Nico van Straalen: Kritische complexiteit

Het is nu nog rustig, maar straks vult het Lowlands-terrein zich met duizenden festivalgangers. Er worden vandaag 55.000 bezoekers verwacht. Zo’n groot aantal mensen bij elkaar op een relatief klein oppervlak is te vergelijken met de complexiteit die aanwezig geweest moet zijn bij het ontstaan van het leven. U denkt dat is vergezocht, maar ik zal het uitleggen.

Hoe is het leven ontstaan, 4 miljard jaar geleden? Eigenlijk moet ik zeggen: we weten het niet. Maar er zijn wel een heleboel theorieën over. Wat mij daarbij het meeste aanspreekt is de theorie die in de jaren 90 werd opgesteld door de Amerikaanse wiskundige Stuart Kauffman. Hij heeft een prachtig boek geschreven: “The Origins of Order”, een duidelijke verwijzing naar Charles Darwin trouwens.

Wat hij beweert, en hij toont het ook aan het wiskundige modellen, is het volgende. Stel dat je in de aarde, waar nog geen leven was, ergens een poeltje hebt met daarin een oersoep, een mengsel van moleculen die op de een of andere manier gevormd zijn langs niet-biologische weg, bijvoorbeeld via elektrische ontladingen. En verder neem je aan dat al die bestanddelen met elkaar reageren. Dan krijg je wat hij noemt een autokatalytisch netwerk. Je moet vooral denken aan RNA-moleculen die inderdaad de neiging hebben om met elkaar te reageren en elkaars vorming te stimuleren.

Nu zegt Kauffman: stel dat we zo’n systeem hebben, zo’n oersoep, maar dat we het steeds ingewikkelder maken. Niet 100 RNA moleculen, maar 1000 nee, een miljoen verschillende moleculen die allemaal iets doen met elkaar, die op elkaar reageren. Als het aantal componenten toeneemt dan neemt ook het aantal interacties dat ze met elkaar hebben toe. Op een gegeven moment kun je dan zien dat er een kritisch niveau van complexiteit bereikt wordt. Kauffman laat zien dat die kritische drempel ligt bij ongeveer één miljard interacties.
Kom je daarboven dan gaat het systeem zich essentieel anders gedragen. Het vertoont dan eigenschappen die de onderdelen niet hadden, bijvoorbeeld een zelforganiserend vermogen: het systeem kan zichzelf in stand houden, het leven is ontstaan. We noemen dat emergentie. Dat is de theorie van Kauffman.

Sommige mensen denken dat ook het ontstaan van zelfbewustzijn bij de mens zo’n voorbeeld is van kritische complexiteit. In de hersenen zijn talloze zenuwcellen aanwezig die allemaal met elkaar verbonden zijn. Het zijn er niet weinig; men schat het op 100 miljard neuronen met 100 biljoen verbindingen. Dat is ruim voldoende complex om de drempel te overschrijden en te leiden tot het ontstaan van zelfbewustzijn.

Nu kom ik weer terug op Lowlands, 55.000 mensen bij elkaar. Stel dat al die mensen iets met elkaar doen, dat ze elkaar een hand geven, een aai, een tweet sturen, op de een of andere manier op elkaar reageren. Hoeveel interacties zijn er maximaal mogelijk? Dat heb ik voor u uitgerekend: dat is 55.000 maal 54.999 gedeeld door 2, dat maakt 1,5 miljard. Dat betekent dus dat de festivalgangers hier op Lowlands, als iedereen op elkaar reageert, met elkaar aan interacties, behoorlijk in de buurt komen van de kritische complexiteit. We kunnen dus emergentie verwachten! Iets nieuws! Wat precies durf ik niet te zeggen. Maar als u vandaag iets moois meemaakt, iets wat zindert in de menigte, iets onverwachts, weet dan dat ik een emergentie voorspeld heb.