techniek

Het samengestelde oog van een fruitvlieg bestaat uit duizenden oogbuizen, elk goed voor één pixel.

Gaat heen en vermenigvuldig

Erger jij je ook aan allerlei ontzettend dom opgezette producten en diensten? Een echte visionair laat het daar niet bij zitten en vindt een veel slimmer alternatief uit. In dit artikel de tweede SIT-tool: vermenigvuldigen.

Hoe werkt vermenigvuldigen?
In een bepaalde probleemsituatie bevindt zich een aantal objecten. De grap met vermenigvuldigen is een van deze objecten in aantal toe te laten nemen. Het hoeven geen kopieën te zijn, ze kunnen ook sterk in vorm of functie afwijken.

Enkele voorbeelden van vermenigvuldigen

Het samengestelde oog van een fruitvlieg bestaat uit duizenden oogbuizen, elk goed voor één pixel.
Het samengestelde oog van een fruitvlieg bestaat uit duizenden oogbuizen, elk goed voor één pixel.

De luchtsluis
Een bekend probleem met deuren is dat door de deur te openen, tocht ontstaat. Veel grote winkels en instellingen hebben daarom een dubbele deur: een luchtsluis. Als de buitenste deur opengaat, kunnen mensen naar binnen, maar kan er geen tocht ontstaan omdat de binnenste deur dicht blijft.

Dubbel boekhouden
Bij de in Nederland uitgevonden moderne boekhoudmethode, schrijf je bij elke boeking twee mutaties op. Koop je bijvoorbeeld met kasgeld een nieuwe kantoorstoel van 100 euro, dan wordt er in het kasboek een afboeking van 100 euro gedaan (met als tegenrekening de inventaris) en bij de inventaris een bijboeking van 100 euro. Door dit dubbele boekhouden is het veel makkelijker een overzicht te krijgen wat je als ondernemer precies bezit. Ook voorkomt dit fouten.

Veel banen en inkomstenbronnen
Als werknemer loop je voortdurend het risico door je baas te worden ontslagen. Als je twee of drie banen en andere inkomstenbronnen hebt, verklein je hiermee het risico aanzienlijk.

Dubbele ruiten
Een dubbele ruit isoleert veel beter dan enkelglas. Het stilstaande laagje lucht tussen binnen- en buitenruit werkt als isolator.

Dubbele fietsband
Een fietswiel heeft een buiten- en een binnenband. De buitenband is zeer slijtvast. De binnenband levert de druk, is flexibel en kan bij een lek makkelijk vervangen worden.

Facetoog bij insekten
Insekten hebben ogen die uit grote aantallen zeer primitieve oogbekers bestaan. Deze oogbekers kunnen alleen doorgeven of ze licht waarnemen of niet. Door hun grote aantal geven ze het insekt toch een grofkorrelig beeld. Meer optische informatie kan het kleine insektenbrein trouwens ook niet aan.

Extra rollen bij drukpersen en walsen
Door een extra rol toe te voegen, kan een offsetpers veel regelmatiger worden geïnkt. De eerste rol wordt geïnkt en brengt de inkt over op de tweede rol. Dit systeem wordt, om een andere reden, ook bij sommige metaalwalsen toegepast. Hier verdelen de vele extra rollen de druk.

Er zijn nog veel meer voorbeelden te bedenken. Wat zijn jullie ideeën?

Bron
Mascha van der Voort et al, Productontwerpen, ISBN 90 5931 331 3, Lemma 2004

Klocke Nanotechnik ontwikkelde deze nanomanipulator die tot op honderd atomen nauwkeurig voorwerpen kan manipuleren. Door technisch voorop te lopen kan Duitsland overleven.

Wie plukt de vruchten van de komende technologische revolutie?

De afgelopen tien jaar zijn er in de VS een groot aantal spectaculaire technologische doorbraken gerealiseerd. Alleen profiteert de Chinese industrie daar meer van dan de kwijnende Amerikaanse ‘rust belt’. Het Witte Huis plant nu een Grote Sprong Voorwaarts zodat de enorme winsten van de volgende Kondratieff cyclus in de Verenigde Staten terecht gaan komen. Zal de VS de industrie in de rest van de wereld gaan verpletteren met de volgende generatie technologie, krijgt Europa deze keer ook een kans of gaan China en de andere nieuwe groeilanden er opnieuw met de buit vandoor?

De komende technologische revolutie
Het eerste decennium van de eenentwintigste eeuw regende het spectaculaire ontdekkingen. Neem bijvoorbeeld nieuwe, op koolstof gebaseerde materialen als grafeen en nanobuisjes die alle bekende materialen overtreffen op het gebied van onder meer sterkte. Zonnecellen zijn nu beter en goedkoper dan ooit en zijn in woestijnlanden al goedkoper dan netstroom. De rest van de wereld zal binnen enkele jaren volgen, wat een ongehoorde energierevolutie op gaat leveren. Zo zal het bestaande wagenpark binnen vijf tot hooguit tien jaar zijn vervangen door elektrische auto’s, voorzien van snel oplaadbare compacte superbatterijen. De eerste praktische vormen van gentherapie zijn nu een feit. Er komen nu behandelingen beschikbaar voor ooit ongeneeslijke ziekten als kanker. Nanotechnologie wordt in steeds meer producten toegepast.

Klocke Nanotechnik ontwikkelde deze nanomanipulator die tot op honderd atomen nauwkeurig voorwerpen kan manipuleren. Door technisch voorop te lopen kan Duitsland overleven.
Klocke Nanotechnik ontwikkelde deze nanomanipulator die tot op honderd atomen nauwkeurig voorwerpen kan manipuleren. Door technisch voorop te lopen kan Duitsland overleven.

