Tag Archief: filosofie

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.

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)

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!

Rationaliteit in laagjes

Volgens mijn model van 'gelaagd geloof' worden kansen afgerond bij het nemen van beslissingen, meer of minder naar gelang de context.Vorige week was ik op het congres Decisions, Games & Logic. Zoals je al weet, ging het daar over beslis- en speltheorie en over logica. Leuk toeval: de wiskundemeisjes hebben deze week ook net een column over speltheorie.

Mijn eigen praatje ging over een model voor rationaliteit dat ik ‘stratified belief’ of ‘gelaagd geloof’ noem. Stel dat je naar de andere kant van de stad moet en je hebt keuze tussen met de fiets gaan of met de bus. Stel dat je gedetailleerde informatie hebt over kansen: de kans dat het gaat regenen, de kans dat de bussen staken, de kans dat er file staat, en zo verder. Dan nog moet je een eenvoudige beslissing nemen: met de fiets gaan of niet (en dus met de bus gaan). De vraag is hoe je, uitgaande van precieze kansen, deze beslissing op een rationele manier kunt nemen. Deze beslissing heeft ook met geloof te maken: welk van beide optie geloof je dat de betere is? Je moet op voorhand kiezen, dus zekerheid heb je niet.

Filosofen hebben het volgende voorgesteld: het is rationeel om een bewering te geloven als de kans dat die bewering waar is voldoende dicht is bij 1. Hoewel dit idee niet van Locke zelf afstamt, noemt men het wel de Lockeaanse stelling. Stel dat er enige waarheid zit in deze Lockeaans stelling, hoe moeten we dit “voldoende dicht bij 1” zijn dan begrijpen? Meestal wordt er vanuit gegaan dat er een drempelwaarde bestaat, bijvoorbeeld 90% of 99%. Als de kans dat de bewering waar is minstens gelijk is aan die drempelwaarde, dan is het rationeel om de bewering te bewaren. Mij lijkt dit echter geen natuurlijke aanpak: wat er wel of niet “voldoende dicht bij 1” is, hangt af van de context en zelfs als de context vastligt, blijft het een vage uitdrukking, die geen scherpe grens suggereert. Mijn voorstel is om “voldoende dicht bij 1” te interpreteren als “niet te onderscheiden van 1” (in een gegeven context). Als je dit op een wiskundige manier doet krijg je een vage relatie, die lijkt op het afronden van kleine getallen.

Maar wacht eens even: we zijn op zoek naar een model voor rationaliteit en dan gaan we afronden… Dat is toch fout en zeker niet rationeel? Dat ligt eraan hoe je het bekijkt. Als je er rekening mee houdt dat mensen maar een eindig brein hebben, met eindige cognitieve capaciteiten, en dat ze hun beslissingen in een eindige tijd moeten nemen, vaak zelfs binnen de seconde, dan kan afronden juist wel rationeel zijn. Als er veel op het spel staat, kan het raadzaam zijn om toch iets genuanceerder te zijn en langer na te denken. Vandaar het context-afhankelijke aspect in mijn voorstel. Het staat de persoon toe om als het ware naar een fijner denkniveau over te stappen, waarin de kansen minder sterk afgerond zijn en er dus meer onderscheid gemaakt kan worden. Een kans die op een ruw niveau afgerond wordt naar 1, kan op een fijner niveau toch strikt kleiner blijken. Vandaar de naam ‘gelaagd geloof’.

Vulcans, zoals Spock, proberen hun emoties uit te sluiten en puur rationeel te zijn; toch hebben ze maar een eindig brein.Hoewel mijn model voor rationaliteit uitgaat van een realistisch element (“mensen hebben eindige cognitieve capaciteiten”), maakt dat het model nog niet volledig realistisch. Zo houdt het er geen rekening mee dat ook emoties een rol kunnen spelen bij het nemen van beslissingen, of dat mensen vatbaar zijn voor typische denkfouten als het om kansrekening gaat. Erg hoeft dit niet zijn: het doel van het model is immers niet beschrijven wat echte mensen doen, maar wat ze zouden moeten doen om rationeel te zijn (rekening houdend met bepaalde beperkingen). Wie weet beschrijft mijn model wel perfect de denkwijze van Spock en andere Vulcans…

