Het gelijkheidsbeginsel

In de serie Denken in Tijden van Corona gaat het nu over het gelijkheidsbeginsel.

Gelijkheid

De ervaring is de enige bron van de waarheid: zij alleen kan ons iets nieuws leren; zij alleen kan ons zekerheid geven.” Aldus de wiskundige en fysicus Henri Poincaré (1854-1912) in zijn essay De Hypothesen in de Fysica (1902). De vraag die Poincaré aan de orde stelt is wat de mathematische fysica toe te voegen heeft aan de ervaringen die in de experimentele fysica worden opgedaan. Kan de fysica niet zonder wiskunde? Kunnen we ons niet tevreden stellen met de onverwerkte ervaring? Zijn antwoord is: nee. De reden die Poincaré hiervoor geeft is dat de wetenschapper de feiten moet ordenen, zoals men een huis bouwt door de bouwstenen te ordenen. Een verzameling feiten is geen wetenschap, net zo min als een stapel stenen een huis is.

Het is de taak van de wiskundige uit de feiten een algemene theorie op te stellen door generalisatie. Maar waarom neemt in de natuurwetenschappen de generalisatie zo gemakkelijk een wiskundige vorm aan? Dat komt, zegt Poincaré, “omdat het waarneembare feit veroorzaakt wordt door superpositie van een groot aantal elementaire verschijnselen, die allemaal op elkaar lijken“. Het is niet voldoende dat ieder elementair verschijnsel aan eenvoudige wetten gehoorzaamt; het is ook nodig dat alle te combineren verschijnselen aan dezelfde wet gehoorzamen. Dan alleen kan de hulp van de wiskunde nuttig zijn. De wiskunde leert ons inderdaad het gelijke met het gelijke te combineren. Wiskunde, ooit weleens stelkunde genoemd, wordt wel de wetenschap van het gelijkteken (=) genoemd.

Kort gezegd: de toepassing van de wiskunde in de natuurwetenschap berust op het gelijkheidsbeginsel. Door toepassing van de wet van de grote aantallen die we als hypothese aannemen, kunnen we nu algemene wetten opstellen, zoals bijvoorbeeld de wetten van Boyle en Gay-Lussac van de gastheorie. Op dezelfde manier komen we door eerst in te zoemen op atomair niveau en vervolgens te generaliseren tot wetten die de verspreiding van een virus beschrijven of het transport van warmte.

Maar op grond waarvan weten we dat het gelijkheidsbeginsel van kracht is? Hoe weten we dat twee dingen of verschijnselen gelijk zijn? Is niet ieder feit uniek? In hoeverre dringen we de natuur dit beginsel niet op; als een soort wet waaraan ze zich moet houden. Maar kan dat zo maar, zonder de natuur geweld aan te doen?

Hoe natuurlijk is gelijkheid? Als we zeggen dat ieder feit uniek is dan hebben we ze al wel als feit aan elkaar gelijk gesteld. Is het gelijkheidsbeginsel niet noodzakelijk om te kunnen voortbestaan? Het onderscheid tussen dit en dat, tussen wat wel en niet er toe doet, veronderstelt immers al de continuiteit en daarmee de gelijkheid van dat wat waarin het verschil bestaat. Zonder gelijkheid zouden we elk moment opnieuw moeten beginnen. En zelfs dat is dan onmogelijk, want waaraan zouden we beginnen als er geen vervolg is. Het gelijkheidsbeginsel is uiterst nuttig.

Niet alleen in de natuurwetenschappen stellen we dat het gelijkheidsbeginsel geldt. Dat doen we ook in de samenleving. Niet in de eerste plaats omdat het nuttig is om van dit beginsel uit te kunnen gaan, maar omdat het rechtvaardig zou zijn. Hoe rechtvaardig is het?

Politiek

Het gelijkheidsbeginsel is zowel in de mathematische fysica als in de politiek een beginsel waarvan we uitgaan zolang de natuur zich er niet tegen verzet. Wij hebben een goed ontwikkeld gevoel voor de rechtvaardigheid van regels die de overheid ons oplegt. Die moeten gebaseerd zijn op het gelijkheidsbeginsel, gelijke monniken gelijke kappen. Bovendien moeten de regels consistent zijn. Net als de gestelde axioma’s van een wiskundige theorie mogen de regels die de overheid opstelt niet tot tegenstrijdigheden leiden. De regels bepalen wat wel en wat niet als gelijk beschouwd wordt. Zo zijn er corona-maatregels die gelden voor alle kapperszaken en andere regels voor alle fysiotherapeuten en weer andere voor werkenden in verzorgingshuizen. De regels mogen niet willekeurig zijn. Ze moeten logisch zijn, dat wil zeggen ze moeten redelijk zijn gegeven het doel dat de regels dienen.

Dat doel is zowel in de wetenschap als in de politiek dat we gezond voort kunnen bestaan als gezond denkende mensen. Men zegt mens sana in corpore sano, maar een gezond lichaam kan evenmin zonder een gezonde geest. We moeten dus onze gezonde geest gebruiken om in te zien waar de grenzen liggen van het gelijkheidsbeginsel dat we hanteren. Ofwel: wat we nog redelijkerwijs als gelijk mogen stellen.

Broederschap

De gelijkheid die we in de samenleving nastreven is een meer ontwikkelde vorm van gelijkheid dan die van de mathematische fysica. Deze ontwikkelde vorm van gelijkheid is die van de broederschap. De broers willen gelijk behandeld worden door de vader maar ze willen zich ten opzichte van elkaar onderscheiden en daarin zijn ze gelijk. Voor de moeder zijn de broers totaal verschillend. Niettemin vindt ze dat ze de broers gelijk moet behandelen ook al kost haar dat erg veel moeite omdat ze zo verschillend zijn. De vader is van mening dat de broers zelf onderling maar moeten uitzoeken wat rechtvaardig is en wat ieder van hen toekomt. De jongere claimt dezelfde rechten als de oudere bij de vader, maar tevens de bescherming van de moeder. De oudere voelt zich verantwoordelijkheid voor de jongere en claimt de vrijheid van de volwassene.

Lokaliteit en Globalisering

In de fysica gaan we vaak uit van het principe van lokaliteit. Zo nemen we aan dat atomen in een gas slechts beinvloed worden door atomen die dicht in de buurt liggen. Ook bij de verspreiding van een virus gaan we uit van dit principe: alleen mensen die in de buurt van elkaar komen kunnen het virus op elkaar overdragen. Deze lokale interacties op atomaire schaal vormen de basis voor een theorie en model voor het grotere geheel. Door gebruik te maken van de wet van de grote aantallen kunnen we algemene statistische wetten opstellen over het totale verschijnsel op macro-niveau.

Toepassing van het gelijkheidsbeginsel in de politiek moet rekening houden met de beperkte mate waarin het principe van lokaliteit in de samenleving nog geldig is. Dat komt door de globalisering. De mensen kijken over de grenzen van de natie heen. De burger wordt meer en meer wereldburger. De broeders verschillen van huidskleur en traditie. Het Maxwell-duiveltje heeft de sluizen tussen de verschillende nationale compartimenten van de wereld al open gezet. De politiek kan daar niet bij achter blijven.

Bronnen

Henri Poincaré (1902). De Hypothesen in de Fysica. In de bundel Wetenschap en Hypothese, Boom Meppel, Amsterdam, 1979.

Het punt

In de serie Denken in Tijden van Corona gaat het deze keer over een zeer klein, maar niettemin belangrijk object: het punt.

Het punt is waar het om gaat. Wat is echter een punt? Daar is veel verwarring over, vandaar dat ik van deze kwestie even een punt maak. Wat is de verwarring? Door deze aan te wijzen lost deze zich vanzelf op. Maar hoe wijs je een punt aan als het om een verwarring gaat? Een punt is een object in een ruimte. Er zijn verschillende ruimtes: de waarnemingsruimte, de gezichtsruimte, de tastruimte, de bewegingsruimte; de meetkundige ruimte, maar ook de gespreksruimte, de ruimte om beslissingen te nemen. Wanneer we een punt maken van de verwarring over de fysieke waarneembare punt en de wiskundige punt dan is dit punt een onderwerp van het discours. Het is de focus in een gesprek, dat waar de schrijver de aandacht van de lezer op wil vestigen. Wil je iemand op een punt wijzen dan moet je met die ander in zekere zin de ruimte delen. Deze ruimte wordt hier gestructureerd.

De verwarring betreft die van de ordinaire punt en de geleerde, zeg maar meetkundige, punt. Een punt is wat geen deel heeft. Zo luidt de definitie die Euclides (300 voor Christus) in zijn Elementen geeft; het begin van de meetkunde die naar hem genoemd is. De verwarring treedt op wanneer deze twee gebruiken van het woord, en daarmee van het begrip punt, elkaar ontmoeten. Dat is in de praktijk van het meten. In het meten, wat een vorm van kennen is, ontmoeten de ideeele wereld van de wiskunde en de werkelijke wereld elkaar. Meten is belangrijk – er wordt wel gezegd dat meten weten is. Het is dus nuttig te weten wat een punt is. Het aanwijzen van iets is ook een vorm van meten. Maar zijn alle punten aanwijsbaar? Hoe kunnen we refereren naar een punt als het niet aanwijsbaar is? Of is een punt per definitie iets dat aanwijsbaar is? Dat is kort gezegd de problematiek van het punt.

Tijd voor wat voorbeelden.

Snijpunten

Wanneer twee auto’s op het zelfde moment op het snijpunt van twee wegen zijn, vindt er hoogst waarschijnlijk een botsing plaats. Hoe groot die kans is hangt af van hoe precies we de locatie met de term snijpunt van twee wegen aanduiden. Je kunt dat min of meer ruim nemen. Het hangt van de situatie af hoe precies we in de praktijk een punt aan willen wijzen. Ook een moment, een tijdstip is een punt, namelijk in de eendimensionale tijdruimte. Ruimte en tijd zijn de referentiekaders voor het aanwijzen van een punt. Maar hoe leggen we die kaders vast? Door de aanwijsbare objecten? Dan zijn we in een cirkel aan het draaien.

