Kleine dingen met grote gevolgen

In de wetenschaps bijlage van de Volkskrant stond in de jaren tachtig wel eens iets over de chaos theorie. Wat ik eruit overhield was vooral dat kleine oorzaken, kleine verschillen een fors verschil in uitkomst kunnen veroorzaken. In mijn dierexperimenteel werk voor mijn promotieonderzoek werkte ik met identieke muizen die allemaal met het zelfde werden ingespoten. Ik vond het altijd zo frappant dat de verschillen in uitkomst per muis vaak zo verschillend waren. Sommigen kregen heel snel glomerulonephritis (nierlijden) andere helemaal niet; bepaalde auto-antistoffen kreeg de ene muis wel en de andere niet.
Die individuele verschillen in uitkomst heb ik destijds altijd wel in enig verband gezien met die eerste beginselen van de chaos theorie. Een muis heeft ondanks alles kleine verschillen in voorgeschiedenis of wat dan ook met de andere; het is geen buisje met een chemisch mengsel.
Maar een andere leuke bevinding deed ik in die tijd bij een wijnproeverij. Op vakantie in Frankrijk met een stel vrienden kwamen we bij een klein wijnboertje met een aantal fusten wijn die allemaal uit het zelfde grote vergistingstank waren gekomen maar wel apart hadden gerijpt. De smaken waren grappig genoeg licht verschillend; uitgangsmateriaal het zelfde en toch een duidelijk merkbaar verschil in de subtiliteit van de uitkomst. Wijn en gist in een rijpingsvat is natuurlijk niets anders dan een complex mengsel en de tong is een gevoelig en subtiel meetinstrument waar het smaak betreft. Ook hier legde ik destijds een verband met de chaostheorie, althans dat kleine verschillen en verschil in uitkomst veroorzaakten; het betrof hier bijna een experimentele opstelling.

Maar zo'n vijftien jaar geleden kreeg ik van Roos een boek te leen: De rand van chaos, van de hand van M. Mitchell Waldrop (1993). Dit boek handelt op bijzonder leesbare wijze over complexe systemen en in dat kader over de Chaos theorie, een benaming die mij niet zo aanstaat eerlijk gezegd vanwege de negatieve connotatie van het woord Chaos. Ik zou het liever willen hebben over de theorie van complexe systemen. Het boek heeft mijn inzicht in heel veel zaken ingrijpend vergroot en veranderd.
Complexe systemen zijn rondom ons; een organisme, dus ook wijzelf zijn complexe systemen; een ecosysteem is een complex systeem; een samenleving, maar ook een micro-organisme, een zandduin, een strand. En binnen een complex systeem treedt als vanzelf ordening op als er maar genoeg energie in het systeem zit; een complex systeem kan zich aanpassen aan veranderende omstandigheden. Binnen complexe systemen heb je stabiele situaties die vrijwel onvermijdelijk op zullen treden.

Echter, de zin die mij als een bliksemflits trof ging over het werk van Stuart Kaufmann: autokatalytische kringprocessen en complexe systemen. Ik besefte onmiddellijk dat daar de hoeksteen lag voor het ontstaan van het leven. Hoe dat precies in zijn werk zou moeten gegaan zijn kon ik niet direct overzien; daarvoor waren nog vele jaren van nadenken nodig. Maar dat zal ik ook in dit Blog formuleren.

Isaac Azimov

Hij is vooral bekend als schrijver van science fiction (SF) verhalen, maar was van zijn vak biochemicus: Isaac Azimov. Eigenlijk ben ik helemaal niet zo'n liefhebber van SF, maar Azimov heb ik altijd met veel genoegen gelezen. Een verhaal dat mij na lezing altijd is bijgebleven zal ik hier proberen samen te vatten. Het was onderdeel van "De science fiction omnibus". Daarvan moet ik ergens in mijn kelder nog een exemplaar hebben liggen, maar ik kon het zo gauw niet vinden, daarom ontbreekt de titel van het verhaal.

Het betreft een verhaal waarin tijd reizen mogelijk is. Ergens in de heel verre eeuwen bestaat een maatschappij van lieden die het zich tot taak hebben gesteld te voorkomen dat er ergens in de tijd oorlog uit zal breken. Dat voorkomen wordt gedaan door te berekenen met grote rekenmachines (de computers bestonden nog niet toen hij dit schreef!) hoe de historie zich zal ontwikkelen. Wordt er, ondanks het ingrijpen toch ergens in de toekomst de mogelijkheid van een oorlog berekend, dan wordt (opnieuw) ingegrepen. Er wordt dan, eveneens met de grote rekenmachines, laat ik voor het gemak "computers" zeggen, berekend welke minimale ingreep nodig is om te voorkomen dat die oorlog zoveel later uit zal breken.
In het verhaal gaat het dan om het verplaatsen van een blik verf in een schuurtje van de tweede plank naar de derde plank; een minimale ingreep inderdaad. En daarmee ontstaat dan uiteindelijk een waterval van verschillen met de andere situatie en het uiteindelijk gevolg is dat die oorlog, zoveel eeuwen later, niet zal plaatsvinden.

Natuurlijk is dit een volstrekt virtuele mogelijkheid maar het heeft mij erg aan het denken gezet; inderdaad kan een heel klein verschil al enorm uitmaken hoe een uitkomst zal zijn. Als de vader van Hitler die avond te laat thuis was gekomen, was er vast geen Adolfje geboren en was de wereld geschiedenis heel anders gelopen om maar eens een voorbeeld te noemen. Maar de kleinste gebeurtenis die miljoen jaar geleden plaats heeft gevonden had een nog veel groter verschil gemaakt. In een complex systeem als onze maatschappij kunnen kleine dingen grote verschillen maken; hierover gaat ook de chaos theorie, de theorie over complexe systemen die zo'n grote rol speelt in mijn hypothese over het ontstaan van het leven. Daarover meer.