De vraag naar de zin van het leven is zo oud als de mens zelf. Filosofen, religies en schrijvers hebben er talloze antwoorden op geformuleerd.  Nu we enkele dagen geleden de vraag OF de wereld bestaat hebben proberen te beantwoorden, is het misschien een goed idee om ook eens te kijken naar WAAROM hij bestaat.  Waarom zijn we hier?  Is er een reden waarom de wereld bestaat?

Natuurlijk, het lijkt een filosofische vraag! Maar hoe zit het met de harde wetenschappen? Bestaat er natuurkundig, wiskundig, biologisch of kosmologisch onderzoek dat probeert het waarom van ons bestaan te verklaren?

Het antwoord is kort: bijna niet. Wetenschap kan veel zeggen over hoe het universum werkt, maar zodra de vraag gaat over een ultiem doel of bedoeling, lopen onderzoekers tegen de grenzen van hun methode aan. Toch zijn er enkele pogingen gedaan om de waarom-vraag, al is het voorzichtig, in wetenschappelijke termen te onderzoeken.

U kan gans dit artikel hier downloaden als .pdf

De beperking van de methode

De natuurwetenschap werkt met toetsbare hypothesen. Een uitspraak is pas wetenschappelijk bruikbaar als ze in principe weerlegd kan worden door observatie of experiment.  Dit impliceert een antwoord dat steeds beschrijvend is.  Een antwoord dat mechanismes beschrijft en analyseerd.

Een ultiem “waarom” — in de zin van een kosmische bedoeling — is daar moeilijk in onder te brengen. Het idee dat het universum bijvoorbeeld bedoeld is om leven voort te brengen, kan niet worden weerlegd of bevestigd met metingen. Daarom vertalen de meeste onderzoekers zulke vragen naar beschrijvende vormen, zoals:

• Onder welke voorwaarden kan leven ontstaan?
• Hoe ontwikkelt complexiteit zich in de kosmos?

Dat zijn waardevolle vragen, maar ze geven geen direct antwoord op de bedoeling achter het bestaan.

Teleologie in de biologie

In de vroegste biologie was het vanzelfsprekend om in termen van doelgerichtheid te denken. Vleugels waren er “om te vliegen”, ogen “om te zien”. Deze manier van denken, teleologie genoemd, werd met de evolutietheorie van Darwin grotendeels verlaten.

Moderne biologie spreekt liever over functie en adaptatie. Vleugels bestaan omdat ze via natuurlijke selectie voordelen opleveren, niet omdat ze bedoeld zijn. Het “waarom” wordt zo herleid tot een “waardóór”.

Daarmee geeft de biologie wel verklaringen voor eigenschappen van levende wezens, maar blijft ze methodologisch op afstand van het idee dat leven zelf een vooropgezet doel heeft.

Waarom bestaat de wereld; pogingen in de fysica en kosmologie

In de fysica en kosmologie bestaan er theoretische benaderingen die soms als doelgericht worden uitgelegd. Eén voorbeeld is het idee dat het universum zich in de loop van de tijd ontwikkelt naar bepaalde eindtoestanden, zoals maximale entropie of maximale informatieverwerking.

Jeremy England (MIT) heeft bijvoorbeeld gesuggereerd dat leven gezien kan worden als een fysisch proces dat energie-ongelijkheid versneld afbouwt. Dat klinkt alsof het leven een “taak” heeft, maar in zijn eigen woorden is het een emergent patroon, geen kosmische bedoeling.

Ook het zogenaamde fijn-afstemmingsprobleem speelt een rol: het universum lijkt precies de juiste natuurconstanten te hebben voor het ontstaan van leven. Sommige kosmologen gebruiken het antropisch principe om dit te verklaren: wij zien het universum zoals het is, omdat alleen in zo’n universum waarnemers zoals wij kunnen bestaan. Het is een antwoord dat de waarom-vraag niet oplost, maar eerder omzeilt.

Twee niveaus van de waarom-vraag

Het is belangrijk om onderscheid te maken tussen twee vragen die vaak door elkaar lopen.

