donderdag 24 april 2008

Evolutie, filosofie en wiskunde

Een tijdje geleden vroeg "de filosofische ingenieur" zich af of, en hoe, mathematische realiteiten een rol konden spelen als verklaring van fysische realiteiten:

http://koan.filosofie.be/index.php?/archives/1051-Wiskundige-verklaringen.html

Dat is een vraag die ik al vaak in me heb voelen opkomen, zij het altijd ingekleed in een meer concrete kwestie. Hier is een voorbeeld. Beeld je in dat we leefden in een wereld waarin noch Darwin, noch Wallace, noch iemand anders ooit het concept "natuurlijke selectie" (1) had bedacht. Voor de rest blijft alles zoveel mogelijk tot in het detail hetzelfde. Bijvoorbeeld zie ik niet zo direct een reden waarom onze biochemie niet het DNA had ontdekt. Alleen dat fysisch mechanisme waarmee het ontstaan ("origin") uit simpel leven van complex leven ("species") kon gebeuren - dat is de mensheid altijd ontsnapt. Beeld je dat even in.

Ruwweg ziet de geschiedenis er dan als volgt uit. Al in de achttiende eeuw (en The Origin of Species dateert uit 1,859, dus dat blijft gewoon zo) wisten "naturalisten" uit fossielen dat de levensvormen van vandaag er vaak heel anders uitzagen dan de levensvormen uit het verleden. Er had dus één of andere vorm van verandering plaatsgevonden. Bovendien was hen van sommige verzamelingen fossielen opgevallen dat indien je ze in een bepaalde volgorde legde, ze er dan uitzagen alsof de ene een voorloper was van de andere.

Dat lijkt nu vanzelfsprekend, maar dat werd in die tijd beschouwd als een zeer woest, zeer bizar idee. En terecht! Om te beginnen moest je al heel selectief te werk gaan, en je fossielen in precies dat rijtje leggen dat jou goed uitkwam - maar enige reden, verklaring, theorie waarom dat ook de juiste volgorde zou zijn ontbrak. Erger was dat er geen enkele manier was om de chronologie van de fossielen na te gaan en zo je verhaal te checken. En nog erger was dat elke verklaring ontbrak over hoe dat geleidelijk overgaan van de ene in de andere ("evolutie") zich dan wel kon afspelen. Kortom, het was science fiction, van dezelfde orde van grootte als wanneer ik graag verhalen met "sneller dan licht" reizen lees.

Uitstekend, er gaat een dikke eeuw voorbij en Darwin of Wallace vinden niet het concept van "natuurlijke selectie" uit, en ook niemand anders. Maar onze verzameling fossielen bleef natuurlijk maar uitbreiden en ja, laat me postuleren dat Leakey en Johnson nog steeds precies dezelfde resultaten hadden... En dus hadden we na een tijd een reeks aapachtigen, waarvan je de schedels netjes in een zodanige rij kon leggen dat het leek dat de ene had geleefd na de andere, en dat ze met de tijd verder waren ontwikkeld - bijvoorbeeld: tot mensen. En er waren soortgelijke reeksen met paarden, en walvissen, en al die andere voorbeelden waarvan de creationisten, met de tegenvoorbeelden recht onder hun ogen, tot vandaag volhouden dat ze niet bestaan.

Bovendien was er sinds de vroege twintigste eeuw ook de kennis en de techniek om na te gaan hoe oud al die fossielen nu precies waren: Rutherford! Radioactief verval! En lo and behold: het klopt! De volgorde waarin je je fossielen moet leggen om te doen uitschijnen dat de ene uit de andere voortkwam drukt ook werkelijk de chronologische volgorde uit waarin ze hebben geleefd! Uitroepteken!

We zouden, met andere woorden, (steeds in die ingebeelde wereld) wel het feit van de evolutie met onze eigen ogen kunnen zien, maar we zouden geen fatsoenlijke theorie van de evolutie gehad hebben. Dat is immers nog steeds (gebaseerd op) dat fysisch mechanisme van de "natuurlijke selectie" dat Darwin (en Wallace) ontdekte(n).

Maar zouden we in die wereld niet beweren dat we weliswaar geen fysische, maar toch een mathematische verklaring hadden? Leven, zouden we misschien zeggen, bestaat waarneembaar uit simpele chemische componenten. Het heeft een bepaald minimum waaronder het niet minder complex kan worden, maar het kan wel meer complex worden. Bovendien weten we dat complexiteit in een cijfer is uit te drukken (2). Op dat punt neemt het mathematisch concept van de "random walk" (3) over en we concluderen, moe maar tevreden, dat met het verloop van de tijd leven gemiddeld wel moet complexer worden. Wie maalt dan nog om een detail als een precies fysisch mechanisme?

Dringend tijd om op te houden met de science fiction: als dat allemaal waar was - dan zou dat toch precies het antwoord zijn op mijn vragen naar het ontstaan van het leven, zoals in de posts waarnaar ik net in voetnoot verwees? Dus... is het niet waar. We zijn heus niet van mening dat het raadsel van het ontstaan van het leven is opgelost omdat we aan de "random walk" hebben gedacht. Maar aan de andere kant is het natuurlijk ook weer wel waar. Evolutie als een random walk is precies het onderwerp waar een Stephen Gould dikke boeken heeft gewijd. Maar dat evolutie mathematisch een soort random walk is - dat kan toch niet iets zijn dat alleen maar waar is als je het concept "natuurlijke selectie" al kent; en dat anders niet waar is?

Het begint allemaal bijzonder ingewikkeld te worden. Zijn er filosofen in de zaal?

-----------------------------------------
(1) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2007/05/nogmaals-natuurlijke-selectie.html
(2) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2008/02/een-maat-voor-complexiteit-het-ontstaan.html
(3) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2008/02/kom-ik-vraag-het-nog-eens-het-ontstaan.html

Geen opmerkingen: