Tag Archief: wetenschap

Sylvia's blog > blog > wetenschap

Open brief aan Sinterklaas

05/12/2011 3 Reacties

Sorrypiet zegt sorry.
Liefste Sinterklaas,

 

U bent aanstonds jarig en dat zullen we geweten hebben. Waar U en Uw knechten het snoepgoed destijds nog achteloos “in één of andere hoek” strooiden (en daarmee Toon Hermans tot waanzin dreven), worden de woonkamers tegenwoordig volgestouwd met chocolade, pepernoten en ander suikergoed. De concurrentie met die andere vrolijke kindervriend in rode outfit is hard, dat begrijp ik. Bovendien is het wel zo verstandig om de huizen alvast tot de nok toe te vullen, zodat U er op Sinterklaasavond veilig met Uw paard en Uw hele gevolg over kunt met die zware zakken vol speelgoed.

Op de Nederlandse televisie worden Uw voorbereidingen voor Sinterklaasavond op de voet gevolgd in speciale Sinterklaasjournaals. Er worden zelfs kamervragen gesteld over Uw paard dat zoek zou zijn. Wat me ook is opgevallen, is dat Marc-Marie Huijbregts niet meer bij U werkt als Sorrypiet. Vindt U dat ook zo jammer? Om het verlies een beetje goed te maken, stuur ik U dit filmpje uit 2007. (Ja, wonderlijk briefpapier hebben ze tegenwoordig, hè!)

Misschien had U Uw Sorrypiet toch beter nog even in dienst gehouden, in verband met het kleine euvel met die speelgoedfolders. O, U weet er nog niets van? Sta me toe dat ik U even bijpraat.

Al weken voor Uw verjaardag vallen er speelgoedfolders in onze brievenbussen. Voor de meeste kinderen is zo’n folder een plezier op zich. Bij elk plaatje kan het kind zich voorstellen hoe leuk dit nieuwe spel zou zijn, of hoe dat afgebeelde poppetje en die boerderij te combineren zijn met speelgoed dat het al heeft. De iets grotere kinderen vragen zich vertwijfeld af welk nieuw speeltuig na een dag, een week, of een maand nog even leuk zal zijn – om alsnog iets te kiezen dat al na een paar uur stuk gaat. Ach en wee, de onstuimigheid der jeugd.

Over die speelgoedbrochures heb ik nog een appeltje te schillen met U. (Het mag best een appeltje van oranje zijn, als dat U belieft.) Kinderen schrijven U al sinds jaar en dag brieven om te laten weten welk speelgoed ze het liefste willen. Blijkbaar kunnen ze dat dus prima zelf beslissen. Waarom tracht U hun keuze dan op deze manier te beïnvloeden? (Ik heb twee plaatjes uit een folder geknipt en hieronder bijgeplakt.)

Tja, zo wordt het nooit wat met meisjes en wetenschap.

Tja, zo wordt het natuurlijk nooit wat met meisjes en wetenschap.

Ik had toch meer ruimdenkendheid verwacht van een man in een jurk. (Ja ja, ’tabberd’ noemt U dat.) Bent U werkelijk dezelfde Sint als degene die mij twintig jaar geleden een microscoop cadeau deed? Een echte, weet U nog, met lenzen en een lampje. En nu dit: meisjes aan de afwasbak, jongens aan de microscoop? Bent U serieus, Sinterklaas, in 2011?!

Op mijn verlanglijstje van dit jaar staat er maar één wens: meer “spannende experimenten” voor álle kinderen. Begrijp me goed: ik vraag U uitdrukkelijk níet om roze microscopen op de markt te brengen; de mijne was wit en werkte prima. Laat meisjes ook eens door die microscoop kijken en laat jongens ook eens aan de afwasbak. Zoals trouwe bloglezers al weten, zijn er immers ook aan de afwas leuke proefjes te doen met drijvende druppels en kleurrijke zeepbellen of ketelbodems.

U leeft natuurlijk in een mannenwereld. (Of behoren er intussen ook vrouwen tot Uw Pietenkorps?) Daarom ga ik er voorlopig van uit dat U met de beste bedoelingen heeft gehandeld en gewoon niet beter wist. Wel mag ik hopen dat U de jongens en meisje van Intertoys tegen volgend jaar  streng zult toespreken, zodat deze flater zich niet herhaalt!

Als Uw Sorrypiet nog in dienst was, dan kon U hem op pad sturen om excuses te bezorgen. Overigens wil ik U ook zelf mijn excuses aanbieden omwille van het feit dat onze correspondentie de laatste jaren wat verwaterd is. Ik wil niet ondankbaar overkomen en dank U zeer voor de chocoladeletter die ik mocht ontvangen. Makkers staakt uw wild geraas, etcetera, etcetera.

 

Uw kapoen,

S.

Wetenschap

, , , , , , ,

De fysica van hemelsblauwe ogen

21/11/2011 3 Reacties

Bij mensen met een bleke oogkleur, kun je prachtig de structuur van de iris zien, zoals hier gefotografeerd door Suren Manvelyan.Als je al ooit iemand “hemelsblauwe ogen” hebt toegedicht, dan ben je geen bijster originele dichter, maar mogelijk wel een betere fysicus dan je zelf beseft!

Ogen worden soms “spiegels van de ziel” genoemd  en spiegelen doen ogen alleszins. Het laatste fotoraadsel was een detail van een oog, waarin je de Gentse Graslei weerspiegeld zag. Als je vlak voor iemand staat, kun je jezelf (verkleind) weerspiegeld zien in de ogen van die persoon, als een poppetje. Daar komt de uitdrukking “in de poppetjes van iemands ogen kijken” vandaan. Het Latijn voor pop is ‘pupil‘ en dat woord gebruiken we overdrachtelijk voor het donkere, middelste deel van het oog, waar we onze weerkaatsing ook het beste kunnen zien.

Vorige keer schreef ik dat je het oog als een bolle spiegel kunt beschrijven met klassieke optica. Daarbij vermeldde ik al dat  het oogoppervlak geen perfecte spiegel is, want je ziet tegelijk met de weerkaatsing ook iets van het oog zelf.  Vandaag stappen we dus dóór de spiegel en gaan we op zoek naar de oorsprong van de regenboog van onze ziel…

We zullen zowel fysica als biologie nodig hebben om een antwoord te geven op deze vragen:

  1. Waar komt onze oogkleur vandaan?
  2. Kunnen ouders die beiden blauwe ogen hebben, toch een kind krijgen dat bruine ogen heeft?
  3. Kun je je oogkleur permanent veranderen, met een pilletje of een operatie?

Wat je van buitenaf ziet van de oogbol is het oogwit en de oogappel. De oogappel bestaat uit de pupil en de iris. De pupil zie je als een zwarte stip, omdat dit een opening is waardoor je de donkere binnenkant van de oogbol ziet (het oog is een soort ‘camera obscura‘ of donkere kamer). De iris is het gekleurde deel rond de pupil; dit wordt ook het ‘regenboogvlies’ genoemd. Als we het hebben over iemands oogkleur, bedoelen we dus eigenlijk zijn of haar iriskleur. Mijn eigen irissen zijn nagenoeg perfect egaal donkerbruin. Dat vind ik jammer, want bij mensen met lichtere oogkleuren – zoals blauw, groen, of grijs – kun je meer structuur zien. Ook bestaat een lichtere iris vaak uit meerdere kleuren. Het fotoraadsel toont daar een voorbeeld van: je ziet in de iris een mengeling van geel en blauwgrijs, in een soort netachtige structuur.

