Tag Archief: stellingen

Zeven zotte onzinmachines

Het bordspel Muizenval is opgebouwd rond een Rube-GoldbergmachineOnzinmachines – die niets nuttigs doen, maar wel op een héél mooie manier – hebben me altijd gefascineerd. Vandaag zet ik er zeven op een rijtje (genummerd tussen haakjes), waarvan eentje gemaakt door een zevenjarige.

Neem nu een knikkerbaan. De fysica erachter is relatief eenvoudig uit te leggen aan de hand van behoud van energie: je neemt een knikker op van de grond en laat die bovenaan de baan los. Tijdens het opheffen, verwerft de knikker potentiële energie, die tijdens zijn weg naar beneden omgezet wordt in kinetische energie. Stelling 1: “Fysica is kinderspel!”

Eerlijkheidshalve moet ik hier wel bij vermelden dat ik mijn eerste knikkerbaan pas heb gekregen toen ik al flink in de twintig was. Een knikkerbaan is op zich geen onzinmachine, maar kan er wel deel van uit maken, bijvoorbeeld in het gezelschapsspel Muizenval (1). Stelling 2: “Fysica houdt ons jong van geest.” :-)

Als je al eens naar Technopolis bent geweest, ken je vast de metershoge constructie waarin metalen ballen langs verschillende paden naar beneden kunnen rollen en daarbij voor leuke effecten zorgen (2). Tijdens ons laatste bezoek vorig jaar maakte ik dit filmpje van deze overmaatse knikkerbaan:

In het Engels heet zo’n constructie een Rube Golberg machine, naar striptekenaar en uitvinder Rube Goldberg die leuke voorbeelden verzon. In het Duits spreken ze soms ook van een Was-passiert-dann-Maschine.

Op internet is onzin altijd populair, dus doen ook Rube-Goldbergmachines het er goed. Er zijn wonderlijk inventieve filmpjes van te vinden, maar we beginnen met een animatie die je periodiek links & rechts en boven & onder kunt herhalen om zo een oneindig grote onzinmachine te maken (3).

Kies een balletje en volg het pad door de animatie.

Eenheidscel van een potentieel oneindig grote onzinmachine.

Deze zevenjarige jongen (: zie stelling 1) maakte zijn eigen onzinmachine (4) en ging daarbij wetenschappelijk te werk: hij maakte op voorhand een hypothese over hoe lang het zou duren tot alle stappen in zijn zelfgebouwde kettingreactie elkaar netjes zouden opvolgen en bleef daarna proberen tot het inderdaad gelukt was.

Zijn enthousiasme is fantastisch, maar er is wel nog werk aan zijn statistische dataverwerking. Hij voorspelt twee geslaagde uitvoeringen tegen tien à twintig mislukkingen, wat suggereert dat hij het slaagpercentage probeert in te schatten, niet de eerste succesvolle uitvoering. In dat laatste geval zou ik eerder een hypothese in de vorm van één succes tegen zoveel mislukkingen verwachten. In de video stopt hij echter na de eerste succesvolle uitvoering en op die manier kun je natuurlijk niet weten wat het slaagpercentage is.

Dergelijke kettingreactiemachines doen ook denken aan evenementen zoals Domino Day. Er zijn inderdaad heel wat mensen die Rube-Goldberg-achtige constructies maken met hoofdzakelijk dominosteentjes, stokjes en touwtjes. Twee jaar geleden bijvoorbeeld deed deze “Frenetic kinetics!“-video de ronde op internet (5):

Hoewel onzinmachines grotendeels nutteloos zijn, kun je met deze Rube-Goldbergmachine wel een foto maken (6):

Tot slot nog een zeer sfeervol filmpje van een ontbijttafereel met een onzinmachine (7):

Wil je nog meer voorbeelden zien? Bekijk dan eens de clip bij “This too shall pass” van de band OK Go, verken de officiële Rube-Goldberg-website, of ga zelf op zoek op naar video’s op YouTube. Mooie vondsten zijn zeer welkom in de commentaren! :-)

