Van jongs af aan ben ik geïnteresseerd in ons heelal, en dit leidde tot de opleiding natuur- en sterrenkunde en klimaatfysica.
Door de jaren ben ik me naast deze zuiver wetenschappelijk kant ook steeds meer gaan bezighouden met de invloed van technologie op onze samenleving. De vooruitgang in levenskwaliteit is grotendeels te danken aan nieuwe natuurwetenschappelijke en technische inzichten, zoals elektriciteit, communicatiemiddelen en geneeskunde. Aangezien deze ontwikkelingen in hoog tempo doorgaan, kunnen we verwachten dat onze leefwereld er over enkele decennia heel anders uitziet dan nu.
Op Visionair.nl schrijf ik over deze belangrijke ontwikkelingen, en over de ethische aspecten en risico's ervan.
Het door mensen veroorzaakte broeikaseffect is een kleine stijging van de temperatuur als gevolg van extra CO2 in de atmosfeer. Dit kan problemen geven, maar pas echt gevaarlijk is klimaatverandering die zichzelf versterkt door middel van positieve feedback. Bijvoorbeeld, als het warmer wordt verdampt er meer water uit de oceanen. Meer waterdamp in de atmosfeer betekent een sterker broeikaseffect: water kan effectief de infrarode straling absorberen die de Aarde uitzendt. Deze vastgehouden warmte leidt vervolgens weer tot een hogere temperatuur en dus meer verdamping, etc.
Positieve feedback kan desastreuze gevolgen hebben, maar alleen als er geen sterkere, negatieve feedbacks aanwezig zijn die het effect tenietdoen. Zo’n negatieve feedback is er: als de temperatuur stijgt, gaat de Aarde veel meer infrarode straling uitstralen wat de Aarde weer afkoelt. Slechts een deel van deze straling wordt door waterdamp geabsorbeerd.
Een runaway broeikaseffect ontstaat pas wanneer er zoveel waterdamp in de atmosfeer is dat de positieve feedback sterker wordt dan de negatieve feedback. Hierbij zouden de oceanen droog koken en de temperatuur oplopen tot 1100 graden (bij deze temperatuur zendt de Aarde infrarode straling uit met een wat kortere golflengte, waar waterdamp transparanter is). Een runaway broeikaseffect is nu gelukkig niet aan de orde op onze planeet. Op Venus wel; met haar 460 graden is deze planeet een niet te missen waarschuwing voor de Aarde.
Venus heeft misschien ooit ook oceanen gehad. Deze zijn dan verdampt, en de waterdamp is vervolgens afgebroken door UV straling van de Zon.
Invloed van de mens
Kunnen we door veel CO2 toe te voegen aan de atmosfeer de Aarde zoveel opwarmen dat er wel een runaway broeikas ontstaat? Nee, waarschijnlijk kan dit niet. De reden is dat met zo’n hoge temperatuur en zoveel waterdamp in de atmosfeer, de Aarde meer warmte uitstraalt dan het ontvangt van de Zon. Deze situatie kan niet bereikt worden; de Aarde zou al eerder afkoelen. Niettemin zou de nieuwe evenwichtstemperatuur een stuk hoger liggen dan nu (het gewone broeikaseffect) en allerlei problemen geven, maar het zou nog niet geheel uit de hand lopen.
Althans… er zijn nog enkele onzekere factoren. Als het albedo van de Aarde afneemt, dat wil zeggen dat de Aarde minder zonlicht reflecteert, ontvangt ze meer zonlicht. Als het albedo zou halveren zou er genoeg extra zonlicht ontvangen worden om alle uitgaande straling te compenseren en dus een runaway broeikaseffect mogelijk te maken. Het albedo halveren is echter niet eenvoudig, hiervoor moeten onder andere alle lage wolken verdwijnen. Onze kennis van zulke atmosferen is nog te onzeker om deze mogelijkheid uit sluiten.
Ook al gaan we een runaway broeikas voorlopig ontlopen, een gewoon broeikaseffect is al reden genoeg om zuinig te zijn op onze planeet.
Het verleden
In het verleden zijn er perioden geweest dat we veel meer CO2 in de atmosfeer hadden dan nu, bijvoorbeeld het Krijt (145-65 miljoen jaar geleden), toen er veel vulkanisme was. Toen was het ook zo’n 10 graden warmer dan nu. Kennelijk was zelfs dat niet voldoende om een onomkeerbaar runaway broeikaseffect in gang te zetten, wat geruststellend is.
De toekomst
Naar verwachting zal de Aarde over 2 miljard jaar wel een runaway broeikaseffect krijgen wegens de toenemende helderheid van de Zon, wat komt door de veranderende chemische samenstelling van het binnenste van de Zon. Dit is niet iets om ons druk over te maken; tegen die tijd bestaat de mensheid al lang niet meer in een voor ons herkenbare gedaante.
Oplossingen
Mocht de temperatuur toch uit de hand lopen, dan moeten we zelf ingrijpen. Een effectieve methode om te temperatuur te beperken is het plaatsen van spiegels in de ruimte tussen de Zon en de Aarde, in het eerste Lagrangepunt, zodat de spiegels precies tussen de Aarde en de Zon blijven. Hiermee daalt de hoeveelheid zonlicht de we ontvangen en kunnen we de temperatuur op Aarde controleren.
Een ambitieuzere strategie is om de Aarde in een wijdere baan on de Zon te brengen. Dit klinkt als onhaalbaar gezien de hoge massa van de Aarde. Niettemin, als we een asteroïde in een baan brengen die zowel de Aarde als Jupiter dichtbij passeert, kan dit de Aarde telkens wat versnellen en Jupiter wat afremmen, waarmee de Aarde geleidelijk verder van de Zon af gaat staan. Dit is precies de methode die wordt gebruikt om interplanetaire ruimtesondes te versnellen, de zwaartekrachtsslinger, alleen is het effect op de Aarde bij sondes verwaarloosbaar door hun lage massa.
Wat staat mensen (of andere intelligente wezens) te doen wanneer alles ontdekt is? Het is bepaald niet zeker of dit nooit zal lukken, maar dat weerhoudt ons er niet van erover te speculeren.
Mensen ontdekken graag dingen, bijvoorbeeld nieuwe planten, continenten, wiskundige stellingen, natuurwetten, fossielen of leefbare planeten. De afgelopen tienduizenden jaren heeft de mensheid vanuit Oost Afrika een flink deel van het landoppervlak van de aarde gekoloniseerd, en is ondertussen begonnen aan de ruimte. De laatste eeuwen heeft de wetenschap een hoge vlucht genomen. Waar ontdekkingsreizigers en wetenschappers vaak gedreven worden door nieuwsgierigheid, hebben hun resultaten enorme, vooral positieve, gevolgen voor onze maatschappij en ons wereldbeeld. Stel nu dat er ooit een tijd komt dat we overal geweest zijn en alle natuurwetten bekend zijn[1], en we dus niks meer te ontdekken hebben[2].
Poststempel ter ere van de ontdekking van het 23e Mersenne priemgetal in 1963
Wat dan?
Een voor de hand liggende mogelijkheid is dat we ons hier niet druk om maken en al onze tijd in virtual reality werelden doorbrengen, waarin we het enorm naar ons zin hebben met virtuele avonturen en ontdekkingen. Veel mensen zien dit vast wel zitten. Echter, sommigen zullen behoefte blijven hebben aan échte ontdekkingen. Gelukkig is er een onuitputtelijk reservoir van onontgonnen informatie, beter bekend als getallen.
De ontdekking van een nieuw bijzonder getal zou een sensatie betekenen waar verveelde mensen met smart op hebben zitten wachten; eindelijk weer een stukje echt nieuwe informatie, weer iets om toe te voegen aan Wikipedia! Veel energie en rekenkracht zou hierin geïnvesteerd worden.
Welke getallen zijn interessant?
Populaire getallen waar nu al fanatiek op gejaagd wordt zijn Mersenne priemgetallen. Deze hebben de vorm 2n – 1, met n een natuurlijk getal, bijvoorbeeld 3 (met n=2), 7 (n=3), 31 (n=5) en 127 (n=7). Inmiddels zijn er 47 bekend, de laatste 13 met het gedistribueerde project GIMPS, maar is er nu al 2,5 jaar geen nieuwe meer gevonden. De grootste heeft een exponent n van ruim 43 miljoen en is ook het grootst bekende priemgetal.
Niet altijd was men enthousiast over het zoeken naar Mersenne priemgetallen. In 1811 schreef de Engelse wis- en natuurkundige Peter Barlow: “231 -1 is op dit moment het grootst bekende [Mersenne priemgetal], en waarschijnlijk het grootste dat ooit ontdekt zal worden; want omdat ze slechts curiositeiten zijn, zonder nut, is het onwaarschijnlijk dat iemand zal proberen een grotere te vinden.”[3]
We zullen het de heer Barlow vergeven dat hij de opmars van de computer later in zijn millennium niet voorzag (Babbage bedacht zijn mechanische computer pas een jaar later, om over electronica maar niet te spreken). Niettemin, ruim voor het wonderjaar 1952 had men al veel grotere Mersenne priemgetallen ontdekt dankzij een puur wiskundige doorbraak, die later zou uitgroeien tot de Lucas-Lehmer test. Deze wordt vandaag de dag nog steeds succesvol gebruikt om nieuwe Mersenne priemgetallen te vinden.
In de Pieterskerk in Leiden is deze (gerestaureerde) grafsteen van Van Ceulen gewijd aan zijn indrukwekkende werk aan pi
Een ander getal dat regelmatig in het nieuws komt, is pi. De Duits-Nederlandse wiskundige Ludolph van Ceulen gebruikte een oude techniek met veelhoeken om dit getal tot op 35 decimalen te berekenen, waarmee hij officieus de geometrische periode van de wiskunde afsloot. Latere records werden gevestigd met behulp van moderne analytische methodes, en ook hier schoot computerkracht te hulp. Recentelijk berekenden twee Japanners pi tot op 10 biljoen (1013) decimalen[4].
Wat is het nut?
Maar, waarom zoeken we nu al naar nieuwe recordgetallen, aangezien er nog genoeg praktisch relevantere dingen te ontdekken vallen. Heeft dit nut?
Een klein beetje, maar de belangrijkste reden is toch nieuwsgierigheid: de wens om iets nieuws en moois te ontdekken. Praktische redenen zijn: het ontdekken van efficiëntere rekenmethodes, publiciteit voor wiskunde, het interesseren van kinderen in wiskunde, de eer of geldelijk gewin, en het controleren van hardware (denk aan de Pentium bug).
Het huidige enthousiasme voor het ontdekken van nieuwe getallen, of meer decimalen van speciale getallen, bij een relatief kleine groep bewijst dat we hier nooit mee zullen ophouden, zeker niet wanneer andere terreinen van ontdekking een voor een wegvallen.
Bronnen en noten
[1] Dit is de situatie die Philipp von Jolly in 1878 al wat voorbarig voorzag toen hij Max Planck adviseerde om geen natuurkunde te gaan studeren.
[2] Als het heelal oneindig groot is (daar lijkt het nu op) zal de eindige reissnelheid ervoor zorgen dat er altijd nieuwe locaties te bezoeken zijn. Maar relatief (ten opzichte van het dan bekende universum) gaat dit op den duur zeer langzaam.
[3] Peter Barlow – An elementary investigation of the theory of numbers
[4] Pi 10 trillion The Prime Pages
Waarom zou je miljarden willen uitgeven om mensen van Mars naar de Aarde brengen op een moment dat er daar verder geen mensen zijn, en hier 7 miljard?
Zeker in de huidige economische situatie is bemande ruimtevaart niet populair, afgezien naar de Low Earth Orbit, enkele honderden kilometers vanaf Aarde. De meeste planetaire wetenschappers zien bezoeken aan de Maan, planeten of asteroïden liever uitgevoerd worden door robotmissies, zoals de Marsrovers. Die leveren veel meer wetenschappelijke informatie op in verhouding tot de kosten.
Waarom is bemande ruimtevaart zoveel duurder? Onder andere vanwege de extra veiligheidsmaatregelen, leefvertrekken, proviand etc. Maar ook voor een groot deel vanwege de terugreis. Een terugreis betekent dat je op de heenweg ook nog eens een lanceerinstallatie en veel extra brandstof moet meenemen. De lanceringskosten naar de Low Earth Orbit liggen momenteel op zo’n EUR 5000 per kg. Naar Mars is dit nog een stuk duurder, zelfs meer dan de goudprijs van EUR 40.000 per kg.
Deze basis ziet er leuk uit, maar in eerste instantie is een grot een betere optie.
Er zijn ook voordelen aan een bemanning: ze kunnen reparaties uitvoeren, improviseren, experimenten doen, monsters nemen en onderzoeken, rondlopen. En denk alleen al aan de aandacht die zo’n reis zou krijgen als je de astronauten een camera meegeeft en er een reality show van maakt, elke avond op prime time op tv. Dit is goede reclame voor wetenschap en technologie en kan veel scholieren inspireren, die dan wellicht de keuze voor een wetenschappelijke opleiding maken. Verder is er het aspect van ontplooiing van de mensheid; mensen zijn altijd al bezig geweest met nieuwe gebieden ontdekken en verkennen, en de ruimte is de natuurlijke volgende stap.
Vaarwel terugreis
Een manier om een groot deel van de kosten van een bemande missie te schrappen is om af te zien van de terugreis. We laten de astronauten achter op Mars. Dit scheelt een lanceringsinstallatie en brandstof, en heel veel geld.
Het is onrealistisch om aan te nemen dat we mensen met de huidige kennis en technologie decennia in leven kunnen houden op Mars. Alleen al de lage zwaartekracht (3/8 g) heeft desastreuze gevolgen voor botten, hart en andere spieren. Sommige astronauten kunnen zelfs nauwelijks meer lopen na een bezoek aan het International Space Station, ondanks regelmatige training daar. Plus, langdurig overleven betekent veel voeding en materiaal voor woonvertrekken meenemen. Ondergronds water is overigens wel aanwezig op Mars, en daar kan ook zuurstof uit gewonnen worden. Verder is er zonne-energie (al is de zon 2,3 keer zo zwak als bij de Aarde).