Bij mensen met een bleke oogkleur, kun je prachtig de structuur van de iris zien, zoals hier gefotografeerd door Suren Manvelyan.De prachtige close-ups van Suren Manvelyan (theoretisch fysicus en fotograaf) laten de structuur in de iris zeer duidelijk zien. Dit doet me denken aan ouderwetse knikkers, waarbij er midden in het transparante glas gekleurde golfjes zitten. Als kind vroeg ik me af hoe ze die golfjes daarin kregen. Later besefte ik dat mijn vraag slecht geformuleerd was: de gekleurde structuren ontstaan immers samen met de rest van de knikker, tijdens het smeltproces van het glas. Bij het oog is de situatie vergelijkbaar: je moet al een beetje weten over hoe het oog is opgebouwd, voor je gerichte vragen kunt stellen over de kleur ervan. Tot voor kort dacht ik dat enkel het buitenste laagje rond de pupil een kleur heeft, of met andere woorden: dat de iris een heel dun laagje is, dat door en door dezelfde kleur heeft.

Laten we dus bij het begin beginnen: wat is de iris eigenlijk? De iris bevindt zich tussen het hoornvlies (het buitenste deel van het oog, waarin ik me al eens gesneden heb) en de interne ooglens (zie ook deze anatomische dwarsdoorsnede). De iris is een kringspier, die de pupil kan doen samentrekken of verwijden en daarmee dezelfde functie vervult als het diafragma in een camera. Eens je erbij stilstaat dat de iris een spier is, is het niet moeilijk om te beseffen dat dit orgaan – net als een knikker – een interne structuur heeft: vandaar de vezelachtige structuur die zichtbaar is in bleke ogen.

Dit brengt ons bij een voorlopig en onvolledig antwoord op de eerste vraag: oogkleur wordt bepaald door reflectie en verstrooiing van het omgevingslicht aan de structuur van de iris. Dat omgevingslicht een bijna even grote rol speelt als de eigenlijke kleur van de iris (zeg, bij wit licht), maakt dat vooral mensen met een lichte oogkleur hun schijnbare oogkleur kunnen beïnvloeden door make-up en de kleur van de kleren die ze dragen. Voor de rest van dit stukje zullen we uitgaan van de oogkleur bij wit licht.

Bij een grote meerderheid van de mensen bevatten huid en haren pigmenten; bij albino’s echter ontbreken deze pigmenten, waardoor ze een zeer bleke huid hebben en wit haar. Ook met hun ogen is er iets aan de hand: albino’s lijken rode ogen te hebben. Dit suggereert al dat bij mensen zonder albinisme, oogkleur beïnvloed wordt door de aanwezigheid van pigmenten in de iris. Deze pigmenten ontbreken bij een albino, waardoor je dwars door hun irissen het bloed in hun ogen kunt zien. Voor albino’s zelf is dit gebrek aan pigmenten in hun ogen overigens knap lastig: hun doorschijnende irissen houden nauwelijks licht tegen en kunnen hun functie als diafragma dan ook niet naar behoren vervullen. Hierdoor kunnen albino’s minder goed zien.

Bijna alle baby's worden geboren met blauwe ogen. Het is dus even wachten voor je te weten komt of het kind later dezelfde ogen als papa of mama zal hebben.Bij mensen die wel normaal gepigmenteerd zijn, wordt hun oogkleur bepaald door diverse pigmenten op achter- en voorzijde van de iris. Het belangrijkste pigment daarbij is het donkerbruine melanine (waarvan ik er duidelijk veel heb). Een iris met weinig pigment op de achterzijde, ziet er blauwgrijs uit. Deze kleur ontstaat door interne verstrooiing van het licht in de iris. Ook de meeste baby’s hebben blauwgrijze ogen, maar tijdens de eerste levensjaren kan er nog pigment bijkomen en pas dan wordt hun uiteindelijke oogkleur duidelijk. Met genetica kun je proberen te voorspellen welke kleur dit zal worden, zelfs vóór het kind geboren is, want oogkleur (datgene wat je ziet: het fenotype) is voor een groot deel genetisch bepaald (het genotype).

Je zou kunnen denken dat kinderen een oogkleur hebben die een mengeling is van de oogkleur van hun ouders, maar dit blijkt in de praktijk niet te kloppen: ouders die beiden bruine ogen hebben, kunnen bijvoorbeeld een kind krijgen dat blauwe ogen heeft. Van kleuren mengen is er dus geen sprake. Als er iets gemengd wordt, zijn het chromosomen. Genetica leert ons dat ieder van ons twee verschillende exemplaren heeft van zijn chromosomen en dat elke ouder één chromosoom per paar doorgeeft, waardoor het kind weer twee exemplaren van elk chromosoom heeft. Welk exemplaar van elk chromosoom doorgegeven wordt, wordt door toevallige omstandigheden bepaald. Enkele genen op die chromosomen bepalen de pigmentatie en dus ook de oogkleur. Welke genen een kind meekrijgt en hoe deze zullen samenspannen in het ontwikkelen van de oogkleur is niet met zekerheid te voorspellen, maar je kunt wel kansen berekenen.

Zelf heb ik op school geleerd dat het hebben van blauwe ogen een recessieve eigenschap is, terwijl bruin dominant is: beide ouders moeten het gen voor blauwe ogen doorgeven, anders krijgt het kind bruine ogen. Dit Mendeliaanse beeld komt weliswaar overeen met de vaststelling dat bruine ogen veel meer voorkomen dan blauwe, maar het stelt de zaken toch iets te eenvoudig voor. Meer dan 75% van het verschil tussen blauwe en bruine ogen wordt inderdaad veroorzaakt door één gen: OCA2 dat zich op chromosoom 15 bevindt. Meer dan 75% dus, maar geen 100%. Er spelen dus ook nog andere genen een rol bij het bepalen van oog- (en trouwens ook haar-) kleur. (Dit noemt men ‘polygeen’.)

Hiermee hebben we een antwoord op de tweede vraag: ja, ouders met blauwe ogen kunnen een kind krijgen met bruine ogen, maar de kans is wel erg klein. Overigens wordt het door wetenschappers mogelijk geacht dat het genetische signatuur voor blauwe ogen afstamt van één enkele voorouder bij wie deze variant zich spontaan ontwikkeld heeft; dit zou betekenen dat al onze voorouders vóór die tijd bruine ogen hadden. Saai, hè!

In de tijd dat ik nog aan DNA-sensoren werkte, deden we experimenten met SNPs (spreek uit als ‘snips’), wat staat voor “single-nucleotide polymorphisms” of puntedefecten in DNA: variaties waarbij de DNA-codes in slechts één letter van elkaar verschillen. Welnu, in 2009 hebben onderzoekers van de universiteit Rotterdam met experimenten aangetoond dat oogkleur in 90% van de gevallen te voorspellen is aan de hand van amper zes SNPs, op even zoveel genen.