De eerste is: waarom bestaat er leven? Dat is een vraag over het ontstaan van levende systemen binnen een bestaand universum. Wetenschappers kunnen daarvoor modellen maken, experimenten doen en voorwaarden berekenen.

De tweede is: waarom bestaat er iets in plaats van niets? Dat is een fundamentele vraag over het bestaan van het universum zelf, inclusief zijn natuurwetten. Hier heeft de wetenschap geen toetsbaar kader voor. Kosmologische theorieën zoals het antropisch principe of multiversummodellen verklaren hoogstens waarom ons universum de eigenschappen heeft die het heeft, maar niet waarom er überhaupt iets bestaat.

De meeste onderzoeksprojecten die lijken te gaan over “de zin van het leven” richten zich in werkelijkheid op de eerste vraag. De tweede blijft grotendeels het domein van filosofie en metafysica.

Jeremy England en dissipatieve adaptatie

Jeremy England, voormalig hoogleraar aan MIT en later verbonden aan de Georgia Tech, ontwikkelde een theorie die in de media vaak werd omschreven als “de fysica van het leven”. Zijn kernidee is dat leven mogelijk een onvermijdelijk gevolg is van bepaalde natuurkundige wetten, met name de tweede wet van de thermodynamica.

Volgens die wet neemt de entropie — de mate van wanorde in een systeem — altijd toe. England stelt dat sommige systemen, wanneer ze continu worden blootgesteld aan energie (zoals zonlicht of chemische warmtebronnen), zichzelf zo kunnen herschikken dat ze efficiënter energie kunnen opnemen en verspreiden. Dit proces noemt hij dissipatieve adaptatie. Het bijzondere is dat zo’n systeem niet per se levend hoeft te zijn om deze eigenschap te vertonen; het kan gaan om moleculaire structuren die spontaan patronen aannemen waardoor energie sneller wordt gedissipeerd.

In zijn modellen en computersimulaties blijkt dat structuren die beter in staat zijn om energie te verspreiden, vaker blijven bestaan en zich kunnen repliceren. (Een soort Darwinisme in de fysica.) England suggereert dat het ontstaan van leven mogelijk slechts een specifiek, complex voorbeeld is van dit algemene fysische principe. Daarmee zou leven geen toevallige uitzondering zijn, maar een natuurlijk gevolg van hoe materie zich gedraagt onder voortdurende energietoevoer.

Voorbehoud

Belangrijk is dat England’s theorie antwoord geeft op de vraag waarom leven binnen een universum kan ontstaan, niet op waarom dat universum er is. Zijn modellen verplaatsen de waarom-vraag één niveau naar beneden: van het bestaan van het geheel naar het ontstaan van complexe structuren daarbinnen.

Ook het fijn-afstemmingsprobleem speelt een rol. Het universum lijkt precies de juiste natuurconstanten te hebben voor het ontstaan van leven. Het antropisch principe verklaart dit door te stellen dat wij het universum zien zoals het is, omdat alleen in zo’n universum waarnemers zoals wij kunnen bestaan. Dit is een logische redenering, maar geen antwoord op het diepere “waarom iets bestaat” — het verschuift de vraag alleen.

.

Bekendste speculatieve theorieën over het waarom

Het Final Anthropic Principle

John Barrow en Frank Tipler formuleerden in The Anthropic Cosmological Principle (1986) het zogenaamde final anthropic principle. Dat stelt dat intelligent leven niet alleen moet ontstaan, maar ook voor altijd moet blijven bestaan. In deze visie is de aanwezigheid van bewuste wezens een onvermijdelijk en blijvend kenmerk van het universum. De theorie wordt breed bekritiseerd, vooral omdat ze niet toetsbaar is.

het Final Anthropic Principle (FAP) klinkt nogal boud, maar de redenering erachter volgt eigenlijk een vrij simpele, zij het sterk gespeculeerde, logica.

Hoe werkt dit?