Globalisering rafelt lokaal innovatienetwerk uiteen
Grote Europese en Amerikaanse bedrijven verplaatsten hun fabrieken voor het grootste deel naar lage-lonen landen. Hierdoor verzwakte de industriële infrastructuur in Europa en de Verenigde Staten sterk. Elk industrieel gebied is een complex ecosysteem van bedrijven en bedrijfjes die van en aan elkaar verkopen om producten te fabriceren. Zo zit er om een grote autofabrikant als Toyota of Volkswagen een fijnvertakt netwerk van toeleveranciers. Die toeleveranciers maken vaak ook voor andere bedrijven en voor nichemarkten producten om zo minder afhankelijk te zijn. Hierdoor verdween ook hoogwaardige werkgelegenheid – de essentiële tussenlaag van middelbaar en hoog opgeleide vakmensen die innovatieve technieken kunnen vertalen in unieke producten en productieprocessen. De uitvinders dus. Uitvinders stimuleren elkaar, dus om een succesvolle uitvinderscultuur op te wekken moet je dicht op elkaar zitten. Zoals in Silicon Valley. In Nederland zou dat de Randstad kunnen zijn, ware het niet dat daar helaas maar weinig techneuten rondlopen. De kansen van de Vlaamse regio Antwerpen zijn daarom beter.

Technisch onderzoek vooral lucratief voor China
De Amerikanen kampen met hetzelfde probleem als de Europeanen: er wordt veel aan onderzoek gedaan, maar deze uitvindingen kunnen niet meer geabsorbeerd worden door het, om een CDA-term maar even te verkrachten, technisch middenveld. Dat technisch middenveld is er wel in China en wordt elk jaar sterker. Elk jaar stromen er honderdduizenden universitair opgeleide technisch ingenieurs in op de Chinese arbeidsmarkt, die als razenden Amerikaanse vaktijdschriften lezen en de techniek vertalen in een marktsucces. Wat de regering-Obama nu probeert te bereiken, is het opnieuw leven inblazen van de rust belt en zo weer het dichte netwerk van technische bedrijfjes te revitaliseren. Een over heel Amerika verspreide Silicon Valley dus.
De Amerikanen willen dit bereiken door meer technisch personeel op te leiden en bedrijven proberen te verlokken in de Verenigde Staten te blijven. Hierbij schuwen Amerikaanse politici niet een beroep te doen op patriottistische gevoelens.

Leren van de Duitsers: vakmanschap weer waarderen
In Europa hebben we hetzelfde probleem als de Amerikanen. Slechts één Europees land gaat hier op een verstandige manier om: Duitsland. Duitsers studeren massaal exacte vakken. In Duitsland bestaat een duidelijke beroepstrots. Vandaar dat Duitsland de economische recessie goed heeft weten te doorstaan en topproducten nog steeds in Duitsland worden gemaakt. Werkenden en bedrijven moeten er weer trots op kunnen zijn dat hun fabriek en hun afdeling ergens het beste ter wereld in is. In Nederland zouden dat biologische producten, zoals landbouwgewassen of kunstvlees, en biomedische systemen kunnen zijn. Deze passen uitstekend bij de feminiene cultuur hier. Daar schieten we meer mee op dan met financieel gegoochel.

Bron
Rebuilding American Manufacturing, MIT Technology Review (2011)

De Luddieten probeerden de Industriële Revolutie te stoppen door weefgetouwen kapot te meppen.

‘Techniek is de bron van alle kwaad’

Allemaal hebben we wel eens ruzie met het netwerk, de afstandbediening van de dvd-recorder of de auto, als die het op een koude ochtend vertikt op te starten. Het liefst zouden we dan het vermaledijde onding het raam uit gooien of door een monster uit de prehistorie helemaal fijn laten stampen.  Er zijn ook mensen voor wie de techniekhaat een ‘way of life is’ en die vinden dat de mensheid af moet kicken van techniek voor het te laat is. Is techniek een zegen of ramp?

Vroeger, toen de industriële revolutie nog niet uitgebroken was, was Europa een idyllisch continent. Mensen leefden dichtbij de natuur. Iedereen leidde een eenvoudig,  maar deugdzaam bestaan en was gelukkig. Toen sloeg de industriële revolutie toe. De eerst zo schone licht werd verpest door dikke zwarte rookwolken van stoommachines, bossen werden gekapt, goedkope massaproductie beroofde eerlijke handwerkslieden van inkomen en de eenvoudige, pure levenswijze van mensen verdween in het niets. Aldus, in een notendop, de wereldvisie van techniekhaters.

De Luddieten probeerden de Industriële Revolutie te stoppen door weefgetouwen kapot te meppen.
De Luddieten probeerden de Industriële Revolutie te stoppen door weefgetouwen kapot te meppen.

De Luddieten
In Engeland en Schotland, de bakermat van de industriële revolutie, werden veel wevers werkeloos toen de Jacquard-weefgetouwen, aangedreven door een stoommachine, voor een fractie van de prijs van een handwever enorme hoeveelheden textiel begon uit te braken. Goed nieuws voor de consumenten, die eindelijk meer dan één kledingstuk konden betalen. Voor de wevers was het minder leuk. Door de komst van fabrieken werden veel thuiswerkende ambachtslieden gedwongen naar de grote stad te verhuizen. Veel mensen waren niet erg blij met die veranderingen.
Toen, in 1790, vernielde de wever Ned Ludd (vermoedelijk geboren als Ned Ludham)  in een woedeaanval zijn weefgetouw. Het verhaal ging als een lopend vuurtje rond en in 1810 ontstond er een verzetsbeweging van techniekhaters die elkaar ’s nachts ontmoetten om sabotageacties te beramen. De industriëlen sidderden van angst voor de agressieve bendes Luddieten. Uiteraard waren de autoriteiten daar niet blij mee en gebruikten grof geweld om het protest neer te slaan.