Dit is de chemische structuur van het biomolecule eumelanine, het donkere oogpigment. (Bron van de afbeelding: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eumelanine.svg)Na dit uitstapje naar de genetica, komen we terug bij de pigmenten die onze oogkleur bepalen. Pigmenten zijn kleurstoffen, die een bepaald deel van het spectrum absorberen en een deel reflecteren. De aard van de pigmenten, de plaats en de dichtheid waarmee ze in de iris voorkomen, bepalen samen de uiteindelijke oogkleur. Bij mensen gaat het vooral om twee soorten melanine – eumelanine dat bruin is en feomelanine dat geel is – terwijl er bij andere diersoorten ook andere pigmenten en dus ook andere oogkleuren voorkomen.

Deze pigmenten komen voor in het epitheel (achterzijde) en het stroma (voorzijde) van de iris. Wanneer enkel de achterzijde gepigmenteerd is, zal het oog grijs tot blauw lijken, doordat het invallende licht verstrooid wordt in de vezelachtige structuur van de iris. Wanneer ook de voorzijde een licht pigment bevat, kun je nog andere kleuren krijgen. Ogen die achteraan donker zijn en vooraan geel pigment bevatten, kunnen bijvoorbeeld groen lijken. In deze gevallen blijft de iris gedeeltelijk transparant en wordt de kleur mede bepaald door de dikte en de dichtheid van de vezels. Wanneer de voorzijde echter donker gepigmenteerd is, zoals bij mij, kan het licht niet in de iris doordringen. Een groot deel van het licht wordt meteen geabsorbeerd door de buitenste laag van de iris, met een zeer egale, bruine kleur als gevolg. (Zie ook deze link.)

Als de pigmenten ongelijkmatig verdeeld zijn, zullen er meerdere kleuren zichtbaar worden in hetzelfde oog. Vaak heeft de rand rond de pupil een andere kleur dan de buitenrand van de iris (zoals Danny’s oog in het fotoraadsel). Er kan ook één sector anders gekleurd zijn (dag Riet!) of de twee ogen kunnen totaal verschillende kleuren hebben. Dit heet ‘heterochromie’ en is vrij zeldzaam bij mensen, maar courant bij sommige dieren, waarbij dan altijd één oog blauw is (bij honden bijvoorbeeld bij huskies en border collies).

Door andere pigmenten toe te voegen, kun je het regenboogvlies van het oog in principe in eender welke kleur van de regenboog verven.Dan rest er ons nog het antwoord te zoeken op de derde en laatste vraag: kun je je oogkleur veranderen? In elk geval is het zo dat je oogkleur op verschillende manieren kan veranderen tijdens je leven. Ik schreef al dat de meeste baby’s bij de geboorte blauwgrijze ogen hebben, die – mede onder invloed van de zon – kunnen evolueren naar een andere kleur. Na het derde levensjaar staat de oogkleur in principe vast.

Net als de huid, kan ook de iris ook nog op latere leeftijd in de loop van het jaar van kleur veranderen en dit onder invloed van zonlicht. Net als de huid worden ook de ogen zo doorgaans bruiner in de zomer. (Ik zal hier eens op letten bij mezelf, maar het zou kunnen dat mijn bril UV-licht tegenhoudt, waardoor mijn ogen niet nog donkerder worden door de zon.) Het zou ook zo zijn dat iemand met groene ogen in de zomer bruine vlekken krijgt op de irissen; een soort sproeten dus. Bij blauwe ogen zou zonlicht voor een lichtbruine ring rond de pupil kunnen zorgen. In al deze gevallen keert in de winter de normale kleur terug.

Het hebben van twee verschillende kleuren ogen is meestal aangeboren (hetzij genetisch bepaald of een gevolg van een letsel tijdens de zwangerschap), maar heterochromie kan ook na verloop van tijd ontstaan door ziekte (van een ontsteking tot tumor) of letsel, onder andere door oogdruppels die gebruikt worden in de behandeling tegen glaucoom (groene staar). Als je oogkleur plots verandert zonder duidelijke reden, kun je best eens naar de oogarts gaan.

Op kortere termijn is het trouwens zo dat je oogkleur voortdurend (een beetje) verandert. Wanneer de iris samentrekt, worden immers ook de pigmenten in het oog samengedrukt; door deze stijging in de concentratie van de pigmenten, verandert je oogkleur dus ook (subtiel).

Stel nu dat je je oogkleur opzettelijk wenst te veranderen. Je kunt natuurlijk gekleurde lenzen proberen, als je tijdelijk een andere oogkleur wil hebben. Aangezien lichte kleuren zoals blauw of groen deels door optische effecten in de iris onstaan, lijkt het mij dat dit enkel overtuigend zal werken als je bruine ogen wil nabootsen. Er zijn ook permanente methodes, die zeker een overtuigend effect zullen hebben, maar die wel erg drastisch zijn! De website van “Improbable research” berichtte eerder deze maand over twee patenten voor het veranderen van oogkleur: je kunt kiezen uit ‘schrapen’ of ‘verven’. Bij de schraapmethode wordt er met een laser een deel van de pigmentlaag verwijderd. (Ik zou zo het bruine pigment aan de buitenkant van mijn ogen kunnen laten verwijderen om blauwe ogen over te houden.) Bij de verfmethode wordt een deel van het buitenste deel van het oog (dus niet de iris zelf) weggenomen, gedroogd, geverfd en teruggeplaatst. (Net als gekleurde lenzen, lijkt dit me vooral geschikt om lichte ogen donkerder te maken.)

Voor geen geld ter wereld zou ik mijn ogen zo laten ontkleuren of bijkleuren! Dan maar geen groene ogen. Veel minder erg zou ik het vinden om ooit een ig-Nobelprijs in de wacht te slepen. Het criterium voor deze prijzen van Improbable research is: “Onderzoek dat mensen eerst doet lachen en dan doet nadenken”. Volgens mij komt ons NAP-onderzoek wel in aanmerking, want wie neemt een wetenschappelijk artikel over oneindige loterijen nu volledig serieus? ;-)

Blauwe ogen en blauwe lucht ontstaan beide door verstrooiing van wit licht en dus niet door pigmenten.Als je van deze lange uitleg maar één ding onthoudt, laat het dan dit zijn: er bestaat bij mensen niet zoiets als “blauw oogpigment”. Het antwoord op de vraag waarom er toch blauwe (of grijze) ogen zijn, is vergelijkbaar met het antwoord op de vraag waarom de lucht blauw (of grijs) is: dit komt door Rayleighverstrooiing van het zonlicht, waarbij de langere golflengten van het lichtspectrum worden geabsorbeerd en de kortere worden verstrooid aan de luchtmoleculen. De structuren waar het licht in het oog aan wordt verstrooid, zijn groter dan luchtmoleculen; in dit geval spreekt men van Mieverstrooiing of het Tyndall-effect. Het blauw van blauwe ogen wordt dus veroorzaakt door de structuur van de iris, net als interferentiekleuren in dunne lagen.

Ook “groen oogpigment” bestaat bij mensen niet: groene ogen kun je – fysisch gesproken – nog het beste vergelijken met een blauwe hemel gezien door een gele zonnebril, maar een dichter kan hier vast een mooiere vergelijking voor bedenken. (Suggesties altijd welkom!)

Fysica

, , , , , , , ,

Een flesje diamantgruis

17/10/2011 6 Reacties

Dit is een staaltje van diamant op silicium.De ‘r’ zit weer in de maand. Tijd voor een kop warme chocolademelk of een kannetje kaneelthee. Een goede tijd ook voor een nostalgische terugblik: vandaag de eerste post van wat een reeks wordt over mijn tijd in de materiaalfysica. Hiervoor heb ik alvast een nieuwe categorie gemaakt die “Materiaal op maandag” heet (wat niet wil zeggen dat ik élke maandag de nostalgische toer op zal gaan).

