Generalisaties, natuurlijk
In Generalisaties algemeen
is een scheiding aangebracht tussen natuurlijke generalisaties, die
verschaft aan de mens door de natuur, en de generalisaties die de mens zelf
moet maken. Bijvoorbeeld als het over mensen gaat. Hieronder gaat het over de
natuurlijke generalisaties.
De natuurlijke generalisaties ontstaan doordat de natuur niet een volkomen
willekeurige alles-in-alle-maten-en-soorten oftewel chaos is, maar omdat daar structuren in zitten zodanig dat van het
gedrag van de zeer vele zeer kleine deeltjes waaruit de onder-menselijke natuur
bestaat, bepaalde voor de mens waarneembare patronen overblijven. Het onderzoek
waarnaar het veld is van de natuurkunde, een wetenschap die
hierin succesvol is geweest gezien de huidige toepassingen.
Een
overzicht van de natuurkunde wordt gewoonlijk begonnen met een beschrijving van de
soorten manieren waarop de zeer vele kleine deeltjes op elkaar reageren. Daar
begint het hebben van "structuur". Die "interacties" zijn niet willekeurig, maar
er zijn er vier,
met een grote variatie in sterkte. Ze heten, van sterk naar zwak: sterke
interactie, elektromagnetisme, zwakke interactie en zwaartekracht. Dat
laatste lijkt
tegengesteld aan hoe het door mensen ervaren wordt - die kent
zwaartekracht als de sterkste kracht.
Dat dit onjuist is, heeft een
praktische en een theoretische reden. De praktische reden is dat de
zwaartekracht die wij voelen het cumulatief effect is van een hele Aarde aan
deeltjes die aan ons lichaam trekken.
De theoretische reden is dat
"de werking van de mens" met zijn schier oneindige hoeveelheid aan detail in
bijvoorbeeld het zenuwstelsel gebaseerd moet zijn op subtiele verschijnselen.
Die alleen merkbaar kunnen zijn omdat de minder-subtiele verschijnselen zich
koest houden. En dat "koest houden" is omgangstaal voor "zich in
evenwichtstoestanden bevinden". We merken niets van de sterke wisselwerking
omdat die in evenwicht is in de kernen van atomen, we merken weinig van de
elektromagnetische wisselwerking omdat de elektronen meestal in vaste toestanden
rond de kernen draaien. En door het verschil in sterkte liggen de afmetingen van
die deeltjes sterk uit, zie hieronder (van
):
De sterke interactie is eerst tussen puntdeeltjes die natuurkundigen kennen als "quarks" leidende
tot deeltjes proton en neutron, en een klein residu-effect daarvan is nog
steeds zo sterk dat de protonen en neutronen zich verenigen in de kernen. De elektromechanische interactie tussen kernen en
elektronen zorgt voor stabiele atomen. De zwaartekracht zorgt voor stabiele
planeten - en zonnen, maar dat is dus boven het niveau van het menselijke
opereren. Waarop de zwakke interactie, leidende tot radioactiviteit dat wil
zeggen het uiteenvallen van deeltjes, dus de uitzondering vormt maar dat is geen
probleem want de overige drie hebben al voor genoeg stabiliteit
en structuur gezorgd.
Daaraan dient nog één ding te worden toegevoegd dat natuurkundigen niet als een "interactie" benoemen, namelijk de quantummechanica.
De elektromagnetische
interactie zorgt voor de noodzakelijke aantrekking tussen kern en elektronen,
waardoor de elektronen in banen rond de kern draaien, in zijn primitieve
vorm weergegeven zoals in dit:
Maar een beschouwing in wat meer detail laat zien dat het ook zou moeten leiden tot
het uitzenden van licht en andere soorten elektromagnetische straling waardoor het
elektron steeds lager zou gaan draaien en uiteindelijk in de kern storten.
Dat
dat niet gebeurt komt omdat materie niet alleen massa is die je kan denken in
een punt, maar ook een golfverschijnsel dat zich in de ruimte uitbreidt. En
zodra het elektromagnetisme de elektronen in een baan rond de kern houdt,
dat wil zeggen: in een beperkte ruimte, houdt je dus ook dat golfverschijnsel in
die beperkte ruimte.
Waarop
musici onmiddellijk weten dat er discrete toestanden ontstaan, want dat is
hoe in muziekinstrumenten de discrete tonen ontstaan. Bij een viool of piano:
door de golven op de beperkte ruimte of lengte van de gespannen snaar. Of
ietwat onbekender maar toepasselijker: de tonen komende van het gespannen
vel van een trommel, zie de afbeelding rechts (zowel die op een trommel als
in het atoom zijn zogenaamde Bessel-functies
).
De combinatie van elektronen die in banen rond de kern draaien tezamen met
de beperkingen die het golfkarakter opleggen in de vorm van de vaste tonen
en boventonen, leidt ertoe dat elektronen slechts in een beperkt aantal
vaste banen kunnen ronddraaien. Met een beperkt aantal bijpassende
energieën.