Techniekontwikkeling steeds onbeheersbaarder
De techniek om ons heen lijkt een eigen leven te hebben. We voelen ons soms steeds meer een radertje in een onstuitbaar proces van technische ontwikkeling, dat werkelijk geen enkel deel van ons bestaan onberoerd laat. Of het nu gaat om wat we geloven tot ons werk, onze vriendschappen, hobbies en ons liefdesleven: het heeft nu een heel andere vorm dan twee eeuwen geleden. Het moment nadert dat we ons leven naar believen kunnen verlengen, babies naar wens kunnen produceren en een ontwerp naar keuze kunnen downloaden dat vervolgens door onze huisprinter wordt gematerialiseerd als meubel, stuk elektronica of maaltijd. Dit alles door de onstuimige ontwikkeling van de techniek.

Positief denken schept positieve techniek
Hierdoor voelen steeds meer mensen dat ze de greep op hun directe omgeving aan het verliezen zijn. Onze verre voorouders van tienduizend jaar geleden waren uren bezig met het in vorm meppen van vuurstenen bijlen. Nu bestellen we een exemplaar waar een Cro Magnon nog niet eens van zou durven dromen in een handomdraai in een webshop, die deze uit China importeert. Kortom: alles lijkt nep. Toch moeten we niet vergeten dat in een markteconomie als de onze, het uiteindelijk onze wensen en onze dromen zijn die de techniekontwikkeling sturen. Die van onszelf en onze medemensen. Als onze dromen mensvriendelijk zijn, zullen wij de techniek in een mensvriendelijke richting kunnen sturen. Tot nu toe doen we dat aardig, want het leven nu is veel beter dan honderd, laat staan tweehonderd of, nog erger, tienduizend jaar geleden.

En een boom omhakken met een vuistbijl? Nee, bedankt.

Het moment dat de magische Ring oplost in de gloeiende lava van Mount Doom, is het afgelopen met Sauron's rijk van het kwaad.

‘Sauron was held’

Een Russische schrijver interpreteert Tolkiens Lords of the Rings-epos op een totaal andere manier. Hij ziet Gandalf als een agressieve oorlogshitser, de elfen als laffe, achterbakse gifmengers en Mordor als het enige beschaafde land op Midden-Aarde. En dan wordt het interessant. Want wie weet zijn onze legenden ook wel zo tot stand gekomen…

De wraak van Mordor
De overwinnaars schrijven de geschiedenis. Met dit uitgangspunt is de eigenwijze Kirill Yeskov aan het sleutelen gegaan aan Toliens verfilmde fantasy-epos. Al eerder werd Tolkien er door SF-schrijver Isaac Asimov van beschuldigd een techniek-hater te zijn die de vrije natuur en organische techniek ophemelde (wat Tolkien verontwaardigd ontkende), maar Yeskov zet het idee door tot het bittere einde. Dat Mordor net als Rusland in het oosten ligt, zal daar zeker aan bijgedragen hebben.

Het moment dat de magische Ring oplost in de gloeiende lava van Mount Doom, is het afgelopen met Sauron's rijk van het kwaad.
Het moment dat de magische Ring oplost in de gloeiende lava van Mount Doom, is het afgelopen met Sauron's rijk van het kwaad.

Tolkiens verhaal gaat ongeveer zo, voor wie het boek of de monumentale films van regisseur Peter Jackson gemist heeft. Een boosaardige geest, Sauron, probeert het mythische continent Midden-Aarde in handen te krijgen.

Hij heeft zijn hoofdkwartier gevestigd  in de stad Barad-Dûr in Mordor, een door hoge bergen omringd woestijnachtig land in het verre oosten van het continent. Sauron heeft een deel van zijn macht opgesloten in een magische ring, die zoek is geraakt, maar gevonden wordt door hobbits, kleine mensachtige wezens. Om Sauron definitief te vernietigen, moet de ring worden vernietigd in de lavan van de Doemberg, de enige actieve vulkaan in Midden-Aarde, die uitgerekend in het gehate Mordor ligt.

Sauron’s tegenstanders, de elfen, de boomachtige enten en de hobbits, leven in harmonie met de natuur, waar Saurons dienaren, de orcs, zijn donkerhuidige bondgenoten uit het diepe zuiden en zijn bondgenoot Saruman massaal bossen platbranden voor hun oorlogsindustrie. Niet dat het ze baat: ze worden uteindelijk afgeslacht door de nobele blanke elfen, de wijze tovenaar Gandalf en hun menselijke bondgenoten.

In zijn roman gaat Kirill er vanuit dat de Lord of the Ring oorlogspropaganda is, geschreven door de overwinnaars, de elfen. Sauron is niet de geest van het kwaad, maar een dynastie van verlichte koningen die heersen over het uitdrogende, maar zich technisch snel ontwikkelende koninkrijk Mordor, een baken van cultuur, verlichting en beschaving in het door de elfen dom en barbaars gehouden Midden-Aarde.
In 2010 kwam de Engelse vertaling beschikbaar, die als gratis download onder dit artikel staat. Gandalf, de grote held van Tolkiens epos, noemt Mordor, net als Reagan de Sovjetunie, het Rijk van het Kwaad en is een agressieve oorlogshitser die samenwerkt met de elfen om Mordor te vernietigen en zo te voorkomen dat de moderne beschaving zich over Midden-Aarde zal verspreiden.