Zeven jaar heb ik gewerkt  aan het Instituut voor Materiaalonderzoek (IMO) van de Universiteit Hasselt, in labojas en met het pincet in de aanslag. Het laboratium staat vol toestellen waarmee je de eigenschappen kunt onderzoeken van tastbare dingen. Hoewel dit niet meteen de meest natuurlijke habitat is voor filosofische zielen, heb ik er toch mijn hart verloren aan fluorescentiemicroscopie en andere optische technieken. (En veel gesakkerd als het experiment mislukt was, dat ook.) In een chemisch labo draag je een witte labojas. Waarom wit weet ik niet precies: dan zie je beter als je gemorst hebt, gok ik? In het optisch labo is een zwart plunje te verkiezen. Waarom dat is weet ik wél: zwart geeft het minste kans op ongewenste reflecties. Aan optica doen is dus een goed excuus om geen labojas te moeten dragen. ;-)

Het meest gebruikte woord in het laboratorium is “staaltje” – meestal te horen als de Engelse variant “sample“, maar nooit eens met het Nederlandse synoniem “monster”. Tijdens mijn doctoraat ging ik enkele malen metingen doen aan de universiteit van Namen. Daar vielen me de twee volgende zaken meteen op: collega’s begroeten er elkaar ’s morgens met een kus en het Frans voor “staaltje” is “échantillon“.

De staaltjes die ik voor mijn onderzoek gebruikte, waren van diamant. Diamant leek me een prachtig materiaal om mee te werken! Ik ben namelijk niet zo handig, ziet u. Als het hele staal van diamant is – één van de hardste materialen ter wereld -, is het nagenoeg onverwoestbaar. Meestal echter gebruikten we een silicium- of glasplaatje als drager met daarop een dunne laag van diamant en die staaltjes zijn juist bijzonder broos. Je hoeft er maar iets te hard naar te kijken, of de diamantfilm barst door de inwendige spanning. Het kan ook gebeuren dat het laagje diamant in zijn geheel loskomt van de drager, zodat je een plooibaar vliesje diamant overhoudt, dat scheurt zodra je het met een pincet aanraakt. De eerste tijd in het labo waren deze catastrofes mijn enige onderzoeksresultaten. Naarmate ik handiger werd met het pincet en minder bang om eens een flinke beker zwavelzuur te koken (om de staaltjes grondig schoon te maken), begon ik ook echte resultaten te behalen. Samen met collega’s P. en V. lukte het om op het diamantoppervlak biologische moleculen aan te brengen om zo een biosensor te maken. Deze successen kwamen niets te vroeg, want ik was net beginnen overwegen om mijn doctoraatsonderwerp van “Biosensoren op diamant” te verleggen naar “Twintig nieuwe manieren om diamantfilms tot gruis te herleiden”… ;-) Eén flesje met diamantgruis heb ik bewaard. Door de mooie interferentiekleuren lijkt het net elfenpoeder. Wie zegt dat wetenschap niet mooi kan zijn?

Alvast niet Richard Feynman. Deze bekende wetenschapper kreeg in 1965 een (gedeelde) Nobelprijs in de Fysica voor zijn werk aan kwantumchromodynamica; hij bedacht ook een visuele manier om kwantumveldentheorie voor te stellen, die we nog steeds Feynmandiagrammen noemen. (Marcel Vonk, collega-blogger op Scilogs, schrijft deze week ook over Feynmandiagrammen, als voorbeeld van storingsrekening.) Onderstaand filmpje kwam begin deze maand online. Hierin verdedigt Feynman de stelling dat wetenschap niets afdoet aan de schoonheid van de natuur, maar er juist nog aan toevoegt:

Materiaal op maandag

, , , , , ,

Ada Lovelace en sterke moeders

07/10/2011 5 Reacties

Ada Lovelace was wiskundige en ze ontwikkelde het eerste computerprogramma... in 1843.Gelukkige Ada-Lovelace-dag!

Vandaag, vrijdag 7 oktober, staat in het teken van Ada Lovelace (het moet niet altijd Marie Curie zijn) en met haar alle vrouwen die in STEM-vakgebieden werken. STEM staat voor ‘Science, Technology, Engineering and Mathematics’. In al deze vakgebieden – natuurwetenschappen, technologie, ingenieurswetenschappen en wiskunde – vormen vrouwen tot op heden een minderheid. De website van de Ada-Lovelace-dag roept op om vandaag over wetenschapsvrouwen te bloggen. (De vorige twee jaar werd er al eens zo’n blogdag georganiseerd, maar dan op 24 maart.) Er zijn ook speciale activiteiten in Londen; helaas passeer ik daar pas over twee dagen.

Mijn eigen keuze voor fysica werd sterk gestuurd door mijn voorliefde voor sciencefiction: als tiener was mijn favoriete auteur Isaac Asimov, bekend van de robotverhalen (I, Robot werd ook verfilmd) en de Foundation-reeks. Omdat Asimov ook populair-wetenschappelijk boeken over astrofysica schreef, dacht ik dat hij astrofysicus was. Ik ging fysica studeren omdat ik dan net als Asimov over leuke dingen zou kunnen schrijven. (En toch heb ik na mijn studie nog tien jaar gewacht om met een blog te beginnen – stom!) Vorig jaar pas las ik de biografie van Isaac Asimov. Toen kwam ik erachter dat hij helemaal geen astrofysicus was, maar biochemicus. Dat verzin je toch niet?! Het leven kan raar lopen…

Ik ben altijd graag fysica geweest, al hebben sommige vrouwen minder positieve ervaringen (zie ook deze post). Intussen werk ik aan de faculteit Filosofie, niet meer binnen STEM dus. In de Theoretische Filosofie blijken vrouwen net zo in de minderheid als in STEM – al hebben we in Groningen wel een vrouwelijk departementshoofd.

In juni schreef ik al over de zomerschool die door de European Women in Mathematics georganiseerd werd in Leiden (hier, hier en hier). Ada Lovelace was daar ook al de mascotte. Op één van de sessies over vrouwen in STEM-vakgebieden werd aan de deelnemers gevraagd om onder elkaar te bespreken waarom zij wiskunde (of fysica in mijn geval) waren gaan studeren. In ons groepje zat een Chinese wiskundige. Zij was wiskunde gaan studeren op advies van haar vader. Voor de Duitse wiskundige in ons groepje was wiskunde haar favoriete vak geweest op de middelbare school; ze had er eigenlijk nooit bij stilgestaan dat dit een ongebruikelijke keuze was voor een meisje. Ik deed mijn Asimov-verhaal. Daarna nam de gespreksleidster terug het woord. “Als ik deze vraag stel”, zei ze, “vertellen de meeste mensen iets over gebeurtenissen van tijdens de laatste jaren van de middelbare school. Maar vóór die tijd hebben er al heel wat meisjes beslist dat STEM niets voor hen is.” Ze was dan ook van mening dat onderzoek niet enkel moet focussen op waarom sommige vrouwen wel voor STEM kozen, maar minstens evenveel moet kijken naar waarom zo veel meisjes wiskunde of wetenschap uit hun vakkenpakket schrappen. Zo kwam er een gesprek op gang over stereotypen en vooroordelen.