Zwemmen tussen regenbogen

Het is heerlijk zwemmen met zicht op een regenboog.Voor fysica heb je niet altijd een labojas nodig – in badpak, zwembroek of bikini kun je ook interessante waarnemingen doen. Is het je bijvoorbeeld al eens opgevallen dat je vanuit het zwembad een ring van regenboogkleuren kunt zien rond elke lichtbron? Zo’n ring heet een halo en dit optische effect kun je soms ook rond de maan zien. Ik vraag me al een tijdje af hoe de zwembadhalo ontstaat: heeft het te maken met het water in onze ogen, of komt het gewoon door de vochtige lucht? Op het eerste zicht lijkt de eerste optie minder waarschijnlijk: er zit immers altijd een laagje water op onze ogen. Anderzijds vallen de halo’s me vooral op ná het zwemmen, wat dan weer suggereert dat het iets met het zwemmen zelf te maken heeft en niet gewoon met de omgeving.

Met veel goede wil kun je een zeer vage halo zien op deze foto, maar die valt in het niets bij hoe ik het zelf zag.Vorige week donderdag ging ik nog eens zwemmen en nadien zag ik een prachtige halo rond de lamp in de gang naast de kleedhokjes. Dat kwam goed uit: ik haalde mijn fotoapparaat uit de tas en keek of de halo ook op de foto stond. Terwijl de regenboogkleuren rond de lamp zo duidelijk waren, zag ik er op het schermpje niets van. Dat suggereert dat het effect in onze ogen ontstaat.

Bij thuiskomst ging ik via Google Scholar op zoek naar wetenschappelijke artikels over dit fenomeen. De onderliggende gedachtegang wordt samengevat in deze stelling: “Je kunt het zo gek niet bedenken, of er wordt onderzoek naar gedaan.” En ja hoor: daar verschenen twee onderzoeksrapporten.

In 1983 deden twee Amerikaanse artsen, Haag en Gieser, een heus veldonderzoek: ze trokken naar het zwembad en vroegen er aan vijftig mensen voor en na het zwemmen (gedurende gemiddeld een half uur) of ze halo’s of regenbogen zagen rond lampen. Vierendertig van hen – of dus 68% – bleken na het zwemmen inderdaad halo’s te zien, hetgeen de onderzoekers wijten aan oedeem (vochtopstapeling) in het hoornvlies (de buitenste, transparante laag van het oog). De correlatie tussen oedeem van het hoornvliesepitheel en het zien van halo’s was in 1983 blijkbaar al bekend, want hiervoor verwijzen ze naar een boek uit 1977. Haag en Gieser stelden ook punt- of lijnvormige erosies vast van het epitheel (laatste laag cellen) van het hoornvlies. Voor blijvende oogschade zorgde het zwemmen echter niet: één dag later waren al deze effecten verdwenen. Helaas staan er geen plaatjes bij van hun proefpersonen, dus voor een hilarische terugblik op de badmode uit de jaren tachtig zijn we hier aan het foute adres.

Uit het onderzoek van Haag en Gieser blijkt dat zwemwater het hoornvliesepitheel beschadigt, maar niet welke factor hier precies voor verantwoordelijk is. Ze vermelden diverse mogelijkheden waaronder pH en chloor. In 2008 vonden Ishioka en zijn team van Japanse collega’s tien vrijwilligers bereid om hun ogen te laten spoelen met pH-neutrale zoutoplossingen met en zonder chloor. Uit hun studie blijkt dat het hoornvliesepitheel meer doorlaatbaar wordt voor vocht door de aanwezigheid van chloor. Door te zwemmen in gechloreerd zwembadwater kan ons hoornvlies dus zwellen.

