Het universum als rekenmachine

Vorige week verscheen A New Kind of Science, een boek van bijna 1200 pagina's dat meer dan nadrukkelijk de natuurwetenschap op zijn kop wil zetten....

1. Wie is Stephen Wolfram?

De knipselmappen twijfelen tussen een wonderkind en een obsessieve zonderling. In het dagelijks leven is Wolfram (Londen, 1959) de uitvinder van Mathematica, een softwarepakket waarmee veel saaie of lastige algebra aan de computer kan worden overgelaten. Moderne wiskundigen kunnen niet meer zonder. Hij werd er schathemelrijk mee.

Zoon van een romanschrijver en een filosofe in Oxford, schreef op zijn 14de een eigen boek over deeltjesfysica, publiceerde sinds zijn 15de in vooraanstaande wetenschappelijke bladen. Vertrok op zijn 18de naar Amerika, Caltech University. Studeerde daar aanvankelijk theoretische natuurkunde, onder meer bij Richard Feynmann, maar stapte gaandeweg over op computerwetenschap. Na een ruzie over de rechten op zelfgeschreven software richtte hij in Chicago zijn eigen bedrijf op: Wolfram Research (1986).

Hij besteedt sindsdien de helft van zijn tijd aan het nog altijd florerende bedrijf en de andere helft - de nachten - aan research naar eigen goeddunken. Voornamelijk turend op naar beeldschermen vol evoluerende geometrische patronen.

2. Heeft de oude natuurwetenschap afgedaan?

Volgens Wolfram wel. De exacte wetenschappen berusten op het idee dat er zoiets als natuurwetten bestaan die met nette wiskundige vergelijkingen zijn te beschrijven. Dat, zegt Wolfram, volstaat inderdaad als je Johannes Keppler heet en de baan van planeten wilt beschrijven. Of Isaac Newton en de val van een appel.

Maar het heeft ook dramatische beperkingen. Chaos en complexiteit leiden tot turbulentie en andere onvoorspelbaarheid en uitgerekend die twee zijn de motor achter leven en - uiteindelijk - intelligentie. Orde is de uitzondering, de werkelijkheid klotst en wervelt.

Algebra en andere nette wiskundige vergelijkingen weten daarmee welbeschouwd geen raad. En dus begrijpen de natuurwetenschappen de aard van de werkelijkheid niet.

3. Wat is dan die nieuwe wetenschap?

Natuurwetenschap, uiteraard, die wel al dat alledaagse geklots en gewervel begrijpt.

Volgens Wolfram is het een misverstand te denken dat ingewikkelde zaken ook ingewikkelde oorzaken moeten hebben. Het tegendeel is eerder waar, concludeert hij op grond van de experimenten met simpele computerprogramma's die hij al die tien jaar 's nachts deed. In veel gevallen geven die resultaten die dichter bij natuurlijke verschijnselen komen dan wiskundige abstracties.

De meest ingewikkelde tekening van schelpen, de ingenieuze bouw van complexe kiezelwieren, alles blijkt te berusten op een of twee afspraken hoe uit een gegeven patroon een volgend patroon groeit.

De wetenschap, zegt Wolfram, moet zich losmaken van het denken in abstracte formules die alles tegelijk willen beschrijven. Het vinden van het handjevol danspassen waarmee de natuur al het denkbare creëert, daar gaat het hem om.

4. Is dat een nieuw idee?

Dat een computer met een paar haast triviale rekenregels verrassend levensechte schelpen, wolken en zebrahuiden op het scherm tovert, is geen nieuws. Na de hype over complexiteit en chaos in de jaren tachtig en negentig lijkt daarover alles meer dan genoeg gezegd te zijn. Wolfram gaat echter een stap verder, door aan te nemen dat álles in het universum berust op de eindeloze herhaling van een paar rekenregeltjes.

Overigens mag Wolfram oude koeien uit de sloot halen. In de jaren tachtig, voordat hij zich uit de academische wereld terugtrok, was hij zelf een van de grondleggers van de complexiteitstheorieën.

