De multiculturele samenleving komt neer op naast elkaar heen leven.

Multiculturaliteit: ruimdenkendheid of oppervlakkigheid?

9 reacties / Maatschappij, Nederland / Door / 15 februari 2011

Ze kunnen het wel als ze maar willen. Af en toe is zelfs de onder intellectuelen beruchte TV-zender SBS6 filosofisch baanbrekend bezig. Het TV-programma Groeten uit de Rimboe, alhoewel voor een groot deel doorgestoken kaart, toont de vaak vermakelijke belevenissen van Nederlanders die worden geconfronteerd met leefgewoontes die radicaal afwijken van wat ze gewend zijn. Uit de klei getrokken Hollanders, gewoonlijk niet verder van huis dan de vakantiekampen aan de Turkse rivièra, worden gedwongen na te denken over dingen die ze in Nederland vanzelfsprekend lijken. Wat zouden de gevolgen zijn als niet alleen enkele families, maar alle Nederlanders een dergelijk avontuur zouden meemaken? Of… maken we dat al mee?

Comfort zone
Mensen kennen een comfort zone, een verzameling gedragingen die bij een leefwereld hoort waar ze liever niet tijd buiten doorbrengen. Buiten de comfort zone voelen mensen zich onveilig. De zone hangt nauw samen met persoonlijkheid, intelligentie en opleiding en verschilt per persoon in grootte en vorm, met zware autisten aan de ene kant en flamboyante exhibitionisten aan de andere kant. Uiteindelijk komt er voor iedereen een punt waarop de bestaande normen en waarden zo onder druk komen te staan dat sprake is van een cultuurschok.

Cultuurschok
Volgens Paul Pedersen (1995)  zijn er vier stadia in de cultuurschok (1). In het eerste ‘honeymoon phase‘ stadium (die ongeveer drie maanden duurt) lijkt de vreemde cultuur sprookjesachtig, opwindend en dus aantrekkelijk. Vandaar de populariteit van korte vakanties.

De multiculturele samenleving komt neer op naast elkaar heen leven.
De multiculturele samenleving komt neer op naast elkaar heen leven.

De tweede fase is de negotiation phase waarin de realiteit van de andere cultuur doordringt, vaak gekenmerkt door gevoelens van angst en eenzaamheid. Een cultuur kent een code van ongeschreven regels, denk aan gebaren en andere lichaamstaal, statusindicatoren en wereldbeschouwing. In de derde fase, adjustment phase, probeert de cultuurmigrant zich aan te passen, waar in de vierde fase, mastery phase, de culturele migrant een evenwicht heeft gevonden tussen zijn oorspronkelijke cultuur en die van de gastcultuur. Bij terugkeer in de cultuur van herkomst treedt er soms een nieuwe cultuurschok op, de vijfde fase.

De gevolgen van een cultuurschok zijn een afwisseling van euforische en depressieve momenten. Sommige mensen gaan er aan onderdoor, onder Oost-Indië gangers bekend als tropenkolder, anderen bereiken een nieuw bewustzijnsniveau waarin de andere leefwereld wordt geïntegreerd in de bestaande leefwereld, m.a.w. een grotere comfort zone. Liefhebbers van de multiculturele doctrine denken daarom dat het blootstellen van de Nederlanders aan een permanente cultuurschok zal leiden tot een wereld vol ruimdenkende, cultuurrelativerende D’66 stemmende lieden met een enorm grote comfort zone. Maar klopt deze theorie wel?

Leidt de multiculturele samenleving tot een grotere comfort zone?
De comfort zone is nauw verbonden met iemands identiteit: de evenwichtstoestand waarin een persoon zich bevindt. De grootte van de comfort zone hangt, blijkt uit onderzoek onder Vietnamese immigranten in Australië, (2) , nauw samen met de mate van openheid (doorgaans: intelligentie) en flexibiliteit. Dit kan overigens ook te maken hebben met de voor extraverten veel geschikter open Australische samenleving. In het Big Five persoonlijkheidsmodel staan de laatste twee eigenschappen bekend als openheid en extraversie. Iemands persoonlijkheid verandert niet snel. Met andere woorden: een introvert, gesloten persoon zal niet snel een grote comfort zone ontwikkelen. Overigens is de grote comfort zone van een extravert persoon schijn. Hij is weliswaar groot in bereik, maar niet erg diep. De reden dat extraverten snel in paniek raken als er meer diepgang is vereist. Wat oprekken van de comfortzone lijkt, is meestal een grotere oppervlakkigheid.

Het is dus de vraag of de multiculturele samenleving inderdaad leidt tot een groter denkraam bij de meeste mensen. Als die theorie zou kloppen, zouden zogeheten progressieve partijen het veel beter in de peilingen en verkiezingen moeten doen dan dertig jaar geleden, toen er nog nauwelijks niet-westerse immigranten in Nederland woonden. Ook zouden de wereldgerechten niet aan te slepen moeten zijn. In werkelijkheid wordt tegenwoordig de eigen cultuur tot blonde boerenmeiden aan toe verheerlijkt in commercials en is het grote electorale nieuws juist de opkomst van anti-multiculturele partijen als die van Fortuyn en Wilders. Veel van de politici en stemmers op dergelijke partijen (Wilders zelf bijvoorbeeld) hebben in een andere cultuur gewoond of hebben de cultuur in hun woonomgeving zien veranderen. Anderen zien de samenleving als geheel veranderen op een manier die ze niet aanstaat. Het antwoord lijkt dus te zijn: een bepaald menstype voelt zich lekker in een multiculturele samenleving. Het is niet zo dat een multiculturele samenleving de multiculturele mens creëert.

Hoe het dan wel moet? Mogelijk wijst India de weg. Juist de introverten bieden in India namelijk een bindend element…

Bronnen
1. Pedersen, C. (1995), The five stages of culture shock: critical incidents around the world
2. Mak, A. en Tran, C. (2001), Big five personality and cultural relocation factors in Vietnamese Australian students’ intercultural social self-efficacy

Het graviton volgens natuurkundig kunstenaar Jan Henrik Andersen.