Ook de informele gesprekken waren erg interessant. Rohit Parikh is een vermaard wiskundige, filosoof en logicus, van Indische afkomst, maar verbonden aan de Universiteit van New York. Hij was aanwezig op de lezingen van vrijdag: hij toonde veel belangstelling voor alle presentaties en zorgde voor amusante interrupties. In een gesprek op café probeerde hij me van het volgende te overtuigen: speltheorie en andere economische beslistheorieën gaan uit van een verkeerd idee. Ze nemen aan dat mensen steeds handelen uit eigenbelang. Maar mensen zijn geëvolueerd als een sociale soort. Samenwerking is de regel en eigenbelang de uitzondering. Jonge kinderen zijn al in staat in te zien dat iemand hulp nodig heeft en reageren coöperatief. Ik was niet meteen overtuigd, maar dit voorbeeld houdt wel steek: Stel dat iemand geld steelt van iemand anders, dan is dat een egoïstische daad, maar de diefstal is enkel mogelijk doordat er een maatschappij is die waarde toekent aan dat geld. Zonder de samenleving, geen dief. Als iedereen enkel egoïstisch zou zijn, zou het hele systeem vierkant draaien en zouden we het niet lang overleven. Toch bestuderen economische theorieën hoofdzakelijk egoïstische spelers, de storingen aan het oppervlak van een veel grotere onderstroom die in essentie coöperatief is.

Een mooie gedachte om aan terug te denken als je weer eens aan de kassa staat en je bankkaart bovenhaalt na een rondje winkelen zonder ook maar één directe vorm van menselijk contact. Zonder andere mensen zouden de rekken leeg zijn, het licht niet branden en de plastic kaart in je hand geen waarde hebben.

Beslissingen, spelletjes en logica

Het nemen van een beslissing onder onzekerheid vereist een rationeel omgaan met kansen.Afgelopen donderdag tot zaterdag werd er aan de Universiteit van Maastricht een congres gehouden: Decisions, Games & Logic (DGL). Het was al de vijfde keer dat deze bijeenkomst over beslis- en speltheorie en logica georganiseerd werd. Voor mij was het tweede keer, want vorig jaar in Parijs was ik er ook bij. Volgend jaar is de afspraak in München.

Het doel van deze interdisciplinaire workshop is het bij elkaar brengen van mensen die met verwante onderzoeksvragen bezig zijn, maar die toch zelden met elkaars werk in contact komen, omdat ze aan verschillende faculteiten verbonden zijn. Beslis- en speltheorie wordt typisch onderzocht binnen de economie en sociale wetenschappen. Logica kan bij het departement wiskunde horen of bij de faculteit filosofie; soms hebben beide een logica-afdeling en werken ze niet samen. De onderwerpen die op de agenda stonden zijn nauw verwant met kansrekening en ik heb dan ook veel interessante presentaties gezien.

Om elkaar beter te leren begrijpen, waren de voormiddagen voorbehouden voor telkens een mini-cursus over één van de drie vakgebieden.

Drie spelers en een aantal financiële interacties.Op donderdag gaf Andrés Perea van de Universiteit Maastricht een inleiding over speltheorie. Speltheorie gaat over situaties waarin er twee of meer spelers een beslissing moeten nemen, wetende dat de uitkomst niet enkel van hun eigen beslissing afhangt, maar ook van die van de andere spelers. (Als je de film “A beautiful mind” hebt gezien, dan weet je wellicht dat John Nash de Nobelprijs heeft gekregen voor zijn bijdragen op het gebied van speltheorie.) Elke speler probeert te redeneren over hoe de andere spelers zullen redeneren, inclusief over hoe zij redeneren over hemzelf, en zo verder… Je zou verwachten dat je al snel een onontwarbaar kluwen hebt, maar Andrés Perea wist het ons helder uit te leggen. Hij heeft net een boek geschreven over het onderwerp van epistemische speltheorie en slaagde er wonderwel in om ons de rode raad niet te doen verliezen.