Dit leuke effect bekwam ik door een foto te nemen van dezelfde lamp als hierboven, maar dan uit focus en door een aangedampte lens.Samengevat: bij het zwemmen in gechloreerd zwembadwater, worden onze ogen blootgesteld aan chloordioxide (ClO_2), hetgeen het transparante hoornvlies doet zwellen. Hierdoor verandert de weg die het licht aflegt door deze laag en zien we halo’s rond lampen. Deze halo’s verbeelden we ons niet, maar kunnen we toch niet op foto vastleggen, omdat het effect zich in onze ogen manifesteert. Je kunt natuurlijk wel op de lens ademen om een soortgelijk effect te bekomen, maar het is toch anders: ik zag zowel de lamp als de halo errond helder en scherp, terwijl de foto vooral flou is.

Zo, hiermee heb ik misschien ook weer een mysterie opgelost in het leven van deze zwemmende fysicus.

Het regenboogmeer in Yellowstone National Park.Om te zwemmen tussen de regenbogen hoef je dus niets anders te doen dan flink met je ogen open onder water te gaan en vooral geen zwembril te dragen. Als je ervan droomt om in een regenboog te zwemmen, overweeg dan een reisje naar Yellowstone National Park in de Verenigde staten. Er is daar een warmwaterbron die aanleiding geeft tot een regenboogmeer (bron afbeelding). De heldere kleuren aan de rand van het meer onstaan hier niet door lichtbreking, maar door de pigmenten van de bacteriën die in het water leven. Hm, misschien toch niet zo aanlokkelijk om in te zwemmen dus. Als je geen vrede neemt met het zien van halo’s en echt een regenboog wil zien vanuit je zwembad (zoals op het plaatje bovenaan), dan kun je misschien dit vakantiehuisje (ahum) huren, maar het kost wel iets meer dan een toegangskaartje voor het openbare zwembad. ;-)

Je moet niet alles geloven wat je leest

De stelling van vandaag is: “Je moet niet alles geloven wat je leest.” Inspiratie hiervoor vond ik op onderstaand etiket op het broodje dat ik deze voormiddag in Antwerpen kocht, als lunch voor de lange reis naar Groningen. Ik zei toch al dat ik alles lees, inclusief wat er op de doos ontbijtgranen staat? ;-)

Dit was mijn lunch.

Oud brood.

Als we dit etiket mogen geloven, was mijn broodje al meer dan tien jaar oud geleden bereid. Ofwel is de diepvries van de Pano een wonder der techniek (want het broodje smaakte als nieuw) en is hun logistieke planning hun tijd ver vooruit, ofwel is hun etiketeercomputer daar juist voor het weekend gecrasht en hebben ze datum nog niet opnieuw ingesteld.

Andere speculatieve verklaringen zijn natuurlijk altijd welkom in de commentaren. :-)

Alles is fysica

De eerste stelling van vandaag is: “Alles is fysica.” Tja, voor natuurkundigen is het moeilijk om geen reductionist te zijn. Eigenlijk hoort hier een diepgaande filosofische analyse bij, maar bij gebrek aan tijd hou ik het bij een illustratie van de wijdverbreidheid van deze opvatting. Hieronder een dialoog uit een oude serie – meer bepaald het tweede seizoen van “Party of Five” uit 1996, episode 15 “Benefactors (Weldoeners):

Miller: “Everything is physics, Julia.”

Julia: “What about falling in love? That’s not physics!”

De daarop volgende uitleg van Miller leidt tot de tweede stelling van vandaag: “Wat het ook is, het is géén chemie.” Tja, voor natuurkundigen is het moeilijk om niet chauvinistisch te zijn: zie ook het citaat van Rutherford wiens chauvinisme werd afgestraft met een Nobelprijs in de Chemie. ;-)

(Langer fragment hier te bekijken.)

Een terugblik op Oxford: 4 x 4 foto’s

Deze lilligaf was een week later al wit-overschilderd.Het regenseizoen is dan toch aangebroken in Engeland en ondanks al mijn mijmeringen over regenbogen is dat toch niet zo’n pretje. Zelfs de eekhoorns blijven liever in hun warme nestjes liggen. Voor mij wordt het stilaan tijd om mijn koffers te pakken, maar eerst nog een paar foto’s posten die zonder duidelijke reden nog niet tot hier waren geraakt. Om het een beetje overzichtelijk te houden, heb ik ze gerangschikt volgens vier thema’s: vier keer vier foto’s van acht weken in flat acht.