Graviton heeft schizofrene eigenschappen

10 reacties / Wetenschap / Door / 15 februari 2011

Zwaartekracht is een buitenbeentje. Niet alleen is deze zwakste van de vier natuurkrachten extreem veel zwakker dan de overige drie (met een klein magneetje kan je de aantrekkingskracht van de hele aarde overwinnen), ook is deze natuurkracht als enige van de vier krachten in staat om de structuur van ruimte en tijd te veranderen en staat de kracht los van het standaardmodel, de drie kwantumveldtheorieën die respectievelijk de sterke kernkracht, de elektromagnetische kracht en de zwakke kernkracht beschrijven. De zwaartekracht heeft haar eigen wet: de algemene relativiteitstheorie van Einstein. Deze theorie beschrijft ook de ruimtetijd waarin de kwantumprocessen van de andere drie theorieën zich afspelen.
Het is nog nooit gelukt zwaartekrachtsdeeltjes, de hypothetische gravitonen, te ontdekken. Er is dus iets wat zwaartekracht fundamenteel anders maakt.

Schizofreen persoonlijkheidsprofiel van het zwaartekrachtsdeeltje
Stel dat zwaartekracht wordt veroorzaakt door een hypothetisch kwantumdeeltje, dat we maar even het graviton zullen noemen, dan moet dit deeltje over een aantal zeer lastig in te passen eigenschappen beschikken.

Het graviton volgens natuurkundig kunstenaar Jan Henrik Andersen.
Het graviton volgens natuurkundig kunstenaar Jan Henrik Andersen.

Traagheid en zwaartekracht
Massa heeft twee fundamentele eigenschappen: het is zwaar (oefent zwaartekracht uit) en het is traag (het kost energie om de snelheid te veranderen). We weten dat zwaartekracht en traagheid uiterst nauw samenhangen (al is door de extreem kleine grootte van de zwaartekracht G, de zwaartekrachtsconstante, met vijf cijfers veel minder nauwkeurig bekend dan bijvoorbeeld de fijnstructuurconstante met elf cijfers). Er is nooit ook maar één statistisch significante afwijking gevonden tussen de traagheid van een voorwerp en de zwaartekrachtwisselwerking die het voorwerp uitoefent. Met andere woorden: gravitonen moeten er zowel voor zorgen dat massa traag is (moeilijk te verslepen) als zwaar (andere massa aantrekt).

Energie wordt massa
Verder van belang is de invloed van snelheid en energie op zwaartekracht. Nucleonen, de verzamelnaam voor protonen, neutronen en hun meer exotische antineefjes en -nichtjes die alleen in deeltjesversnellers voorkomen, bestaan bijvoorbeeld uit drie quarks. Opmerkelijk genoeg zijn de drie quarks samen veel lichter (iets meer dan een procent) dan het totale proton of neutron. De rest van de massa zit in de deeltjes die de quarks uitwisselen, de gluonen, volgens de theorie nul, volgens experimenten in ieder geval kleiner dan elk twee procent van de massa van het nucleon, en, vooral, hun relativistische snelheid. In voorwerpen die bijna met de lichtsnelheid bewegen, neemt de massa (gezien vanaf een stilstaande waarnemer) enorm toe. Een kwantumtheorie van het graviton moet dus verklaren hoe het kan dat een hoge snelheid leidt tot meer gravitonen en ook hoe deze gravitonen meer traagheid opwekken.

Vervorming van ruimte en tijd
Het allerergste komt nu. Volgens de algemene relativiteitstheorie vertraagt de zwaartekracht de tijd en vervormt de ruimte. Als gevolg lijkt voor een waarnemer buiten het zwaartekrachtsveld het licht langzamer te bewegen (en hiermee alle natuurkundige processen).  Op aarde gaat de tijd trager dan op grote hoogte. Bijna onmeetbaar, maar exact zoals door Einstein voorspeld, aangetoond met ultranauwkeurige atoomklokken. Rekening houden met relativistische effecten is essentieel voor GPS. Gravitonen hebben dus iets te maken met de fundamentele structuur van ruimtetijd. Hoe meer gravitonen, hoe kleiner de ruimte en hoe trager de tijd, m.a.w. gravitonen lijken ruimtetijd in te doen krimpen.

Met dit signalement op zak zullen we verschillende kandidaten voor de zwaartekracht de revue laten passeren.

Bevatten stofwolken buitenaards leven? We weten in ieder geval wel dat ze enorme hoeveelheden organische moleculen zoals aminozuren bevatten.

Bevatten plasmawolken protoleven?

5 reacties / Ideeën en techniek, Universum / Door / 15 februari 2011

Ons melkwegstelsel is er mee bezaaid. Enorme wolken plasma, gas zo heet dat atomen worden uiteengeslagen in ionen en elektronen. Tot voor kort werd gedacht dat plasma te chaotisch was om wat v oor structuur ook te bevatten, maar de Russische natuurkundige V.N. Tsytovitsj ontdekte met twee anderen iets opmerkelijks: stofdeeltjes die spiralen vormen die zichzelf vermenigvuldigen. En muteren…

Intelligente stofwolken en rode regen uit de ruimte
De geniale, maar nogal excentrieke astronoom Fred Hoyle schreef ook geregeld science-fiction boeken.

Chandra Wickramasinghe vermoedt dat de stofwolken tussen de sterren vol leven zijn.
Chandra Wickramasinghe vermoedt dat de stofwolken tussen de sterren vol leven zijn.

In één van die boeken, The Cloud, wordt de aarde plotsklaps omgeven door een grote stofwolk van miljoenen kilometers groot. De gevolgen voor de aarde zijn nogal vervelend: extreem hoge temperaturen en weinig licht brengen de mensheid op de rand van de afgrond. Atoombommen die op de wolk worden afgeschoten komen weer op aarde terecht.

Op een gegeven moment komt het team er achter dat de wolk levend is, zeer intelligent zelfs en af is gekomen op de radiosignalen van de aarde. Uiteindelijk slaagt een team onderzoekers er in de wolk duidelijk te maken dat hij beter een andere plek kan zoeken om zich op te laden met zonlicht.

Hoyle’s student en strijdmakker, de al even briljante en excentrieke Chandra Wickramasinghe, net als Hoyle zelf een fervent panspermist, verkondigt al jaren dat de interstellaire gas- en stofwolken leven bevatten. Volgens Wickramasinghe verklaart dat de rode regen die in 2001 in de Zuid-Indiase deelstaat Kerala optrad.  Deze standpunten (en hun ontkenning van de Big Bang) leverden ze weinig vrienden op bij hun collega’s.

Een onverwachte ontdekking van  natuurkundige Tsytovitsj en zijn collegas’s uit Duitsland en Australië maakt het domein waar leven -zou- kunnen voorkomen in één klap een stuk groter.

Ze ontdekten namelijk -met behulp van een computersimulatie- dat in stofwolken met veel geladen deeltjes door moleculaire krachten de deeltjes zich in spiraalvormige structuren gaan organiseren die wel wat weg hebben van DNA.

Bevatten stofwolken buitenaards leven? We weten in ieder geval wel dat ze enorme hoeveelheden organische moleculen zoals aminozuren bevatten.
Bevatten stofwolken buitenaards leven? We weten in ieder geval wel dat ze enorme hoeveelheden organische moleculen zoals aminozuren bevatten.

De spiraaltjes kunnen zich splitsen, kopiëren en muteren. Processen die tot nu toe uniek werden geacht voor DNA en RNA. Misschien dat zich ook grotere structuren kunnen vormen die door middel van elektrische ladingen bij elkaar blijven en met elkaar communiceren. Kortom: misschien ontwikkelt zich uiteindelijk iets als de Wolk. of een andere structuur die we ons niet kunnen voorstellen.

Uiteraard is het nog een lange weg vanaf deze spiraaltjes tot een intelligente stofwolk a la Hoyle of zelfs maar eencellige ruimteorganismen. Wel wijst Tsytovitsj op een andere interessante implicatie: bliksemontladingen als mogelijk bron van de levenbrengende spiraaltjes die vervolgens als matrijs de aanzet hebben gegeven tot de ontwikkeling van organisch leven.

Verplaatsbare huizen lossen het woning- en fileprobleem op.

Mobiele stadswijken de toekomst?

6 reacties / Ideeën en techniek, Nederland / Door / 14 februari 2011

Economische veranderingen gaan razendsnel. Eens bedrijvige metropolen veranderen in spooksteden, terwijl kleine stadjes uit hun voegen barsten. De wereld is onvoorspelbaarder dan ooit, maar onze infrastructuur houdt hier geen gelijke tred mee. Wordt het niet tijd voor een flexibele manier van bouwen?

Huidige systeem werkt beroerd
Mensen hebben steeds meer een nomadische levensstijl. Economische en sociale veranderingen gaan snel. Als een bedrijf waar iemand werkt wordt overgenomen, zij ergens anders een baan aangeboden krijgt of hij een nieuwe liefde ontmoet betekent dit al gauw: verhuizen.

Verplaatsbare huizen lossen het woning- en fileprobleem op.
Verplaatsbare huizen lossen het woning- en fileprobleem op.

Fijn voor de vaderlandse schatkist en makelaars, die bij elke woningtransactie overdrachtsbelasting en makelaarskosten aftikken, wat minder fijn voor de verhuizende persoon die maar moet zien zijn huis kwijt te raken en aan nieuw onderdak te komen. Huurders zitten met zeer lange wachtlijsten voor sociale huurwoningen. Woningen in Zuid-Limburg verkrotten terwijl in de Randstad woningprijzen de pan uit rijzen. Ook bedrijven die tijdelijk personeel nodig hebben zitten met handen in het haar als het er om gaat onderdak te vinden. Het gevolg: overvolle woningen van huisjesmelkers en klagende buren.

Noodgedwongen blijven veel werkenden dan maar ver weg van hun werk wonen en nemen de grote reisafstanden voor lief. het gevolg: dichtslibbende snelwegen en overvolle treinen tijdens de spits.

De oplossing: terreinen voor mobiele woningen
Veel van deze problemen zouden opgelost worden als woningen met mensen mee kunnen verhuizen. In de VS zijn trailer parks een bekende verschijning bij grote steden. Deze staan slecht bekend – vooral mensen met weinig geld en dus een lage sociale status wonen hier. De Amerikanen noemen dit trailer trash, met ongeveer de sociale connotatie van “woonwagenbewoner”. Dit ligt niet aan het concept op zich, maar aan de sociale omstandigheden. Als er eenmaal een groep mensen met asociale leefgewoontes verblijft, schrikt dit burgerlijker mensen af.

In elke samenleving zijn er mensen die door hun leefgewoontes weinig populair zijn. De meeste mensen kunnen daarentegen redelijk goed met elkaar overweg, althans als buren. Er kunnen dus twee typen terreinen worden ingericht: mobiele wijken voor werkenden en opvangkampen voor “probleemgevallen”. Eventueel kan er nog een derde groep mobiele woningen komen voor buitenlandse gastarbeiders.

Zelfvoorzienende woningen
Een voor de hand liggend vraagstuk is de infrastructuur die nodig is voor de woningen: water, energie, riolering. Deze is erg kostbaar, een hectare bouwrijp maken kost al gauw een half miljoen euro. Op een hectare kunnen vier tot zes huizen worden gebouwd. Een groot deel is nodig omdat huizen niet zelfvoorzienend zijn. Zo doet een persoon ongeveer een week met een kubieke meter drinkwater. Waterbesparende toiletten en douches halveren het verbruik. In Nederland valt per jaar zeventig centimeter neerslag, dus een huis van honderd vierkante meter met wateropvang levert alle drinkwater dat een gemiddeld huishouden nodig heeft. Afvalwater kan worden vergist tot biogas in een septic tank. Het dakoppervlak, wanneer volledig bedekt met zonnepanelen, levert een groot deel van het stroomverbruik maar vooral in de winter is extra vermogen nodig.

Watson kan nu al de meeste mensen kloppen bij het vragen beantwoorden in een kennisquiz.

`Evoluerende robots gaan mens overtreffen`

16 reacties / Mensheid, Wetenschap / Door / 14 februari 2011

De volgende stap in de evolutie van machines is gezet met het oprichten van een communicatienetwerk dat door robots onderling wordt gebruikt om ervaringen uit te wisselen en zo bij te leren. Computers krijgen hierdoor mogelijkheden die mensen van te voren niet kunnen voorzien. Wat kunnen de mogelijke gevolgen zijn?

Biologische evolutie krijgt concurrentie van technische evolutie
Miljarden jaren was onze planeet het domein van de biologische evolutie. Door het langzame proces van Darwiniaanse evolutie ontwikkelde het leven zich uit een eencellige voorouder tot de enorme variëteit aan levensvormen die we vandag de dag kennen. Het sleutelwoord bij deze ontwikkeling is “langzaam”. Het kost doorgaans duizenden tot miljoenen jaren voor een nieuwe soort zich heeft ontwikkeld uit een oudersoort. In extreme omstandigheden, zols na een allesvernietigende natuurramp kunen dieren en planten zich weliswaar snel ontwikkelen tot nieuwe soorten, maar zelfs in dit geval gaan hier duizenden jaren of langer overheen.

Technische evolutie: razendsnelle ontwikkeling
Met de komst van een levensvorm die abstract kan denken, de mens, is een tweede evolutionair domein ontstaan, de noösfeer en kon zich techniek ontwikkelen. Dat is ook gebeurd; de evolutie van techniek gaat nu werkelijk razendsnel. Onze wereld is zelfs voor iemand die honderd jaar geleden leefde onherkenbaar geworden. De reden is dat technische evolutie mogelijkheden kent die biologische evolutie voor zover we weten niet bezit. Er bestaan geen dieren die alleen door naar een ander dier te kijken, de genetische code voor bijvoorbeeld snelle poten, sabeltanden of een efficiënter verteringsproces kunnen overnemen. We kunnen niet ons lichaam herontwerpen (al doen plastisch chirurgen hun best). De menselijke techniek kan dit wel. De eerste auto leek op een koets met een motor er in in plaats van er voor. Ideeën uit andere vakgebieden worden nu snel verwerkt in technologieën waarin ze van pas komen. Echter: al deze technische evolutie kent nog een beperking. Bij elke wijziging in techniek moet er een mens tussen staan die ze bedenkt en uitvoert.

Watson kan nu al de meeste mensen kloppen bij het vragen beantwoorden in een kennisquiz.
Watson kan nu al de meeste mensen kloppen bij het vragen beantwoorden in een kennisquiz.

Internet voor zelfevoluerende machines
Met de komst van RoboEarth, een internet alleen voor robots verandert dit fundamenteel. Via RoboEarth kunnen robots onderling ervaringen uitwisselen en (de reden voor de naam van het project) een eigen wereldkaart ontwikkelen: Google Earth, maar dan voor robots. Lopen ze ergens mee vast, dan kunnen ze een andere robot om hulp vragen. Machines kunnen nu van elkaar leren en zichzelf herprogrammeren. Hierme is hun evolutie los komen te staan van de mens. De gevolgen hiervan kunnen niet overschat worden. Dit betekent de eerste stap naar een van de mens losstaande machine-ecologie. Vanaf nu zullen machines op hun eigen manier evolueren.

Computer slimmer dan een mens al een feit?
De huidige generatie robots is vrij dom, te vergelijken met een insekt of een niet al te slimme vis. Dit is snel aan het veranderen. Kunstmatige intelligentie op zich (niet ingebed in een robot) klopt de mens op steeds meer terreinen. Rekenwonders moesten er als eerste aan geloven. De schaakwereld wordt ook al langer geteisterd door onoverwinnelijke schaakcomputers.

Nieuw is dat ook in complexere intellectuele domeinen, waar computers tot voor kort weinig mee konden, nu computers mensen verslaan. Zo slaagt de IBM-computer Watson er steeds vaker in om in de kennisquiz Jeopardy van topkandidaten te winnen. Watson is enorm groot – negentig samenwerkende IBM Power 750 servers met samen vijftien terabyte werkgeheugen (dat is vijftien grote harde schijven) en bijna tienduizend snelle processors. Opmerkelijk detail: vijftien terabyte is volgens sommige schattingen de totale hoeveelheid informatie die het menselijk brein kan bevatten.

Als we Watson als grensgeval voor mensgelijke kunstmatige intelligentie beschouwen, waar niet iedereen het mee eens is, dan zal de komst van kwantumcomputers of een voortdurende voortzetting van de Wet van Moore (alsmede, uiteraard, slimmere AI-algoritmen) betekenen dat een computer waarvan het denkvermogen dat van een mens evenaart of overstijgt, over hooguit enkele tientallen jaren in een humanoïde robot ingebouwd kan worden (Watson kan nu al in een robot ter grootte van een blauwe vinvis ingebouwd worden). Er zijn nu al technieken in ontwikkeling om computers duizend keer efficiënter te maken, waarmee dit punt in één klap bereikt zou zijn. We krijgen dan een ras van intelligente wezens die heel snel van elkaar kunnen leren en zichzelf kunnen herontwerpen. Willen we deze richting op? We kunnen er maar beter goed over nadenken voor het te laat is…

Machines houden het vaak niet erg lang uit in het oerwoud...

Wordt de ruimte het domein van machines?

1 reactie / Ideeën en techniek, Mensheid, Universum / Door / 13 februari 2011

De aarde is gastvrij voor leven: vocht, aangename temperaturen en zuurstof. Precies dezelfde redenen die de planeet voor machines een risicovolle omgeving maken. Buiten de aarde zijn de omstandigheden voor mensen onleefbaar, maar voor machines in veel opzichten ideaal: luchtledig dus geen chemisch agressieve zuurstof, geen water (die al even funest werkt) de overvloedige zonne-energie. Gaan de wegen van mens en machine zich scheiden?

Aarde is erg vijandig voor machines (en andersom)
Patman van Zaplog wees me op het uitstekende en visionaire boek Cradle to Cradle. Lezen hiervan was (en is) bepaald geen zonde van uw tijd. Eén van de inzichten hiervan is dat er in feite twee ecosystemen bestaan: de ecosfeer, bestaande uit planten, dieren en mensen en de technosfeer, de grondstoffenkringloop in de industrie.

Machines houden het vaak niet erg lang uit in het oerwoud...
Machines houden het vaak niet erg lang uit in het oerwoud...

Ecosfeer en technosfeer houden er een ongemakkelijke en weerbarstige relatie op na. Het wordt steeds duidelijker dat materialen uit de technosfeer, zoals plastics,  mijnafval en bergen met kolenslakken en bepaalde elektromagnetische straling,  funeste gevolgen hebben op de ecosfeer. Omgekeerd (vraag de slachtoffers van zeepokken of iemand met schimmel in huis maar) probeert de ecosfeer materialen uit de technosfeer op te slokken en deel uit te laten maken van zichzelf. Apparaten op plaatsen waar de ecosfeer het sterkst aanwezig is, moerassen en oerwouden bijvoorbeeld, hebben het sterkst te lijden van slijtage en zijn hulpeloos zonder menselijke technici die ze voortdurend onderhouden.

De ruimte: ongastvrij voor mensen, een paradijs voor machines
Buiten de atmosfeer verandert de situatie volkomen. Hier zijn machines sterk in het voordeel. De lage of zelfs afwezige zwaartekracht betekent dat machines doorgaans veel beter en efficiënter werken.

Sovjetkosmonauten Vladislav Volkov, Georgi Dobrovolski en Viktor Patsayev kwamen om toen hun bescherming tegen het luchtledig van de ruimte defect raakte.
maar mensen nog minder lang in het luchtledig van de ruimte.

De omgeving is veel voorspelbaarder: het is makkelijker om een robot op weg te sturen naar Titan dan een robot in een oerwoud te laten lopen. In de ruimte is er niemand die last heeft van de enorme afvalhopen die industriële processen, bijvoorbeeld het winnen van erts, achterlaten. Sterker nog: dit afval kan vaak heel goed voor een ander industrieel proces gebruikt worden.

Daarentegen is de ruimte voor mensen een vijandige omgeving. Er is veel meer kosmische straling dan op aarde. Er is geen zuurstof, voedsel en water. Temperatuursverschillen zijn zeer groot (Mercurius is de recordhouder). Mensen kunnen in de ruimte alleen in leven blijven omdat er een compleet ecosysteem van machines voor zorgt dat een adembaar mengsel vast wordt gehouden en wordt ververst.

De ruimte als industriegebied, de aarde als woongebied
Met uitzondering van vijftig kilometer boven Venus (en zelfs daar is bescherming tegen kooldioxide en geconcentreerd  zwavelzuur nodig) is de rest van het zonnestelsel alleen na uitgebreide technische aanpassingen, denk aan het uithollen van asteroïden of drukkoepels, voor mensen bewoonbaar.

Er zullen veel mensen zich in de ruimte vestigen – de hoeveelheid grondstoffen is enorm en met enige aanpassingen zijn de mogelijkheden echt onbegrensd – maar de meeste mensen zullen voorlopig op de aarde blijven wonen. Wel kan de industrie voor een groot deel naar de ruimte worden verplaatst. Dingen die op aarde heel veel energie kosten om te bereiken, denk aan vacuüm, microzwaartekracht  en temperaturen vlak bij het absolute nulpunt, zijn in de ruimte een gegeven. Mensen kunnen in hun gerieflijke woonomgevingen op aarde of drijvende kolonies op Venus de ontwerpen maken, die door machines in ruimtestations worden verwerkt tot producten. De machines snorren en werken ongestoord door vocht, agressieve zuurstof of zwaartekracht aan delicate nanoschakelingen.

Bron:
Cradle to cradle, ISBN-13: 9789055945771

De Casimirkracht kan in bepaalde gevallen dingen laten zweven, althans op kwantumschaal.

`Antizwaartekracht bestaat’

5 reacties / Wetenschap / Door / 13 februari 2011

Twee fysici hebben een manier bedacht waarop voorwerpen kunnen zweven, ook al is er een zwaartekrachtsveld. Weliswaar op nanoschaal maar toch. Hiervoor maken ze gebruik van zeer kleine metalen staafjes. Is antizwaartekracht dan toch mogelijk?

Casimireffect
Het vacuüm is niet leeg, maar gevuld met een zee van zeer kortlevende deeltjesparen. Kortgeleden berekenden onderzoekers dat deze spookdeeltjes een vorm van wrijving uitoefenen.
Deze virtuele deeltjes hebben nog meer merkwaardige gevolgen. De Nederlandse natuurkundigen Hendrik Casimir en Dirk Polder voorspelden in 1948 bijvoorbeeld dat twee platen dicht bij elkaar elkaar aantrekken. De reden: sommige virtuele deeltjesparen nemen meer ruimte in beslag dan er tuissen de twee platen aanwezig is. De virtuele deeltjesparen werken afstotend, maar omdat het vacuüm alles omringt, is de netto kracht nul.

De Casimirkracht kan in bepaalde gevallen dingen laten zweven, althans op kwantumschaal.
De Casimirkracht kan in bepaalde gevallen dingen laten zweven, althans op kwantumschaal.

Tussen de twee platen zijn er echter minder deeltjesparen dan om de platen heen: de vacuümdruk is veel lager. Als gevolg daarvan trekken de platen elkaar aan. Ondertussen is in experimenten aangetoond dat het Casimireffect echt bestaat.

Het gaat hier om zeer kleine afstanden: de formule om de Casimirkracht te berekenen is (niet schrikken)  [latex] F=-\frac{\pi ^2 \hbar c}{240 a^4} A [/latex].  Uitleg: F is kracht,  pi (ongeveer 3,14) kent u van de middelbare school, de h met een streepje er doorheen is de extreem kleine constante van Planck (6,6.10-34 Js), c de lichtsnelheid, A de oppervlakte van de platen. Let op de vierde macht van de afstand (a) in de noemer van de breuk. Het minteken betekent dat het om een aantrekkende kracht gaat.Wie het na wil rekenen: alles is in SI-eenheden, dus meters, kilo’s etc.

Wordt de afstand tussen de platen tien keer zo klein, dan wordt de Casimirkracht maar liefst tien tot de macht vier, dus tienduizend keer zo sterk. De constante van Planck is zo extreem klein dat het Casimireffect alleen bij extreem kleine afstanden een rol speelt. Bij twee platen van een vierkante meter die een meter van elkaar afstaan is de Casimirkracht ongeveer zo groot als het gewicht van een waterstofatoom. Verandert de afstand in een nanometer (een miljoenste millimeter, de lengte van tien waterstofatomen naast elkaar), dan wordt de Casimirkracht verpletterend sterk: het gewicht van 813.000 ton, iets minder dan het gewicht van alle Nederlanders bij elkaar. Geen wonder dat uitvinders van gratis energie apparaten likkebaardend kijken naar deze enorm sterke kracht.

Het Casimireffect werkt per saldo aantrekkend. Voor antizwaartekracht wil je uiteraard iets dat afstoot om je vliegtuig zwevend te houden. Als je UFO onwrikbaar aan de startbaan gekleefd blijft, wordt het nooit wat met je samenzwering voor wereldoverheersing. De twee natuurkundigen Stanislav Maslovski and Mário Silveirinha van de universiteit van Coimbra in Portugal hebben nu iets bedacht om afstoting te genereren. Al eerder werd gewerkt met exotische metamaterialen die tussen de twee oppervlakken waarvan je wilt dat ze elkaar afstoten, worden geplaatst. Deze metamaterialen wekken per saldo een afstotend Casimireffect op. Nu blijkt dat hetzelfde effect ook kan worden bereikt met veertig nanometer dikke metalen staafjes die op het ene  oppervlak worden geplaatst. De metalen “kaarsen” kanaliseren de kwantumfluctuaties in het vacuüm zodanig dat ze alles wat er tussen de staafjes komt, afstoten. Stel dat de andere metalen plaat geperforeerd is waardoor de staafjes precies in de gaten van de andere plaats passen, dan blijven ze elkaar afstoten met een – als de druk waarmee ze op elkaar geperst worden maar hoog genoeg wordt – op den duur onmetelijk sterke kracht.

Toepassingen
Met een vliegende schotel die niet verder dan een paar nanometer van de grond komt schiet je uiteraard weinig op, maar er zijn andere interessante toepassingen. Denk eens aan wrijvingsloze vliegwielen, ideaal voor energieopslag. Zweeftreinen op een monorail (al moet je nog iets verzinnen tegen de luchtweerstand en een configuratie bedenken dat de platen horizontaal ten opzichte van elkaar kunnen bewegen). Schokdempers op nanoschaal. Uiteraard zijn er nog veel meer. Hebben jullie ideeën?

Bron: New Scientist

Jammeren helpt niet. De Amerikanen een koekje van eigen deeg geven wel.

Nederland wordt leeggeplunderd

3 reacties / Ideeën en techniek, Maatschappij, Nederland / Door / 12 februari 2011

Amerikaanse bedrijven grijpen hun kans om steeds meer hightech-bedrijven op te kopen, de strategisch relevante kennis naar Amerika te transporteren en het domme productiewerk hier te laten doen. Nederland wordt steeds dommer door de kortzichtige industriële politiek van de regering. Tijd om de rollen eens om te draaien en de Amerikanen een koekje van eigen deeg te geven.

Onevenredig belang hightech
De meeste mensen in de Nederlandse economie houden (zoals in de meeste ontwikkelde landen) elkaar aan het werk. Het beruchtste voorbeeld in Nederland zijn uiteraard ambtenaren, maar ook allerlei staf- en beleidsmedewerkers, reclamemakers, juristen en verkopers zijn, laten we het zo uitdrukken, goed voor de werkgelegenheid.

Jammeren helpt niet. De Amerikanen een koekje van eigen deeg geven wel.
Jammeren helpt niet. De Amerikanen een koekje van eigen deeg geven wel.

Twintig procent van de bevolking doet tachtig procent van het nuttige werk. Er is een vrij kleine groep, voornamelijk in de landbouw, delfstoffenwinning en industrie die veel waarde produceert. Door hun toegevoegde waarde komen er vele banen in de dienstverlening bij of, interessanter, ze produceren zoveel toegevoegde waarde, dat de rest van de economie er op drijft en het soort genieën dat hiermee kwamen betaald kunnen worden. In de agressieve Amerikaanse samenleving  wordt de rol van ambtenaren overgenomen door juristen,verkopers (consumenten hebben daar in verhouding meer te besteden dan hier) en niet te vergeten het grote leger dat heel wat rambo’s voor even uit het land houdt. Afhankelijk van de heersende cultuur in een land, kent ieder ontwikkeld land een andere manier om het productieoverschot te lozen. Zo is in Hongkong feng shui erg populair.

Nederland wordt leeggeplunderd
Al eerder noemden we dit als een argument om wat minder heen en weer te rennen en elkaar meer vrije tijd te gunnen. Het principe kan je ook gebruiken door een wat listiger industriepolitiek te voeren dan de Nederlandse regering nu doet. Op dit moment wordt het ene na het andere bedrijf met hoogwaardige kennis opgekocht door hoofdzakelijk Amerikaanse investeerders, die vervolgens snel het onderzoekslab naar de Verenigde Staten verplaatsen en hier door de inboorlingen (in het geval van Organon)  de pillen laten draaien, inpakken en verkopen. Iets vergelijkbaars is er gebeurd met Sluis Zaden, en De Ruiter Zaden, nu opgeslokt door de Amerikaanse gigant Monsanto, bekend om de weinig ethische methoden die het bedrijf hanteert om klanten te binden en boeren die zich aan de wurggreep proberen te onttrekken, desnoods kapot te procederen. Langzamerhand lekken hoogwaardige, kennisintensieve activiteiten weg en daarme de levenskracht van de Nederlandse economie. Alleen kordaat ingrijpen van de Nederlandse overheid kan dit stoppen.

Tijd om de rollen om te draaien
Veel landen, denk aan China en Koeweit, kennen zogeheten sovereign wealth funds, fondsen waarmee de overheid belegt. De Koeweiti’s en Chinezen bekostigen hiermee voor hun land strategische overnames. Nederland kan dat doen door een aantal slecht beheerde pensioenfondsen zoals ABP te nationaliseren en de oud-politici en andere derderangs nietsnutten die deze leiden hun congé te geven. Met een klein percentage van het vermogen van ABP zijn al heel wat strategische aankopen te doen, denk aan bedrijven in de robotica of nanotechnologie. Nederland moet het fonds laten beheren door vakkundige technocraten, mensen die hun sporen hebben verdiend in het bedrijfsleven, dus niet ex-politici. 