Wat tevens betekent dat als je gaat kijken naar atomen met verschillende
aantallen elektronen, en dat netjes op een rijtje zet, je het onderstaande patroon
krijgt, waarvan hier de versie van helicopter-uitvinder en filosoof Arthur M.
Young
(omdat hij als technicus concreet de zaken afbeeldt waar het om gaat:
de elektronen - uit The Reflexive Universe, 1976, met de achtste kolom
toegevoegd door de redactie):
Wat slechts de eerste drie rijen zijn - er volgen er nog vier. Dit is het
periodiek systeem der elementen
.
Wat hier getoond wordt, is dat atomen voorkomen in rijen waarin het
aantal elektronen toeneemt, van links 1 tot rechts 8, en dat bij een aantal
van 8 hoger dit zich herhaalt, waarbij die eerst 8 niet mee lijken te
tellen - die noemt men "de onderste schil". Die onderste schil is in de tweede rij voorgesteld met behulp van een
cirkeltje onder de buitenste elektronen. Bij het geval van 8 (2 bij alleen
de eerste) elektronen aan de
buitenkant is de ruimte kennelijk op, want dan begint het tellen opnieuw, in
een baan verder van de kern.
De atomen met 8 elektronen in de
buitenste schil lijken dus "af" te zijn. Deze atomen, helium, neon, argon, enzovoort,
hebben nauwelijks tot
niet last van interactie, zijn daarom gassen (losse atomen), en staan bekend staan als de
"edelgassen".
Al deze atomen zijn elektrisch neutraal,
dus zouden geen last hebben van een sterke interactie, zou je zeggen. Dat werkt
anders. In werkelijkheid is het zo dat 8 elektronen in de buitenste schil als
"neutraal" worden gezien - atomen met 1, 2, of 3 elektronen in de buitenste
schil staan die elektronen makkelijk af aan atomen die 1, 2 of 3 elektronen
te weinig hebben, ten opzichte van 8, in de buitenste schil. Dus natrium, of
in het Engels "sodium", met 1 elektron aan de buitenkant, combineert graag
met chloor ("chlorine"), met 1 elektron te kort:
Een stof die overbekend is als "zout" in de zin van tafelzout of "het zout in de
zee". Enzovoort voor andere combinaties van atomen.
Maar dit is ook het niveau waarop de zaken wat ingewikkelder kunnen worden.
In de volgende rij oftewel de volgende schil van elektronen leidt de
voorkeur voor acht elektronen in een schil tot overgangsverschijnselen
waarin eerst een binnenste schil half wordt gevuld en daarna de buitenste -
de details zijn hier niet belangrijk. Het resultaat wel want dat zijn de
stoffen van de soort ijzer, chroom, nikkel, koper, zilver, goud enzovoort,
die tezamen bekend zijn als de "metalen" of preciezer "overgangsmetalen".
Overigens zijn alle atomen met minder dan vier elektronen in de buitenste
schil ook metalen, maar dat viel aanvankelijk minder op omdat ze in de
natuur meestal niet als losse stof voorkomen maar altijd in verbindingen -
de overgangsmetalen en met name natuurlijk goud en zilver komen wel als
losse stof voor. Waarbij ook de extra eigenschap van metalen naar voren
kwam: de elektronen zwerven los van de atomen langs en tussen de atomen
door, in plaats van in vaste banen eromheen:
Gekenmerkt naar het elektrische effect: het zijn geleiders. Maar
praktisch aanvankelijk belangrijker: ze zijn ook soepeler en veel makkelijker te
vervormen dan de atomaire verbindingen als van NaCl, die "keihard" zijn. Dat
maakte ze geschikt voor het maken van gereedschap. Bekend geworden in de
vorm van de oudhistorische reeks van stenen, bronzen, en ijzeren tijdperk.
Maar,
in het kader van dit artikel: de atomaire, microscopische, structuur
leidt dus ook tot een welbepaalde verdeling in de structuur van de
bijpassende door de mens hanteerbare, macroscopische, materialen.
Is
er nog één ding over: wat gebeurt er dan bij het aantal van 4 - precies op
de helft? Het antwoord bevindt zich in uw lichaam en in uw
computer: dit is een dusdanig "wankele" situatie dat de natuur van de
mogelijkheden die dat biedt gebruik heeft gemaakt voor de ontwikkeling van
ingewikkelde moleculen tot zeer ingewikkelde moleculen en uiteindelijk tot moleculen die zichzelf
kunnen reproduceren - het leven. Voor het geval van koolstof ("carbon").
En voor de ontwikkeling van hypergevoelige en hyperkleine schakelaars die te combineren
zijn in
de miljoenen leidende tot de rekenkern van computer. Voor het geval van silicium
("silicon").
Ook op dit niveau van interacties is het dus zo dat de sterke varianten zorgen
voor stabiele toestanden. En de verdere, subtielere, ontwikkelingen in de natuur
zich bevinden op het scheidsvlak van de sterkere krachten.
