegemaakt. We baseren ons geloof in de ruimtevaart op televisiebeelden en verhalen uit de krant. En zelfs als je de lancering zelf gezien hebt, blijft er mogelijkheid tot twijfel: goochelaars tonen immers aan dat we onze eigen ogen niet altijd kunnen vertrouwen. Het lijkt dus mogelijk dat ruimtevaart – en zo veel andere dingen die wij voor waar aannemen – niet echt zijn. Maar wat is het alternatief? Voor complottheorieën is er nog veel minder hard bewijs. Voor het bestaan van de ruimtevaart zijn er een heleboel kleine en grote aanwijzingen te vinden in het dagelijkse leven. De eenvoudigste verklaring dat mijn gps het doet, is dat er door mensen gemaakte satellieten rond de aarde draaien. Als je niet in ruimtevaart gelooft, wordt elke werkende gps een mirakel. Voor mij is de keuze snel gemaakt: lang leve de ruimtevaart! Maar denk vooral zelf. De wetenschap is niet alleen bestand tegen een sceptische houding, ze wordt erdoor gevoed.

Aan filosofie doen is dansen op de rand van de afgrond, geblinddoekt en op het slappe koord… Klinkt als een mooie act voor de Gentse Feesten van volgend jaar, spektakel verzekerd!

Fysica van de Feesten (Deel 2)

Tijdens de Gentse Feesten zwermen mensen in het centrum van de stad als spreeuwen. Bron: John Holmes, http://www.geograph.org.uk/profile/3430.Dit is het tweede deel in een mini-reeks over de wetenschap achter de Gentse Feesten. De focus ligt op het modelleren van de bewegingen van mensen op de Gentse straten en pleinen. Vorige keer schreef ik over modellen voor het bestuderen van (paniek in) mensenmassa’s, waarbij mensen worden voorgesteld als een – weliswaar bijzondere – soort moleculen.

Om deze “moleculaire methode” nader toe te lichten, zal ik met een iets minder controversieel voorbeeld starten: spreeuwen. Spreeuwen vormen enorme groepen die bewegen alsof de zwerm zelf een bewustzijn heeft. Lange tijd vroegen biologen zich af hoe dit werkt: zit er misschien een hiërarchisch systeem achter, waarin één of enkele vogels de leiding hebben? Dit hiërarchisch model strookt echter niet met de snelheid waarmee zo’n zwerm een hindernis of roofvogels ontwijkt. De oplossing kwam uit onverwachte hoek. In de jaren tachtig was er een informaticus, Craig W. Reynolds, die een programma wou schrijven waarmee je punten op het scherm kon laten bewegen zoals een zwerm vogels. De punten of gesimuleerde vogels noemde hij ‘boids’. Een algoritme gebaseerd op drie eenvoudige regels bleek te volstaan:

  • Regel 1) Vermijd botsingen met naburige boids.
  • Regel 2) Pas vliegsnelheid en -richting aan aan die van naburige boids (tenzij dit een conflict geeft met regel 1).
  • Regel 3) Blijf dicht bij naburige boids (tenzij dit een conflict geeft met regels 1 of 2).

Hiermee kon Reynolds geloofwaardige zwermen simuleren. (Kijk hier voor een Java-applet van boids.) Hoewel het niet zijn bedoeling was om te onderzoeken hoe echte vogels zwermen, lijkt het toch heel plausibel dat vogels, instinctief, soortgelijke eenvoudige regels volgen. (Je begrijpt het: hier maken we de overstap van de informatica naar de sociobiologie en komen zo een stapje dichter bij de mensen op de Gentse Feesten.) Door deze regels op individueel niveau vormt de groep een zwerm. Geen van de vogels denkt na over hoe die zwerm er als geheel uitziet. Elke vogel hoeft enkel rekening te houden met de andere vogels in zijn directe omgeving. Op grotere schaal ontstaat daaruit de zwerm; het is een emergent verschijnsel. (Lees dit artikel uit American Scientist van als je meer wilt weten over het modelleren van zwermen.)