Op vrijdag gaf Paul Égré van het Institut Nicod in Parijs een mini-cursus over beslissingen. Paul Égré heeft recent vooral gewerkt over vaagheid. Hij had het dan ook over hoe we beslissen bij randgevallen van vage begrippen (zoals ‘groot’ en ‘klein’). De klassieke logica werkt enkel voor scherpe begrippen, zoals “minstens 170 cm lang”, en niet voor vage uitdrukkingen, zoals “klein, maar groot voor een jockey”. Paul Égré legde ons uit hoe je de klassieke logica kunt aanpassen of een alternatieve logica kunt opstellen zodat ze ook op vage woorden toegepast kan worden. In de klassieke logica is iets waar of niet-waar, nooit beide en evenmin geen van beide. Voor een logica voor vaagheid zou je kunnen overwegen dat iets wél waar en niet-waar kan zijn, of geen beide. Ook kun je een derde waarheidswaarde introduceren (‘half waar’), of misschien wel veel meer nieuwe waarheidswaarden introduceren (fuzzy logic). Al deze suggesties moeten natuurlijk in detail worden uitgewerkt en er bestaan interessante verbanden tussen de verschillende logica’s. Van al deze aspecten en meer kregen we een degelijk overzicht.

Op zaterdag was Joseph (Joe) Halpern van de Amerikaanse Cornell University aan de beurt. De verwachtingen waren hooggespannen, want alle aanwezigen kenden zijn werk over logica en redeneren over kennis en onzekerheid: je mag gerust van een legende spreken. Geen computerpresentatie deze keer, maar een oerdegelijke uiteenzetting aan bord. Het begon heel elementair met het onderscheid tussen syntax en semantiek. Syntax is enkel de symbolische notatie zonder betekenis. “Chicken scratches” noemt Joseph Halpern dat; betekenisloze hanenpoten, zeg maar. Semantiek gaat over de betekenis die we toeschrijven aan de symbolen. Klassieke logica kan uitdrukken wat waar is en wat niet. Met behulp van modale logica kun je ook beschrijven wat iemand gelooft, wat iemand zou moeten doen, of hoe zaken veranderen in de tijd.

In de inleiding van Halpern ging het over Kripke semantiek, waarmee je kunt modelleren wat verschillende mensen wel en niet weten. Op dit punt komt de logica dicht bij speltheorie, waar het ook gaat om mensen die over gedeeltelijke informatie beschikken. Logica neemt echter een andere afslag en onderzoekt (onder meer) hoe je het beste kunt modelleren dat iemand iets (niet) weet. Dit wordt voorgesteld als een binaire relatie tussen toestanden (hoe de wereld is): het bestaan van zo’n relatie tussen twee mogelijke toestanden kun je interpreteren als dat de persoon in kwestie deze mogelijke toestanden niet kan onderscheiden. Stel de uitspraak “Het regent nu in Sjanghai” voor door het symbool p. Dan staat niet-p voor de uitspraak “Het regent nu niet in Sjanghai”. Maar ik weet helemaal niet of het nu regent in Shanghai of niet! Dit kun je voorstellen door twee mogelijke toestanden, p en niet-p, verbonden door een lijn met mijn naam erbij: die geeft aan dat ik deze toestanden niet van elkaar kan onderscheiden. Deze relatie kan verschillende wiskundige eigenschappen hebben (zo kan ze symmetrisch zijn, reflexief, transitief, of combinaties van deze). Dit wordt gemodelleerd door axioma’s toe te voegen aan de logica en de resulterende eigenschappen daarvan te onderzoeken. Ik was toch al van plan om iets meer van modale logica te leren deze zomer, dus deze inleiding kwam op een ideaal moment!

(Wordt vervolgd: volgende keer een korte samenvatting van mijn eigen praatje en een inspirerend cafégesprek.)