Uiteindelijk gaat het om diversiteit.Ook mannen kunnen een goed rolmodel zijn voor jonge vrouwelijke wiskundigen, vond een deelneemster op de zomerschool. Dat is natuurlijk zo. Mijn stelling voor de Ada-Lovelace-dag is dat hetzelfde geldt voor sterke vrouwen die zelf niet in STEM werken. Omdat ik het zonder haar niet beseft zou hebben, moet ik beginnen bij het verhaal van Deense wiskunde A., die ook op de zomerschool was.

Op de suggestie om ook naar zeer vroege invloeden te kijken, reageerde A. als volgt. “Ik heb me helemaal nooit aan vrouwelijke wiskundigen of wetenschappers gespiegeld. Er waren zo geen rolmodellen in mijn leven. Maar door er nu over na te denken, viel opeens het kwartje: mijn moeder stond thuis aan het hoofd van een boerderij. Dat was heel ongebruikelijk; alle andere boerderijen in de omtrek werden door de man van het gezin gerund, maar mijn vader ging gewoon naar kantoor. Ik had dus wel een sterk vrouwelijk rolmodel in mijn leven: mijn moeder. En al was zij helemaal niet geïnteresseerd in wiskunde, zij heeft me getoond dat je als vrouw eender welk beroep kunt doen. Wat gek dat ik dat nu pas besef.”

Bij mij viel het kwartje nog iets later: pas toen A. dit vertelde, besefte ik dat ik een soortgelijke situatie zat. Heeft mijn moeder me niet altijd verteld dat ze als enige vrouw op de bus naar de Ford-fabriek zat? Dat ze er ook bandleidster was? Toch niet slecht voor een ongeschoolde arbeidster… Als ze me iets heeft getoond, is het dus wel dat je als vrouw eender in welke sector kunt gaan werken en er de broek kunt dragen (ook letterlijk trouwens). Mijn moeder heeft niet mogen studeren. Als ze dat wel had gemogen, was ze verpleegster of stewardess willen worden, zegt ze. Typisch zachte beroepen uit overwegend vrouwelijke sectoren dus. Maar je studiekeuze hangt ook af van je voorkennis. Toen ik dertien was – de leeftijd waarop mijn moeder uit moest gaan werken – wist ik nog niet eens wat fysica was, laat staan dat ik het had willen gaan studeren. Mijn moeder is ongeschoold, ze heeft dus zelfs geen snit-en-naad gehad, maar toch heeft ze zichzelf geleerd om patronen te tekenen. Ze kan van helemaal niets iets maken. Is dat niet wat ingenieurs ook doen? Ze kan een ingewikkeld haakwerk reverse engineeren en het dus zonder patroon namaken (en ondertussen zelfs een beetje verbeteren). Is het herkennen van patronen niet iets wat typisch met wiskunde en wetenschappen wordt geassocieerd? Waarom heet het techniek als het met kabeltjes of bouten is, maar huisvlijt als het met stof en draad is?

Ik weet het best: mijn moeder zal lachen als ze dit leest. “Het is toch maar een handwerkje, wat jij doet is toch iets helemaal anders?” zal ze zeggen. Vergelijken is sowieso niet fair, want ik ben wél naar school mogen gaan en daarna naar de universiteit. Ik ben mijn ouders hier heel dankbaar voor. Ook mijn vader wist wat het was om wel te willen maar niet te mogen verder studeren. Zijn vader stierf en in een gezin van zes kinderen betekent dat: gaan werken of verhongeren. Hij heeft nog wel een diploma als elektricien kunnen behalen bij het leger, maar aan de universiteit studeren zat er financieel niet meer in.

Hoe zat het met de moeder van Ada Lovelace? Ook zij was een sterke vrouw. Annabella Milbanke (en later barones Wentworth) heette ze en ze verliet haar man, de dichter Lord Byron, om alleen voor Ada te zorgen vanaf dat het meisje één maand oud was. Ada’s moeder wou te allen prijze verhinderen dat het meisje dezelfde weg op zou gaan als haar waanzinnige (volgens Annabella) vader. Geen poëzie dus voor Ada, maar een stevige opleiding in de wiskunde.

In die zin was ik beter af dan Ada: ik mocht studeren wat ik maar wou; er was thuis geen specifiek vooroordeel voor of tegen STEM-vakken. Poëzie of fysica? Dat mocht ik volledig zelf kiezen. Het geldt voor alle keuzes en voor alle minderheden: gewoon zelf mogen kiezen is het allerbeste. Maar om te kunnen kiezen moet je wel kansen krijgen. Omdat ik vind dat elk kind naar school moet kunnen gaan, stel ik voor om deze Ada-Lovelace-dag te vieren met een storting voor Unicef (ze hebben diverse projecten rond onderwijs en gender-evenwicht).

[De citaten in dit stukje zijn met een korrel zout te nemen: de zomerschool is al een tijdje geleden en de voertaal was er Engels. De kans dat de deelnemers dit letterlijk zo hebben gezegd is dus exact nul. Ook is autobiografische informatie notoir onbetrouwbaar; ik kan alleen maar schrijven wat ik denk te weten.]

Wetenschap

, , , , , , , , , ,

Sylvia in Wonderland

14/09/2011 2 Reacties

Het Vrijheidsbeeld van New York is helemaal groen doordat het koper oxideerde. De vlam van de toorts blinkt in de zon; deze is met bladgoud bedekt.Intussen ben ik terug uit New York en is het tijdsverschil van zes uur weer redelijk verwerkt. Ook buiten het Progic-congres was er heel wat te beleven. De foto’s waarmee ik thuiskom, getuigen al eens van beroepsmisvorming. Ook nu is dat niet anders: hier volgt een verslag aan de hand van 4 × 4 foto’s en één filmpje. Ik begin met de kernthema’s van dit blog – wetenschap, filosofie en kunst – en eindig met een paar favoriete foto’s hors catégorie.

In het hart van Manhatten ligt Central Park. In het park is er altijd veel beweging, maar de ingrediënten ‘zon’ en ‘weekend’ zorgen voor echte topdagen. Mensen komen er wandelen of joggen, zonnen of frisbee spelen, bootje varen of vliegeren, picknicken of rolschaatsdansen. Ik maakte er volgend filmpje van een zeepbelkunstenaar. De bellen zijn zo groot, dat je kunt zien dat ze niet ineens uit elkaar spatten, maar dat het een tijdje duurt voor de ene kant ‘weet’ dat de andere kant van de bel aan het barsten is. (In het filmpje gebeurt dit van rechts naar links.)

Aan de westkant van Central Park ligt het natuurhistorisch museum. De foto linksboven in Fig. 1 is er gemaakt: het gaat om versteend fossiel van een ammoniet (een uitgestorven verwant van de inktvis). Er zijn slechts drie soorten edelstenen die afkomstig zijn van levende wezens: parel, amber en ammoliet – de schaal van een ammoniet. Zowel zeepbellen als ammoliet zijn iriserende materialen: ze zijn gedeeltelijk transparant en hebben hun mooie parelmoerkleuren te danken aan meervoudige reflecties en interferentie van het witte omgevingslicht.

Het natuurhistorisch museum herbergt een grote collectie fossielen, waaronder skeletten van grote dinosauriërs. De collectie opgezette dieren en etnografische voorwerpen geeft het de sfeer van een ouderwets museum. Frisser en meer naar mijn smaak was het planetarium en de (beperkte) tentoonstelling over fysica en sterrenkunde. Daar begroette ik het Hertzsprung-Russelldiagram (linksonder): long time no see, old friend!