Barrow en Tipler vertrekken vanuit het antropisch principe: wij zien het universum zoals het is, omdat alleen zo’n universum waarnemers zoals wij kan voortbrengen. Ze combineren dit met de gedachte dat, zodra er intelligente waarnemers bestaan, die in staat zullen zijn hun eigen voortbestaan te garanderen.

Hun redenering loopt ongeveer zo: Bewustzijn verschijnt. In een leefbaar universum zal vroeg of laat intelligent leven ontstaan. Hierop volg dan technologische vooruitgang. Zodra dit leven een bepaalde technologische drempel overschrijdt, kan het zichzelf beschermen tegen kosmische gevaren (zoals asteroïden, supernova’s, zelfs het uitdoven van sterren). DE zal leiden tot Zelfbehoud op de lange termijn. Met verdere technologie kan zo’n beschaving zich verspreiden door het universum en nieuwe vormen van energie benutten. En zo volg een  Onsterfelijk bewustzijn.

Uiteindelijk — in hun visie — zal intelligent leven zelfs in staat zijn te overleven in de verste toekomst, misschien door nieuwe universa te creëren of door te migreren naar andere bestaansvormen (bijvoorbeeld puur informatie- of energie-gebaseerd).

Conclusie en probleem

Daaruit volgt hun centrale stelling: als er eenmaal intelligent leven is, zal het nooit meer helemaal verdwijnen. Het “finale” van het principe zit hem erin dat bewustzijn het eindstadium én blijvende factor van het universum wordt.

Het grote probleem: dit alles berust op aannames die niet toetsbaar zijn. We weten niet of overleven op oneindige tijdschaal mogelijk is, noch of technologische ontwikkeling altijd vooruitgaat. Daarom wordt het FAP door veel wetenschappers gezien als een interessante gedachte-oefening, maar niet als echte natuurkunde.

Teleonomische evolutie

De term teleonomie verwijst naar systemen die doelgericht lijken te werken zonder dat er een bewust plan achter zit. In de evolutiebiologie gebruiken Stuart Kauffman en anderen dit idee om te beschrijven hoe leven via zelforganisatie steeds complexere vormen kan aannemen. De “richting” die het leven lijkt te hebben, is dan een product van fysische en chemische wetten, niet van een kosmische bedoeling.

Stuart Kauffman en zelforganisatie

Stuart Kauffman is een theoretisch bioloog en complexiteitsonderzoeker, bekend van zijn werk aan het Santa Fe Institute. Zijn centrale idee is dat leven en complexiteit niet alleen het product zijn van Darwiniaanse evolutie, maar ook van zelforganisatie — een proces waarbij orde spontaan ontstaat in systemen zonder externe sturing.

Onderzoek en modellen

Kauffman gebruikt vaak netwerkmodellen om dit te illustreren. Hij bestudeert hoe grote aantallen interacties tussen eenvoudige componenten (zoals moleculen of genen) vanzelf stabiele patronen kunnen vormen. Eén van zijn bekendste bijdragen is het concept van het autocatalytisch netwerk: een groep moleculen die elkaars vorming bevordert, waardoor het geheel zichzelf in stand kan houden.

In laboratorium- en computersimulaties liet hij zien dat als je genoeg verschillende soorten moleculen bij elkaar brengt, er vrijwel automatisch netwerken ontstaan die zichzelf kopiëren of energie verwerken. Dat suggereert dat het ontstaan van leven misschien niet zeldzaam of toevallig is, maar een waarschijnlijk gevolg van natuurwetten.

Logica achter zijn visie

Kauffman combineert dit met het idee van teleonomie: systemen kunnen eigenschappen ontwikkelen die op doelgerichtheid lijken, zonder dat er een bewust doel achter zit.
Zijn redenering gaat zo. Er zijn Natuurwetten en chemie. Onder bepaalde omstandigheden zal materie zich organiseren in structuren die stabiel zijn en energie kunnen benutten.