Dat patroon lijkt zich voortdurend in de op atomen gebouwde dode én levende
natuur te herhalen. Maar met steeds minder strengheid omdat de verschijnselen
steeds subtieler worden. Hetgeen door diverse mensen al is opgemerkt, waarvan
hier de versie van de al genoemde Arthur Young (The Reflexive Universe,
1976), het bovenste deel:
In de onderste rij staan deels dezelfde stappen als hier boven: eerst
atomaire bindingen, dan metalen, dan de simpelste koolstofmoleculen
(afgebeeld: C2H6
oftewel methaan), dan
steeds ingewikkeldere koolstofmoleculen eindigend met het dna-molecuul. Wat
staat voor de eerste moleculen die zichzelf konden reproduceren. Het begin
van de levende natuur.
Het dna-molecuul is hierin een eindproduct,
staande voor een complete evolutie binnen de soort "reproducerende
moleculen", waartoe vermoedelijk ook RNA behoort.
Waarna zich dus
niet een chaos van leven ontwikkelde, maar ook weer een lagenstructuur,
iedereen eigen kenmerkende elementen, met als eerstvolgende niveau,
natuurlijk, de eencellige. Hier het tweede deel van het schema van Young:
De eerste twee rijen zijn mede een weergave van de bekende indeling in
domein, rijk, phylum, enzovoort
.
De gelaagdheid van deze indeling blijkt uit twee dingen: ten eerste
de archeologische zeldzaamheid dat wil zeggen korte duur van
overgangsvormen, bekend als de "missing links" zoals de archeopteryx linksonder (fossiel), en een in
principe oneindig aantal tussenvormen die niet voorkomen, zoals de mythische
dieren als de eenhoorn, het vliegende paard, enzovoort, waarvan twee afgebeeld
rechtsonder (Griekse vaas):
De volgende stap in de lagenstructuur is naar de soort genaamd "homo".
Dit is ook een diersoort, dus daar liggen dit soort structurele zaken niet
anders. De ontwikkeling van deze soort als onderscheidend van mensapen
in het algemeen beloopt voor zover nu bekend een ruwe acht miljoen jaar, en
laat ondanks vele onbekendheden in de lijnen van afstamming één duidelijk
patroon zien, zie de afbeelding hieronder (van
): het zijn soorten die langere tijd een stabiel patroon vertonen,
gescheiden door redelijk plotselinge overgangen naar nieuwe soorten. Ook hier
met vele missing links.
En dit strekt zich ook uit tot het veld van gedragingen - zo is bekend
van de soort homo erectus dat deze als eerste helder onderscheiden stenen
vuistbijlen maakt, maar deze vaardigheid niet verder ontwikkelde gedurende
hun bestaan van circa 1,5 miljoen jaar geleden tot 0,5 miljoen jaar geleden.
Waarmee we eindelijk aangekomen zijn bij de soort homo sapiens. Waarbinnen
dat patroon van gelaagde structuren natuurlijk niet is veranderd. Want het
moge inmiddels duidelijk zijn: er is sprake van een patroon van interacties
en structuren dat zich voortdurend op een steeds subtieler niveau herhaalt,
zoals bekend van de fractale geometrie. Hier dat patroon binnen de
menselijke soort:
Van links naar rechts de drie menselijke hoofdsoorten: mongoloïden, creolen, en
kaukasiërs (blanken - met daarin twee miss hits, die gaan over mensen die over kaukasiërs
schrijven of iets soortgelijks).
En weer een trapje lager, binnen de blanke soort:
En merk hier op dat niet alleen de haarkleur anders is, maar ook een aantal andere
gezichtskenmerken - wijzende op een lagenstructuur in de genetica. Dat wil zeggen:
een voorkeur binnen de structuur van het dna-molecuul voor bepaalde patronen.
En ook op dit niveau is dit natuurlijk niet beperkt tot het uiterlijk, maar
sluit ook gedrags- en cultuurpatronen in.
En dan pas zijn we aangekomen bij
de onderste rij in het "periodieke systeem" van Young. Trek zelf hier al uw
eigen conclusies aangaande de mate van zichtbare diversiteit binnen de
menselijke hoofdsoorten en de veel grotere verschillen in sociale
diversiteit.
Voor de levende natuur lijkt dus net als voor de dode
natuur te gelden dat het opgedeeld kan worden in verschillende lagen, de
evolutionaire ladder, met dit verschil dat de grenzen tussen de lagen in de
levende natuur vager tot veel vager zijn. En wel meer naarmate je hoger op
de evolutionaire ladder komt.
De eerste stap naar de beschrijving
van die verschillen ligt natuurlijk daar waar de levende natuur verschilt
van de dode: reproductie of groei
.
Naar Psychosociohistorie, inleiding
, of site home
.
| 16 jun.2015; 2 jul.2015; 6 jul.2015 |
|