Samengevat hebben we 2 opties:
1) De astronauten doen enkele weken tot maanden onderzoek op Mars, waarna hun voorraden opraken. Dan zullen ze zelf hun leven moeten beëindigen.
2) De astronauten proberen te overleven tot een volgende missie arriveert met nieuwe voorraden, en eventueel nieuwe astronauten. Ze zouden in grotten kunnen leven, die bieden bescherming tegen kosmische straling, UV straling van de Zon en micrometeorieten.
Optie 1: Geen hoop op terugkeer
Optie 1 wekt direct weerzin op, immers, is het niet onmenselijk om deze astronauten een zekere dood tegemoet te laten gaan? Dit is een ethische vraag waar de meningen over zullen verschillen. Aan de andere kant gaat het om vrijwilligers die er veel roem en voldoening voor terugkrijgen. De eerste mens op Mars worden, of een van de eersten, is een garantie voor heldenstatus. Een ding is zeker, gekwalificeerde vrijwilligers vinden voor zo’n onderneming is geen enkel probleem. Dit wordt onderstreept door onderzoeken uit de sportwereld. Aan topatleten werd anoniem gevraagd of ze ondetecteerbare doping zouden gebruiken met de volgende garanties: 1) het winnen van al hun wedstrijden, waaronder de Olympische Spelen, en 2) enkele jaren later overlijden. Minstens de helft van de atleten zou de doping gebruiken.[1] Het vooruitzicht van een kort maar spectaculair leven is voor veel mensen aantrekkelijker dan een anoniem, normaal leven.
Al tienduizenden jaren geleden zagen onze voorouders Mars als heldere rode 'ster'. Het zou erg bijzonder zijn om deze planeet eindelijk te bewandelen.
Bovendien zou de uitvoerende ruimtevaartorganisatie een geldbedrag kunnen doneren om levens te redden van mensen op Aarde. Voor een fractie van de bespaarde missiekosten kun je hier duizenden mensenlevens redden. Is dat niet een heel goede ethische deal? Niettemin ligt het in de lijn der verwachting dat de media niet mild zullen zijn, zeker als de astronauten tijdens hun reis van zo’n 8 maanden op de voet gevolgd worden via allerlei media.
Optie 2: Ondersteunende vervolgmissies
Optie 2 is wellicht beter te verdedigen omdat het de bedoeling is om iedereen in leven te houden, ook al zal de kans hierop misschien klein zijn. Ruimtevaartdeskundige Robert Zubrin heeft een gedetailleerd plan opgesteld om Mars te bezoeken in zijn boek The Case for Mars. Hierin wordt eerst een onbemande missie gestuurd die op Mars voorraden aflevert, en alvast brandstof en water maakt uit lokale grondstoffen. Een of twee jaar later wordt er een bemande missie met 4 astronauten gestuurd, samen met nog een onbemand vaartuig met voorraden, waarmee de astronauten meer dan een jaar kunnen overleven. In Zubrin’s plan worden de astronauten uiteindelijk wel weer naar de Aarde gebracht, maar dat detail laten we dan achterwege. Meer missies zouden kunnen volgen om een kolonie in stand te houden.
Voorlopig is het echter de vraag of er überhaupt een menselijke missie naar Mars gaat komen. Naarmate robots beter worden, zal het voordeel van een menselijke bemanning steeds verder afnemen. Aan de andere kant kunnen betere robots ook betere voorbereiding treffen op een menselijke komst.
Een paar weken geleden verkenden we de dood vanuit een breed perspectief, hier kijken we naar de dood vanuit een individueel gezichtspunt: de criteria die bepalen wanneer de overgang van leven naar dood plaatsvindt, en de implicaties hiervan.
Vroeger werd iemand als dood beschouwd als het hart en de ademhaling stopten, dit heet nu ”klinisch dood”. Later bleek dat reanimatie deze processen weer op gang kon brengen, mits binnen enkele minuten toegepast. Dus de persoon in kwestie was niet onherroepelijk dood. Tegenwoordig wordt hersendood vaak als ‘echt’ dood gezien; dit betekent de afwezigheid van meetbare hersenactiviteit. Dit wordt doorgaans ook juridisch als criterium geaccepteerd. Het terugbrengen van hersenactiviteit lukt echter na een steeds langere tijdsduur, tot 10 minuten met sommige experimentele methoden. Bovendien kan een hersendode vrouw zelfs een kind ter wereld brengen.