Een snijpunt van twee lijnen is ook een punt. Wanneer we hier met lijn een getekende lijn op papier of op een scherm bedoelen dan kleeft aan dit snijpunt een zelfde vaagheid als aan het snijpunt van twee wegen. In beide gevallen gaat het om een waarneembaar en aanwijsbaar object in de werkelijkheid. Deze punten hebben een uitgebreidheid, ze nemen ruimte in.

Dat is anders met het snijpunt van twee meetkundige lijnen. Deze objecten zijn zelf niet waarneembaar en ze zijn slechts in één dimensie uitgebreid. Een lijn is een lengte zonder breedte volgens Euclides’ Elementen. Een vlak is een meetkundig figuur dat in twee dimensies uitbreidbaar is; een lichaam in drie. Het snijpunt van twee lijnen is een punt. Zo’n punt heeft geen dimensie. Het heeft geen dikte en geen lengte. Een lijnstuk – dat is een stuk lijn tussen twee verschillende punten – heeft wel een lengte, maar geen dikte.

De eerste bron van verwarring is die tussen een punt als wiskundig object en een punt als een aanduiding van een entiteit in de echte fysische of psychische werkelijkheid. Het heeft in het laatste geval de betekenis van een aanwijsbaar iets; iets dat in een bepaalde context van belang is. Het punt is dat waarom het gaat. Wanneer je iemand wilt laten weten waarover je het hebt dan wijs je het aan. Dat of dit. Maar hoe je dat als het niet iets is dat fysiek waarneembaar is? Door een beschrijving. Maar een beschrijving is iets algemeens. Daarmee kun je niet een specifiek punt aan wijzen. Het lijkt erop dat we daarvoor het bestaan van een gemeenschappelijk referentiekader moeten aannemen. De problematiek van het identificeren van een niet-demonstrabel (dat is een niet fysisch aanwijsbaar) “particular” door een spreker in een gespreksituatie wordt door B. Williams (1973) besproken in zijn kritiek op Strawson. Een hoorder moet op basis van een refererende uitdrukking (“de koning van Frankrijk”, “de man met de hamer”) kunnen bepalen waar de spreker het over heeft. De kwestie hoe te refereren naar een “individual object” bespreekt Strawson in zijn beroemde essay Individuals (1957).

We hebben de neiging de punt te onderscheiden van zijn locatie. Bijvoorbeeld in een ruimte opgespannen door een assenstelsel. Daarmee kun je twee punten van elkaar onderscheiden. Maar wat is het punt anders dan deze locatie? Kunnen twee punten dezelfde locatie hebben? Euclides definieerde een rechte lijn als een lijn “die gelijk ligt met de punten erop“. Een raadselachtige omschrijving, schrijft de psychiater J.H. van den Berg in zijn prachtige geesteswetenschappelijke geschiedenis van de niet-Euclidische meetkundes. De wiskundige en historicus E.J. Dijksterhuis’ definitie laat zien hoe het begrip refereert naar de waarnemingsruimte en het oogpunt van de kijker. “Een rechte lijn is een lijn die, wanneer het oog twee punten ervan doet samenvallen, alle punten voor dat oog in het samenvallende punt brengt.” (overgenomen uit: J.H. van den Berg, 1969). Je ziet het de timmerman doen. Om te bepalen of een lat recht is houdt hij de lat op ooghoogte in het verlengde van de kijkrichting en beweegt deze zo dat het eindpunt samenvalt met het beginpunt. Lukt dat niet dan is de lat krom.

Wiskundig punt

Wat is nu de relatie tussen een meetkundig punt en een meetkundige lijn? Is een lijn opgebouwd uit punten? Dat hangt ervan af wat we precies met “opgebouwd” bedoelen, maar wanneer we dit bedoelen in de zin waarin een huis is opgebouwd uit stenen, dan is het antwoord: nee. Een punt heeft immers geen lengte en je kunt een lijnstuk dat immers wel een lengte heeft niet maken uit dingen die geen lengte hebben. We zeggen dat een punt op een lijn ligt. Een lijn wordt wel opgevat als een verzameling van punten; en wel van alle punten die op de lijn liggen.

Omdat een verzameling in zekere zin bestaat uit de elementen die in de verzameling zitten ligt hier een tweede bron van verwarring. De lijn bestaat als verzameling in zekere zin uit haar punten maar is er niet uit opgebouwd. Een lijnstuk heeft hoewel ze een eindige lengte heeft, oneindig veel punten. En oneindig veel is in dit geval echt meer dan er natuurlijke getallen (1,2,3,4,…) zijn en dat zijner al oneindig veel. Daar komt nog bij dat de relatie tussen een verzameling en haar elementen ook nogal apart is. De verzameling heeft twee kanten: als eenheid en als veelheid. En die twee verhouden zich anders dan de delen van een lijnstuk tot het gehele lijnstuk waarvan ze de delen zijn. De gestelde eenheid die de verzameling is, is volstrekt uitwendig aan de verzameling van elementen. De elementen hebben niets met elkaar van doen dan elementen van een verzameling te zijn. Dat is anders dan met de punten van een lijn. Die hebben wel iets gemeen namelijk op de lijn te liggen, waardoor er een ordening is: een punt C dat op de lijn ligt, ligt bijvoorbeeld tussen de punten A en B in.

Een meetkundige lijn wordt verondersteld recht te zijn: de kortste verbinding tussen twee punten op de lijn. Het afstandsbegrip lijkt in de eerder gegeven definitie van de rechte lijn, zoals die door Dijksterhuis werd gegeven, niet voor te komen. Maar is dat wel zo?

Op een bol is de kortste afstand tussen twee punten een cirkel. Door twee punten op een bol gaat in het algemeen een cirkel, maar wanneer de twee punten diametraal tegenover elkaar liggen dan gaan er oneindig veel cirkels door heen. Wanneer we in de bolvormige wereld met een rechte lijn bedoelen een grote cirkel, dan geldt dus in deze wereld dat er meerdere rechte lijnen zijn die twee diametraal tegenover elkaar liggende punten verbinden. Als we nu onder punt in deze ruimte zo’n puntenpaar op de bol verstaan, dan geldt de bewering:

Door twee “punten” gaan oneindig veel rechte “lijnen”.

In een bolvormige wereld hebben lijnen l en m het snijpunt (s1,s2)

Dit is een ware stelling in de niet-Euclidische meetkunde van Riemann. Deze meetkunde is consistent – dat wil zeggen dat deze geen tegenspraken bevat – als de Euclidische meetkunde consistent is (zie Henri Poincaré, 1902).   

Grenzen

Neem nu het lijnstuk tussen twee punten A en B. Of de punten A en B tot het lijnstuk behoren dat ligt daarmee nog niet vast. Ook dat moeten we in de wiskunde stellen wanneer het niet uit andere reeds gestelde zaken volgt. In de wiskundige topologie spreken we van open en gesloten ruimtes: een gesloten ruimte heeft een grens die tot de ruimte behoort. Als A wel maar B niet tot het lijnstuk behoort spreken we van een half-open lijnstuk.

Wat gebeurt er met de lengte van het lijnstuk wanneer we het punt A naar punt B toe bewegen? Dan wordt de lengte kleiner en deze is nul wanneer A samenvalt met punt B. Kan dit ook wanneer A niet, maar B wel op het lijnstuk ligt? Dat lijkt een onzinnige vraag. De verlegenheid met deze vraag komt voort uit de voorstelling alsof we een punt van een lijnstuk kunnen verplaatsen naar een ander punt. Hier wordt weer het fysische met het wiskundige verward. De uitdrukking “een punt verplaatsen” suggereert dat een punt een object is dat je langs een lijn in de ruimte kunt verplaatsen, als een houten bolletje langs het staafje van een abacus.

Wiskundig wordt dit verplaatsen als een rij of een functie geobjectiveerd, waarbij de elementen van de rij verschillende punten zijn. Het verplaatsen van een punt is een logische onmogelijkheid in de wiskunde. We kunnen de verandering wel denken of in de werkelijkheid aantreffen, maar dat is geen wiskundig object. Zodra je het eindpunt verandert heb je een totaal ander lijnstuk. Wat gelijk blijft is de functie als relatie tussen een punt als argument-waarde en een lijnstuk als functie-waarde.

In de fysische werkelijkheid bestaan geen wiskundige punten en lijnen. Ook de voorstelling van een wiskundig punt als een wiskundig lijnstuk met lengte nul is onjuist. Punt en lijn zijn verschillende categorieen; ze hebben verschillende dimensies. De idee van een limiet van een rij van steeds korter wordende lijnstukken, bijvoorbeeld door het lijnstuk telkens in twee gelijke delen te verdelen en met een deel verder te gaan, suggereert dat het punt zo’n lijnstuk met lengte nul is omdat de limiet van de rij 1/2, 1/4. 1/8, 1/16, … gelijk is aan 0. Dat is echter een misvatting.

De vraag of de fysische ruimte Euclidisch is of niet-Euclidisch is misleidend. Net zo misleidend als de vraag of de Nederlandse taal context-vrij is of niet. Het wiskundige model wordt niet dwingend door de werkelijkheid voorgeschreven. Het parallellenpostulaat gaat over wiskundige lijnen en heeft geen fysische betekenis. Het kan wel zo zijn dat sommige fysische verschijnselen handiger beschreven kunnen worden wanneer uitgegaan wordt van een niet-Euclidische meetkunde, dat wil zeggen door aan te nemen dat de ruimte niet-Euclidisch is. Hetzelfde geldt voor het golfmodel en het deeltjesmodel in de kwantummechanica. Je kunt niet zeggen dat het licht een golf is en geen deeltje of andersom. Het gaat ook hier om modellen, niet om de echte fysische werkelijkheid. Meetkundige waarheden zijn noch synthetisch a priori (Kant) noch experimentele waarheden. Ze zijn handige conventies. ( Poincaré, 1902)

Meten

Luciferhoutjes hebben niet allemaal precies hetzelfde gewicht, ook al komen ze van dezelfde machine. De geldt ook voor de gewichten van mannen van 40 in Nederland. We weten dat meten altijd onnauwkeurig is. Dit is een inzicht in het verschil tussen de gedachte exacte maat en de fysische grootte zoals die gemeten wordt.