Nu terug naar de Gentse Feesten en al het volk daar. Mensen zijn geen vogels, maar zou het kunnen dat ook het gedrag van mensen in soortgelijke simpele regels is te vatten? Het ziet ernaar uit van wel!

Sociale krachten, hier weergegeven door rode pijltjes, doen een persoon afwijken van de rechte lijn naar zijn doel. Bron: http://www.alexisoyama.com/pdf/AbnormalCrowdSocialForce_CVPR09.pdfDirk Helbing is wiskundige en fysicus van opleiding en werkt als professor in de sociologie aan de ETH-universiteit van Zürich. Hij is gespecialiseerd in het modelleren en simuleren van menselijke verplaatsingen, met name van voetgangers op drukke plaatsen. In de jaren negentig stelde Helbing het eerste fysiche veel-deeltjes model voor om voetgangersstromen in drukke winkelstraten te beschrijven. Hij is ook de bedenker van een model dat gebaseerd is op “sociale krachten”: ieder mens in de massa heeft een bepaalde drijfkracht (zijn inwendige motivatie om ergens naartoe te gaan met een bepaalde snelheid), maar er zijn ook tegenwerkende krachten (andere mensen die in een andere richting lopen of vaste hindernissen zoals muren). Het werk van Helbing is dus een prima vertrekpunt om door een wetenschappelijke bril naar de Gentse Feesten te kijken.

In een drukke straat proberen alle individuele bezoekers hun eigen bestemming te bereiken op hun eigen wandeltempo. Hoewel niemand bezig is met het coördineren van de massa, ontstaan er toch min of meer stabiele voetgangersstromen in de tegengestelde richtingen. De massa organiseert zich dus op zo’n manier dat een behoorlijk efficiënte doorstroom mogelijk blijft. Net als vogelzwermen is er sprake van spontane zelforganisatie en emergente fenomenen, waarbij kleine veranderingen in zeer lokale interacties grote effecten kunnen hebben op de groep als geheel. In het filmpje hieronder zie je een simulatie van dergelijke voetgangersstromen:

Dit wil natuurlijk niet zeggen dat groepen zichzelf altijd efficiënt regelen. Uit eigen ervaring ken je het vast: als het aantal mensen per oppervlak te hoog wordt, wordt je bij elke stap gehinderd. Als het te druk wordt, is het gewoon niet leuk meer. Deze sterke storing op het individuele niveau heeft drastische gevolgen op het niveau van de groep, zo blijkt uit het werk van professor Helbing uit 2007: er ontstaat dan turbulentie en de voetgangersstromen worden zeer instabiel. Het is in dit regime dat er rampen kunnen gebeuren.

Mensen die in tegenovergestelde richtingen wandelen aangeduid in blauw en rood. Bron: Mehdi Moussaïd.Begin dit jaar verdedigde Mehdi Moussaïd zijn doctoraat aan de universiteit van Toulouse; hij is echter ook verbonden met het Zwitserse ETH en werkt samen met Dirk Helbing. Moussaïd deed experimenten in het laboratorium om te onderzoeken hoe wandelende mensen precies bewegen om botsingen te vermijden. Concreet liet hij proefpersonen door een gang lopen van acht meter lang en twee meter, waarbij hun bewegingen met video werden geregistreerd (waarvan hier een fragment op YouTube). Het effect van sociale interactie kan bepaald worden door de mensen zowel te volgen als ze alleen zijn in de gang, als wanneer iemand hen kruist: het (gemiddelde) verschil is het directe gevolg van één enkele interactie. Ook onderzocht hij hoe groepjes mensen zich samen door de drukte een weg banen. De meeste mensen gaan immers niet alleen winkelen of naar een festival. Met deze gegevens probeerde hij het bestaande “sociale kracht”-model aan te passen, op zo’n manier dat ze beter in overeenstemming zijn met echte sociale interacties.