Deze persoon is dood volgens een heel scala aan definities
De definitie van dood is dus door de jaren heen steeds verder opgeschoven. Als een bepaald stadium in het proces van doodgaan omkeerbaar was, was men kennelijk nog niet echt dood. Op welk punt iemand praktisch of juridisch als dood moet worden beschouwd hangt dus af van de inzichten en medische technologie van het betreffende tijdperk, en van wanneer we het ethisch acceptabel vinden om de behandeling te stoppen. We geven een patiënt op zodra het niet meer mogelijk is hem of haar terug te brengen tot tenminste meetbare hersenactiviteit.
De reden dat er geen scherpe lijn te trekken is tussen dood en leven ligt in de aard van leven: een opmerkelijk patroon dat optreedt in anderszins levenloze materie.
Het stadium waarin iemands hersenen zodanig beschadigd zijn dat karakter, kennis en herinneren verloren gaan, zou je in het uiterste geval als veilig criterium kunnen kiezen, omdat er dan cruciale informatie verloren gaat (sommige natuurkundige theorieën voorspellen dat informatie nooit verloren kan gaan, maar dat is uit praktisch oogpunt niet relevant hier).
Cryonisme
De logische conclusie is dat we de informatie in de hersenen zouden moeten bewaren indien praktisch haalbaar, wat weer afhangt van hoeveel waarde we hechten aan iemands leven. Dit kan. Bij voldoende lage temperatuur wordt het natuurlijke verval van de hersenen gestopt en de structuur bewaard. Het vitrificeren (invriezen zonder ijskristal vorming) in de hoop of verwachting op latere reanimatie heet ”cryonisme”. Deze verwachting is niet ongegrond: we zien dat wetenschap en technologie zich snel ontwikkelen, en kunnen de toekomstige intrede van een technologie onmogelijk uitsluiten. Of investeren in het conserveren van hersenen of hele mensen het geld waard is, hangt af van de kans op succes, die onzeker is.
Traditie
Veel mensen zijn echter in hoge mate gehecht aan traditie, zodanig dat ze er liever voor kiezen alle informatie in de hersenen van hun dierbaren te vernietigen door middel van verbranding of ontbinding, ook al is er een kans(je) dat het ooit mogelijk zou zijn deze persoon te reanimeren of de waardevolle informatie in de hersenen op een of andere manier uit te lezen. De dood is van oudsher een vreselijke en onvermijdelijke gebeurtenis en de beste manier om hiermee om te gaan was de dood te gaan rationaliseren en accepteren. De rituele verwerking is een belangrijk onderdeel van onze cultuur geworden. Dit fenomeen is zover doorgeschoten dat veel mensen niet openstaan voor alternatieven en in extreme gevallen de dood zelfs als iets goeds zien, bijvoorbeeld op hoge leeftijd.
Je zou nog een stap verder kunnen gaan. Bij de ziekte van Alzheimer raken de hersenen geleidelijk meer en meer beschadigd. In feite gaat iemands identiteit hier al beetje bij beetje verloren, terwijl deze persoon nog wel leeft volgens de gangbare definities. De zaken zijn dus omgedraaid. Stel nu dat je vertrouwen hebt in de toekomstige medische wetenschap, zou het dan verstandig zijn je hersenen goed te laten conserveren zolang ze nog intact zijn? Een moeilijke vraag. Wat iemands persoonlijke mening ook is hierover, de huidige euthanasie wetgeving laat hier geen ruimte voor.
Enkele jaren geleden was er veel media aandacht voor de mogelijkheid dat de Large Hadron Collider van het CERN bij Genève onbedoeld mini zwarte gaten kon produceren als bijproduct van een experiment, die vervolgens de Aarde zouden kunnen vernietigen. Na onderzoek kwamen enkele commissies van deskundigen tot de conclusie dat de kans op deze catestrofe verwaarloosbaar was, onder andere omdat men overtuigt is van de realiteit van Hawkingstraling en omdat de natuur al miljarden jaren hoogenergetische kosmische deeltjes op de Aarde laat botsen, zonder rampzalige gevolgen. De kans op een catastrofale afloop van het experiment werd niet gekwantificeerd, maar stel nu dat deze 1 op een miljard per jaar zou zijn. Erg klein, maar als het misgaat zijn de gevolgen enorm; er is een verwachtingswaarde van 7 slachtoffers per jaar. Velen zouden het uitvoeren van een experiment dat naar verwachting jaarlijks 7 mensen doodt moreel onverantwoord vinden. En dan zijn toekomstige generaties en dieren nog buiten beschouwing gelaten.