We nemen aan dat de gewichten van luciferhoutjes die van een zelfde machine komen normaal verdeeld zijn. Een normale verdeling is een wiskundige functie, een kansmodel. Op grond van de gemeten gewichten van een steekproefverzameling van houtjes kunnen we een schatting maken van twee parameters van de normale verdeling: het gemiddelde en de spreiding. We hebben hier met een tweede meting te maken. We vergelijken de werkelijkheid met een wiskundig kansmodel. Een grafiek van de Gauss functie heeft een klok-vorm. De horizontale as is een rechte waarop de lengtes zijn afgebeeld. De verticale as toont de kans. Deze worden benaderd door de relatieve frequentie te berekenen.

Histogram met Gauss kromme.

Om dezelfde reden dat een lijn niet opgebouwd is uit punten, is een oppervlak niet opgebouwd uit lijnstukken. Om de grootte van het oppervalk onder de kromme te bepalen moeten we deze benaderen door verdeling in smalle stroken. De kans dat een luciferhoutje exact een gewicht van 2.5 gram heeft, heeft geen betekenis. We kunnen alleen de kans benaderen dat de lengte tussen twee waardes in ligt of kleiner of groter is dan een bepaalde waarde. De totale kans gemeten door de totale oppervlakte onder de Gauss kromme is gelijk aan 1.

Paradoxen

De paradoxen van de waarschijnlijkheidsrekening zijn theoretische presentaties die tegen de intuitie in lijken te gaan terwijl ze volstrekt logisch lijken binnen de aanvaarde theorie van de kansrekening. Neem als voorbeeld Bertrand’s paradox. Deze doet zich voor wanneer we een willekeurige rechte lijn door een cirkel tekenen en ons afvragen hoe groot de kans is dat de lengte van het lijnstuk tussen de beide snijpunten van de lijn met de cirkel groter is dan de lengte van de zijde van een gelijkzijdige ingesloten driehoek van de cirkel.

De drie modellen van Bertrand (1889)

Bertrand vond drie modellen om de lijn door de cirkel ten opzicht van de driehoek vast te leggen resulterend in drie verschillende antwoorden: 1/2, 1/3 en 1/4. Dit is een paradox wanneer aangenomen wordt dat er een unieke oplossing voor moet bestaan.

Het probleem uit 1889 werd door sommigen opgevat als kritiek op Laplace’ principe van indifferentie, ook wel het principe van onvoldoende reden, dat zegt dat wanneer we geen reden zien waarom de natuur een voorkeur zou hebben voor één van de mogelijke uitkomsten van een experiment, we deze gelijke kansen moeten toekennen. Anderen vinden dat Bertrand’s paradox geen kritiek inhoudt op Laplace’ principe. Wat de mogelijkheden zijn hangt af van het gekozen model en binnen elk model kunnen we Laplace’ principe toepassen. De vraag naar het juiste antwoord is echter misleidend. Er is niet één juist antwoord. Alsof de werkelijkheid voorkeur heeft voor een bepaald model.

Bertrand zelf vond het probleem “ill posed”, niet goed-gedefinieerd: het is niet duidelijk wat een willekeurige lijn is. Diegenen die zeiden dat de paradox wijst op de onhoudbaarheid van het subjectieve kans-begrip meenden dat alleen een experiment kan uitmaken wat het juiste antwoord is. Volgens deze frequentisten kun je alleen van kans spreken wanneer je een experiment heel vaak kunt herhalen. Heel veel lijnen tekenen dus en dan maar meten. Volgens de opvatting dat kans een limiet is van een reeks van relatieve frequenties van uitkomsten zouden we zo op empirische wijze kunnen toetsen wat het juiste antwoord is. De fysici E.T.Jaynes (1973) en D. Aerts en M. S. de Bianchi (2014) zijn van mening dat er een unieke oplossing bestaat. Jaynes is het met Bertrand eens dat het probleem niet voldoende gedefinieerd is. Hij vindt een oplossing door toepassing van een invariantie overweging. Aerts en de Bianchi vinden een oplossing door eerst vast te leggen wat er precies gerandomiseerd wordt; dat is het mechanisme waarmee de lijnen op de cirkel worden “geworpen”. De willekeur zit hem niet in de keuze van de lijn, maar in de keuze van de manier waarop de lijn op willekeurige manier gekozen wordt. We moeten een beroep doen, zeggen de auteurs, op het principe van metaindifferentie van Shackel (2007). De preciese details zijn hier niet van belang.

De auteurs vergelijken Bertrand’s probleem met het metameetprobleem in de kwantummechanica, waar de statistische uitkomst van een meting nog weer afhankelijk is van de gekozen meetmethode. Door een gewogen gemiddelde te nemen over gemiddelden wordt de kans bepaald. De door Aerts en de Bianchi gevonden uitkomst, 1/3, komt overeen met die van Jaynes. Waar het ons hier om gaat is dat ook uit de aanpak van Aerts en de Bianchi blijkt dat de uiteindelijke oplossing afhankelijk is van de wiskundige modellering en dat deze niet eenduidig door de natuur wordt afgedwongen.

Het resultaat van een meting hangt niet alleen af van dat wat gemeten wordt, het object, maar ook van de gekozen maat, de meetmethode, het kennend subject.

Wat het punt is hangt mede af van degene die op het punt wijst. Of de spreker of schrijver een punt heeft dat is mede aan de hoorder of lezer te beoordelen.

Bronnen

Diederik Aerts en Massimiliano Sassoli de Bianchi (2014). Solving the hard problem of Bertrand’s paradox. Center Leo Apostel for Interdisciplinary Studies and Department of Mathematics, Brussels Free University, Brussels, Belgium.

J.H. van den Berg (1969). Metabletica van de Materie: meetkundige beschouwingen. Uitgeverij G.F. Callenbach N.V., Nijkerk, 1969.

J. Bertrand (1889). Calcul des probabilites, 3rd ed., New York; Chelsea (1960); 1st ed., Gauthier-Villars, Paris, 1889.

E.T. Jaynes (1973). The Well-Posed Problem,” Found. Phys. 3, 477- 493, 1973.

H. Poincaré (1902). La science et l’hypothèse. Nederlandse vertaling Wetenschap en hypothese. Vertaald door W.A. Verloren van Themaat. Inleiding van J.J.A. Mooij. Boom Meppel, Amsterdam, 1979.

N. Shackel (2007). Bertrand’s Paradox and the Principle of Indifference, Philosophy of Science 74, 150-175, 2007.

P.F. Strawson (1959). Individuals: An Essay in Descriptive Metaphysics. Londen: Methuen, 1959.

B. Williams (1973). Strawson on Individuals. In: Problems of the self: philosophical paper 1956-1972. Cambridge University Press, Cambridge (UK), 1973.

Beurtwisselgedrag

In de serie Denken in Tijden van Corona gaat het deze keer over beurtwisselgedrag.

Ik kijk graag naar praatprogramma’s zoals Op1 van NPO1. Interessanter dan wat er gezegd wordt is vaak het beurtwisselgedrag van de deelnemers. Kort gezegd betreft het die gedragingen van de gespreksdeelnemers die te maken hebben met het verdelen van aandacht over het zelf en de anderen.

De Engelse term is turn-taking en er is veel onderzoek naar gedaan, zowel door sociologen als door sociaal linguisten. Een klassieker is het SSJ-paper van Sacks, Schegloff en Jefferson (1974). In het nuttige, werkzame, deel van mijn leven heb ik samen met collega’s van de onderzoekgroep Human Media Interaction van de University of Twente daar een bescheiden bijdrage aan geleverd. Onze studies van turn-taking gedrag van mensen waren bedoeld om gedragsmodellen te maken voor artificiele converserende agenten (sociale robots, avatars), kunstmatige gesprekspartners dus. We bestudeerden onder andere gedragingen tijdens een politieverhoor om virtuele verdachten te maken. Merijn Bruijnes heeft daar een zeer lezenswaardig proefschrift over geschreven. We bestudeerden gedrag van mensen tijdens design-meetings, zowel face-to-face meetings als online meetings, om te zien hoe je deze meetings het beste met technologie kon ondersteunen, bijvoorbeeld door de deelnemers real-time een visueel beeld te geven van het turn-taking gedrag. Natasja Jovanovic schreef een proefschrift over adresseer-gedrag, het aankijken en wegkijken, gedrag dat een functie heeft bij het wisselen van gespreksbeurt.

Wie doof is of hardhorend en de discussie op tv niet goed kan volgen die kan altijd nog naar het niet-verbale gedrag kijken. Dove mensen zien meer dan horenden omdat ze hun aandacht beter op het niet-verbale kunnen richten. Veel non-verbale beurtwisselgedragingen behoren tot de honest signals. Ze vertellen vaak een eerlijker verhaal dan de woorden die gesproken worden. (Zie ook de blog over Eerlijke signalen.) Ik raad de lezer aan het geluid eens uit te zetten.

Waar gaat het om?

Zoals gezegd gaat het om de aandacht. Een van de meest opvallende dingen aan een praatprogramma is de beperkte hoeveelheid beschikbare tijd. Als het onderwerp boeit duurt het altijd te kort. Binnen die beperkte tijd is er een eindige hoeveelheid aandacht. Aandacht is een schaars goed omdat er meer behoefte aan is dan er beschikbaar is. Net zo schaars als de chips in de schaal die midden op de tafel staat tijdens een kinderpartijtje. Beurtwisselgedrag is dus een soort van economisch gedrag: het betreft de verdeling van een schaars goed.

De aandacht betreft zowel de verschillende gespreksdeelnemers, als het gespreksonderwerp en de verschillende kanten die daar aankleven. Waarbij een deelnemer tijdens een discussie vaak staat voor een kant van de zaak. Het aandacht geven en vragen aan de betreffende deelnemers staat dan tevens voor het aandacht geven aan een standpunt met betrekking tot de zaak waar het om gaat.