Eerder dit jaar schreef The Economist een artikel over het werk van Moussaïd. (Zie ook hier.) Net als het boid-model voor vogelzwermen is ook zijn model voor mensen gebaseerd op drie regels:

  • Regel 1) Elk individu tracht in een zo recht mogelijke lijn op zijn doel af te gaan en toch obstakels te ontwijken (voetgangers of vaste hindernissen).
  • Regel 2) Elk individu past zijn snelheid aan, afhankelijk van de afstand tot deze obstakels.
  • Regel 3) Als een individu ingesloten raakt, daalt het belang van regel 1.

Deze laatste regel brengt in rekening dat mensen op zeer plaatsen min of meer willekeurig bewegen, ongeacht hun doel. Hun bewegingen gaan dan meer lijken op die van moleculen. Het verfijnen van modellen voor hoe mensenmassa’s bewegen, is niet enkel nuttig bij het verhogen van de veiligheid op grote evenementen, maar heeft ook meer exotische toepassingen, zoals de ontwikkeling van navigatiesystemen voor autonome robots.

De Gentse politie is op post.Hoe we de massa ook modelleren, de conclusie blijft dezelfde: als er te veel mensen op een te klein oppervlak samenkomen, kunnen er gevaarlijke situaties ontstaan. In de uitzending van “Ook getest op mensen” waar ik het vorige keer al over had, praatte Marcel Vantilt ook met de hoofdcommissaris van Gentse politie, Steven De Smet. De commissaris legde uit dat de politiediensten via camera’s de beweging van mensen opvolgen en locaties afsluiten als deze hun maximale capaciteit dreigen te bereiken. Het is niet leuk als je naar een optreden op een bepaald plein wilt en het net voor je neus wordt afgezet met dranghekken, maar zo wordt erger voorgekomen. Met dit kwakkelweer loop je overigens weinig risico dat je niet meer bij het podium van je voorkeur kunt. Feestgangers hoeven zich geen zorgen te maken: de politie en de wetenschap waakt.

Maandag het derde en laatste deel in deze reeks. Dan zoek ik onder meer uit of de Universiteit Gent ook aan wetenschappelijk onderzoek doet op de Gentse Feesten.

Fysica van de Feesten (Deel 1)

Gents feestbeestje.Gent staat weer tien dagen op stelten voor de Gentse Feesten. De mascotte van dit jaar, het egeltje dat met zijn krulspelden aangeeft “Ik ga naar een feestje”, vind ik het allerleukste nachtdier aller tijden. In het gevarieerde programma trekt vooral het straattheater (MiramirO) en het poppentheater (Puppetbuskersfestival) mijn aandacht, maar in deze blogpost breng ik de wetenschap achter de Feesten voor het voetlicht.

Natuurlijk zijn er straatartiesten die zeepbellen blazen, zoals te zien is op de foto aan het hoofd van dit blog: die maakte ik vorig jaar op de Gentse Feesten. Die zeepbellen zouden me kunnen meevoeren naar een verhaal over oppervlaktespanning en diffractiekleuren. Ik zou het kunnen hebben over de chemie die het vuurwerk helpt kleuren aan de Watersportbaan op 21 juli. Ook de enorme afvalberg roept vragen op: kan wetenschap ons helpen om de feesten ecologischer te maken? We zouden het zelfs kunnen hebben over de tijdelijke piek aan fijn stof in Gent tijdens de vorige (drogere) editie van de Feesten. De piek in de fijn-stof-concentratie blijkt een rechtstreeks gevolg van al het volk in het Baudelo-park. Want op de Gentse Feesten zijn er toch vooral mensen, massa’s mensen. Daarover wil ik het hebben. Mensen vallen niet onder de fysica, zul je misschien denken, want fysica is de leer van de dode materie. En de mensen op de Gentse Feesten zijn juist héél levendig. (Nu toch nog – volgende week, op de dag van de lege portemonnees is dat stukken minder.)