De Large Hadron Collider bij Genève
Een foute beredenering
Het echte probleem met deze kans is echter een stuk zorglijker. Hoe betrouwbaar is een inschatting van zo’n kleine kans? De waarde van 1 op een miljard is de uitkomst van een berekening die gebaseerd is op een redenatie, een model en mogelijk meerdere theorieën, en geldt enkel als deze allemaal volledig correct zijn. Als men ergens in het onderzoek een redenatiefout of rekenfout heeft gemaakt is deze inschatting waardeloos en zou de werkelijke kans wel eens veel groter kunnen zijn. Om de werkelijke kans op een catastrofe te bepalen moet je dus inzicht hebben in de kans dat je berekening fout is. Dit is vooral relevant als de kans op een redenatiefout groter is dan de berekende kans op de catastrofe. Een zeer kleine ingeschatte kans, zoals 1 op een miljard, impliceert dat de onderzoekers enorm zeker van zichzelf zijn. Als een miljard onderzoekers heel zeker zijn van hun resultaat, hoeveel zouden er in werkelijkheid toch een fout hebben gemaakt?
Hoe zeker zijn wetenschappers van hun resultaten?
De wetenschapsgeschiedenis is bezaaid met fouten, ook bij belangrijke projecten. Enrico Fermi, niet de minste, vond het idee van Leó Szilárd van een nucleaire kettingreactie belachelijk. In 1954 bleek de Castle Bravo atoombom 15 megaton te halen in plaats van de geschatte 4 à 8 megaton, wegens een buiten beschouwing gelaten reactie met lithium-7, wat leidde tot een sterfgeval. Een ander type fout (of beter gezegd, blunder) was de verwarring tussen metrische en Engelse eenheden in een NASA Mars ruimtevaartuig in 1999, waardoor deze onbestuurbaar werd. Een klassieke vergissing bij de inschatting van de leeftijd van de Aarde werd gemaakt door Lord Kelvin in de 19e eeuw. Hij kwam uit op 20-40 miljoen jaar. Valt hem dit te verwijten? Nee, want hij baseerde zich op de toen bekende natuurkunde, zoals warmtegeleiding en de temperatuur van de Aarde. Radioactief verval was nog onbekend, en later werd ontdekt dat het verval van bijvoorbeeld kalium-40 veel warmte produceert, waardoor Kelvin’s berekening in het water viel.
In de praktijk blijkt de kans op een fout in een onderzoek circa 0,1 to 1% te zijn. Deze kans domineert de berekende kans volledig als deze erg klein is, en dan is de werkelijke kans onbekend. Deze zou heel makkelijk een stuk hoger kunnen liggen dan 1 op een miljard.
Een getallenvoorbeeld
Gebaseerd op het bovenstaande blijven we aan de veilige kant en kiezen we een kans van 0,999 dat het onderzoek klopt en de berekende kans op een catastrofe inderdaad 10-9 is. Dit betekent dat er een kans van 10-3 is dat de 10-9 niet klopt. Stel nu dat de kans op een catastrofe in het geval van een redenatiefout 10-4 is. Dit getal is erg lastig in te schatten, maar zonder goede argumenten is er geen enkele reden aan te nemen dat dit getal zeer klein is, dus 10-4 is een aardig conservatieve keuze. Nu is de nieuwe beste inschatting van de kans op een catastrofe 0,999 * 10-9 + 10-3 * 10-4 ~= 10-7, honderd keer zo groot als eerder gedacht. Voor elke redelijke variatie op de bovenstaande getallen geldt dat de oorspronkelijk berekende kans (veel) te klein blijkt te zijn, en het geïmpliceerde zelfvertrouwen onterecht was.
Moeten we dan maar stoppen met elke activiteit waarbij we niet absoluut zeker zijn van een goede afloop? Meer voorzichtigheid is wellicht op zijn plaats, maar het nemen van risico kan ook leiden tot een grote wetenschappelijke sprong voorwaarts. De eerste vaccinatie was erg riskant, maar vaccins hebben uiteindelijk erg veel goeds gebracht.
De belangrijkste opdracht voor de mensheid is haar eigen voortbestaan veiligstellen. Een probleem is dat potentiële gevaren ingeschat en aangepakt moeten worden door mensen, wezens die keer op keer bewijzen flink irrationeel te werk te gaan.
Wat is een wereldwijde catastrofe?
Een wereldwijde catastrofe is de verwoesting van de menselijke beschaving, met als speciaal geval het uitsterven van de mens. Dit is een gebeurtenis die de mensheid nog nooit overkomen is. Zo’n catastrofe kan veroorzaakt worden door bijv. een asteroïde inslag, een ijstijd of een menselijke uitvinding als kunstmatige intelligentie, of door een nucleaire wereldoorlog. Het evolueren van de mens in een andere soort wordt niet beschouwd als een wereldwijde catastrofe.
Geen mens heeft ervaring met de inslag van een 10 kilometer grote asteroïde.
Hoe voorkomen we zo’n catastrofe?