Het is de taak van de gespreksleiders de strijd om de aandacht, dit schaarse goed, in goede banen te leiden, waarbij dit niet ten koste mag gaan van de vrije loop van de discussie. Het leiden is zoeken naar een wankel evenwicht tussen spontaniteit en orde. Daarbij komt dat de gespreksleiders ook inhoudelijk een bijdrage leveren aan de discussie. Meestal door een (vooraf bedachte) vraag te adresseren aan een van de deelnemers. Die wordt daarbij meteen de beurt gegeven. (Als dan een ander dan de geadresseerde de beurt neemt dan grijpt de leider in, bijvoorbeeld met een terechtwijzend: “Vroeg ik aan meneer Blauw!”).

Zo heeft de leider een zekere macht bij het verdelen van de aandacht. Deze zal bij voorkeur de beurt geven aan die deelnemer die iets interessants in te brengen heeft. Dat kan een eigen mening van de deelnemer zijn. De kijker wil weten wat hij of zij er van vindt omdat dit een Bekende Nederlander is of omdat deze persoon een bepaalde groep vertegenwoordigt. Het kan ook om feitelijk informatie gaan die de geselecteerde persoon kan geven. Een belangrijke rol speelt daarbij de kijker thuis, het publiek. Het gaat ook bij deze praatprogramma’s om de kijkcijfers dus het moet de aandacht van de kijkers hebben. Vrijwel altijd gaan deze programma’s dan ook over onderwerpen die al in het nieuws zijn. Ze gaan over die onderwerpen die al de aandacht van het publiek hebben. Omdat er bovendien vaak geput wordt uit dezelfde groep van Boeiende Nederlanders is er meestal weinig nieuws aan te beleven. Om het dan toch nog interessant te maken let ik op het beurtwisselgedrag van de deelnemers. Hoe verdelen de deelnemers het schaarse goed aandacht over zich zelf en de anderen en welke ander krijgt de aandacht om te spreken dan wel om te luisteren.

Het BW-gedrag zegt veel over het karakter van de deelnemers, over de onderlinge relaties en over de emotionele betrokkenheid bij het gespreksonderwerp. Net zo goed als er verkeersregels en spelregels zijn, zijn er ook regels voor beurtwisselgedrag. Deze sociale regels worden niet dwingend van buiten opgelegd, als in de regie van een toneelstuk of bij een bordspel. Het zijn de deelnemers zelf die bepalen wie op ieder moment de beurt krijgt en of de spreker de beurt houdt. Het is vanwege onze beperkte mogelijkheden om aandacht te geven dat het streven is dat er op elk moment slechts één iemand het woord heeft en dat de anderen luisteren. Dit is inderdaad ook werkelijk vaak het geval. Emoties maken dat er in de strijd om de aandacht stemmen door elkaar klinken. Soms vraagt iemand expliciet om de floor. “Mag ik even?” Soms wordt er onderhandeld. “Ik liet u daarnet uitpraten, mag ik nu even uitpraten?” . Soms wordt er spreektijd geclaimed. Klassiek is het “Twee dingen” waarmee Joop den Uyl vaak een antwoord begon. Soms lopen de overgangen tussen de beurten gesmeerd en is er nagenoeg geen overlap of stilte. Soms is er een conflict, zoals in een interview van Clarie Polak met Dokters van Leeuwen. De laatste vertoonde typisch BW-gedrag, waardoor Polak in de war raakte. Dokter van Leeuwen laste lange pauses in midden in zijn antwoord. Wanneer Polak meende de volgende vraag te kunnen stellen ging hij door met zijn antwoord. Dat leidde op een gegeven moment tot irritatie bij de hoge rechter waarop Polak hem wees op zijn vreemde BW-gedrag. Wanneer een politieagent tijdens een verhoor de verdachte een vraag stelt komt het regelmatig voor dat deze de uitnodiging met een stilzwijgen beantwoord. Er is naast een spreekrecht ook een recht van zwijgen. Soms bij een wat grotere groep splitst de groep in meer subgroepen elk met hun eigen onderwerp en beurtwissel-regime. Maar zo’n gesplitste situatie zal bij discussieprogramma’s op TV niet lang standhouden.

De strijd om de aandacht, om de spreekbeurt, is een machtsstrijd waarvoor sommige deelnemers beter bewapend zijn dan anderen. Bovendien laten ze zien hoe de sociale verhoudingen liggen. Vanaf de jaren 70 is er veel onderzoek gedaan naar turn-taking gedrag als uiting van gender-relaties. Studies toonden aan dat vrouwen veel vaker door mannen in de rede werden gevallen of de beurt niet kregen dan mannen door mannen of door vrouwen. Terwijl vrouwen vonden en vinden dat ze ook wat te zeggen hebben en daarvoor aandacht verdienen.

Eerlijke signalen: over racisme

BW-gedrag is interessant omdat het ritueel gedrag is en omdat het eerlijk gedrag is. Niet-verbalen signalen zijn honest signals; de term komt uit de ethologie (zie mijn blog Eerlijke signalen en de Corona app): ze zijn vaak niet bewust en vertellen dan ook soms een eerlijker verhaal over de relaties tussen de deelnemers dan de woorden.

Bij Op1 ging het over racisme en aan tafel zaten o.a. de (blanke) BN-er de historicus Herman Pleij die zeer boeiend en met veel enthousiasme kan vertellen over de historie van dingen en verschijnselen, de (blanke) baas van Omroep MAX Jan Slagter en de Oranje voetbalinternational Hedwiges Maduro. De laatste zat er ongetwijfeld mede vanwege zijn bruin getinte huidskleur. De kwestie was hoe het staat met het racisme in Nederland en wat er aan te doen. Maduro hield een warm pleidooi voor en redelijke dialoog waarbij de partijen vooral moeten luisteren. Want, zo stelde hij, we horen de boodschap van de andere partij niet. Dat vraagt om inleving in de situatie van de ander. En daar ontbreekt het aan, zo stelde Maduro. De discussie over het thema was in de media opgelaaid door een als grap bedoelde opmerking van Johan Derksen in het programma Voetbal Inside. Johan zou, zo werd elders beweerd, niet voldoende rekening houden met de gevoelens van anderen. Ik denk het niet. Johan is allergisch voor gedram, betweterij, en iedere vorm van kuddegedrag, zoals racisme. Hij is een ster in het op de hak nemen van iedereen die jeuk bij hem veroorzaakt. Maar dit terzijde.

In een praatprogramma moet er vooral veel geluisterd worden. Daarom kan het ook beter een luisterprogramma heten. Maar de aandacht van zelf gaat vaak meer naar het realiseren van de wil om te spreken: “de ander moet maar eens naar mij luisteren”, dan naar de wil om te luisteren. Maduro had dus een goed punt. Het is dan opmerkelijk te zien hoe hij bij regelmaat in de rede werd gevallen door de blanke heren BN-ers, die meenden het woord te moeten nemen. Waarbij ze overigens volmondig toegaven wat Maduro zei en zelfs met eigen woorden nog eens hetzelfde bepleitten als Maduro. Het gaat te ver om hier een teken van dominantie op grond van huidskleur in te zien, maar het had er de schijn van. Natuurlijk past deze observatie goed in mijn verhaal dat BW-gedrag het eerlijke verhaal vertelt over hoe de verhoudingen liggen en dat het soms strijdig is met wat de woorden zeggen.

Als het gaat over het verdelen van een schaars goed dan speelt de historicus Herman Pleij altijd een aardig woordje mee. Hij is in staat om in zijn eentje meer dan de helft van de chips op te eten. Wat dan weer ten koste gaat van de aandacht voor de anderen. Misschien moet de redactie hem daar eens op wijzen, ook al kan hij nog zo boeiend vertellen.

Automatische gedigitaliseerde gedragingen

Ons onderzoek naar BW-gedrag had als doel modellen te maken ten behoeve van het simuleren van dit gedrag in kunstmatige converserende agenten, zoals sociale robots. Kun je een machine zodanig programmeren dat deze BW-gedrag vertoont? Ja, dat kan. Met een beetje goede wil kunnen we dat zo wel stellen. Een geldautomaat vraagt: “Wilt u een afgiftebon?” om vervolgens het luisterend oor te bieden aan de gebruiker, wachtend op het antwoord. Heel veel verder zijn we nog niet. Natuurlijk zijn er al veel slimmere methodes uitgedacht en geimplementeerd om sociale robots en androides, gedrag te laten vertonen dat soms erg overtuigend overkomt als natuurlijk BW-gedrag: kijk-gedrag, hoofdbewegingen, fronsen, aanwijzen. En dat allemaal gecoordineerd met simultaan uitgevoerd verbaal gedrag.

Vier kunstmatige agenten in gesprek. (bron: Council of Coaches project)

Acceptatie van de resultaten blijft mede een kwestie van goede wil. Het resultaat, het uiteindelijke effect van deze inspanningen, in termen van de kwaliteit van de interaktie, overstijgt de sfeer van het technische en varieert van verrassend (“het werkt!”) naar teleurstellend (“het lijkt er nog niet op!”, of positiever: “het is veelbelovend”). Waar zit het probleem bij de simulatie van natuurlijk BW-gedrag door een sociale robot? Het probleem wordt geintroduceerd door een typisch kenmerk van de simulerende technologie: de digitalisering van de interaktie.

Een gedetailleerde beschrijving van de digitalisering van turn-taking gedragingen voor het synthetiseren van BW-gedrag in een sociale robot vinden we in een artikel van Kristinn Thórisson dat de treffende titel heeft “Natural turn-taking needs no manual.” (Thórisson, 2002).

Wanneer we machines natuurlijk, dat is menselijk, conversationeel turn-taking-gedrag aanleren, hebben we geen handleiding meer nodig en zijn we verlost van de stuntelige interakties zoals die met de diverse verkoopautomaten.