Zouden sommige van onze mythen en sagen ook dit soort conflicten weerspiegelen? Zo worden er in de Indiase vedische mythen vliegtuigen (vimana’s) en wapens zoals luchtafweerraketten beschreven. Weliswaar zijn er geen technisch geavanceerde overblijfselen gevonden van een dergelijke beschaving, maar wie weet kende deze recycling of was de techniek geconcentreerd in handen van een kleine elite. En een andere gedachte: stel dat de westerse beschaving door een enorme ramp uiteen zou vallen. Hoe zouden toekomstige mythen en legenden er over ons uitzien? Stel dat de overwinnaars niet-westerlingen zouden zijn, zouden wij dan ook niet worden voorgesteld als boze, verdorven tovenaars?

Bronnen
The Last Ringbearer
Boek: The Last Ringbearer (gratis download, Engels) (directe link)

Wetenschappelijk onderzoek brengt veel meer rendement op dan leningen aan spilzuchtige landen.

Investeer in wetenschap en techniek, niet in creatief boekhouden

Banken heten enorm nuttig te zijn, steunpilaren van de moderne maatschappij. Hun voorgangers, de woekeraars, werden alom gehaat. Net zoals de woekeraars uit de middeleeuwen leven banken echter van het uitzuigen van de rest van de economie. Op dit moment worden banken met miljarden directe (bankencrisis) of indirecte staatssteun (Griekenland) overeind gehouden. Dom. De economie herstelt veel sneller als dit geld in onderzoek wordt gestoken.

Wetenschappelijk onderzoek brengt veel meer rendement op dan leningen aan spilzuchtige landen.
Wetenschappelijk onderzoek brengt veel meer rendement op dan leningen aan spilzuchtige landen.

Honderden miljarden euro staatssubsidie aan financiële instellingen
Op dit moment worden er werkelijk verbijsterende bedragen in noodfondsen gestort om landen die zwaar in de schulden zitten overeind te houden. Alleen al Griekenland ontvangt uitgesmeerd over meerdere jaren zo’n 109 miljard euro. Dit geldt wordt niet uitgedeeld omdat de diverse nationale overheden de Grieken meelijwekkend vinden – de woede over de manier waarop de Grieken vele jaren lang met de cijfers hebben geknoeid is groot. De reden is dat veel banken, verzekeraars en pensioenfondsen massaal in de ‘veilige ‘ Griekse staatsobligaties hebben belegd. Niet erg verstandig, want al vele jaren is bekend dat de Grieken de kluit belazerden.

Dus in feite worden de banken indirect gesteund met deze leningen. Als we domweg die verliezen zouden slikken – wat voor sommigen misschien tien procent lagere pensioenen zou betekenen – zouden we de vele miljarden staatssteun in onze zak hebben kunnen houden.

De wetenschappelijke en technische Hoorn van Overvloed
Er is maar één reden dat er nu meer mensen dan ooit op aarde leven die een beter leven hebben dan wanneer ook eerder in de wereldgeschiedenis. Dat komt door de voortdurende vergroting van onze kennis en dus mogelijkheden om de wereld om ons heen naar onze hand te zetten. De vele uitvinders en wetenschappers die hun leven hebben gewijd aan het vergroten van onze kennis kwamen er doorgaans bekaaid af, maar de wereld als geheel is er enorm veel mee opgeschoten.

Er is geen reden om aan te nemen dat dit proces zal stoppen, integendeel. Alle tekenen wijzen er op dat de toename van wetenschappelijke en technische kennis nu een groeispurt gaat inzetten zoals die nog nooit eerder in de menselijke geschiedenis is voorgekomen.

In Japan is er net als hier personeelstekort in de zorg. Dat lossen ze niet met gastarbeiders op, maar met zorgrobots.
In Japan is er net als hier personeelstekort in de zorg. Dat lossen ze niet met gastarbeiders op, maar met zorgrobots.

Als we een pan-Europese task force op zouden zetten om in zo ongeveer alle sectoren van de overheid oplossingen te bedenken om bijvoorbeeld onderwijs, gezondheidszorg en sociale zekerheid beter en goedkoper te maken, zouden we hiermee enorm veel belastinggeld besparen. De best denkbare task force is uiteraard de Europese bevolking (of liever gezegd: de wereldbevolking) zelf. Er moeten daarom innovatieprijzen worden uitgeloofd voor de slimste en effectiefste ideeën om de exploderende kosten v0or bureaucratie, gezondheidszorg en bijscholing aan te pakken.

Het op dit moment allergrootste probleem is het energietekort. Met energie is letterlijk elk ander probleem op te lossen. Europa heeft nauwelijks eigen energiebronnen. Het budget voor energieonderzoek, bijvoorbeeld op het gebied van kernfusie en golfslagenergie, moet daarom verveelvoudigd worden. Er moeten ook ruimhartige leningen komen om duurzame energiecentrales te plaatsen. Het energierendement van een kabbelende golfslagcentrale of een zonnecentrale op een Grieks eiland is een stuk zekerder dan het financiële gegoochel van allerlei hotemetoten. Dan maar wat minder pensioen.

Foto van de reactor

Zou kernfusie m.b.v. nikkel kunnen werken?

Twee Italiaanse wetenschappers, Andrea Rossi and Sergio Focardi van de universiteit van Bologna, beweerden begin 2011 een werkende kernfusiecentrale te hebben gebouwd met uitgerekend nikkel. En toonden een demonstratiemodel. We kennen de details uiteraard niet, maar zou deze centrale werken? Zou het ding überhaupt kúnnen werken?

Nikkelisotoop is stabielste atoomkern denkbaar
Op het eerste gezicht lijkt de gedachte alleen al krankzinnig. Nikkel-62 (de nikkelisotoop met een atoomgewicht van 62, m.a.w. 62 kerndeeltjes in de kern) is namelijk de atoomkern met de hoogste bindingsenergie per kerndeeltje. Nikkel kent maar liefst vijf stabiele isotopen, een ander teken dat aantoont hoe stabiel atoomkernen in dit gebied zijn. Ter vergelijking; goud, een zeer zwaar metaal, heeft maar één stabiele isotoop: goud-197. Het kost dus netto energie om nikkel-62 in welke andere atoomkern dan ook te veranderen. Aan de andere kant: slechts drie procent van alle nikkel bestaat uit nikkel-62. Als je net als de onderzoekers beweren te doen, gebruikt maakt van natuurlijk nikkel, dan zal je het meeste te maken hebben met de isotopen nikkel-58 (68%) en nikkel-60 (26%). De overige twee stabiele isotopen, nikkel-59 en nikkel-64, maken elk ongeveer een procent uit van alle nikkel.

Hoe werkt het proces?

Foto van de reactor
Foto van de reactor

Rossi en Focardi beweren dat bij het proces waterstofgas (dat uit twee waterstofatomen bestaat)  onder zeer hoge druk (2-80 atmosfeer) en temperatuur in nanodeeltjes nikkel wordt geperst. Op de een of andere manier zou het waterstof uiteenvallen in losse atomen, die zoals bekend uit een enkel proton, waaromheen een enkel elektron hangt, bestaan. De protonen reageren met de nikkelkernen waardoor energie vrijkomt en uiteindelijk koper ontstaat. Volgens de twee onderzoekers stopt de reactie als het nikkel “uitgeput” raakt, wat het geval zou zijn terwijl het grootste deel van het nikkel nog aanwezig is. Dit zou er op wijzen dat vermoedelijk nikkel-59, nikkel-64 of nikkel-62 betrokken zijn bij de reactie.

Koper kent twee stabiele isotopen: koper-63 en koper-65. Koper volgt op nikkel in het periodieke systeem. Het heeft een proton meer in de kern dan nikkel. Als nikkel een proton absorbeert (en niet uiteenvalt), verandert het dus in koper.

Energetische overwegingen
Als we ervan uitgaan dat de kernreactie vrij eenvoudig is en alleen het absorberen van een proton omvat, zijn er twee mogelijke reactiepaden: 62Ni + p -> 63Cu of 64Ni + p ->65Cu. Dit zijn de enige twee reactiepaden waarbij door het opnemen van een proton, een stabiele vorm van nikkel in een stabiele vorm van koper verandert. De vraag is uiteraard of dat energie oplevert. Hiervoor moeten we de massa’s van de betrokken isotopen vergelijken. Massa is immers equivalent aan energie; als (bijvoorbeeld) nikkel-62 en een proton samen meer wegen dan koper-63, dan hebben we een proces dat energie oplevert.

Geen paniek, waarde lezer. De berekening is van lagere-school gehalte. NB: de atoomkernmassa’s worden hier uitgedrukt in daltons (een twaalfde van de massa van een koolstof-12 kern; een proton is 1.007282675 dalton). Een positief massaverschil betekent dat er massa verdwenen is, oftewel energie vrijgekomen is.

NikkelisotoopAtoomgewicht Ni-isotoopInclusief protonKoperisotoopAtoomgewicht Cu-isotoopMassaverschil: Ni-Cu
nikkel-6261,92834562,935628koper-6362,9295970,006031
nikkel-6463,92796664,935249koper-6564,9277890,007460

De conclusie: als deze reactie optreedt komt er inderdaad energie vrij, omgerekend 5,6 tot acht miljoen elektronvolt. Dat is naar nucleaire begrippen niet erg veel. Ter vergelijking: als een uranium-235 atoom splijt, komt er 211 MeV vrij, dat is 25 tot 30 maal zoveel. Aan de andere kant: het gaat hier wel om een proces waarbij slechts minieme hoeveelheden straling vrijkomen, laat staan neutronen (die stabiele atoomkernen radioactief kunnen maken) en allerlei akelige radioactieve isotopen. Daarvoor is de hoeveelheid energie die vrijkomt domweg te klein. Als dit toestel werkt, met de nadruk op als, dan kan er dus inderdaad in iedere huiskamer een veilige kernreactor worden geplaatst. Een aantal heren met aandeeltjes in kolenmijnen of oliebronnen zullen dan heel hard vloeken. Er is ook geen fundamenteel fysische reden waarom dit niet zo kunnen werken.

Technische overwegingen
Het voornaamste probleem bij kernfusie, ook bij deze vorm, is om twee positief geladen deeltjes bij elkaar te brengen zonder dat ze elkaar afstoten of zo hard botsen dat ze weerkaatsen zonder dat er een kernreactie plaats kan vinden. Daarom is de temperatuur in de kernen van sterren of in de experimentele fusiereactoren JET en ITER ook zo hoog. In dit geval gaat om het positief geladen proton en positief geladen nikkel. Om de elektrostatische afstoting tussen beide deeltjes te overwinnen, moet het proton een energie hebben van ongeveer een kwart MeV. Dit vereist gewoonlijk een temperatuur van tientallen miljoenen graden, zoals in het binnenste van sterren. Geen wonder dat kernfysici dus “onmogelijk” roepen.

Aan de andere kant heeft een nikkelkern een aantal zeer aantrekkelijke eigenschappen. Een massieve nikkelkern kan een veel breder energiespectrum absorberen dan een kleine kern als waterstof-2 (deuterium) of boor. Dit maakt kernfusie juist makkelijker: het proton hoeft niet exact de juiste snelheid te hebben. Ook is een nikkelkern ongeveer vijftien keer zo makkelijk te raken als een waterstof- of deuteriumkern (grotere nucleaire dwarsdoorsnede).

Koude-kernfusie experimenten worden gewoonlijk uitgevoerd met metalen die waterstof absorberen. Met andere woorden: dat nikkelatomen kunnen degenereren als er heel veel waterstof in wordt geperst. Bij extreem hoge druk kunnen er inderdaad tot enige massaprocenten waterstof in bepaalde metalen als palladium worden geperst. Ook bij nikkel is dit mogelijk. Focardi en Rossi gaan inderdaad uit van het zeer kortstondig bestaan van extreem instabiele zogeheten mini-atomen van waterstof, waarbij de elektronen veel dichter op het proton zitten. Deze atomen zouden ongeveer een 10-18 seconden bestaan. Kort, maar ongeveer 100 maal zo lang als kernreacties duren[2].

Hiermee zou inderdaad de Coulomb-afstoting worden overwonnen en kernfusie mogelijk zijn. Aan de andere kant: Bewijzen van dit soort atomen zijn nog nooit waargenomen. Experimenten moeten uitwijzen of dit klopt. Ook is prof. Christos Stremmenos, de schrijver van dit artikel, verantwoordelijk voor het naar Griekenland halen van deze vorm van koude kernfusie. Belangeloos is hij dus niet. Aan de andere kant: als ex-ambassadeur en professor heeft hij een reputatie te verliezen. En als de armlastige Grieken op dit moment Iets kunnen gebruiken is dat wel een bron van overvloedige bijna gratis energie…

Helaas is het laatste nieuws dat de proefopstelling vermoedelijk niet werkt.
Er rijzen ook sterke twijfels aan de geloofwaardigheid van Rossi, omdat zijn claims niet blijken te kloppen en hij, in tegenstelling tot eerdere beweringen, hij toch vooruitbetaling eist.

Bronnen:

1. George Marx, Life in the Nuclear Valley, Phys. Ed (2001)
2. Stremmenos. C., Hydrogen/Nickel cold fusion probable mechanism, Journal of Nuclear Physics (2011)
3. Italian scientists claim to have demonstrated cold fusion, physorg.com (2011)

In de comedy Big Bang Theory worden een viertal wetenschappers met autistische trekjes neergezet.

Technische hotspots bedreigd door autisme-epidemie

Er treedt een ware explosie van autisme rond technische hot spots op. Zowel in Eindhoven als in Silicon Valley worden de klinieken overstroomd met kinderen waarbij autisme wordt geconstateerd. Hoe kunnen we dit vreselijke gevaar keren?

Wat is autisme?
Autisme is een ernstige stoornis, die wordt gekenmerkt door het voortdurend herhalen van bijvoorbeeld bepaalde gedragingen, weinig invoelingvermogen, een zeer eenzijdige belangstelling en een sterke gevoeligheid voor prikkels. Geen wonder dat je als ouder nogal schrikt als je er achter komt dat je kind aan een autistische stoornis leidt. Ongeveer één op de honderd kinderen lijdt aan een autistische spectrum stoornis (ASS). Hier in Nederland is autisme reden om iemand als levenslang arbeidsongeschikt te classificeren. Bij de op geneeskundig gebied nogal agressief ingestelde Amerikanen is de reactie niet veel minder fel.

Nuttige autisten

In de comedy Big Bang Theory worden een viertal wetenschappers met autistische trekjes neergezet.
In de comedy The Big Bang Theory worden een viertal wetenschappers met autistische trekjes neergezet.

Maar wacht. Bij bepaalde beroepen zijn autistische vaardigheden juist erg handig. Zo zijn er honderdduizenden soorten kevers. Je hebt een fervente kevermaniak nodig die zelfs op de kleinste details kan letten, niet een  krachtige people manager met groeipotentieel, om er achter te komen welke keversoort zijn chitinekaken in de oude kerk zet. En als die managementspipo zijn zakken flink gevuld heeft bij een bank of woningbouwvereniging om zo meer aandacht aan zijn persoonlijke groei te kunnen  besteden, heb je een onomkoopbare, dwangneurotische forensische accountant nodig om de onderste steen boven te krijgen. Of een dito programmeur om een bug uit je software te halen. Kortom: best wel handig, zo’n autist bij de hand. Niet voor niets hebben veel wetenschappers en technici behoorlijk dwangmatige en autistische trekjes. Daarom is het ook zo leuk ze met visionaire theorieën horendol te maken.

Weinig verrassende ontdekking
De uitkomsten van nieuw psychologisch onderzoek mogen dan ook geen verwondering wekken. Het aantal autistische kinderen blijkt rond gebieden waar veel bètawetenschappers en techneuten actief zijn, zoals rond Eindhoven[1] en in Silicon Valley[2], tot twaalf maal hoger te liggen dan elders in Nederland of de VS. De reden is niet moeilijk te raden. Ook licht-autistische mensen kunnen een partner ontmoeten, doorgaans een collega die ook niet bijster sociaal begaafd is, daar verliefd op worden en een gezin vormen. Technische universiteiten en onderzoeksinstituten vormen een mekka voor mensen die weliswaar sociaal niet erg begaafd zijn, maar wel erg goed in logisch denken en dwangmatig geconcentreerd werken. Geloof me, je hebt een monomane eikel als Bill Gates nodig voor een beetje foutenvrij programma of lab on a chip. Niet een brede progressieve denker als een Maarten van Rossum, hoewel de brave man wel autistisch door blijft zagen over populisme. Dus wie weet.
Aangezien gedrag een behoorlijk grote genetische component kent, is het daarom ook niet verwonderlijk dat er een explosie van autisme optreedt in technische hot spots.

Autisme uitroeien door genetische manipulatie?
Stel dat er ooit een autisme-gen wordt ontdekt en dat mensen door gentherapie worden verlost van autisme. Dan zouden we hiermee onszelf wel eens kunnen beroven van topwetenschappers en vakspecialisten. Weg kenniseconomie. Je zou er toch niet aan moeten denken, dat mensen die vooral goed zijn in zakken vullen of tweedehands auto’s verkopen, straks een nieuwe energiebron moeten ontdekken…

Bronnen
1. M. Roelfsema et al., Are Autism Spectrum Conditions More Prevalent in an Information-Technology Region? A School-Based Study of Three Regions in the Netherlands, Journal of Autism and Developmental Disorders (2011)
2. Autism Spectrum Disorders: Report, State of California (2007)

Een paraqdijselijk hotel als dit was een eeuw geleden zelfs voor de rijken een onbereikbare droom. De toekomst wordt nog veel mooier dan dit.

Technische vooruitgang: het onontkoombare paradijs

Uitvindingen en technische kennis kunnen niet verdwijnen. Daardoor worden we steeds wijzer en slimmer en kunnen we steeds meer. Sorry, doemdenkers: optimisten hebben gewoon onverbiddelijk gelijk.

Het leven is beter dan ooit tevoren

Een paraqdijselijk hotel als dit was een eeuw geleden zelfs voor de rijken een onbereikbare droom. De toekomst wordt nog veel mooier dan dit.
Een paradijselijk hotel als dit was een eeuw geleden zelfs voor de rijken een onbereikbare droom. De toekomst wordt nog veel mooier dan dit.

Een oude man zei het op een keer: de goede oude tijd bestaat niet. De tijd was wel oud, maar niet goed. Als we het leven nu vergelijken met dat in de negentiende eeuw, is het gewoon onvergelijkbaar veel beter. Er is zelfs voor de armste Nederlander meer dan voldoende te eten. Hongersnoden komen in Nederland niet meer voor. Er is overvloedig gratis vermaak via internet of, desnoods, op televisie, voor ieder wat wils.

Voor eerdere beschavingen was dat alleen weggelegd voor de allerrijksten, en zelfs zij waren hun leven niet zeker. Niemand sterft meer aan infectieziekten als de pokken, vorige eeuw nog een verwoestende plaag. Ook voor de rijksten. De leefomstandigheden zijn continu aan het verbeteren, al sinds de late middeleeuwen.

Dat is uiteraard niet voor niets. Wat is er aan de hand? Welke magische invloed verbetert steeds meer ons leven en laat het ongelijk van onheilsprofeten zien?

Kennis en techniek verdwijnen niet snel
Er zijn enkele gevallen bekend van beschavingen die technologisch gezien achteruit zijn gegaan omdat ze geïsoleerd raakten. Het bekendste voorbeeld is het tragische verhaal van de Tasmaniërs. De enkele duizenden Tasmaniërs bewoonden Tasmanië, een eiland zo groot als de Benelux. Als jager-verzamelaars verleerden ze de ene techniek na de andere. Ze waren niet in staat om boten te bouwen (onpraktische modellen van gras daargelaten), hadden geen honden als huisdieren en beschikten nauwelijks over gereedschappen. Wel leefden ze in evenwicht met de natuurlijke omgeving. De reden voor de achteruitgang in technologie is dat door culturele isolatie en gebrek aan handel alle technische kennis die niet elke dag werd gebruikt, verloren ging en niet meer aan werd gevuld. Er hebben ongeveer tienduizend Tasmaniërs geleefd. Europese kolonisten hebben alle Tasmaniërs uitgemoord, alleen de nakomelingen van Europese mannen en Tasmaanse vrouwen hebben het overleefd.

Vooruitgang onherroepelijk
De kans is vrij klein dat het met ons net zo afloopt als met de Tasmaniërs. Onze kennis is opgeslagen in boeken en over heel veel landen verspreid. Nieuwe kennis en uitvindingen worden snel verspreid over de hele wereld door moderne handelsnetwerken en communicatiemiddelen. Elke uitvinding betekent een manier om slimmer om te springen met grondstoffen en energie. Er komt dus elk jaar nieuwe techniek bij, nieuwe methoden om ons leven nog verder te verbeteren. Nieuwe technieken springen ook veel zuiniger met grondstoffen en energie om. Auto’s en vliegtuigen worden zuiniger. Medicijnen worden beter.