Hier zit hem het probleem. Met historisch regelmatig voorkomende rampen, zoals overstromingen of epidemieën, hebben we veel ervaring. Op basis hiervan hebben we maatregelen genomen om deze te voorkomen, zoals dijken en vaccinaties. En mochten ze toch plaatsvinden, dan hebben we altijd nog een evacuatieplan achter de hand, en weten hulpdiensten wat ze moeten doen. Dit geldt niet voor een wereldwijde catastrofe. Juist waar preventie essentieel is, is het maar de vraag of onze aanpak voldoet. Om dit te begrijpen moeten we een kijkje nemen in de menselijke psyche.
Mensen baseren zich op recente ervaringen
Uit onderzoek[1] blijkt dat individuele mensen zich alleen wapenen tegen rampen die nog vers in het geheugen liggen. Wanneer er eenmaal een dam gebouwd wordt die de veelvoorkomende, kleine overstromingen voorkomt, voelt men zich veilig en wordt er geen rekening meer gehouden met de zeldzame, grote overstromingen die nog steeds kunnen plaatsvinden. Mensen sluiten niet snel een verzekering af tegen overstroming, zelfs als deze zodanig gesubsidieerd is dat deze statistisch winstgevend wordt. Als we dit gedrag extrapoleren kunnen we vermoeden dat de mensheid de kans op een wereldwijde catastrofe onderschat, omdat niemand zich zo’n catastrofe kan herinneren en we ons veilig voelen.
We wennen zo snel aan historische gebeurtenissen dat we niet goed beseffen hoe verrassend de toekomst is. Achteraf lijken dingen vanzelfsprekend, maar vaak treden er grote onvoorziene veranderingen op, zoals oorlogen, ontdekkingen en nieuwe technologieën zoals het internet. Het idee dat de wereld er binnenkort wel eens heel anders uit zou kunnen zien komt niet snel in ons op.
De beschaving van Paaseiland zag haar ondergang niet op tijd aankomen.
Schaalongevoeligheid
Vooral in de context van rampen met zeer grote gevolgen is het fenomeen van schaalongevoeligheid van toepassing. In 1993 werd een experiment uitgevoerd waarbij aan drie groepen proefpersonen (A, B en C) werd gevraagd hoeveel geld ze bij zouden willen dragen aan het aanschaffen van netten om te voorkomen dat 2000 (groep A), 20.000 (groep B) of 200.000 (groep C) vogels in oliereservoirs zouden verdrinken. De gemiddelde bedragen die men hiervoor overhad waren $80 voor groep A, $78 voor groep B en $88 voor groep C[2]. Een verklaring voor dit gedrag kan zijn dat mensen enkel hun schuldgevoel willen afkopen en niets om de vogels zelf geven. Mensen gaan niet uitrekenen hoeveel geld ze per vogel willen uitgeven, en hoe dit opweegt tegen andere goede doelen.
Het lijkt erop dat mensen logaritmisch denken[3]. Telkens als de omvang van het goede doel met een factor toeneemt, zijn mensen bereid een constant bedrag extra bij te dragen. Dit kan simpel verklaard worden: onze hersenen hebben slechts een beperkt vermogen tot emoties als medelijden en angst. Een enkel sterfgeval kan ons erg veel verdriet doen, en ons soms jarenlang achtervolgen. Duizend of een miljoen sterfgevallen zullen ons verdriet niet proportioneel vergroten, het ontbreekt onze hersenen eenvoudigweg aan neurotransmitters. Dan gaat het maar om getallen, en extra nullen maken geen emoties los.
De gevolgen zijn grim wanneer we dit toepassen op de gehele mensheid. Hoe kunnen we verwachten dat regeringen het gevaar van wereldwijde rampen serieus nemen en er proportioneel naar handelen? Vanuit utilitaristisch oogpunt kun je beter geld stoppen in het verlagen van de kans op een wereldramp met 0.01 procentpunt dan dat je hetzelfde bedrag aanwendt om het aantal verkeersdoden met 1000 te verlagen. Maar mensen hechten meer belang aan het hier en nu. We geven liever honderdduizend euro uit aan het redden van een leven hier, dan aan het redden van 100 levens ver weg. Hetzelfde gaat op voor nu versus de toekomst.
Andere denkfouten
We zijn moeilijk van een overtuiging af te brengen; we zoeken veel liever bevestiging van onze denkbeelden dan dat we ze proberen onderuit te halen.
Mensen zijn eerder bereid geld te geven aan een project dat “98% van 150 levens redt”, dan een project dat “150 levens redt”[4].
Ook opmerkelijk is dat mensen een gebeurtenis waarschijnlijker achten als er meer details aan worden toegevoegd, wellicht omdat men zich het beter voor kan stellen. Experimenten hebben uitgewezen dat mensen het gevaar van “een aanval door China gebaseerd op nanotechnologie” groter achten dan van “een aanval gebaseerd op nanotechnologie”, wat logisch absurd is.