Zelforganisatie + evolutie. Zelforganisatie levert de basale, functionele patronen. Natuurlijke selectie bouwt daar verder op, waardoor steeds complexere levensvormen ontstaan.  Zo ontstaat er een Schijnbare doelgerichtheid. Het resultaat is dat levende systemen zich gedragen alsof ze een doel hebben — overleven, zich voortplanten — terwijl die “doelen” voortkomen uit fysische en biologische processen, niet uit kosmische intentie.

Betekenis

Kauffman’s werk is invloedrijk omdat het een natuurkundig-biologische verklaring biedt voor de richting in de ontwikkeling van leven. Hij schuift het idee van een externe ontwerper terzijde, maar behoudt wel een verklaring voor waarom leven vaak complexer en doelmatiger wordt. Zijn onderzoek is deels wiskundig (netwerktheorie, systeemdynamica) en deels conceptueel, en vormt een brug tussen biologie, chemie en natuurkunde.

Kosmische zelforganisatie

Complexiteitstheoretici zoals Terrence Deacon en Ilya Prigogine onderzochten hoe orde spontaan kan ontstaan in systemen ver van evenwicht. Dit principe wordt in de natuur overal waargenomen, van wervelstormen tot cellulaire netwerken. Sommigen suggereren dat het universum als geheel een natuurlijke neiging heeft om steeds hogere niveaus van organisatie voort te brengen, waarbij leven een bijna onvermijdelijk resultaat is.

Terrence Deacon – emergentie en het ontstaan van doelgerichtheid

Terrence Deacon is een Amerikaanse antropoloog en neurowetenschapper die zich richt op de oorsprong van leven, geest en betekenis. Zijn bekendste werk, Incomplete Nature (2011), probeert te verklaren hoe doelgerichtheid en betekenis kunnen ontstaan uit puur fysische en chemische processen.

Kernidee

Deacon stelt dat levende systemen doelgericht lijken te handelen omdat ze afhankelijk zijn van het in stand houden van hun eigen organisatie. Hij introduceert het concept van teleodynamica: een derde niveau van dynamische organisatie, bovenop thermodynamica (energie-uitwisseling) en morphodynamica (patroonvorming). In teleodynamische systemen werken componenten samen om het systeem als geheel te laten voortbestaan.

Onderzoek en logica

Deacon analyseert onder meer hoe zelfreplicerende moleculaire systemen, zoals RNA-achtige structuren, kunnen leiden tot hogere niveaus van organisatie. Zijn logica is als volgt. Thermodynamische wetten maken energie-uitwisseling mogelijk. Morphodynamica (zoals bij kristalgroei of convectiecellen) zorgt voor spontane patroonvorming. Teleodynamica ontstaat wanneer zulke patronen zichzelf actief in stand houden, bijvoorbeeld door energie en grondstoffen te gebruiken om hun eigen structuur te behouden.

Hierdoor kan er schijnbare doelgerichtheid ontstaan zonder dat er een bewuste ontwerper aan te pas komt. Leven en geest zijn dan natuurlijke uitlopers van complexe materiële processen.

Ilya Prigogine – orde uit wanorde

Ilya Prigogine, een Belgisch-Italiaanse fysisch chemicus en Nobelprijswinnaar (1977), leverde baanbrekend werk over niet-evenwichtssystemen. Zijn bekendste bijdrage is het idee van dissipatieve structuren: geordende patronen die ontstaan in systemen die energie uitwisselen met hun omgeving en ver van thermodynamisch evenwicht blijven.

Onderzoek en voorbeelden

Prigogine liet zien dat systemen zoals convectiecellen in een opgewarmde vloeistof, chemische oscillaties (Belousov–Zhabotinsky-reactie) en biologische processen allemaal gebruik maken van energieflux om orde te creëren.

Zijn logica was als volgt. In gesloten systemen neemt entropie (wanorde) altijd toe en verdwijnen structuren. In open systemen met voortdurende energietoevoer kan de toename van entropie juist leiden tot nieuwe, stabiele structuren. Leven is een extreem voorbeeld van zo’n dissipatieve structuur: het gebruikt energie om zichzelf ver van evenwicht te houden.