“Pragmatically speaking, a generative model of turn-taking has the potential to
free users from the “vending machine” symptoms that have plagued many communicative computer systems in the past: Arbitrary pauses, beeps, button pushes, and instruction guidelines. Any decent implementation of a generative, multimodal turntaking model should allow for interaction with machines in the same way human interaction works, supporting seamless, finely-timed turn-taking, giving invisible support to the task and the situated natural language communication at hand — without the need for a manual.”
(Thórisson, 2002)

De Introductie van Natural turn-taking needs no manual (Thórisson, 2002).

Gespreksdeelnemers nemen tijdens een gesprek wel 2-3 keer per seconde beslissingen zoals Alan in de Introductie van het artikel (hierboven). “Hoe doen we dat?” Zo stelt de technicus het probleem voor. Wat volgt is een digitalisering van het gebeuren, een analyse in termen van parallel verlopende processen die elk in hun eigen frequentie draaien en met elkaar synchroniseren. Deze processen spelen zich af in verschillende lagen. Zo zijn er dialoog-toestanden en er zijn “cognitive states of mind” en toestanden van uitvoerprocessen en motoren. Tijdens de perceptie fase van de “perceptie-actie-loop” moeten er voortdurende functionele classificaties worden uitgevoerd van de inkomende observaties. Deze moeten in de context geinterpreteerd worden in termen van hun belang voor bijvoorbeeld het wel of niet overnemen van de beurt. Zo is de figuur Alan uit de Introductie druk met het observeren en interpreteren van al die signalen die hij uit de omgeving en van zijn gespreksdeelnemer binnen krijgt terwijl hij aan het vertellen is.

We zien dat hier door de techniek een gedigitaliseerde voorstelling gepresenteerd wordt van hoe BW-gedrag in de natuur gebeurt. Het beeld dat geschetst wordt is dat het gebeuren tot stand komt door elkaar snel opvolgende toestandsveranderingen die het gevolg zijn van evenzovele beslissingen, keuzes die gemaakt worden op de talloze keuzemomenten die tijdens een interactie plaats vinden. Hoe complex de in het artikel voorgestelde architectuur ook is, in principe vinden we deze digitale voorstelling van zaken in termen van interakterende processen die verschillende dialoogtoestanden doorlopen, ook al bij de geldautomaat en bij die andere door Thórisson genoemde “vending machines”. En of het werkt is al even afhankelijk van de juiste timing en synchronisatie van de verschillende processen.

De technische idee

BW-gedrag hangt, zoals elk gedrag, op een intieme wijze samen met en is een aspect van de totale inzet van het sociale individu, de deelnemer aan de sociale interactie. De verschillende gedragingen die we waarnemen als we er met een analyserende blik naar kijken vorm een geheel. Wie een mens spreekt spreekt een persoon. De aandacht gaat naar de persoon uit en naar wat deze ons te zeggen heeft. Niet naar de woorden en de gedragingen, maar naar dat wat ze zeggen. Bij interactie met een machine kan een beweging de suggestie van een uiting van een zelf oproepen. Zoals het uitspreken van een vraag de suggestie oproept van iemand die de vraagt stelt. Wij weten dat dit slechts suggestie is; dat we een zelf erbij denken. De maker van de androides maken gebruik van de werking van zowel aangeleerde als van instinctmatige natuurlijke reacties op gedrag. Zo kan het simuleren van het kijkgedrag van de baby dezelfde emoties oproepen bij de mens als wanneer dit gedrag door een mensenbaby getoond wordt. Zo maakt de techniek niet alleen gebruik van natuurkrachten zoals die in de wetten van de mechanica worden uitgedrukt, maar ook van krachten die in onze levende emotionele natuur werken.

In de definitie van de technische idee van Jan Hollak:

De technische idee is die abstracte verstandsvorm waarin de mens haar beheersing van de natuur door middel van een originele combinatie van haar krachten tot uitdrukking brengt.”

moeten we de natuurkrachten in deze ruime zin opvatten. Om autonoom en bruikbaar te zijn is het niet noodzakelijk dat de natuurkrachten eerst in de vorm van programma’s worden gesimuleerd. Net als de kunst maakt de techniek opportunistisch gebruik van dieper liggende emotionele krachten die op een heel andere manier automatisch inwerken op de gebruiker. De techniek overstijgt hier de sfeer van de berekenbaarheid. Ze maakt gebruik van een andere vorm van zekerheid, een vorm van zekerheid die de zekerheid van de wiskunde in zekere zin overstijgt. De beleving van het resultaat van de technische inspanningen overstijgt deze waardoor bijvoorbeeld een simpele oplossing soms een krachtiger effect bij de kijker/gebruiker te weeg kan brengen dan een complexe constructie. Dat is het kunstmatige aan de techniek.

Mechanisering van denkarbeid

In het hoofdstuk “De machine als objectivering van zelfbegrip” in “De machine voorbij” legt Maarten Coolen aan de hand van passages uit Hegel’s Enzyklopadie (de subjectieve geest) en Jenaer Realphilosophie uit hoe de programmeerbare automatische machine gezien kan worden als uitwendige objectivatie van de aktiviteit van de subjectieve geest waarin het denken vanuit de private voorstelling zich ontwikkelt tot teken. Als namen (Hegels term voor woorden) hebben de voorstellingen een objectieve geldigheid. Ze zijn middel voor onze herinnering en we kunnen ze gebruiken om te denken. De namen zijn subjectief en tegelijk objectief: ze zijn onze referenties naar de werkelijkheid. In de informatietechnologie gaan de tekens als fysische objecten functioneren. Hegel spreekt in de Jenaer Realphilosophie van het “mechanische” gebruik van woorden. Volgens Coolen lijkt dit eerder in de programmeertalen gerealiseerd te zijn dan in de natuurlijke taal. “In een artificiele taal wordt het resultaat immers bereikt door een uitwendige manipulatie van tekens volgens de regels die expliciet zijn opgesomd en die blindelings gevolgd moeten worden om het gewenste effect te bereiken. Ook is in een kunsttaal de storende invloed van een zekere bepaaldheid van de betekenis van de taaltekens niet aanwezig. Je kunt de namen laten slaan op wat je maar wilt.” (Coolen, p211). En in een voetnoot stelt Coolen ter toelichting dat wat we in programmeertalen een “identifier” noemen in belangrijke mate overeenkomt met wat Hegel’s in zijn Jenaer Realphilosophie met de term “Namen” aanduidt. Coolen geeft een eigentijdse interpretatie van Hegels tekst: “precies wat Hegel als het “mechanische” moment van het denken ziet, is, zo kunnen wij, die leven in het tijdperk van de informatietechniek, zeggen, over te dragen op een zelfstandig functionerende machine.” (p.212)

Misschien is deze interpretatie van Hegel toch een beetje te kort door de bocht. Coolen denkt bij de informatietechnologie in navolging van Metzger en Hollak aan de programmeerbare rekenmachines. Om deze machines te bedienen, of beter: te programmeren, moet de programmeur een programmeertaal, een kunsttaal, zoals Java of Perl, leren. Maar de mens is verder gegaan in de uitwendige zelf-objectivatie. De computer moet gebruiksvriendelijker gemaakt worden. Deze moet de natuurlijke taal van de mens leren. Met de embodied conversational agents kunnen we een gesprek in onze eigen taal voeren. Dit is een gevolg van een ontwikkeling die in het werk van Coolen niet aan de orde komt: het modelleren van menselijke communicatie, van dialogen.

De mechanisering van de interaktie als arbeid

Vaak wordt interaktie tegenover arbeid geplaatst. Dat is slechts de halve waarheid. Interaktie is ook arbeid en arbeid is ook interaktie. Wanneer we het over de mechanisering van de arbeid hebben dan bedoelen we meestal die arbeid waarin het gaat om de produktie van materiele goederen. Niet over het tot stand brengen van communicatie tussen mensen. Toch zagen we in het werk van sociologen als E. Goffman en Argyle dat er over gedragingen wordt gesproken. Het onderwerp van Goffman’s Interaction Analysis zijn de kleine gebaren, bewegingen, zoals oog-arm en hand-bewegingen die een rol spelen bij de interaktie tussen mensen. Ze drukken iets uit en brengen communicatie tot stand. Ze worden los gekoppeld, geabstraheerd, van de persoon. “Not then men and their moments. Rather moments and their men.” De interaktie wordt hier een abstract proces, waarin een abstract subject zich verhoudt tot zijn interaktieve gedragingen. Deze abstractie maakt het mogelijk dat het individue zich terugtrekt uit deze aktiviteit en deze door de natuur laat overnemen.

Dit is wat we zien gebeuren in de techniek van de avaters, de humanoid, en de embodied conversational agents. Ze zijn voor mij een aanleiding tot een herinterpretatie van Hegel’s passages over de mechanisering. De natuurlijke taal heeft als voordeel dat de betekenis al bij de gebruiker bekend is. De machine spreekt de taal van de mens. Het nadeel is “de storende invloed van een zekere bepaaldheid van de betekenis van de taaltekens”. De woorden zijn geen identifier meer die we naar willekeurig wat kunnen laten verwijzen. Ze hebben de gebruikelijke normale betekenis. En die is niet altijd voor iedere gebruiker in elke situatie hetzelfde. Wat we zien is dat niet alleen de woorden van de natuurlijke taal maar ook de andere communicatieve gebaren als gebruikt worden voor de interaktie tussen mens en machines, de sociale robots en andere embodied conversational agents.

Het bijzondere nu is dat vanwege de formalisering en objectivering van de natuurlijke talen en gebaren het helemaal niet nodig is iets te weten over hoe bij de mens deze uitingen tot stand komen. Het is niet nodig te weten hoe wij taal of gebaren produceren. Evenmin hoeven we te weten hoe we de gedragingen, gezichtsuitdrukkingen en talige uitingen van de sociale robots en sprekende machines interpreteren, hoe dit werkt. Het werkt gewoon.

In de techniek brengt de kunstenaar meer tot stand dan de intellectueel kan bevatten.

Zo vinden we inderdaad dat de ontwikkeling van de technologie als historische veruitwendiging van het zelf-begrip van het menselijk subject haar moderne uitdrukking vindt in de intersubjectiviteit, in de dialoog met een menselijke gestalte. Maar het gaat hier om een vorm van intersubjectivitiet waarin de ander waarmee het menselijk subject interakteert het zelf is in de uitwendige vorm van de natuurprocessen. De mens herkent in de pratende machines zichzelf maar ontmoet daarin nog niet een ander persoon dan zichzelf in een geobjectiveerde vorm.

