hoofdmenu
Sigers Weblog

none yet

Materie - dood en wedergeboorte

30 september 2013


E

r is een tijd geweest toen mensen geen onderscheid maakten tussen stoffelijke en geestelijke zaken. Al de gekende dingen (of: al de dingen die het waard waren gekend te worden) waren actief ("agents"). Hun verschijning en uitwerking waren onscheidbaar. Ook tijdens het animisme (de meest succesvolle filosofie ooit) waren bewegers geen onstoffelijke geesten maar actieve dieren (raven, slangen, muizen, vliegen) die men zag vluchten van een kadaver. Toen onstoffelijke geesten waren uitgevonden werd materie dode materie.

Een boeiende paper uit 2010 van Evelyn Fox Keller zegt nu dat de dagen van het dualisme, dat we in een of andere vorm al kennen sinds Plato, geteld zijn.

§

Lange tijd maakten biologen, geïnspireerd door de klassieke informatica, een scherp onderscheid tussen informatie en materie, software en hardware, data en programma, code en uitvoering, terwijl een nieuwe zienswijze groeit waarin deze opdelingen nog weinig betekenen.

Sedert enkele tientallen jaren, schrijft Keller, weerklinkt de roep steeds luider onder wetenschappers om vorm en stof weer met elkaar te verbinden, en terug te keren naar een voorstelling van "informatie" als belichaamd in de materie, naar "informatiematerie" (informed matter). Dit is wat ik graag de wedergeboorte der materie noem.

Ironisch genoeg is deze nieuwe zienswijze ontstaan net waar biologische processen beschreven werden als klassieke "onstoffelijke informatie" (of disembodied information).

Geschiedenis

De moderne wetenschappelijke traditie blijft in grote mate geworteld in het onderscheid tussen vorm en materie uit de klassieke wijsbegeerte. Voor Plato was de vorm het object van de rationele geest. De wereld van de stof was irrationeel, sensueel, chaotisch, onbepaald. Intellectueel leven vergde dat de ziel zich bevrijdde van de dwaasheden van het lichaam. Aristoteles, en de middeleeuwse Thomas Aquinas na hem, aanvaardden dat de geest de universele principes van materiële dingen kan bevatten, maar niet de dingen zelf.

Deze tradities hebben nog steeds hun weerslag in het moderne denken. Keller verwijst naar Steven Weinberg die de fysica beoefent als het zoeken naar fundamentele, tijdloze natuurwetten. Volgens deze opvatting wordt de dode materiële wereld samengevoegd met eeuwige krachten van een hogere orde. Maar wat als er geen onveranderlijke essenties zouden bestaan? Wat als zulke essenties irrelevant zouden zijn in de werkelijke wereld? Wat als er talrijke stabiele configuraties zouden bestaan die, afhankelijk van de omstandigheden, aanhoudend in verandering zijn, samen met hun omgeving, zoals het geval lijkt te zijn met het gedrag van eiwitten?

In de jaren 80 hebben een aantal computerwetenschappers gebroken met de traditie en een nieuwe zienswijze ontwikkeld waarin vorm altijd en onverbrekelijk materialistisch is, en waarin materie altijd geïnformeerd is (in "geïnformeerd" klinkt nog "vorm-gegeven" na).

Zich ontwikkelende complexe systemen ("reactieve systemen") zijn bijzonder moeilijk te verklaren met het conventionele beeld van sequentiële computersystemen, die inputs krijgen, daar vervolgens een bewerking op uitvoeren, en vervolgens het resultaat weergeven. Reactieve systemen worden onophoudelijk aangesproken door de buitenwereld en hun rol is voortdurend te reageren. Een reactief systeem voert als geheel geen functies uit of maakt geen berekeningen, maar onderhoudt een relatie met haar omgeving.

Enkele jaren later werd een gelijkaardig onderscheid duidelijk toen men trachtte autonome robots te ontwerpen die konden functioneren in een onzekere omgeving. Dit betekende de vervanging van de klassieke "Turing machines" - dit zijn gesloten systemen - door "interactieve machines" - "multitape Turing-machines" of open systemen. Andere wetenschappers willen het programmeren van computers veranderen van "het voorschrijven hoe iets te doen" in "het voorschrijven van een gedrag", waarbij de concrete uitwerking onvoorspelbaar wordt voor de programmeur. "Informatie" wordt dan actief informeren, een werkwoord. Computers kunnen zo een onophoudelijk interactieve gemeenschap vormen. Hun werk wordt niet geëvalueerd aan de hand van outputs, maar aan de hand van hun dagelijks gedrag, aan het nakomen van beloftes, aan hun volharding. Robots moeten in de echte wereld in staat zijn met onzekerheden om te gaan, net zoals levende (biologische) systemen.

Informatie

In de nieuwe zienswijze die Keller verdedigt moeten we informatie niet meer beschouwen als het antwoord op een specifieke vraag naar één element (bijvoorbeeld "wat is de spin van een elektron?"), maar als die toestand van een systeem waaruit een gedrag van dat systeem volgt. Informatie is dan informatie "voor" in de plaats van "omtrent"; het is het "verschil dat verschil maakt" (Bateson). Keller noemt informatie die verschil maakt effective information (EI) in tegenstelling tot de klassieke entropische soort informatie die ze naar Claude Shannon Shannon Informatie (SI) noemt . Entropie of SI is in de grond het weg-abstraheren van datgene waaruit het systeem werkelijk bestaat. EI daarentegen is onscheidbaar van de materie, en kan zich vernieuwen met nieuwe omstandigheden.

Dezelfde ideeën ontstaan onder psychologen, die de computer als metafoor van de psyche nooit echt omarmden, en waar vandaag de rol van de omgeving bij de ontwikkeling van kennis - "embodied cognition" - steeds beter wordt onderkend.

Informed matter

De idee van "informed matter" (misschien vertaalbaar als "informatiematerie") komt uit de wereld van de scheikunde, en wel uit dat gebied dat zich bezighoudt met de vraag hoe molecules (verbindingen van atomen) zich onderling gedragen. Molecules herkennen elkaar en gaan spontaan verbindingen aan die ergens toe kunnen dienen. Ze herkennen elkaar als "moleculaire informatie" die door chemici onderzocht kan worden. Deze informatie, zegt Keller, is niet in de molecule "gestoken", de vorm van de molecule is de in-form-atie zelf ("supramolecular assemblage is in-formed"). In dit supramoleculaire gebied speelt zich darwinistische aanpassing en selectie af. Met name Nobelprijswinnaar Scheikunde Jean-Marie Lehn voorspelt dat hier het onderscheid tussen levende en dode stof zal ophouden te bestaan als een wetenschappelijk gegeven, slechts twee eeuwen nadat biologie een aparte discipline werd. Twee eeuwen waarin men er niet eens in geslaagd is uit te vinden wat het verschil is tussen een dode kat en een levende kat - volgens Nature nog steeds de hamvraag voor systeembiologen.




Bronnen:
Towards a science of informed matter - Evelyn Fox Keller
zie dit artikel voor meer namen en bronnen.



Tags: evolutie, wetenschap

Zie ook het archief