"A new Kind of Science?" van Stephen Wolfram

De omvang van dit boek speelt met de grens van wat nog kan gebonden worden terwijl tussen de kaften de grenzen van de wetenschap verlegd worden, of zo doet de titel het toch uitschijnen. Is Stephen Wolfram een nieuwe Galileo of Newton, is dit boek een nieuwe Principia? En is dat de reden waarom overal de zalen vollopen als Stephen Wolfram een lezing komt geven? Of is dat omwille van de controversiële boodschap die met een overdosis aan lef en branie gebracht wordt?

Het uitgangspunt van Wolfram is uiterst eenvoudig. Zijn manier om de wereld te doorgronden berust niet op wiskundige formules, noch op fysische experimenten. Wolfram gebruikt "cellulaire automaten". Cellulaire automaten bestaan uit eenvoudige regels die patronen genereren. Neem een stuk ruitjespapier, de bovenste rij bestaat uit een reeks witte vierkantjes. In het midden maak je één vakje zwart. Dat is de cel waarmee je begint, de input. Maak nu in de rij daaronder vakjes zwart of laat ze wit afhankelijk van de kleur van de drie vakjes vlak boven, links of rechts in de bovenstaande rij. (Bijvoorbeeld: een cel wordt alleen zwart als alle drie cellen in de rij erboven zwart zijn.) Dat doe je ook met de volgende rij, en zo verder, ad infinitum. Op die manier ontstaan soms complexe patronen die na duizenden stappen uitwaaieren als stuifzand over de binnenkoer, of die juist heel regelmatige patronen te zien geven. Sommige worden egaal zwart. Sommige hebben een soort van ongrijpbare schoonheid, andere vertonen ondoorgrondelijk toevallig fluctuerende patronen. Cellulaire automaten zijn al zeker 50 jaar bekend, dus daarmee introduceert Wolfram niets nieuws. Wat wel nieuw is, is dat Wolfram beschikt over zeer krachtige wiskundige software. Dat Mathematica-pakket heeft hij zelf ontworpen en is de standaard voor het maken van technische berekeningen. Het leverde Wolfram fortuinen op, zodat hij in 1988 zijn droom kon waarmaken. Hij liet zijn software de cellulaire automaten door duizenden stappen evolueren. Iets wat voorheen een week kostte, kon hij nu op een half uur. De complexiteit die het eenvoudigste spelletje met witte en zwarte vakjes opleverde, deed bij hem een licht opgaan. Zou het kunnen dat hij hier een nieuwe methode in de hand had waarmee hij de complexiteit van fenomenen zoals de vorming van sterrenstelsels of de werking van het brein kon verklaren? Kon hij de wetenschap een stap vooruit helpen door de beperkingen te overstijgen van de wiskundige formules die vastlopen op de complexiteit van wat kolkend water? In 1991 trok hij zich terug, rijk geworden van de inkomsten van zijn software, en begon een kluizenaarstocht naar een nieuwe vorm van kennis. Hij communiceerde met niemand, alleen zijn beste vrienden mochten nu en dan een glimp opvangen van het gigantische magnum opus in wording, maar alleen nadat ze een confidentialiteitscontract hadden ondertekend. Het resultaat is dit boek dat de bijbel van een nieuwe wetenschap zou moeten worden.

Wolfram belooft nogal wat: hij zal de wetenschap een nieuwe transformatie helpen ondergaan die alleen kan vergeleken worden met die van 300 jaar geleden toen de wiskundige calculus geïntroduceerd werd om de wereld te beschrijven. Hij presenteert het nog niet in dit boek, maar mits nog wat meer werk moet het te leveren zijn: een algoritme om de wereld mee te berekenen, vier regeltjes computercode die alles voor ons uitrekenen, van kwantumfysica tot reality-tv, van gestold eiwit tot verkiezingsuitslagen. Geen wiskundige formules dus bij Wolfram, wel veel plaatjes, van honderden, duizenden cellulaire automaatjes. Zo levert hij echter geen bewijzen, alleen computeruitdraaien die nuchter bekeken alleen maar iets zeggen over die witte en zwarte vlakjes zelf, die geen voorspellende waarde hebben en al evenmin iets verklaren. Wolfram heeft blijkbaar niet lang nagedacht over wat wetenschap is of doet alvorens zijn nieuwe soort wetenschap voor te stellen. Wetenschap is immers een manier om kennis te verzamelen die een heel specifiek proces volgt: je schuift een werkhypothese naar voor, die wordt systematisch en herhaalbaar getoetst aan de werkelijkheid, en op basis van de resultaten (die kritisch bekeken worden door de collega's) beslist men om de hypothese te aanvaarden. Dan wordt ze mee ingeschreven in het grote boek van de wetenschappelijke theorie. Het nieuwe van Wolfram's nieuwe wetenschap is dat hij daar allemaal niet aan meedoet. Hij heeft in één keer zijn eigen boek geschreven, zonder zich van hypothesen, toetsing of systematiek iets aan te trekken. Nergens verwijzingen naar eerder onderzoek, alleen maar klachten over hoe slecht de wetenschappers het er hebben vanaf gebracht.. Te lezen aan de commentaren van de specialisten in de vele gebieden die Wolfram met de grond gelijk maakt, vinden die nergens iets tastbaars om te onderzoeken met microscoop, telescoop of cyclotron. Wolfram blijft hangen in het stadium van suggesties en vermoedens. Er wordt geen nieuwe methodologie beschreven, alleen maar een vaag idee geopperd. Maar hij gelooft er zelf voor honderd procent in en ziet de rest van de recalcitrante wetenschapslui als dinosaurussen met verlepte ideeën die nog moeten uitsterven.