De filosofie heeft altijd meer moeite in haar verstandelijke reflectie te blijven bij de meeste intieme ervaringen die we hebben: de ervaring van ons zelf, de ervaring van de sociale wereld en van de ander als uniek persoon, dan bij de dingen en de wereld om ons heen. De wereld om ons heen wordt steeds meer onze wereld en uitdrukking van ons zelf. Toch herkennen we ons niet helemaal in die wereld. Wat hebben we er eigenlijk mee?

Bronnen:

Akker, op den, Rieks en M. Bruijnes, R. Peters, T. Krikke (2013). Interpersonal stance in police interviews: content analysis. In: Computational linguistics in the Netherlands journal 3, 193-216, 2013.

Brekelmans Frans en Brink, Erik (2013). Beeld en evenbeeld: een uiteenzetting van Hollaks begrip van Hegels filosofie en diens metafysische gevolgtrekkingen uit dat begrip. Proefschrift in twee delen. Tilburg University, 2013.

Bruijnes, Merijn(2016). Believable Suspect Agents: Response and Interpersonal Style Selection for an Artificial Suspect. Proefschrift University of Twente, Enschede, 2016.

Coolen, Maarten (1992). De machine voorbij: over het zelfbegrip van de mens in het tijdperk van de informatietechniek. Boom Meppel, Amsterdam, 1992.

Fleischhacker, Louk E. (1995).Beyond structure: the power and limitations of mathematical thought in common sense, science and philosophy. Peter Lang, Frankfurt am Main, 1995.

Hollak, Jan (1966): Van causa sui tot automatie (inaugurele rede). Katholieke Universiteit van Nijmegen. Opgenomen in de bundel: Platvoet, W., eds.: Denken als bestaan: het werk van Jan Hollak. DAMON (2010).

Jovanovic, Natasa(2007). To Whom it May Concern: Addressing in Face-to-Face Meetings. University of Twente, Human Media Interaction, Enschede, 2007.

Mazeland, Harrie (2003). Inleiding in de conversatie-analyse. Uitgeverij Coutinho. Bevat een uitvoerige bespreking van het turn-taking model van Sacks et al. (1974).

Nijholt, Anton, R. op den Akker, D. Heylen (2006). Meetings and meeting modelling in smart environments. AI & society 20 (2), 202-220, 2006.

Pentland, Alex (2008). Honest signal: how they shape our world. MIT Press, USA, 2008

Reidsma, Dennis; R op den Akker, R Rienks, R Poppe, A Nijholt, D Heylen (2007) Virtual meeting rooms: from observation to simulation. Ai & Society 22 (2), 133-144, 2007

Sacks, Harvey; Schegloff, Emanuel A.; Jefferson, Gail (1974). A Simplest Systematics for the Organization of Turn-Taking for Conversation. Language50 (4): 696–735.

Thórisson, Kristinn R. (2002). Natural turn-taking needs no manual: computational theory and model, from perception to action. In: Multimodality in Language and Speech Systems, 173-207. Björn Granström, David House & Inger Karlsson (Editors).
The Netherlands: Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2002.

Veeltaligheid

In de serie Denken in Tijden van Corona gaat het nu over Veeltaligheid.

Es ist in Namen dass wir denken“.

Onze kleindochter Sofia wordt meertalig opgevoed. Dat klinkt anders dan het in werkelijkheid is want dat meertalige gaat net zo vanzelf als het voeden en het opvoeden. Ik bedoel maar te zeggen dat er geen extra aandacht besteed wordt aan de opvoeding vanwege het feit dat haar vader het Nederlands en haar moeder het Portugees als moedertaal heeft en dat pa en ma vanaf dat ze elkaar leerden kennen en ook vanwege hun werk regelmatig tot het Engels hun toevlucht nemen.

Sofia is nog geen twee en leert in een hoog tempo de namen van de dingen. Eerst passief; de herkenning van de klanken en de associatie met de dingen. Dan het naproduceren van de klanken. Na papa, mama, opa en oma komen beer boom bal boek, pop. Als mama haar vraagt, wijzend op haar neus, mond, oor, hoe dit heet dan zegt ze de namen in het Portugees. Maar water is altijd aqua. Of ze nu bij ons is of in Portugal. Ze roept wanneer we naar de wei achter het huis lopen “paard” ook al is het paard dat er vorige week stond in geen velden of wegen te zien. Inmiddels is ze toe aan het combineren van dingen: papa auto. Taal is een verschijnsel dat sowieso allerlei vragen oproept, Sofia’s meertaligheid is een fenomeen dat deze nog eens versterkt onder de aandacht brengt.

Taal is eerst klanktaal; zoveel is wel duidelijk. Wij als volwassen sprekers zeggen wel dat Sofia de namen van de dingen opnoemt, maar die namen zijn gesproken gebaren, klanken, waarin wij de namen van de dingen herkennen. Dat de omzetting van deze innerlijke woordklanken naar de namen als geschreven woorden geen trivialiteit is dat leert onze Lilly, die in in klas 2 zit. Het Portugees kent niet alleen andere namen voor de dingen, het klinkt anders dan het Nederlands, het Spaans, het Engels.

Heeft Sofia een moedertaal, het Portugees, en een vadertaal, het Nederlands? Hebben sommige kinderen die tweetalig worden opgevoed een moedertaal die ze uitsluitend met hun moeder spreken en een vadertaal die ze uitsluitend met hun vader spreken? Als het zo is dat wij in namen denken, in welke taal denken tweetalige kinderen dan? Misschien hangt dat samen met het onderwerp waarover gedacht wordt. Ik dacht over technische zaken, zaken waarover ik vooral in wetenschappelijke literatuur had gelezen en waarover ik met anderen collega’s, studenten, sprak, in het Engels wat niet mijn moedertaal is. Alle andere talen dan het Nederlands – misschien ook wel het Fries – zijn voor mij vreemde talen. Talen die ik op latere leeftijd, eerst op school: Engelse, Frans, Duits, later in de praktijk, in beperkte mate heb geleerd.

Maar misschien denken kinderen van twee jaar nog niet in een taal. Waarschijnlijk is het “denken” net als “taal” anders wanneer het over kinderen gaat dan wanneer het over volwassenen gaat. Zijn de woorden die de tweejarige spreekt meer dan klankreproducties? Zijn het ook al woorden die een emotie uitdrukken? Wanneer ik met Sofia naar de wei loop en we naderen het prikkeldraad zegt ze au, en zo klinkt het ook. Maar de emotie die in die klank zit is niet die ze zelf heeft ervaren, want ze heeft zich nog niet aan dit prikkeldraad pijn gedaan. Het is de emotie die klinkt in de waarschuwing die ik bij een eerder gelegenheid uitte: “pas op dat is au”.

De gesproken woorden zouden volgens Aristoteles’ openingszinnen van De Interpretatione (zie onderaan) uitdrukking zijn van wat de ziel ervaart. Maar is dat wel zo? Wat bedoelde hij met de woorden? Kennelijk iets anders dan de toevallige klanken die we met de dingen hebben leren associeren. Want wat hebben de klanken bal, boom en boek nu met een ervaring van de ziel te maken? Of zou het zo kunnen zijn dat de mens in de tijd van Aristoteles veel dichter bij de dingen stond dan nu het geval is en dat de namen voor de dingen inderdaad de expressie waren van een intieme band tussen de ziel, de gedachte en het in die gedachte aanwezige ding? Toen de dingen nog een ziel hadden.

Geschreven woorden en hun letters… (uit: M.Janssen en A.Visser 2002)

“So what is a Word really?” vroegen Maarten Janssen en Albert Visser (2002) zich in navolging van Aristoteles ook al af. Woorden bestaan in hun gebruik en dit vooronderstelt een historische band met het gebruik van hetzelfde woord. In een voetnoot voegen ze hieraan toe een opmerking over het gebruik van de term gebruik (the use of use). Ze zeggen dat we dit gebruik hier cum grano salis moeten nemen. Wanneer op het display van een geldautomaat komt te staan “wilt u uw saldo weten?” dan is er geen persoon die deze vraag uit. Hier is sprake van gebruik van de woorden zonder dat er in eigenlijke zin een gebruiker is die deze woorden uit. Deze woorden functioneren slechts als tekens. Die mogelijkheid ontlenen ze aan een zelfstandigheid die de woorden hebben inzoverre ze begrepen worden als verwijzend naar een ritueel gebruik. De taal is hier een interface tussen mens en machine.

Aristoteles tweede opmerking is dat de geschreven woorden staan voor de gesproken woorden, zoals de gesproken klanken staan voor de zielservaringen. Dat taal primair gesproken taal is, dat is wel duidelijk. Veel mensen kunnen en konden niet lezen en schrijven. En we begrijpen een tekst pas wanneer we de woorden horen. De taalontwikkeling van een kind is ongetwijfeld gekoppeld aan de fysiologische ontwikkeling van zowel het vermogen klanken te produceren als van het vermogen klanken te onderscheiden. Wie het Engels als moedertaal heeft kan het verschil tussen de woorden bed, bat en bad veel beter maken en verstaan dan de Nederlander. De Chinees heeft problemen met de r en de l.

Woorden hebben een betekenis. Dat is helder. Maar wat is “betekenis”? Wat is dat betekenen? Komt de betekenis van “Mijn papa is dokter” uitgesproken door een vijfjarige overeen met dezelfde uitspraak gedaan door een vijftienjarige? En als de tweetalig opgevoede deze zin uitspreekt in haar vadertaal of in haar moedertaal zegt ze dan hetzelfde, alleen in een andere taal? Is het verschil tussen papa en vader of daddy net zo groot als het verschil tussen deze woorden en hun Portugese vertalingen?