En al zijn er een aantal krachten die tegen ons werken, zoals de uitputting van makkelijk toegankelijke mineralen en energiebronnen, de duurzame alternatieven komen steeds meer en steeds overvloediger binnen bereik. Nu al zijn zonnepanelen in Spanje goedkoper dan netstroom en over een paar jaar is het ook in Nederland zo ver. Het goede nieuws is: deze kennis, de erfenis die onze voorouders over de hele wereld ons na hebben gelaten, verdwijnt nooit, maar wordt alleen nog maar meer.
Uitvindingen en technieken kunnen, eenmaal ontwikkeld, niet meer ongedaan worden gemaakt, tenzij alle mensen die de techniek kennen zouden sterven voor ze deze door kunnen geven aan de volgende generatie.

Deze bizarre antenne is ontworpen door een computer. Hij bleek effectiever dan door mensen ontworpen antennes.

Evolutie vervangt uitvinders

We staan ​​aan de vooravond van een nieuw tijdperk in de geschiedenis van het uitvinden. Dat is de implicatie van software die automatisch technologie kan “evolueren” en ontwerpen maakt die vaak geen mens zou kunnen bedenken. Evolutionaire software leidt al tot een transformatie op uiteenlopende gebieden als robotmotoriek, computerbeveiliging en medicijnontwikkeling.

Genetische algoritmen, het populairste type evolutionaire algoritmes, bootsen natuurlijke selectie na door het beschrijven van een ontwerp als een soort genoom, opgebouwd uit segmenten. Elk segment beschrijft een parameter van de uitvinding, variërend van de vorm, materiaaleigenschappen zoals elektrische weerstand of moleculaire verwantschap bij een chemische stof. Door willekeurig veranderen sommige segmenten – of “muteren” hen – het algoritme verbetert het ontwerp. De beste resultaten worden vervolgens met elkaar “doorgefokt” om de prestaties verder te verbeteren.

Deze bizarre antenne is ontworpen door een computer. Hij bleek effectiever dan door mensen ontworpen antennes.
Deze bizarre antenne is ontworpen door een computer. Hij bleek effectiever dan door mensen ontworpen antennes.

Tot nu toe had de gemiddelde desktop computer niet de rekenkracht om miljoenen generaties door te rekenen en de ongewenste mutanten uit te ziften. Dat is nu veranderd, dus genetische algoritmen zijn nu klaar om onderzoek en ontwikkeling diepgaand te veranderen, aldus John Koza aan de Stanford Universiteit in Californië, een pionier in het gebruik van genetische algoritmen in engineering en design. Hij heeft ontwerpen voor een efficiënte radio-antennes op deze manier “gefokt” (zie afbeelding). Wat echt interessant is, zegt hij, is dat het niet altijd duidelijk waarom de geëvolueerde uitvinding werkt: geen mens zou op zijn bizarre antennes in zigzagvorm zijn gekomen. Bovendien kan software worden ingesteld op het ontwerp rond bestaande octrooien. Opmerkelijk is dat de voorspellingen van Koza, gedaan in 2003(1), nu inderdaad nauwkeurig uitkomen: ook een gemiddelde desktop computer kan nu evolutionaire hardware ontwikkelen.

Evolutionair uitvinden slaat aan op allerlei gebieden, zegt Robert Plotkin, die in  zijn in 2009 verschenen boek The Genie in the Machine de opkomst van de techniek heeft beschreven. Farmaceutische onderzoeksbedrijven worden bijvoorbeeld steeds grotere gebruikers. Evolutionaire algoritmen ontwikkelden technieken om receptoren te bereiken waar nog geen mens aan had gedacht. De techniek is ook gebruikt om de looptechniek van robots te verbeteren. “De meeste van de ontwikkelde uitvindingen zijn niet per se spectaculair  – maar ze maken deel uit van een gestage stroom van verbeteringen,” zegt Hod Lipson, een roboticus aan de Carnegie Mellon University in Pittsburgh, Pennsylvania. “Al deze technieken samen versnellen innovatie straks zeer sterk.”

Eén ding verwacht Lipson voorlopig nog wel: uitvinders zullen niet snel toegeven dat ze een evolutionair programma het denkwerk hebben laten doen en liever zelf de eer opstrijken.
Zelf aan de slag met evolutionair programmeren? EpochX is ontwikkeld door onderzoeker Tom Castle van de universiteit van Kent(2).

Bronnen
1. John R. Koza, Martin A. Keane en Matthew J. Streeter, Evolving Inventions, Scientific American (2003)
2. EpochX, open-source genetisch programmeren

‘De grens van de mens’

Afgelopen zondag was bij het VPRO-programma ‘boeken’ een bespreking van het boek ‘De grens van de mens’ van hoogleraar filosofie aan de Universiteit Twente Peter-Paul Verbeek. Verbeek houdt zich bezig met de ethische vraagstukken rondom de steeds verder groeiende relatie tussen mens en techniek. Waarom zouden we emoties manipuleren? Mogen we hartfalen genezen door stamcel implantatie? Is het ethisch verantwoord om een keuze te maken over een ongeboren kind die een afwijking heeft?

Omdat Verbeek van mening is dat mensen technische wezens zijn die niet zonder techniek kunnen overleven, verzet hij zich niet bij voorbaat tegen ingrepen in de menselijke natuur. Liever onderzoekt hij hoe we om kunnen gaan met de technologische ontwikkelingen om ons heen. Over waar we de grens van technologische invloed moeten trekken zegt zij: “Als je uitgaat van de gedachte dat we altijd al technische wezens zijn geweest, is de enige harde grens die je kunt trekken dat het ophoudt als je niet langer een vrije verhouding kunt hebben tot die techniek – als je geen vorm meer kunt geven aan je bestaan in interactie met die techniek.”

Zie verder: VPRO Boeken

De uitzending:

Get Microsoft Silverlight
Bekijk de video in andere formaten.