A New Kind of Science is niet alleen een wetenschappelijke excursie, het is ook een literair exploot. Wolfram vindt, zoals James Joyce, dat de ideale lezer iemand is die heel zijn of haar leven wijdt aan het lezen van dit ene boek. En, zoals Joyce, doet Wolfram (zelf de zoon van een schrijver) een poging om een encyclopedische wereld te scheppen. Als literatuur schiet het echter tekort, als gedachte-experiment is het een verbijsterende prestatie. Anderen zijn hem daarin voorgegaan. Sigmund Freud en Harry Mulisch bouwden in hun gedachtewereld ook elk een verbluffend kunstwerk, de een gebaseerd op een uit de hand gelopen natte droom, de ander op een overspannen octaaf. Ze zijn namaakwetenschappers die teren op brokjes wetenschappelijke ingrediënten die in het verkeerde recept gebruikt worden. Ze dissen lange verhalen op die alleen maar lijken op iets wetenschappelijks. Ze voegen zich bovendien niet in het wetenschappelijke vertoog, neen, ze stellen er zich bewust boven. Het is met Wolfram zoals met veel bevlogen nieuwlichters in de wetenschap. Ze komen met een Groot en Nieuw Idee. Het meeste van wat ze zeggen is niet nieuw (terwijl zij zelf beweren van wel) en ze verpakken het geheel in een zeer bevlogen retoriek. Daarin slaan ze steeds opnieuw op dezelfde spijker in de hoop dat als je maar honderd keer iets suggereert het dan ook waar wordt. Steeds opnieuw weerklinkt zijn mantra: "And I strongly suspect that …". Nergens volgt een experimenteel bewijs voor dat vermoeden. Die suggestie wordt afgewisseld met het argument dat men traditioneel altijd gedacht heeft dat eenvoudige regels geen complexe werkelijkheid kunnen voortbrengen. Terwijl dat nu precies is wat de wetenschap probeert te doen, moeilijke dingen reduceren tot een begrijpelijk geheel. Wolfram doet alsof dat niet zo is en maakt het zo heel gemakkelijk om, alleen op het veld, voor open doel te kunnen scoren.

Hij gebruikt de cellulaire automaten als metaforen voor de meest uiteenlopende dingen, van de pigmentatiepatronen in een tijgervel tot de fenomenen van de deeltjesfysica. Hij hanteert ze om de Tweede Wet van de Thermodynamica te verbeteren en de mankementen in de evolutietheorie van Darwin bloot te leggen. Hij dreigt ze te gaan gebruiken om het probleem van de vrije wil van de mens op te lossen en ook nog het schijnbaar toevallige gedrag van de financiële beurzen te vatten. Maar een metafoor is geen verklaring, zelfs het mooiste plan valt in het niet bij het landschap dat het weergeeft. Hij ontspoort helemaal als hij ook nog de Gulden Snede in zijn betoog betrekt. Het wordt wel heel bont als hij in zijn patronen de verklaring vindt voor het feit dat buitenaardse intelligentie wel met ons communiceert maar dat wij hen niet kunnen begrijpen. Zijn cellulaire automaten beginnen dan wel verdacht veel op koffiedik te lijken. Wolfram presenteert iets wat lijkt op een (proto)theorie van het Leven, het Universum en Al De Rest. Voorlopig blijft het echter bij een prachtige wiskundige creatie die verder niets met de natuur te maken heeft. Zullen zijn patronen uiteindelijk leiden tot ultieme antwoorden? Of kunnen we daarvoor voorlopig beter terecht bij Douglas Adams' vijfdelige trilogie Hitch-Hikers Guide to the Galaxy? Met minder pagina's, meer humor en meer (oude) wetenschap.

Stephen Wolfram "A New Kind of Science", Wolfram Media Inc., 1.297 blz.