5. Wat zijn eigenlijk al die plaatjes van eindeloze piramides in piramides in piramides in dit boek?

De plaatjes waar Wolfram in alle nachtelijke eenzaamheid al tien jaar naar staart. Afbeeldingen van de processen waarmee het voor hem allemaal is begonnen, de zogeheten cellulaire automaten. Die zijn al in de jaren vijftig uitgevonden door de befaamde wiskundige John von Neumann. Het was Wolf ram die ze in de jaren tachtig tot op het bot analyseerde.

Een cellulaire automaat is voor te stellen als een tegelvloer van witte en zwarte plavuizen, die bij elke tik van de klok aan de hand van de omringende kleuren opnieuw bepalen of ze eventueel van kleur moeten veranderen.

Wolfram ontdekte groepen van regels die binnen de kortste keren van een geordende beginsituatie een wervelend schouwspel maken, soms een chaos, soms met verrassend stabiele patronen.

6. Kan Wolfram daarmee alles verklaren?

Alles, en nog meer, vindt hij zelf. Zijn boek is niet voor niets twaalfhonderd pagina's dik en meer dan anderhalve kilo zwaar. De wiskundige kern beslaat, zegt hij steeds tegen interviewers, slechts driehonderd bladzijden. Al het andere is een serie bespiegelingen over het voltallige universum, van de kleinste levende cel tot hele sterrenstelsels en van een dwarrelende rooksliert tot het menselijk brein.

Zelfs ruimte en tijd ontkomen niet aan zijn tegelvloer-interpretatie van de werkelijkheid. Ook die zijn volgens Wolframs bespiegelingen opgedeeld in discrete hokjes. Sterker nog, waar de reguliere natuurkunde zich suf piekert over eventuele verbanden tussen de zwaartekracht en de atoomkrachten, rollen die er bij Wolfram zomaar uit.

7. Is het heelal dus eigenlijk zelf ook een rekenmachine?

Daar zou het volgens Wolfram wel op uit kunnen draaien. Volgens hem rekent alles en is alles resultaat van voortdurende berekening. Het enige dat vaststaat zijn de rekenregels, al het andere ontstaat onderweg.

8. Zijn natuurwetten nu overbodig?

Natuurwetten zijn volgens Wolfram handige samenvattingen van de tamme stukken van de werkelijkheid, de ontwikkelingen die zich min of meer voorspelbaar gedragen. Dat ze gevonden zijn, is mooi meegenomen. Maar er is zoveel meer.

9. Gaat dit boek een revolutie ontketenen?

De schrijver en zijn publiciteitsmachine kunnen het nauwelijks genoeg benadrukken. Wie Wolfram in interviews welwillend de moderne Isaac Newton noemt, wordt nadrukkelijk niet tegengesproken.

Feit is echter dat Stephen Wolfram al pakweg tien jaar geen wetenschappelijk artikel meer heeft gepubliceerd. Gedurende al die tijd puzzelde hij zonder last of ruggespraak in zijn studeerkamer een nieuw wereldbeeld in elkaar.

Pas nu het 1197 pagina's tellende boek er ligt, krijgen eventuele critici de kans er iets van te vinden. Het zal niet meevallen te bepalen op welk punt precies je daarmee zou moeten beginnen. Ook voor eventuele medestanders niet, trouwens.

10. Het meest voor de hand liggende zwakke punt?

Dat het universum misschien ook wel de enige rekenmachine is die de werkelijkheid in al zijn complexe pracht tevoorschijn kan toveren. In een tijdbestek dat even lang duurt als in het echt. Dan schiet je met het idee van simpele regels natuurlijk niet veel op.

11. Dus toch het werk van een gek?

Wolfram lijkt er zelf ook niet helemaal uit. Soms, zei hij onlangs in een Brits weekblad, bekruipt hem het vermoeden dat hij gelukkiger zou zijn als hij gewoon lekker dingen voor zichzelf zou uitzoeken. Maar als het zijn inzichten sneller kon verspreiden, was hij eventueel best bereid een wereldberoemd geleerde te worden.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2019 de Persgroep Nederland B.V. - alle rechten voorbehouden