Thema 1 gaat over muren. Dat is ook symbolisch bedoeld natuurlijk, want ik heb gedurende acht weken een kijkje mogen nemen achter de muren van Oxford.

Een blik op en achter de muren van Oxford.

Thema 1: De muren van Oxford. Linksboven: Graffiti heb ik hier weinig gezien, maar iets buiten het historisch centrum zijn er wel winkels met dit soort muurschilderingen. Rechtsboven: Anderzijds is graffiti ook niet nodig bij gebouwen met dit soort karakterkoppen! Onder: Als je de pijl volgt naar de 'South Writing Schools' dan kom je in dit lokaal, waar ik 's maandag les volgde. (Foto's nemen was er eigenlijk verboden, dus dit is een clandestien plaatje met de webcam.)

Thema 2 is Bonfire Night. Het Verenigd Koninkrijk heeft geen officiële feestdag, maar Guy Fawkes Night of Bonfire Night komt aardig in de buurt. Op deze avond leerden we hoe je een fles ontkurkt als je geen kurkentrekker hebt. (Hier staan een paar leuke ideetjes, maar we zijn gewoon bij de buren gaan aankloppen.)

Bonfire Night in Oxford.

Thema 2: Bonfire Night in Oxford. De onmisbare ingrediënten zijn: een middelgrote kermis (linksboven), een groot vuurwerk (rechtsboven) en een gigantisch vreugdevuur (linksonder), dat de dag nadien nog nasmeult (rechtsonder). (En dat allemaal in het park, vlak voor het raam van mijn flat!)

Ik kwam naar hier voor de filosofie, maar ook de wetenschap is overal aanwezig in Oxford, dus dat is Thema 3.

Wetenschap in Oxford.

Thema 3: Wetenschap in Oxford. Linksboven: Het museum voor geschiedenis van de wetenschap. Rechtsboven: Een gedenkplaat voor Robert Boyle en Robert Hooke. Linksonder: Dawkins wordt uitgedaagd voor een debat. (Dit is een parodie op Dawkins eigen reclameaffiches op bussen, met de leuze: 'There probably is no God. Now stop worrying and enjoy your life.') Rechtsonder: Met de taxi naar het Wetenschapspark? Reis dan wel in stijl!

Thema 4 ten slotte: een stad is niets zonder haar inwoners.

Bewoners van Oxford.

Thema 4: Bewoners van Oxford. Boven: Eekhoorns, veel eekhoorns. Linksonder: Studenten die niet sportief genoeg zijn om aan roeiwedstrijden mee te doen, kun altijd nog rustig gaan 'punten'. Rechtsonder: De winter wordt hier vast beregezellig!

Zo, dat waren al mijn achterstallige foto’s. Om af te sluiten nog een stelling die mooi aansluit bij Thema 4:

De eekhoorn is het beste voorbeeld van de golf-beestjes-dualiteit.

Kwantumbiologie van de hoogste plank? Of de hoogste tijd om naar huis te gaan en het allemaal een beetje te laten bezinken…? Ik hou het bij dat laatste. ;-)

Ik kan niet beloven dat ik de komende weken niets meer over mijn verblijf hier zal schrijven, maar dit was wel mijn laatste blogpost vanop deze locatie.

Doe de eenhoorndans in Osvoorde

In Oxford steekt de os de rivier over.De meeste Nederlandse universiteiten hebben een mooie traditie die we in Vlaanderen niet kennen: bij het afronden van een doctoraat moet de kandidaat er niet enkel een boekje schrijven, maar ook een aantal stellingen uit de hooggeleerde mouw schudden… Leuke stellingen worden verzameld in de online databank van Hora Est. Omdat ik graag stellingen bedenk, maar daarvoor niet nóg een heel doctoraat wil schrijven, verdedig ik vandaag blogsgewijs drie stellingen over Oxford.

Om te beginnen:

  • Stelling I: Oxford is een soort Maastricht.