Op effectenbeurzen zijn slecht presterende technologische bedrijven doorgaans ondergewaardeerd. Het kost in verhouding dus niet erg veel geld om deze op te kopen en tot en met de laatste schroef naar Nederland te exporteren. De juristen en managers blijven uiteraard achter. Die hebben we hier al teveel, alhoewel, een enkele agressieve Amerikaan kan wel eens heilzaam werken om voor wat opschudding te zorgen. De talentvolle onderzoekers en onderzoeksleiders worden vervolgens met goede arbeidsvoorwaarden in de watten gelegd en krijgen de vrije hand om producten te ontwikkelen, zolang ze maar resultaten boeken.
Uiteraard is hiermee niet de kans op overnames uit te sluiten. De zwakte aan het kapitalisme is dat weinig kapitaal altijd moet wijken voor veel kapitaal. Dit is op te lossen door als rechtsvorm voor strategische ondernemingen niet de BV of NV, maar de coöperatie te kiezen en in de statuten van de coöperatuie vast te leggen dat het belang van de Nederlandse samenleving voorop staat. Hiermee omzeil je het verbod op beschermingsconstructie: vrijheid van vereniging is door de EVRM gewaarborgd.

Gefrituurde zijdewormlarven. Insekten hebben veel minder voer nodig dan varkens en koeien. Even wennen...

De laatste druppel

9 reacties / Geopolitiek, Maatschappij, Mensheid / Door / 12 februari 2011

De grondwatervoorraden in verschillende droge gebieden zijn bijna helemaal leeg. We kunnen dus maar beter snel gaan nadenken over een manier om die half miljard mensen te eten te kunnen geven…

Grondwater in droge landen wordt schaars
Peak oil, de toenemende schaarste aan aardolie omdat er meer olie wordt verbruikt dan ontdekt, kennen veel mensen al. Minder bekend is dat ook grondwatervoorraden in droge landen sneller wordt uitgeput dan ze door neerslag aan worden gevuld. De gevolgen hiervan zijn bijzonder vervelend.

Vissersboten liggen op de voormalige bodem van het Aralmeer. De boosdoener: waterslurpende katoenteelt.
Vissersboten liggen op de voormalige bodem van het Aralmeer. De boosdoener: waterslurpende katoenteelt.

Landbouw is namelijk uiterst afhankelijk van water. Er bestaat zelfs een vrij precieze correlatie tussen de hoeveelheid water die een gewas gebruikt en de productie. Uiteraard verschilt die verhouding per gewas – zo verbruikt rijst of suikerriet veel meer water per kilogram oogstbaar product dan de droogtetolerante granen sorghum en millet, maar zonder water is landbouw in aride gebieden nauwelijks mogelijk. Om een kilo rietsuiker te produceren zijn tot vijfduizend liters water nodig. Een kilo millet “slechts” enkele honderden liters.
Aride (droge) gebieden werden geïrrigeerd en leefden jaren boven hun stand. Ze produceerden veel meer oogst dan de jaarlijkse regenval toelaat. Nu zijn in India, Saoedi-Arabië en de VS de aquifers in hoog tempo aan het leeg raken. Binnen enkele jaren (Saoedi Arabië) tot decennia (VS) staan ze droog.

Biobrandstof en voedseltekort
De toenemende productie van biobrandstof uit maïs en andere graansoorten heeft als voordeel dat de prijzen gestabiliseerd worden (en dat hierdoor boeren worden gestimuleerd om hun productie flink te verhogen-wat overigens ook de nodige risico’s heeft). Nadeel is dat de voedselproductie al veel te laag is en dat biobrandstof de prijzen nog verder opjaagt. Zo verdwijnt er van de vierhonderd miljoen ton graan die in de Verenigde Staten – de graanschuur van de wereld – geoogst worden, honderd twintig miljoen, dat is dertig procent, in de vergistingsketels om er bio-ethanol van te stoken.  De koopkracht van een Amerikaanse of Europese SUV is groter dan die van een hongerige derde-wereldbewoner zonder werk – de realiteit in veel derde-wereldlanden vanwege corrupte regimes die de bevolking verstikken met een overvloed aan regels.

Meer vlees betekent meer voedsel als veevoer
Vlees is afkomstig van dieren die leven van planten. Graan is dan ook een belangrijk ingrediënt van veevoer. Vervelend nieuws is dat er een veelvoud van de hoeveelheid graan nodig is om vlees te produceren. Om een kilo kippenvlees te produceren is twee tot vier kilo graan en peulvruchten nodig.

Gefrituurde zijdewormlarven. Insekten hebben veel minder voer nodig dan varkens en koeien. Even wennen...
Gefrituurde zijdewormlarven. Insekten hebben veel minder voer nodig dan varkens en koeien. Even wennen...

Voor een kilo varken 3,5 kilo. Rundvlees vereist acht kilo. Steeds meer mensen willen vlees eten, waardoor er een veelvoud aan graan nodig is. Visteelt lost dit probleem voor een deel op (koudbloedige vissen, vooral luchthappende Afrikaanse meervallen, springen veel efficiënter met voer om dan warmbloedige zoogdieren en vogels). Een actieve lobby probeert in Nederland het eten van insekten te pushen. De voederconversie van insecten is erg gunstig: voor één  kilo insekt is bij sommige soorten slechts 1,3 kilo voer nodig en tachtig procent van de mensen eet nu al insekten. Toegegeven: er is geen speld tussen te krijgen.

Ook interessant is van zoogdieren over te stappen op koudbloedige vegetarische dieren als woestijnschildpadden. Schildpadden leveren smakelijk vlees (de reden dat ze met uitsterven worden bedreigd), groeien vooral in de eerste jaren snel en woestijnen hebben we in overvloed. Wellicht geven sommigen dan toch maar de voorkeur aan een vegetarisch dieet. Nog beter uiteraard, al moet je opletten wat betreft essentiële aminozuren die in planten vaak ongelijkmatig voorkomen.