Wat nu misschien nog het verschil uitmaakt tussen de talen van Sofia zijn de losse woorden, de klanken die ze koppelt aan de dingen. Maar een taal is niet een verzameling woorden of zinnen. Talen zijn in zekere zin identiteiten die niet vertaalbaar zijn. Het zijn manieren van het uitdrukken van een relatie met de wereld. En die wordt gevoed door de ervaringen van de mensen die met deze taal omgaan door deze te spreken. In die zin creeert de tweetalig opgevoede een nieuwe taal.

De namen van onze taal zijn direct verbonden met de dingen waarvan de namen namen zijn. Wij zeggen dat is een beurtbalkje en de Duitser noemt het een Trenner. De Duitser zegt evenzo “Dass ist ein Trenner und die Hollander nennen es ein Beurtbalkje“. Zo eigenen we de dingen toe in onze gedachten. Wij zien het onderscheid tussen wat iets is en hoe het genoemd wordt door de andere taal gebruiker. Wanneer zou voor Sofia wat water is ook aqua genoemd worden. Of wat aqua is ook water? Heeft ze ook later voor elk ding een eigen naam en een andere vreemde naam? De vraag veronderstelt een dubbele relatie tussen de dingen en de woorden. Enerzijds is die zo dat de dingen onafhankelijk buiten de woorden bestaan. De woorden zijn vertaalbaar, de relatie tussen woord en ding is in zekere zin willekeurig: een brood is een pain. Anderzijds is het ding wat het is zoals in de eigen naam wordt uitgedrukt: wat men in Frankrijk pain noemt is niet hetzelfde als wat men in Nederland een brood noemt. Zo heeft iedere taal zijn eigen woorden en uitdrukkingen; de woorden en uitdrukkingen van een eigen leefwijze.

Je kunt talen niet vertalen, maar je kunt wel proberen samen te leven met mensen die een andere leefwijze hebben.

Taal is niet een afbeelding van de werkelijkheid. Alsof de werkelijkheid een structuur heeft die in de taal wordt gerepresenteerd. Dat is een technische voorstelling waarin taal puur functioneel gebruikt wordt als middel om informatie over te brengen en te delen. Alsof de betekenis van woorden volledig bepaald wordt door het gebruik ervan in de uitwisseling van informatie. De techniek negeert de creativiteit en de uitdrukkingskracht van taal door deze met de functie ervan te vereenzelvigen. Alsof een samenleving tot stand komt door de talige communicatie van hun individuele leden.

Willen we snappen wat taal is dan moeten we snappen wat de relatie is tussen het individu, de individuen en de samenleving waarvan ze deel uitmaken. Het is de in onze cultuur overheersende technische, functionele, denkwijze die ons hindert in het begrijpen van de essentie van een multi-linguale, dat is multi-culturele, samenleving. De ervaring leert dat we pas werkelijk oog krijgen voor de hindernissen die het vasthouden aan de eigen denkwijze, de eigen taal en de eigen cultuur met zich meebrengen door de schokkerende ervaring van een daadwerkelijk confrontatie met onze eigen en andere culturen.

Het negeren en omverwerpen van beelden, hetzij in de taal, als het woord neger, negerzoen of jodenkoek, hetzij in de fysische werkelijkheid moeten als voortekenen van zo’n confrontatie worden opgevat. Of het daarbij zal blijven hangt ervan af of ze inderdaad gezien worden als tekens van een dieperliggend probleem, het probleem van een door informatie-en communicatietechniek beheerste denk- en leefwijze. Misschien dat de veeltalig opgevoeden onder ons een belangrijke bijdrage kunnen leveren tot de zelfbewustwording van de culturen.

Bronnen:

Spoken words are the symbols of mental experience and written words are the symbols of spoken words. Just as all men have not the same writing, so all men have not the same speech sounds, but the mental experiences, which these directly symbolize, are the same for all, as also are those things of which our experiences are the images. This matter has, however, been discussed in my treatise about the soul, for it belongs to an investigation distinct from that which lies before us. ( On Interpretation, part I, Aristotle, written 350 B.C., Translated by E. M. Edghill. )

Maarten Janssen en Albert Visser (2002). Some words on word. Artificial Intellignce Preprint Series Nr. 030, Onderwijsinstituut CKI, Utrecht University, the Netherlands, April 2002

Code Zwart: het moment

In de serie Denken in Tijden van Corona gaat het deze keer over code zwart. En in het bijzonder over het cruciale moment.

Het probleem

Tijdens de corona pandemie zijn we nog eens op onze eindigheid gewezen; de eindigheid van ons leven en dat van onze ouders, grootouders vooral; de eindigheid van de middelen. En dat nog wel, maar niet toevallig denk ik, in een situatie waarin de politiek, de economen, de juristen en de technici druk waren met oplossingen te vinden voor de problemen die de eindigheid van de natuur ons opdist: de milieucrisis.

Het aantal patienten dat we zouden willen behandelen is groter dan of dreigt groter te worden dan de beschikbare behandelcapaciteit. Dat is de zorgelijke situatie, deels ontstaan door de verworvenheden van de (medische) techniek.

Omdat we noch onze wensen willen verlagen noch onze capaciteit kunnen vergroten moeten er keuzes gemaakt worden.

De medische teams in de ziekenhuizen die keuzes maken willen daarbij steun van de samenleving. Ze hebben zichzelf niet in het labyrint gebracht waarin ze keuzes moeten maken. De situatie wordt gezien als een gevolg van keuzes die de samenleving, de politiek heeft gemaakt. Daarom is het ook alleszins begrijpelijk dat ze de samenleving vragen om een procedure, een leidraad, om beslissingen te nemen in de tragische situaties waarin ze zich geplaatst weten. Maar hoe moet die leidraad eruit zien?

In het geval van een pandemie kan er schaarste ontstaan op de intensive care: er is immers een beperkt aantal bedden beschikbaar. Bij schaarste kunnen niet alle patiënten die daarvoor in aanmerking komen worden opgenomen en behandeld. Als de vraag het aanbod overstijgt, moet er een keuze gemaakt worden tussen patiënten op basis van bepaalde criteria, ook wel ‘selectie’ of ‘triage’ genoemd.”

Het vaststellen van selectiecriteria is complex, en vergt lastige ethische afwegingen. Tijdens een crisis is er minder tijd voor deliberatie en weloverwogen keuzen. Een goede voorbereiding mede op basis van ethische afwegingen is dus van groot belang. Daarom is het belangrijk om een protocol klaar te hebben liggen waarin ethische afwegingen voor rechtvaardige selectie van patiënten expliciet worden genoemd.” (Centrum voor Ethiek en Gezondheid).

Triage in de zin van afwegen wat voor deze individuele patient de beste zorg is en of een opname op een IC-afdeling nog zinvol is dat doen artsen al lang. “Maar wat we nog nooit hebben gedaan, is switchen van het belang van de individuele patiënt naar het belang van de bevolking.” zegt Rik Gerritsen, intensivist van het Medisch Centrum Leeuwarden in een interview in de Volkskrant (16-06-2020)

Er ligt nu een voorstel voor zo’n “ethisch protocol“.

Op 16 juni 2020 hebben de Federatie Medisch Specialisten en de Artsenfederatie KNMG het draaiboek ‘Triage op basis van niet-medische overwegingen voor IC-opname ten tijde van fase 3 in de COVID-19 pandemie’ gepubliceerd.

Uit de begeleidende brief:

Het draaiboek beschrijft hoe artsen moeten beslissen over wie er wel en wie niet een IC-plek krijgt, als in een mogelijk volgende golf van de coronapandemie de druk op de IC landelijk zo hoog oploopt dat er tekorten ontstaan.

In die extreme situatie zijn medische criteria alleen niet meer genoeg om te bepalen wie er opgenomen wordt op de IC en wie op een andere manier zo goed mogelijke zorg krijgt. Of sprake is van fase 3, code zwart, wordt door zorgaanbieders en beroepsbeoefenaren gezamenlijk vastgesteld en na verificatie door de Inspectie Gezondheidszorg en Jeugd (IGJ) bij het ministerie van VWS aangegeven.

Waarom dit stukje?

De bezwaren die tegen het Triage voorstel zijn geuit, door zowel ethici, als door politici als door het gewone volk zijn vooral gericht tegen het ‘fair-innings’- argument dat wordt gebruikt: jongere generaties hebben een sterkere morele aanspraak op IC-zorg dan oudere generaties die al veel meer levensjaren hebben genoten. Iedereen zou in de loop van zijn of haar leven evenveel gelijke mogelijkheden (‘fair innings’) moeten hebben. Voorrang wordt verleend aan patiënten uit een jongere generatie: 0-20 jaar; 20-40 jaar; 40-60 jaar, 60-80 jaar, 80+jaar.

De eerste vraag is echter of zo’n protocol er wel moet komen.

Een ethische procedure die de medici uit het labyrint van code zwart moet leiden. Kan dat wel? Kun je de ethiek vertalen in een voorschrift voor het volgen van een procedure? Kun je ethiek vertalen in een stel gedragsregels die als een soort computerprogramma voor schrijven hoe in een concrete situatie besloten moet worden? En daaraan gerelateerd de vraag of artsen zich op deze manier laten voorschrijven hoe ze moeten beslissen?

Uit de kritieken blijkt dat we begrijpen dat er arbitraire keuzes gemaakt moeten worden. Bijvoorbeeld als het gaat om het leeftijdscriterium. Dat criterium speelt overigens pas mee wanneer er geen medische gronden meer zijn die een volgorde bepalen. Leeftijd is het laatste criterium op grond waarvan een beslissing zou moeten worden genomen. Leeftijd is objectief en iedereen zal vinden dat leeftijd beter is dan bijvoorbeeld huidskleur, opleidingsniveau of schoenmaat. De verwachting is dat het vrijwel nooit zal voorkomen dat er op grond van leeftijd gekomen zal moeten worden tussen patient A of patient B.

Sommige ethici vinden dat je nog beter een munt kunt opgooien dan naar leeftijd kijken. Laat het toeval maar beslissen. Dat is weliswaar tragisch, maar we zullen moeten erkennen dat leven soms tragisch is.