Een aantal gelijkenissen tussen Oxford en Maastricht springen meteen in het oog: beide steden hebben een compact centrum met een universiteit en mooie, historische gebouwen. Mijn interesse gaat echter vooral uit naar de verwantschap tussen de namen van deze plaatsen: terwijl ‘Maastricht’ zoveel betekent als ‘doorwaadbare plaats in de Maas‘, is ‘Oxford’ een oversteekplaats (‘ford‘ in het Engels) voor ossen (het Engels voor os is ‘ox‘). De oversteekplaats waar Oxford naar vernoemd is, verwijst natuurlijk niet naar de Maas, maar misschien wel naar de plaatselijke rivier, de Thames. In het Nederlands wordt een doorwaadbare plaats aangeduid met de uitgang -tricht, -trecht, -drecht of -voorde (waarbij die laatste optie nog het meest op het Engelse ‘-ford‘ lijkt). Dat brengt ons bij:

  • Stelling II: Als Oxford in Vlaanderen of Nederland had gelegen, dan had het ‘Osvoorde’ geheten.

Ja, een stelling met een tegenfeitelijke voorwaarde erin (zoals in Oswald-zin [C]), probeer die maar eens te weerleggen! ;-)

In het midden van het wapenschild van Oxford staat er zo’n wadende os waar de stad naar vernoemd is. Dat wapenschild brengt ons bij de laatste stelling van vandaag. Eén zwaluw maakt de lente niet en net zo goed geldt:

  • Stelling III: Eén os maakt het wapen niet.

Voor een respectabel wapenschild heb je minstens (a) één stoer fabeldier nodig, of anders (b) een zo vreemd mogelijk assortiment aan dieren. De stad Oxford opteert voor optie (b): links staat er een olifant, in het midden die Thames-doorwadende os, bovenaan een leeuwtje en rechts een dier waarvan ik aanvankelijk dacht dat het een mislukte leeuw was, maar het blijkt een bever te zijn (met veel goede wil te herkennen aan de platte staart). In en rond Oxford liggen er veel groengebieden en op de naamborden van de parken prijkt het wapenschild in al zijn kleuren:

Het wapenschild van Oxford.

Het wapenschild van Oxford met de Latijnse wapenspreuk: "Fortis est veritas" (Waarheid is kracht).

Het wapenschild van het Verenigd Koninkrijk demonstreert optie (a): een kleine leeuw in het midden, een grote leeuw links en rechts het stoere fabeldier, de eenhoorn. Een mooie versie van het schild siert de gevel van Brasenose College op High Street. Ik passeer dit gebouw bijna dagelijks en toch heb ik telkens weer de neiging om mijn fototoestel boven te halen voor nóg een plaatje van de toegangspoort:

Het wapenschild van het Verenigd Koninkrijk.

Het wapenschild van het Verenigd Koninkrijk met de oud-Franse wapenspreuk (niet volledig zichtbaar): "Honi soit qui mal y pence" (Schande over hem die er kwaad over denkt).

Ook op de gevel van de bibliotheek staat het wapen van het Verenigd Koninkrijk gebeeldhouwd. Zo kwam het dus dat ik met eenhoorns in mijn hoofd zat, toen ik die eed moest afleggen om de bibliotheek binnen te mogen. Wat er ook mee te maken kan hebben, is dat ik kort tevoren een affiche had zien hangen waarop ‘filosofie’ en ‘eenhoorndans’ (zoiets als de Chinese drakendans) iets te comfortabel naast elkaar stonden. De combinatie ‘filosofie’ en ‘eenhoorndans’ scoort net zo hoog op de charlatan-schaal als het duo ‘kwantumfysica’ en ‘spiritisme’. Als ik mijn rantsoen van drie stellingen per dag nog niet had opgebruikt, zou ik hierover zeker nog een stelling hebben moeten afkondigen. Nu echter kan ik er mij met deze tegenfeitelijke voorwaarde vanaf maken en verder gewoon schrijven: tot de volgende keer!