Het boekje “Totally irresponsible science” (rechtsboven) spotte ik in de etalage van Pylones tussen vele andere kleurrijke hebbedingetjes. In de hoofdbibliotheek van New York liep er een tentoonstelling over diverse manieren om informatie te bewaren. Naast de allereerste kopie ooit, stond daar te blinken een fonograaf van Edison (rechtsonder)! Hoewel ik er eerder over schreef, had ik nog nooit een exemplaar in het echt gezien. De cilinder links is een originele wasrol.

Wetenschap in New York.

Figuur 1: Wetenschap in New York.

De drukke straten van NYC lijken niet meteen aan te moedigen tot filosofische reflectie. Toch waren er ook buiten het congres enkele sporen van wijsbegeerte te vinden. Op de metro zag ik zowaar iemand Hegel lezen! Misschien had hij ook de reclame gezien voor “Sustainable happiness“, een affiche voor filosofiecursussen in de metro (Fig. 2 linksboven). “Vakanties komen en gaan. Kleren raken afgedragen. Bankrekeningen schommelen op en af. Maar filosofie gaat een leven mee,” aldus de reclame. Of misschien zag hij een taxi met reclame voor Zadig & Voltaire (linksonder), het kledingmerk dat zijn naam ontleent aan de Franse filosoof Voltaire en zijn boek over de Babylonische wijsgeer Zadig. Of vond hij een onweerstaanbaar koopje in de filosofie-afdeling van boekenwinkel The Strand (rechtboven), waar ik zelf een herdruk kocht van de Engelse vertaling van het bekende essay over kansen van Laplace.

Rechtsonder zie je me poseren bij het beeld van “De denker” voor de ingang van Philosophy Hall, het filosofiegebouw van de Columbia Universiteit. Een andere exemplaar van dit bekende beeld van Rodin is te vinden in het Metropolitan Museum of Art, maar dat brengt me alweer bij het derde thema: kunst.

Filosofie in New York.

Figuur 2: Filosofie in New York.

Kunst is er in New York te vinden in overvloed. Om de selectie enigszins te beperken, bespreek ik hier enkel Belgische kunst die in NYC tentoongesteld staat. Na ons bezoek aan het toch al gigantische Metropolitan Museum ten oosten van Central Park, namen we ook nog een kijkje in haar iets meer afgelegen afdeling voor middeleeuwse kunst: The Cloisters. Hier staat ondermeer de Mérode-triptiek van de Vlaamse Primitief Robert Campin. Ik wist helemaal niet dat dit werk zich in New York bevond en het was dan ook een leuk weerzien met deze afbeelding van de annunciatie (Fig. 3 linksboven) die we in de les kunstgeschiedenis op de tekenacademie destijds uitvoerig hebben besproken. In The Cloisters hangen er ook mysterieuze doeken met eenhoorn-motieven (linksonder), waarover weinig meer geweten is dan dat ze vermoedelijk in Brussel geweven zijn.

Ook in het Museum of Modern Art, of MoMA, is er Belgisch werk te bewonderen. Ze hebben enkele stukken van Marcel Broodthaerts en in een klein hoekje van een doek van Ensor trof ik de griezel-met-snottebel aan op de foto rechtsboven.

Belgisch bier wordt overal geprezen alsof elk glas een kunstwerk is, getuige hiervan de Stella-reclame in de New Yorkse metro (rechtsonder).

Belgische kunst in New York.

Figuur 3: Belgische kunst in New York.

Heel New York is een soort Wonderland, dus het beeld in Central Park van Alice met haar kat Dinah, het konijn en de gekke hoedenmaker is heel toepasselijk. Het koper van dit beeld is niet groen geoxideerd zoals het Vrijheidsbeeld, maar blijft blinken, doordat kinderen het als klimrek gebruiken en zo voortdurend opblinken. Het is ook een favoriete fotolocatie voor volwassenen, dus klom ik op de schoot bij Alice en poseerde voor de foto in Figuur 4 (linksboven). Voor echte Alice-fans is er in New York meer moois te vinden, zoals de mozaïeken “The Way out” in de metrohalte van de vijftigste straat. En voor sprookjesfans in het algemeen is ook het beeld van Hans Christian Andersen in Central Park een verplichte tussenstop.

Als het regent in New York, trekken alle modegevoelige schoolmeisjes rubberlaarsjes aan onder hun schooluniform. Ook werkende vrouwen doen mee en nemen in hun handtas een tweede paar schoenen mee voor op kantoor. Rubberlaarzen zijn te krijgen in ouderwets groen, stijlvol zwart of in allerhande felle kleuren en met vrolijke motiefjes (linksonder). En als het regent in New York, druppelt het in Brussel: dat wordt dus uitkijken tot de trend ook hier op straat te spotten is. (Of loop ik hopeloos achter en is het hier al passé?)

Het viel ook op dat de tatoeages in New York talrijker, kleurrijker en groter zijn dan in België. Oorzaak en gevolg zijn niet gemakkelijk te onderscheiden: voelen mensen in de drukke metropool een grotere behoefte om zich van anderen te onderscheiden, of worden mensen met extremere stijlen meer door de stad aangetrokken – wie zal het zeggen? Ik ben een grote fan van toeval en kansen, maar het lijkt me toch geen goed plan om je te laten tatoeëren door een tatoeëur die zich “Chance” laat noemen (rechtsboven).

Tot slot wil nog mijn vriend en moeder bedanken voor het heerlijke reisgezelschap (rechtsonder). Bedankt ook om mijn leven te redden, telkens als ik midden op straat een foto stond te maken en niet door had dat het licht voor voetgangers al op rood stond… You’re the best!

New York is een soort Wonderland.

Figuur 4: New York is een soort Wonderland.

Filosofie, Kunst & Wetenschap

, , , , , ,

Lof der wetenschap

24/08/2011 1 Reactie

Lof der wetenschap.“Als je vruchten wilt plukken van de boom der wetenschap, moet je haar eerst laten bloesemen” schreef ik aan het einde van een vorige post. Deze zin deed me denken aan het stuk over de liefde uit “De profeet” van Kahlil Gibran. Als je in die tekst overal “liefde” vervangt door “wetenschap”, blijkt het geheel nog verbazend veel steek te houden. Als je nog iets meer woorden vervangt, krijg je onderstaande tekst.

Toen zei Almitra: “Spreek tot ons over de wetenschap”.
En hij hief zijn hoofd op en liet zijn blik over de schare gaan en zij verstomde. En met een machtige stem zei hij:
“Als de wetenschap je wenkt, volg haar dan, al zijn haar wegen nóg zo zwaar en steil. En zouden haar vleugels je willen omhullen, laat haar dan, al zou het zwaard dat verborgen zit onder haar veren je kunnen verwonden. En als ze je toefluistert, schenk haar dan je volledige aandacht, terwijl haar stem je vooroordelen verbrijzelt zoals de noordenwind door je tuin woedt en haar maakt tot een dorre woestenij.
Want zo de wetenschap je kroont, ze kruisigt je ook en ofschoon ze dient voor je groei, zal ze je ook snoeien.
Zo ze opstijgt om je dorste en teerste takken te strelen die bevend trillen in de zon, zo daalt ze ook af naar je wortels en rukt hun houvast aan de aarde los.
Als korenschoven gaart ze je bijeen.
Ze dorst je tot je naakt bent.
Ze want je tot je vrij bent van je kaf.
Ze maalt je tot je blank bent.
Ze kneedt je tot je soepel bent en wijst je dan toe aan haar heilig vuur zodat je worden zult tot heilig brood voor het feestmaal aan de universiteit.
Dit alles doet de wetenschap opdat je de geheimen leert kennen van je eigen hart die van het universum.