Rellen in Arabische wereld voor een groot deel het gevolg van voedselschaarste
Er is een vrij simpele correlatie tussen politieke onrust en voedselprijzen in landen waar mensen een groot deel van hun inkomen aan voedsel uitgeven. Hier in Nederland geven mensen misschien een vijfde van hun inkomen aan voedsel uit. In zeer arme landen als Bangladesh en Egypte is dat meer dan de helft. Elke verhoging komt hier dus zeer hard aan: het betekent domweg dat deze mensen minder kunnen eten.

In landen waarin het politiek bewustzijn sterk is – islamitische en Latijns-Amerikaanse landen bijvoorbeeld – heeft dat vervelende gevolgen voor het regime. Vandaar dat regimes als dat van Saoedi-Arabië (waar de aardolie volgens Wikileaks nu akelig snel aan het opraken is) als razenden graanvoorraden aan het aanleggen zijn. Uiteraard zal het nieuwe regime geen onderaardse zoetwaterzee of bergen voedsel uit het niets tevoorschijn kunnen toveren. Door de revolutie en chaos wordt de productie zelfs nog lager. De hongersnood zal dus verergeren.  De wereldgeschiedenis leert dat hongersnoden altijd leidden tot grote volksverhuizingen en oorlogen. Dat geldt zeker nu. Door satelliet-TV weet zelfs de armste dorpsbewoner waar er wel genoeg voedsel is. Hier. En door dezelfde TV zal het lijden in deze gebieden ook onze huiskamers binnenkomen. Dus willen we een catastrofe voorkomen, dan zullen we moeten ingrijpen. Deze waterbesparende woestijnkassen snel uitrollen bijvoorbeeld. Ideeën welkom.

Bron
‘Food bubble about to burst’ – New Scientist

Virtuele deeltjesparen bestaan uit een deeltje en een antideeltje, of deeltje dat terug in de tijd reist.

Niets is stroperig door spookdeeltjes

9 reacties / Universum, Wetenschap / Door / 12 februari 2011

Het Niets is minder leeg dan door Einstein werd gedacht. Een dichte zee virtuele deeltjes, een gevolg van de kwantumonzekerheid vult zelfs de leegste ruimte. En remt, zo leiden onderzoekers af, zelfs stofdeeltjes af. Newton zou zich in zijn graf omdraaien…

Virtuele deeltjes: spookmaterie
We kunnen niet precies weten of een stukje ruimte helemaal leeg is. Niet omdat onze meetinstrumenten niet goed zijn, maar door een fundamentele beperking, de kwantumonzekerheid. Hoe korter het tijdsinterval, hoe minder precies we de energie kunnen weten. Virtuele deeltjes, spookdeeltjes, ontstaan omdat we op grond van deze fundamentele onzekerheidsrelatie van Heisenberg niet kunnen uitsluiten dat ze gedurende een zeer korte tijd niet bestaan. De virtuele deeltjes worden in paren gevormd en vallen in een ontelbaar korte tijd weer uiteen.

Virtuele deeltjesparen bestaan uit een deeltje en een antideeltje, of deeltje dat terug in de tijd reist.
Virtuele deeltjesparen bestaan uit een deeltje en een antideeltje, of deeltje dat terug in de tijd reist.

Dat de deeltjes bestaan en niet alleen een theoretisch verzinsel zijn, weten we uit meerdere experimenten. Zo zouden bijvoorbeeld elektronen bij metingen een sterkere lading moeten hebben dan werkelijk wordt gemeten. De afwijking wordt veroorzaakt omdat spook-deeltjesparen van elektronen en anti-elektronen (positronen) zich zo draaien dat de spook-positronen richting het elektron gaan staan en het zo afschermen.

Ook het bizarre Casimir-effect kan door virtuele deeltjes worden verklaard. Twee platen die vlak bij elkaar staan (in de praktijk: enkele atoomdiktes), trekken elkaar aan. Omdat zich in de nauwe ruimte tussen twee platen minder virtuele deeltjes kunnen vormen dan in het “normale” vacuüm, oefent dit leger-dan-lege vacuüm minder druk uit dan normaal vacuüm. Het resultaat: de platen worden op elkaar geperst. Ook is het in 2010 gelukt om deeltjes (elektron-positron paren) uit het niets te scheppen met niets anders dan geconcentreerd laserlicht. De laser leverde de energie die nodig was om de virtuele elektronen en positronen reëel te maken.

De kwantummechanica stelt dat een voorwerp, ook al bevindt het zich in totaal vacuüm, in werkelijkheid voortdurend in contact staat met virtuele deeltjes. Virtuele deeltjes gedragen zich als een gas, dat wil zeggen dat onvoorspelbaar is welke richting ze bewegen. Het gevolg is dat als een voorwerp snel ronddraait, de virtuele deeltjes rond het voorwerp versneld worden in de draairichting. De Spaanse fysici Alejandro Manjavacas en F. Javier García de Abajo van het Optisch Instituut in Madrid voorspellen dat virtuele fotonen die een voorwerp tegen de draairichting in raken, meer impuls krijgen dan virtuele fotonen die met het voorwerp mee bewegen. Het gevolg: de fotonen met veel energie worden reëel en het voorwerp verliest draaiingsenergie. De energie moet immers ergens vandaan komen.

Zware deeltjes met een reflecterend oppervlak zoals gouddeeltjes zullen nauwelijks beïnvloed worden door dit effect. Het verhaal wordt anders voor roetdeeltjes waar kosmische stofwolken mee bezaaid zijn. Op kamertemperatuur kost het tien jaar voordat een stofdeeltje van 0,1 micrometer tweederde van zijn draaisnelheid heeft verloren. In de koude interstellaire ruimte (drie kelvin) duurt dit 2,7 miljoen jaar.  In hete gebieden van zevenhonderd graden duurt dit slechts drie maanden.

Het is dus mogelijk om zelfs in de absolute leegte te remmen.

Bronnen
Friction in a vacuum, Phys. Rev. A
Thermal and vacuum friction acting on rotating particles