Studenten leggen wetenschap uit op T-shirts
Alwin de Rooij, Arnout Terpstra en Hanna Schraffenberger volgen
het vak Cool Science van de masteropleiding Media Technology.
Zij ontwerpen T-shirts over wetenschappelijke thema's. Bij
ieder T-shirt hoort een bijschrift en het is de bedoeling dat
mensen die uitleg gaan lezen.
Pink Science
Tijdens Cool Science behandelt docent Bas Haring thema's als
chaos, emergentie, onzekerheid, evolutie en recursie aan de
hand van populair-wetenschappelijk artikelen, wetenschappelijke
artikelen en alternatieve media. De studenten krijgen de
opdracht om over elk thema een column te schrijven. De
studenten van Pink Science hebben voor hun slotopdracht het
medium T-shirt gebruikt om de essentie over te brengen van de
besproken thema's in het college.
Evolutie
Stel je koopt ergens een T-shirt, dan koop je er één die je
goed past toch? Natuurlijk ga je niet voor het grootste of
sterkste T-shirt, het moet gewoon goed zitten. Dit zien we ook
in de evolutie. Datgene dat het beste in de omgeving past
blijft bestaan, niet per se het grootste of sterkste. De
evolutietheorie beschrijft hoe mutatie, reproductie en selectie
ervoor zorgen dat levensvormen zich aanpassen aan hun omgeving
generatie op generatie. Dit proces duurt meestal duizenden
jaren of zelfs langer, en we weten niet waar het heen gaat, wat
het eindresultaat is. Dit is omdat de evolutie geen plan heeft,
hij gaat gewoon zijn gang.
Onzekerheid
Heb je wel eens een kat gezien die tegelijkertijd levend en
dood was? We hopen van niet, want dat zou een beetje vreemd
zijn denk je niet? Je vraagt je nu vast af wat katten nu weer
te maken hebben met de wereld van de kwantummechanica. Wat deze
twee dingen bij elkaar brengt is een gedachtenexperiment
genaamd Schrödinger's Kat. In de kwantummechanica, die
uitsluitend de minuscule wereld van de atomen beschrijft, kan
een atoom op veel plekken tegelijk zijn. Net alsof je op school
zou kunnen zijn tijdens de les en tegelijk thuis zit om je
huiswerk te maken. Deze eigenschap geldt echter alleen voor
hele kleine dingen zoals atomen. Schrödinger stelde een
scenario voor waar een kat in een afgesloten doos zit. Of de
kat blijft leven of niet, is afhankelijk van de staat van een
subatomair deeltje. Met dit gedachtenexperiment probeert
Schrödinger de kwantumwereld te vertalen naar onze wereld en zo
te laten zien hoe bizar kwantum mechanica eigenlijk is.
Emergentie
Wie vertelt de vogels hoe ze in zo'n V-vorm moeten vliegen?
Vliegen ze misschien achter een leider aan? Of hebben ze een of
andere handleiding gelezen? Een ding is zeker, een leider
volgen ze niet en waarschijnlijk hebben ze ook geen
handleiding. Toch vormen sommige vogels patronen in de lucht.
Hoe kan dat dan? Het werkt als volgt: elke vogel vliegt in een
soort van gemiddelde richting en in een positie ten opzichte
van andere vogels die naast hen vliegen; tegelijk zorgen ze dat
er een veilige afstand blijft tussen henzelf en hun buren. Ze
volgen dus niet een leider, maar de buren. Dit laat zien dat
complex gedrag en complexe patronen kunnen ontstaan vanuit
interactie tussen individuen die allemaal dezelfde simpele
regels volgen. Dit geldt niet alleen voor vogels natuurlijk. Je
kan veel voorbeelden van emergentie vinden in de natuur en de
wetenschap. Een paar voorbeelden zijn scholen van vissen,
termieten die een termietenheuvel bouwen en Conway's Game of
Life. En wat hebben al deze dingen met elkaar in gemeen? Nou,
er komt dus geen magie aan te pas.
Chaos
Als je dit shirt draagt dan zie je er zeker anders uit dan
wanneer je het niet draagt, maar zou het wel of niet dragen van
een shirt de wereld kunnen veranderen? Net zoals een vlindertje
hier een tornado aan de andere kant van de wereld zou kunnen
veroorzaken? Dit is wat ze noemen, the butterfly effect: kleine
veranderingen kunnen grote consequenties hebben. Wetenschappers
zijn het er niet over eens of chaos ook in de natuur voorkomt.
Maar een ding is zeker, in de wiskunde beschrijft de
chaostheorie het gedrag van dynamische systemen die gevoelig
zijn voor de staat waarin ze verkeren. In normaal Nederlands:
kleine veranderingen aan het begin van een chaotisch proces
kunnen een enorme impact hebben aan het einde van het proces.
Dus onzekerheid over de staat van het proces maken
voorspellingen erg moeilijk. Dus probeer het maar, draag dit
shirt en zie wat er gebeurt.
Zelfreferentie
Heb je al in de spiegel gekeken of dit shirt je wel goed staat?
Waarschijnlijk wel. Jezelf kunnen herkennen in de spiegel is
iets waarvan we lang hebben gedacht dat alleen mensen dat
konden. Maar wat blijkt nu, er zijn ook dieren die zichzelf in
de spiegel herkennen. Een van die diersoorten is de olifant.
Als experiment deden wetenschappers een beetje verf op het
hoofd van een olifant. Daarna lieten ze de olifant in een grote
spiegel kijken en wat bleek, de olifant herkende zichzelf in de
spiegel en probeerde de verf van zijn hoofd af te halen met
zijn slurf. Het kunnen herkennen van jezelf of iets wat aan
zichzelf refereert kan leiden tot bijzondere dingen. In
natuurlijke taal, computertaal en wiskunde bijvoorbeeld: `Doet
deze zin je herinneren aan olifanten?'. Zelfreferentie kan ook
leiden tot paradoxen zoals in de zin: `Dit is geen zin'.
Zelfreferentie speelt een belangrijke rol in DNA. Niet alleen
in het DNA van olifanten, maar in dat van iedereen.
De T-shirts kunnen online worden besteld via de website van
Pink Science.
(26 januari 2010/Nathalie Borst)
Nieuwsredactie - 26/01/2010
Universiteit Leiden