Maar als je in je angst alléén de zoete zekerheden der wetenschap zoekt, is het beter dat je je naaktheid bedekt, haar dorsvloer verlaat en een wereld betreedt zonder seizoenen, waarin je zult denken maar niet je volle gedachten en waarin je zult begrijpen maar niet je volle begrip. De wetenschap geeft enkel zichzelf en put slechts uit haar eigen bron. Zij bezit niet en wil evenmin in bezit genomen worden want ze is zichzelf genoeg. Als je de wetenschap liefhebt, zeg dan niet: “De kennis is in mijn hoofd”; zeg liever: “Ik ben in het hart van de kennis” en tracht niet de loop van het wetenschappelijk onderzoek te bepalen, want de wetenschap richt, zo zij je waardig acht, jóuw loop.

De wetenschap kent geen ander verlangen dan zichzelf te vervullen, maar als je de wetenschap wél liefhebt en de wijsheid begeert, laat deze verlangens dan zijn:
Je kennis uit te diepen als een snelvlietende beek die haar melodie zingt in de nacht.
De pijn te kennen van te veel inzicht.
Gewond te raken bij je pogingen het universum te doorgronden, en vrijwillig en vreugdevol te bloeden.
Bij het ochtendgloren te ontwaken met een gevleugeld hart, dankbaar voor weer een dag van nieuwe vonsten.
Te rusten op het middaguur en de vervoering der wetenschap te overpeinzen.
In de avond vol dankbaarheid huiswaarts te keren en in te slapen met een gebed voor je onderzoek in je hart en een loflied op je lippen.”

(Vrij naar Kahlil Gibran, het stuk over de liefde uit “De profeet”.)

Wetenschap

, ,

Liefde voor de wetenschap (en een beetje geld)

22/08/2011 5 Reacties

Vooralsnog hebben wetenschappers nog geen geldboom kunnen kweken.Mensen die wel eens een rekening met mij gedeeld hebben, zullen weten dat ik geldblind ben. Of het een officiële ziekte is weet ik niet, maar dit is het enige symptoom: vanaf het moment dat er een euroteken achter de getallen staat, kan ik niet meer optellen of delen. (En nee, als fysicus is het geen optie om de eenheid weg te laten!) Toch moet ik het in dit stuk over het slijk der aarde hebben. Maar geen nood: ter compensatie eindig ik lyrischer dan normaal.

Een universiteit is te vergelijken met een bedrijf. Er is een hiërarchisch systeem met een rector en vice-rector aan het hoofd, daaronder decanen die de diverse faculteitsraden voorzitten, en daaronder groepsleiders die verantwoordelijk zijn voor de onderzoekers in een specifiek gebied. Er is vastgoed met soms prachtige gebouwen die in een oud stadscentrum geïntegreerd zijn, of een campus met nieuwe gebouwen als op een bedrijventerrein. Er is competitie met andere universiteiten. Er is een strategisch plan. Er zijn veel cijfertjes, en vaak staan er ook eurotekens achter.

Toch heeft een univertiteit een fundamenteel ander doel dan andere bedrijven: haar doel is niet om winst te maken, maar om nieuwe kennis te scheppen, oude kennis te bewaren en jonge mensen met deze verzamelde kennis op te zadelen. Hoewel een universiteit dus geen financieel oogmerk heeft, is er wel geld nodig om nieuwe kennis te vergaren. Veel geld. Voor de aanschaf en het onderhoud van infrastructuur, bibliotheken en computers, voor het betalen van lonen, voor de inrichting en de werkingskosten van laboratoria, et cetera. Universiteiten worden grotendeels betaald door de overheid, met belastingsgeld dus. Als je belastingen betaalt, draag je zo ook een beetje bij aan de beurs van jonge onderzoekers en het loon van professoren. Nu zijn deze mensen je daar heel dankbaar voor, maar ik kan me zo voorstellen dat je toch iets méér in ruil wil. Dat krijg je ook. Universiteiten stellen immers hun bevindingen vrij ter beschikking “voor de maatschappij” en dus ook voor jou.

Dat is althans het idealistische principe. Nu is het wel zo dat universiteiten soms patenten nemen op hun bevindingen en zo dus toch commercieel voordeel halen uit hun hoofdactiviteit. Ook wordt er aan contractonderzoek gedaan: daarbij voert de universiteit een onderzoek uit op vraag van en betaald door een bedrijf. Dit roept vragen op over de onafhankelijkheid van universitair onderzoek, maar op deze zogenaamde “derde geldstroom” wil ik nu niet verder ingaan. (Als je daar meer over wilt lezen, klik dan bijvoorbeeld door naar “We’re only in it for the money” van Jean Paul Van Bendegem in De Morgen.)

Wetenschappelijk onderzoek, zoals verricht aan universiteiten, levert vaak toepassingen op die maatschappelijk belang hebben: vondsten die het leven gemakkelijker maken, of die economisch nut hebben.Heel wat lopend onderzoek is gericht op het oplossen van een concreet, praktisch probleem. Zo gaat er momenteel veel aandacht naar nieuwe manieren om energie op te wekken en te transporteren (denk maar aan batterijen voor elektrische wagens). Natuurlijk zijn er ingenieurs nodig om deze nieuwe technologieën te realiseren, maar ook fundamenteel onderzoek is onontbeerlijk om telkens frisse ideeën te laten ontluiken.

Puur onderzoek is een noodzakelijke (maar daarom geen voldoende) voorwaarde voor innovatie.

Puur onderzoek is een noodzakelijke (maar daarom geen voldoende) voorwaarde voor innovatie. Bron van de afbeelding: http://www.delta.tudelft.nl/nl/archief/artikel/is-fundamenteel-onderzoek-een-garantie-voor-innovatie/17198.

Nu zou de indruk kunnen ontstaan dat universiteiten volledig ten dienste moeten staan van de directe noden van de maatschappij. Waarom belastingsgeld besteden aan de studie van poëzie, of filosofie, als je ditzelfde geld ook aan de ingenieurs kunt geven – en misschien een beetje aan de natuurwetenschappers, als ze plechtig beloven dat ze toepassingsgericht zullen werken?

Nu zou ik de stelling kunnen verdedigen “iets weten is een doel op zich“, iets waar ik ten volle van overtuigd ben. Mij lijkt het een diepmenselijk verlangen om te weten: hoe zit dat heelal om ons heen in elkaar en hoe spiegelt het zich in de wereld binnen ons? Toegegeven, heel wat mensen lijken enkel geïnteresseerd in wat hen direct aanbelangt (“Wanneer rijdt de bus die ik moet nemen om naar het strand te gaan?”) en vaak ook nog wel in andere mensen (Hoe verklaar je anders het succes van roddelblaadjes?). Dat onderzoekt de universiteit natuurlijk niet (al kan ze wel uitzoeken wat de optimale manier is om lijnbusroutes op te stellen, of waarom mensen zo graag roddelen). Hoe ik iemand die zich verder geen vragen stelt moet overtuigen van mijn stelling – dat meer weten een doel op zich is -, daarover moet ik eerst nog eens goed nadenken. Ik weet niet of het mogelijk is om iemand die een andere mening is toegedaan hiervan te overtuigen. Het is zoiets als l’art pour l’art: ofwel hou je van kunst en dan snap je het, ofwel hou je er niet van en dan snap je het nut er gewoon niet van.