Betekenis

Prigogine’s werk gaf een fysische basis voor het idee dat complexiteit een natuurlijk gevolg kan zijn van de tweede wet van de thermodynamica, zolang er een constante energiebron is. Dit onderbouwde latere ideeën van onder meer Jeremy England en Stuart Kauffman (zie hierboven), en leverde een brug tussen fysica en biologie.

Doelgerichte fysica: maximale informatieverwerking

Sommige theoretische fysici, onder wie Seth Lloyd (MIT), hebben het universum beschreven als een gigantische kwantumcomputer. In dit kader kan men speculeren dat het “doel” van het universum is om informatie te verwerken. Ook dit blijft een metafoor, want een computer zonder programmeur heeft geen intrinsieke bedoeling — alleen een mechanisme.

Seth Lloyd – het universum als kwantumcomputer

Seth Lloyd is een Amerikaanse natuurkundige en professor aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT), gespecialiseerd in kwantuminformatie en complexe systemen. Hij staat bekend om zijn provocerende idee dat het universum zelf functioneert als een gigantische kwantumcomputer.

Kernidee

Volgens Lloyd kunnen alle processen in het universum worden opgevat als berekeningen. Elementaire deeltjes, interacties en natuurwetten verwerken informatie. Elke verandering van toestand in het universum is, in zijn visie, een “logische operatie” op de fundamentele bits van werkelijkheid.

Onderzoek en logica

In zijn boek Programming the Universe (2006) werkt hij dit idee uit. Hij berekent zelfs een schatting van de totale hoeveelheid berekeningen die het universum sinds de oerknal heeft uitgevoerd. Zijn logica kan worden samengevat in drie stappen.

1. Natuurwetten als algoritmen. De basisinteracties (zoals elektromagnetisme of zwaartekracht) kunnen wiskundig worden gezien als instructies die informatie transformeren.
2. Materie als drager van informatie. Deeltjes en velden slaan informatie op in hun kwantumtoestand.
3. Evolutie van het universum als berekening. Het verloop van het universum — van de oerknal tot nu — is het resultaat van de uitvoering van deze “code”. Complexe structuren, inclusief leven, zijn dan uitkomsten van dit rekenproces.

Betekenis

Lloyd’s visie is geen bewering dat het universum bedoeld is om te rekenen. Het is eerder een model waarmee je de werking van natuurwetten kunt beschrijven in termen van informatieverwerking. Toch opent het ruimte voor speculatie: als het universum een computer is, wat rekent het dan uit? Voor Lloyd zelf is dat vooral een retorische vraag, maar sommige denkers zien hierin een mogelijke link tussen fysica, kosmologie en het ontstaan van complexiteit.

Waarom het wetenschappelijk zo moeilijk is

Het probleem zit diep in de kern van de wetenschappelijke methode. Doel of bedoeling veronderstelt intentionaliteit, en dat is niet meetbaar op kosmische schaal. Elke poging om het te onderzoeken, belandt snel in een gebied waar hypothesen niet te falsifiëren zijn.

Wetenschap kan patronen en wetten blootleggen. Ze kan beschrijven hoe het universum zich heeft ontwikkeld van de oerknal tot complexe levensvormen. Maar of dat proces bedoeld is, en zo ja, waarom, is een vraag die niet met experimenten of waarnemingen beantwoord kan worden.

Een vraag op de grens

Er is geen hard, peer-reviewed onderzoek dat het ultieme “waarom” van ons bestaan empirisch aantoont. De pogingen die er zijn, blijven grotendeels speculatief en bewegen zich op het grensvlak van wetenschap en filosofie.

Misschien is dat onvermijdelijk. Het kan zijn dat de ultieme waarom-vraag eenvoudigweg buiten het bereik van de wetenschap valt. Of misschien ontbreekt ons nog het juiste theoretische raamwerk om haar wél te onderzoeken.

Tot die tijd blijft de wetenschap zich richten op het hoe en het waardoor — en laat ze het waarom vooral over aan filosofen, theologen en dichters.

U kan dit en andere lange artikelen steeds downloaden via deze pagina