Dit is de boosdoener: ons brein.
Overmaat aan zelfvertrouwen
Dat mensen foute inschattingen maken is één ding. Hiernaast hebben ze ook nog eens veel te veel vertrouwen in hun inschatting. Als proefpersonen wordt gevraagd naar de kans dat hun antwoord op een vraag als “Overlijden er meer mensen aan moord of aan zelfmoord?” correct is, blijkt dat in de gevallen dat men 99% kans toekende dat ze het bij het rechte eind hadden, maar 73% van de proefpersonen daadwerkelijk gelijk had. Als men voor 99,99% zeker was van het eigen gelijk, bleek nog steeds maar 87% echt gelijk te hebben, een enorme zelfoverschatting[5]. In de werkelijke wereld bestaan er bijna geen gebeurtenissen die we met 99,99% zekerheid kunnen voorspellen.
Een overmaat aan zelfvertrouwen heb je wellicht ook wel eens bij jezelf gezien als het gaat om plannen. Als scholieren moeten inschatten hoeveel weken ze nodig hebben om een verslag af te ronden, blijkt dat bijna iedereen in werkelijk (veel) meer tijd nodig heeft[6]. Mensen hebben de neiging om er vanuit te gaan dat alles optimaal verloopt, en dit scenario als meest waarschijnlijk te beschouwen[7].
We zijn dus te optimistisch, en dat is vervelend gezien de gevaren die op de loer liggen.
Zelf-correctie?
Het zou goed zijn als mensen zich meer bewust worden van de feilbaarheid van hun eigen hersenen. Dan kunnen ze alvast een correctie inbouwen om elke denkfout te anticiperen, toch? Het probleem helemaal uit de wereld helpen zit er helaas niet in: ook als de proefpersonen uitvoerige instructie krijgen over alle aspecten van de denkfout, en vervolgens weer een soortgelijke toets voorgelegd krijgen, maken ze opnieuw dezelfde fouten, al is het resultaat wel iets verbeterd. Ook het belonen van goede antwoorden met een geldbedrag helpt niet; we kunnen het echt niet.
Omstander-apathie
Als laatste nog een effect dat ertoe kan bijdragen dat mensen of regeringen niet in actie komen wanneer het gaat om wereldwijde catastrofe: de omstander-apathie. We wachten op een ander om iets te doen. In veel situaties blijkt dat mensen niet ingrijpen bij gevaar of een ongeluk wanneer ze zich in een groep bevinden. Een proef met een acteur die een epileptische aanval fakete werd in 85% van de gevallen geholpen als er 1 persoon in de buurt was, en slechts in 31% van de gevallen wanneer er 5 omstanders waren[8].
Rationeel handelen zou inhouden dat de mensheid collectief hard gaat werken aan het in kaart brengen en (voor zover mogelijk) elimineren van elk denkbaar gevaar voor de mensheid, en dit proces zorgvuldig laat controleren door psychologen.
Bronnen Yudkowsky, E., Singularity Institute (2006)
[1] Kunreuther, H., Hogarth, R. and Meszaros, J. 1993. Insurer ambiguity and market failure. Journal of Risk and Uncertainty, 7: 71-87
[2] Desvousges, W.H., Johnson, F.R., Dunford, R.W., Boyle, K.J., Hudson, S.P. and Wilson, N. 1993. Measuring natural resource damages with contingent valuation: tests of validity and reliability. Pp. 91-159 in Contingent valuation: a critical assessment, ed. J. A. Hausman. Amsterdam: North Holland
[3] Fetherstonhaugh, D., Slovic, P., Johnson, S. and Friedrich, J. 1997. Insensitivity to the value of human life: A study of psychophysical numbing. Journal of Risk and Uncertainty, 14: 238-300
[4] Slovic, P., Finucane, M., Peters, E. and MacGregor, D. 2002. Rational Actors or Rational Fools: Implications of the Affect Heuristic for Behavioral Economics. Journal of Socio-Economics, 31: 329–342
[5] Slovic, P., Fischoff, B. and Lichtenstein, S. 1982. Facts Versus Fears: Understanding Perceived Risk. In Kahneman et al. 1982: 463–492
[6] Buehler, R., Griffin, D. and Ross, M. 1995. It’s about time: Optimistic predictions in work and love. Pp. 1-32 in European Review of Social Psychology, Volume 6, eds. W. Stroebe and M. Hewstone. Chichester: John Wiley & Sons
[7] Newby-Clark, I. R., Ross, M., Buehler, R., Koehler, D. J. and Griffin, D. 2000. People focus on optimistic and disregard pessimistic scenarios while predicting their task completion times. Journal of Experimental Psychology: Applied, 6: 171-182
[8] Cialdini, R. B. 2001. Influence: Science and Practice. Boston, MA: Allyn and Bacon