De transistor heeft drie 'pootjes' en ontelbare toepassingen.Zelfs als je van kunst en wetenschap houdt, zou je je kunnen afvragen of de overheid dat moet betalen. Het antwoord is ja. Dit antwoord kan ik wél verdedigen, denk ik, ongeacht wat je van weten-om-het-weten-zelf vindt. Bij gebrek aan munitie kun je namelijk nog altijd de vijand zijn eigen geweer op zijn kop slaan. Ondanks het feit dat ik dit niet eens het belangrijkste argument vind, ben ik ook van deze verdediging volledig overtuigd: als we alleen doelgericht onderzoek financieren, zal de ontwikkeling van onze technologie binnenkort stagneren.

Ook als je alleen meer geïnteresseerd bent in toepassingen, moet je toegeven dat fundamenteel onderzoek onontbeerlijk is. Niet zelden gebeurt het dat een oud theoretisch concept plots praktisch toepasbaar blijkt. Voorbeelden hiervan zijn de laser en de transistor. Als mensen in het verleden dus nooit aan onderzoek zonder onmiddellijk nut hadden gedaan, zouden we nu veel minder toepassingen vinden. Als we dit toepassen op de vraag welk onderzoek we vandaag moeten financieren, kunnen we dus maar beter ook schijnbaar nutteloos, puur onderzoek investeren. Nutteloos onderzoek is noodzakelijk onderzoek, vindt ook Bas Haring. Zelfs al komen er maar een handvol toepasbare ideeën uit, dit zouden wel dingen kunnen zijn die de wereld volledig veranderen. De transistor was eerst een theoretisch concept, maar is onmisbaar in al onze elektronica en de invloed van elektronica op onze economie hoef ik hopelijk niet uit te leggen? Denk maar aan de verkoop van computers en gsm’s, het stijgende aandeel van internetwinkels en het grote aantal elektronische betalingen in alle andere vormen van handel.

Bloesem heeft geen direct economisch nut, maar is toch onontbeerlijk voor de kersenboer.Hoe kun je iemand die niet in het nut van puur onderzoek gelooft, toch overtuigen om dit laatste te financieren? Ik heb een idee! Schrijf een wedstrijd uit en laat het prijzengeld betalen door bedrijven die willen investeren in innovatie. Alle onderzoeksgroepen van alle univeristeiten mogen meedoen. De wedstrijd wordt gespeeld in twee ronden. In de eerste ronde is het doel om een onderzoeksvoorstel te schrijven dat zo weinig mogelijk vatbaar is voor toepassingen. In de tweede ronde worden alle voorstellen openbaar gemaakt en moeten de deelnemende groepen trachten zoveel mogelijk toepassingen te bedenken voor de voorstellen van hun concurrenten. Het prijzengeld wordt in twee gedeeld: de helft gaat naar de groep met het voorstel dat het minste toepassingen heeft opgeleverd en de andere helft gaat naar de groep die de beste toepassing heeft bedacht voor een concurrerend voorstel. Zo wordt de hoofdstroom van het pure onderzoek gestimuleerd, terwijl er ook een stimulans is voor concrete resultaten.

Als je te veel bemest, sterven de gewassen af. Als je te hard aandringt, gaat het meisje op de loop. Liefde laat zich niet afdwingen en wetenschap evenmin. Als je vruchten wilt plukken van de boom der wetenschap, moet je haar eerst laten bloesemen. En niets belet je om ook van de bloei te genieten, al is deze in economisch opzicht nutteloos.

Edit: Vorige maand verscheen er in Nature een artikel van wiskundige Peter Rowlett over zeven onverwachte toepassingen van wiskunde, die in sommige gevallen pas eeuwen later gevonden werden. Toegang tot het artikel in Nature is betalend, maar de pdf is ook hier te vinden.

Wetenschap

, , ,

Springen en vliegen met Mira mirO

27/07/2011 0 Reacties

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:

Kunst & Wetenschap

, , , , , , , ,

Uiteindelijk kom je altijd bij filosofie terecht

04/07/2011 3 Reacties

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.

Filosofie

, , , ,

Op een nieuw spoor met Robbert Dijkgraaf

06/06/2011 3 Reacties

Robbert Dijkgraaf tijdens de zomerschool in Leiden.Op dit moment ben ik in Leiden voor een zomerschool. De eerste spreker was Robbert Dijkgraaf, de enige snaartheoreticus die geregeld mag aanschuiven aan tafel bij Matthijs van Nieuwkerk in De wereld draait door. Aan de hand van citaten van bekende wetenschappers gaf Dijkgraaf een overzicht van de aard van wiskunde en natuurwetenschappen. (Een heel interessant onderwerp voor een stukje over wetenschapsfilosofie, maar dat zal voor een andere keer zijn!) Hij ging ook kort in op de rol van wetenschappen in de maatschappij. Tot slot gaf hij ons tien tips voor een succesvolle carrière in de wetenschappen. Dit laatste is niet alleen interessant voor mensen die al wetenschapper zijn, maar kan ook nuttig zijn voor jongeren die een studie in de wetenschappen overwegen.

Stel dat je aan een hogere studie begint en goede resultaten behaalt, maar toch twijfelt of deze studierichting wel helemaal je ding is. Dan is het niet evident om van studie te veranderen: je moet dan immers terug van nul beginnen zonder garantie dat het beter (of zelfs maar even goed) zal gaan. Veranderen van richting wordt gaandeweg – tijdens of na een doctoraat – steeds moeilijker: de universiteit is gericht op een doorgedreven specialisatie, iets dat je niet kunt bereiken als je door de diverse disciplines fladdert. In aanvragen voor budgetten moet je een lijst opgeven van je eerdere onderzoekspublicaties, met als doel aan te tonen dat je kennis van zaken hebt. Ook dit moedigt switchen van onderwerp af.

Veranderen van spoor kan voor een positieve carrièrewending zorgen.Robbert Dijkgraaf houdt niet van een sterke opdeling van de wetenschappen in kleine subdomeinen. Hij ziet de wetenschap liever als een organisch geheel. Zijn eerste tip gaat dan ook radicaal in tegen het lineaire carrièremodel: durf veranderen van spoor, zegt hij. Het kan lijken alsof je vastzit aan een keuze, maar vaak is er wél ruimte om van vakgebied te veranderen, of om binnen je vakgebied een nieuwe onderzoekslijn te ontplooien. Een volgende tip is hier nauw mee verwant: ga op zoek naar je eigen niche. Misschien doe je heel goed werk in het onderzoek waar je nu mee bezig bent, maar durf ook exploreren. Het is best mogelijk dat er een onderzoeksvraag is die nog beter bij je past en waarmee je werkelijk kunt excelleren. Hier kom je echter nooit achter als je steeds maar hetzelfde blijft doen. Zijn belangrijkste tip is: geniet van je vak als wetenschapper. Als dat niet het geval is, heb je je plek nog niet gevonden.

(meer…)

Wetenschap

, , , , , ,