Leven: van boven naar beneden en weer terug

Op een dag heb ik een schuif een stapeltje papier gevonden, beschreven in een herkenbaar handschrift: dat van mij, vele , vele jaren geleden. Zoiets begin je geïntrigeerd te lezen, en het was een verhandeling over de verhouding tussen de mens en de kosmos, of zoiets. Ik was het al lang vergeten, maar toen ik het terugzag kon ik me toch herinneren waar en wanneer het geschreven is, en met een foutmarge van één jaar moet het dateren van toen ik zestien jaar was.

Het essay begon met een korte beschrijving van hoe ons wereldbeeld vertrok van een hoger niveau – ik zat op een katholieke school, die overigens zeer breeddenkend was. Vanuit één of ander godsbeeld kwam het via allerlei niveau’s van engelen en heilige geesten bij de mens terecht, en daaronder had je dan nog de dieren, de planten, de stenen en (om Godfried Bomans even aan te passen) de politiekers. Maar, deed het essay de ongetwijfeld ademloos toeluisterende wereld kond, misschien was de wereldgeschiedenis bij het moment gekomen om het eens in de andere richting te proberen? Zou het geen geweldig idee zijn om te vertrekken van zeer simpele dingen, en van daaruit geleidelijk op te bouwen naar complexere structuren, waarin de mens juist een heel hoog niveau zou vertegenwoordigen?

Je voelt: het enige dat ontbrak was het beeld van dr. Spock die de tekst las en sprak: “fascinating”.

Geloof me, het was zonder enige pretentie gedaan. Ik had niet het eerste benul. Ik ben altijd een laatbloeier geweest, en mijn eerste serieuze boek zal ik, echt waar, hoogstens pas een jaar later gelezen hebben. Dus toen later onderwerpen als eerste noties van chemie en nog veel later “natuurlijke selectie” passeerden was ik het allemaal al lang weer vergeten.

Dus: er bestaan simpele atomen als waterstof (“H”) en zuurstof (“O”) en koolstof (“C”) en vele andere. Volgens eenvoudige regeltjes zijn die te combineren in simpele moleculen, zoals H2O (“water”) of CO2 (“een verhandelbare grondstof als je het niet uitstoot”) enzovoort. Die regeltjes zijn op hun beurt gevolg van de chemische eigenschappen die de atomen in kwestie hebben. De eigenschappen van koolstof (en silicium) kunnen ook heel complexe moleculen tot stand laten komen. Als die eenmaal voldoende complex worden spreken we van “leven” en (nog verder op de curve) “intelligentie”.

Eén stap uit die enorme keten processen is hier al gepasseerd onder de titel “wij zijn sterrenstof” (1). Dat wil zeggen, een bepaalde schakel in het proces zet de allersimpelste protonen om in de simpelste atomen. Die schakel, en dat proces, noemen we “ster”. En “ster” op zijn beurt, vooropgesteld dat die voldoende dichtbij staat om een aanzienlijk deel van de straling op te vangen, noemen we “zon”.

Maar kijk! Zomaar opeens zitten we niet langer in het perspectief waarbij we van “beneden naar boven” aan het opbouwen zijn! En daarmee komen we bij de interessante dingen die Smolin daarover zegt (in de hoofdstukken 9 tot 11 van zijn The Life of the Cosmos . Zeer zeker kan je leven zien als een resultaat van een “van beneden naar boven” proces, maar tegelijk komen de eenvoudige bouwstenen van dat leven voort uit een “van boven naar beneden” proces: de sterren komen eerst, en de bouwstenen van leven komen daaruit voort.

Bij een oppervlakkige blik kunnen we denken dat sterren zelf “niets anders” zijn dan voldoende grote opeenhopingen van protonen, zodat die onder druk van zwaartekracht ontvlammen in de nucleaire reacties, die op hun beurt het “sterrenstof” produceren waaruit wij bestaan. Maar dat is niet zo. Sterren zijn in werkelijkheid het resultaat van veel complexere processen waarin de “voldoende druk van de zwaartekracht” maar een klein onderdeeltje is. De gassen waaruit sterren ontstaan moeten op hun beurt in heel complexe systemen bij elkaar komen, waarbij ze onder andere de juiste (zeer lage) temperatuur moeten hebben, er aan katalyserende factor moet zijn die het proces op gang brengt, de energie in de correcte mate weer wordt uitgestraald; dat soort dingen.

Dat proces is een heel nauwkeurig systeem van afkoeling en opwarming, van accumuleren en uitstoten, en van zeer complexe autokatalysatie dat de vergelijking met een ecologie kan doorstaan. En dat is precies wat wij een “melkweg” noemen, een enorme ophoping van gas en stof, waaruit de sterren ontstaan, het “sterrenstof” produceren en weer vergaan, en al dat sterrenstof weer in de opeenhoping van gas recycleren. En dat moet ook, als leven moet ontstaan, want als een eenzame ster al zijn koolstof en zuurstof en stikstof de ruimte in slingert, dan is dat een ijl gas en dan blijft dat een ijl gas. Terwijl, als het in een melkweg gebeurt, het ijl gas zich weer vermengt met de andere ijle gassen, zodat er tweede generatie sterren en bijhorende planeten kunnen uit ontstaan... Enzovoort.

En nu hebben we niet langer alleen onze inzichten dat sterren, en leven, voortkomen uit (complexe cycli van) eenvoudige bestanddelen. We hebben nu ook het inzicht dat die eenvoudige bestanddelen weer voortkomen uit hogere (sterren) en veel hogere (melkwegen) structuren. Merk op dat niemand ontkent dat we de toestand kunnen beschrijven “van klein naar groot”: atomen vormen sterren en sterren vormen melkwegen. Alleen is het beeld niet compleet als we niet ook meenemen dat er zonder melkwegen al evenmin sterren zouden zijn als zonder moleculen; en dus er zonder melkwegen (en dus zonder sterren) ook evenmin leven zou zijn als zonder moleculen.

Uiteindelijk belanden we bij het punt waar de opschuivende menselijke kennis altijd weer belandt. Vanaf een bepaald punt weten we het niet. Waar komen die heel elementaire atomen, de kernen van waterstof (of “protonen”) vandaan? Zeker, ze komen uit “de Big Bang” (2). Dus op het eerste zicht heb je toch weer een hoger niveau nodig om de lagere niveau’s te begrijpen. Alleen, het is op zijn beurt weer even goed mogelijk dat we beter proberen de Big Bang te begrijpen vanuit het elementaire, als dat we beter proberen het elementaire te begrijpen vanuit de Big Bang. We weten het niet.

-----------------------------------
(1) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2007/03/wij-zijn-sterrenstof.html
(2) http://speelsmaarserieus.blogspot.com/2006/07/kosmologie-weemoedig-wegdromend.html