Uiteindelijk kom je altijd bij filosofie terecht

Wie zegt dat filosofen niet uit hun zetel te branden zijn, heeft nog niet van x-phi gehoord.Op dit blog heb ik nog niet veel over filosofie geschreven. Erg is dat niet, want als je iets langer nadenkt over de onderwerpen waar ik wel over geschreven hebt, dan kom je toch wel bij filosofie uit. Als je langer over wiskunde nadenkt, kom je uit bij vragen over haar grondslagen: “Wat is een getal?”, “Wordt wiskunde ontdekt of uitgevonden?” en vele kwesties rond het begrip oneindig. Als je nadenkt over mannen en vrouwen, kun je je afvragen of deze tweedeling wel zo absoluut is als ze vaak wordt voorgesteld. Is het ook mogelijk dat er sprake is van een continue schaal (die in het midden minder bevolkt is)? Dit is een kwestie van definities, maar ook concrete dingen kunnen vragen oproepen. Als je over een platenspeler nadenkt, bijvoorbeeld, kun je je afvragen hoe die werkt: dan kom je via de techniek uit bij de fysica van het geluid. Als je dan nog iets langer nadenkt, zit je toch weer kniediep in de filosofie: is er een fysische basis voor alle vormen van informatie (zoals een plaat de informatie bevat van de muziek die in haar groeven staat gegraveerd)? Hierop weet ik het antwoord niet, maar dat het des te meer uitdagend om er over na te denken.

Je kunt wel boeken lezen om je kennis te verbreden, maar onderzoekers houden zich juist bezig met vragen waarop er in geen enkel boek een antwoord staat. Het nadeel hiervan is dat ze niet ergens kunnen gaan spieken om te zien of ze op de goede weg zijn. Vaak weten ze zelfs niet of hun vraag wel een antwoord hééft. Ze kunnen ook experimenten uitvoeren om hun fysische (of chemische, of biologische, …) intuïtie aan te scherpen, maar het antwoord op sommige vragen kan men niet proefondervindelijk bepalen. Niet zelden betreft het hier filosofische vragen.

Hoewel filosofische kwesties niet met een welgekozen proefje te beslechten zijn, betekent dit niet dat experimentele resultaten irrelevant zouden zijn voor de filosoof. Filosofie en natuurwetenschappen hebben een gemeenschappelijke oorsprong en – volgens mij althans – nog steeds een gemeenschappelijk doel: de wereld om ons heen en onze plaats daarin begrijpen. De wetenschapsfilosoof vertrekt van wetenschappelijke bevindingen, al voert hij dat deel van het onderzoek niet langer zelf uit.

De archetypische filosoof mag dan in zijn zetel zitten nadenken, in het nieuwe millennium zijn er ook andere manieren om aan wijsbegeerte te doen. Zo worden er in de experimentele filosofie (of ‘x-phi’) methodes gebruikt die lijken op die uit de experimentele psychologie. Met behulp van vragenlijsten tracht men te achterhalen hoe mensen denken over morele dilemma’s, of onder welke omstandigheden ze zeggen dat iemand iets wel of niet weet. De resultaten worden dan geanalyseerd in een filosofische verhandeling over ethiek of epistemologie. Een andere nieuwe onderzoekslijn is de computationele filosofie, waarbij een wijsgerige onderzoeksvraag deels met behulp van computer-simulaties geanalyseerd wordt. Computer-simulaties worden ook wel pseudo-experimenten genoemd en zijn ook in de wetenschappen een populaire methode, met name wanneer gewone experimenten te duur, ethisch onverantwoord, of anderszins onhaalbaar zouden zijn. Computer-simulaties kunnen ook nuttig zijn als er wel gewone experimenten worden uitgevoerd, in de hoop dat de gecombineerde resultaten meer inzicht verschaffen in de onderliggende processen. Hoe en wat we van deze pseudo-experimenten kunnen leren, is dan weer een filosofische vraag. Hoewel computationele methoden relatief nieuw zijn, sluit deze vraag zeer nauw aan bij een eeuwenoude puzzel uit de traditionele wetenschapsfilosofie: wat is het verband tussen de wereld enerzijds en onze modellen en theorieën erover anderzijds?

Als je maar lang genoeg verder klikt op Wikipedia kom je uiteindelijk bij filosofie terecht.Ook op Wikipedia kom je altijd bij filosofie terecht. Meer precies gezegd: als je bij een willekeurig artikel begint op de Engelstalige Wikipedia en steeds de eerste link in een artikel aanklikt (voetnoten en links tussen haakjes niet meegerekend), zou je in meer dan 90% van de gevallen bij het artikel “Philosophy” uitkomen. Dit fenomeen was al eerder bekend (zo blijkt uit deze illustratie op Reddit), maar ik leerde het kennen via xkcd (mouseover bij deze cartoon). Als je al dat geklik maar tijdverlies vindt, maar toch benieuwd bent of en hoe een bepaald onderwerp op Wikipedia naar de pagina over filosofie leidt, dan kun je gebruik maken van deze website. Het kan zelfs nog mooier: Xefer illustreert de zoekresultaten in een boomstructuur.

Dit is een leuk weetje, maar toont het iets fundamenteels over de filosofie? Het zegt niet dat je absoluut altijd op filosofie uitkomt, enkel dat dit op Wikipedia heel vaak zo is en dan nog op voorwaarde dat je op een specifieke manier van het ene naar het andere artikel springt. Dat zegt dus net zo goed iets over de structuur van deze internet-encyclopedie, als over het onderwerp filosofie zelf. In mijn hoofd heeft alles met fysica te maken, maar is dat louter omdat fysica zo fundamenteel is, of komt het ook doordat ik fysicus ben en de verbindingen in mijn hersenen zich daar in de loop der jaren op zijn gaan richten? Nadat ik mijn onderzoek verlegd had naar het onderwerp kansrekening, begon ik te merken dat ik ook alles in functie van kansen, onzekerheid en toeval kon zien. We kunnen dit verschijnsel psychologisch verklaren, als een cognitieve bias, maar ik kan me moeilijk voorstellen dat dit effect even sterk zou optreden bij erg specifieke onderwerpen, zoals “stillevens uit de achttiende eeuw”. Opnieuw rijst de vraag: wat is het verband tussen de wereld aan de ene kant en ons mentale wereldbeeld en onze encyclopedieën aan de andere kant? Iets om in je zetel eens rustig over na te denken.

Welkom

Filosofie van de kansrekeningOp 2 mei 2011 verdedigde ik mijn doctoraat over de ‘Filosofie van Waarschijnlijkheid’ aan de Rijksuniversiteit Groningen (cum laude). Zoals bij ieder afgewerkt proefschrift werd er een week op voorhand een persbericht de wereld ingestuurd.
Blijkbaar spreken de onderwerpen toeval en kansrekening tot de verbeelding, want ik kreeg meerdere geïnteresseerde journalisten aan de lijn. Als resultaat hiervan verschenen er leuke stukken in de krant (NRC Next) en op internet (Kennislink). Ook mocht ik een woordje uitleg geven op de radio (Radio1-B, Radio2-NL). Dit leidde dan weer tot een aantal e-mails van mensen die graag mijn proefschrift wilden lezen.

Mijn proefschrift is hier voor iedereen vrij te raadplegen, maar dat wil nog niet zeggen dat het ook toegankelijk is.

  • Hinderpaal 1: zoals al mijn wetenschappelijke publicaties is het doctoraat geschreven in het Engels.
  • Hinderpaal 2: mijn werk is technisch van aard en is, zo zonder een woordje uitleg, slechts leesbaar voor een handvol collega-onderzoekers verspreid over de hele wereld.

Op zich is dat mooi, maar ik zou mijn passies graag kunnen delen met veel meer mensen. Vandaar het idee om met dit blog te starten. In het Nederlands, want dan hebben de mensen uit mijn naaste omgeving er ook nog wat aan.

Kom hier gerust nog een keertje langs voor:

  • een verteerbare portie wetenschap,
  • een verwarrend stukje filosofie,
  • of een vleugje kunst.

Aanmoedigingen, vragen of klachten zijn altijd welkom in de commentaren.