Op het album 'Riot Act' zingt Pearl Jam over 9 fans die stierven in het gedrum tijdens hun optreden op Roskilde.Mensenmassa’s kunnen heerlijk zijn: samen de longen uit je lijf zingen op een plein in Gent, of collectief schreeuwen voor je club. Maar de massa kan ook moordend zijn. In het lied “Love Boat Captain” zingt Pearl Jam: “Lost 9 friends we’ll never know”, over negen fans die in het gedrum voor het podium omkwamen tijdens hun concert op het Roskilde-festival in 2000.

Eerder dit jaar was er een uitzending van het VRT-programma “Ook getest op mensen” over wat er gebeurt als mensen in de drukte in paniek raken; je kunt de filmpjes hier (her-)bekijken. Dat de gevolgen vreselijk kunnen zijn is bekend, maar kan de wetenschap ons wijzer maken over wat er precies gebeurt, of over hoe we tragedies kunnen voorkomen?

In de reportage legt Eddy Van Avermaet, professor en sociaal psycholoog aan de KULeuven, uit dat mensen onder normale omstandigheden rekening houden met elkaar, maar dat dit wegvalt als er paniek ontstaat. Wat verstandig is op het niveau van het individu (zo snel mogelijk naar uitgang lopen, bijvoorbeeld), kan averechts werken op het niveau van de groep als geheel (door te drummen stropt de uitgang dicht). Het Romeinse Collosseum, met zijn vele uitgangen krijgt van Professor Van Avermaet een dikke voldoende: “crowd management van de bovenste plank” noemt hij dat.

Nog een expert die aan bod komt in de uitzending van “Ook getest op mensen” is Rik Liekens, ingenieur, architect en veiligheidscoördinator van Rock Werchter. Rik Liekens toont simulatiemodellen die gebruikt worden om de beweging van mensenmassa’s te voorspellen. Hiermee kun je het effect van aanpassingen in de omgeving (aantal, locatie en afmetingen van de uitgangen, bijvoorbeeld) nagaan op de evacuatietijd bij massa-evenementen, zoals Rock Werchter of de Gentse Feesten dus.

Helaas wordt er niet veel uitleg gegeven over die simulaties. We krijgen weinig meer te zien dan bewegende bolletjes op een computerscherm. Die bolletjes moeten mensen voorstellen die naar een uitgang snellen, maar het zouden net zo goed moleculen kunnen zijn: luchtmoleculen die uit een ongeknoopte ballon ontsnappen en de ballon door de lucht doen schieten. Deze simulaties doen me denken aan werk van de Australische ingenieur Le Roy F. Henderson uit de vroege jaren zeventig, waarbij mensenmassa’s gemodelleerd werden als een gas of een vloeistof.

Maar, mensen zijn toch geen moleculen? Of wel…? Ik denk er nog eens over na en ga op zoek naar recentere publicaties. Volgende keer lees je er meer over.

Nieuwsflits: dit blog krijgt een spin-off!

Vanaf vandaag op Scilogs: Material Girl.

Vanaf vandaag verschijnt een selectie van mijn blogposts ook op Scilogs, een groepsblog over wetenschap van Eos, Psyche&Brein en de Nederlandstalige editie van Scientific American. Daar schrijf ik onder de naam Material Girl. Nee, ik out me niet als Madonna-fan, maar wel als materiaalfysica. Het plan is om een aantal bijdragen te schrijven over mijn tijd in het materiaalonderzoek. Je mag hier dus weldra stukken verwachten over mijn favoriete vaste stof: diamant.

Aangezien het materialisme tevens een filosofische stroming is, leent die blognaam zich ook prima om over wetenschapsfilosofie te schrijven. Hier verandert er niets: ik blijf gewoon schrijven over alles wat ik interessant vind.