Mijn kritiek betreft de kennelijke aanname dat het mogelijk is een protocol voor te schrijven dat uitvoerbaar is en een bevredigende oplossing biedt voor de medische praktijk.

Kunnen we wel procedures schrijven die mensen voorschrijven wat ze moeten doen? Een computer laat zich programmeren; die voert een programma dat ingevoerd is kritiekloos uit. Maar een medicus, kunnen we die wel een procedure voorschrijven? Is dat niet teveel gevraagd? Is het eigenlijk wel mogelijk om vooraf alle mogelijke situaties die zich voordoen zodanig te specificeren dat we bij voorbaat al kunnen zeggen wat in elk van dit situaties de te nemen beslissing is. Alsof het om het toepassen van een wiskundige functie op een instantie van een exact gespecificeerde datastructuur gaat.

Cruciaal is mijns inziens het verschil tussen ontwerp-tijd en executie-tijd. Wat klopt er niet aan de voorstelling die ontwerptijd gemaakt wordt?

Het eerste moment

Wanneer gaat code zwart in?

De staat van Nederland gaat van de tussenfase naar code zwart, wanneer er meer patiënten die zorg op de intensive care nodig hebben, dan er plaats is.

Hoe bepaal je welke patienten zorg nodig hebben? Zonder daarbij al te letten op de mogelijkheden die er zijn.

Hoe bepaal je of er plaats is? Waar? In dit ziekenhuis? Nee, in Nederlandse ziekenhuizen. Of moet er toch ook gekeken worden naar beschikbaarheid in het buitenland? En wat is een beschikbare plaats? In De Definitie hebben we al gewezen of de problemen bij het definieren daarvan.

Bovendien, hoe belangrijk wegen reistijden van patient naar een beschikbare plaats bij de beoordeling of deze plaats inderdaad voor deze patient als beschikbaar kan worden aangemerkt?

Kortom het protocol veronderstelt nogal wat aan beschikbare cruciale informatie.

Er is echter een dieper liggend probleem: de vraag wanneer code zwart van kracht is leent zich niet voor een vertaling in berekenbare termen. Zo zwart wit als we het zouden willen is het niet.

Het labyrint (code zwart) waaruit Ariadne (de ethica) Hippocrates (de medicus) zou moeten leiden door middel van haar leidraad in de moderne vorm van een ethische procedure

Maar stel… Er is een autoriteit (de overheid) die het decreet doet uitgaan dat in het land code zwart van kracht is. Een decreet dat dwingend wordt opgelegd ontneemt de arts de eigen verantwoordelijkheid. Dat is ook precies het doel van het protocol. De medici willen immers een legitimatie vanuit de politiek, de samenleving.

De vraag is of dit zo werkt en of we dat moeten willen.

Het tweede moment

Op grond van welke criteria worden potentiele kandidaten voor behandeling op een IC-afdeling voor corona patienten in een lijst gezet en welke criteria bepalen de volgorde van prioriteit?

De situatie zoals die design-time door de ethici wordt voorgesteld

Dat lijkt de voorstelling van zaken te zijn die heerst bij de proceduristen, de medici en ethici die zich over de procedure buigen.

Hoe realistisch is deze voorstelling? Hoe is de concrete situatie, op het tweede moment, het moment waarin besloten wordt over een behandelvolgorde.

Heeft het medische team inderdaad op het moment de beschikking over de voorstelling zoals die door de proceduristen wordt geschetst?

Ik betwijfel dit. De voorstelling is typisch technocratisch: ze ziet af van de emoties en de motieven in de voortdurend veranderende situatie waarin keuzes moeten worden gemaakt.

De situatie zoals die door de ethici/proceduristen wordt voorgesteld is niet de situatie waarin de keuze gemaakt wordt. Om deze voorstelling te realiseren is nogal wat nodig. Op het keuzemoment moet namelijk alle relevante informatie beschikbaar zijn. Een wel haast onmogelijke opgave voor de werkelijkheid die voortdurend in een crisis-situatie verandert. In een snel veranderende werkelijkheid met slechts beperkte informatie bestaat het keuze-moment simpelweg niet. Dat is slechts een schijnmoment dat alleen design-time bestaat, niet in de realiteit.

Het beslissende moment

Het is zeer begrijpelijk dat de medici een procedure willen die hen steun biedt bij het nemen van besluiten. Maar het is onmogelijk een procedure te geven die hen ontslaat van de keuzes die gemaakt moeten worden op het cruciale moment.

Wanneer is dat moment er? Is er niet nog een moment, en nog een moment?

Moet de arts de procedure volgen? Of heeft hij en heeft zijn team een eigen verantwoordelijkheid? Het toepassen van de procedure, die uit verschillende stappen bestaat, kan niet volgens een procedure worden geregeld. De toepassing blijft impliciet in het moment.

De procedure introduceert de mogelijkheid om achteraf te procederen: heeft de arts de juiste keuze gemaakt? Heeft het team de procedure correct toegepast? Zijn er geen inschattingsfouten gemaakt ten aanzien van kansen op herstel, de mogelijkheden. Was de nodige informatie op het cruciale moment beschikbaar?

Conclusie

Het is in de geest van deze tijd die beheerst wordt door informatie-technologie en economie dat we houvast zoeken in procedures die ons als een leidraad uit het labyrint waarin we ons geplaatst weten te leiden. Maar procedures nemen zelf geen beslissingen. Mensen zijn geen programmeerbare computers, ook al zijn er mensen die denken dat we computers tot morele actoren kunnen promoveren door ze met ethische protocollen te voeden. Beslissen moeten we zelf doen. Ethiek laat zich niet vangen in een procedure. Het je neerleggen bij de autoriteit van een protocol berust op een besluit waarvoor je zelf verantwoordelijk bent.

De idee dat Ariadne de in een labyrint (code zwart) verdwaalde Hippocrates zal kunnen leiden is onjuist. Het plaatst de ethiek buiten de medische praktijk. De ethici laten zich als een pakezel opzadelen met morele problemen die ze vervolgens als technische ontwerpproblemen aanpakken.

Het lijkt me dan ook een misvatting te denken dat de procedure voor wat betreft de medische ethiek iets toevoegt aan de Eed van Hippocrates die de medicus bij de aanvaarding van zijn beroep aflegt. Deze blijft onverminderd van kracht ook wanneer het er werkelijk op aan komt en de arts voor de keuze staat moet ik nu de algemene procedure volgen of doe ik wat mijn hart mij ingeeft nu het om deze patient gaat?

Het wachten is op de eerste processen die gaan over vermeende fouten bij de toepassing van de voorgeschreven procedures. Had het medische team in dit bijzonder geval – en ieder geval is een bijzonder geval – wel of niet de procedure moeten volgen?

Nu

In de serie Denken in Tijden van Corona gaat het nu over Nu.

Nu, dat is de eeuwigheid

Laten we afstand nemen van een overheid die wil dat haar RIVM nu over twee dagen met een wetenschappelijk rapport komt over de veiligheid van het vliegen met haar KLM, diens Transavia en andere luchtvaartmaatschappijen om de diabolische keuze: of economie, of gezondheid, een keuze waarvoor ze zich door het corona-virus weet geplaatst, te kunnen verantwoorden door te wijzen naar De Wetenschap.

Laten we afstand nemen van een overheid die wil dat er in een weekend een app gemaakt wordt die haar RIVM kan helpen bij het traceren van het virus en haar contacten.

Laten we afstand nemen van een overheid die de technologie ziet als eerste en laatste redmiddel van een door de natuur uitgeholde en de natuur uithollende economische politiek; in het volste vertrouwen dat de snelle ICT-ers een weg zullen vinden door de nauwe kloof tussen de Scylla van de individuele privacy en de Charybdis, de onstuimige draaikolken van de economische driften.

Laten we afstand nemen van een overheid die het verschil niet ziet tussen problemen van de techniek en technische problemen; die het verschil niet ziet tussen problemen van de economie en economische problemen.

Laten we afstand nemen van een overheid die het geloof aanhangt dat je problemen die inherent zijn aan en gevolgen zijn van een bepaalde wijze van denken en politiek door middel van diezelfde denkwijze en politiek kunt oplossen.

Wanneer?

Nu. Want wat is er anders dan nu? Nu is er de herinnering.

De oorlog

Ik ben zojuist met ElAl aangekomen op Ben Gurion Airport, Tel Aviv. Nog onder de indruk van de reiservaring loop ik de aankomsthal uit naar buiten, de warmte in. Taxichauffeurs snellen op de aankomende toerist af; wat ik niet ben; ik kom hier om te studeren; om te werken als stagiair, bij IBM (spreek uit: jotbetmem). Ik wimpel ze af, stevig doorstappend op weg naar een bus die me naar het centrum zal brengen, waar ik nog een jeugdherberg moet zoeken voor de eerste nacht. Het is al avond. Daar zie ik de bus.

Vliegen met ElAl vanaf Schiphol naar Tel Aviv is een bijzondere ervaring. Zeker als je nog niet eerder hebt gevlogen. De veiligheidsprocedures op de luchthaven van Amsterdam eisen dat ElAl ver weg van de gebouwen vertrekt. De incheckbalie voor ElAl vluchten is geisoleerd van de anderen en beveiligd door met machinegeweren bewapende agenten. In het vliegtuig zit ik tussen voornamelijk joodse mannen, vrouwen en kinderen. Ze zijn op weg naar hun thuisland, ook al is het misschien voor een tijdelijk familiebezoek. Wanneer we veilig zijn geland op Ben Gurion Airport klapt iedereen. Er klinkt muziek; de muziek van het Beloofde Land. Ze zijn thuis. Ik niet; ik ben beland in een vreemd land. In een land dat tevens het meest bekende land is: Israel.

“Volgens ElAl heeft het op elk vliegtuig een raketafweersysteem geplaatst dat grond-luchtraketten van koers kan doen veranderen. Een dergelijk systeem kost zo’n 38 miljoen dollar per stuk. Het noodzakelijke veiligheidsbeleid is een van de redenen dat een ticket bij El Al duurder is dan bij andere maatschappijen. ” (Wikipedia, 11-06-2020). Was dat toen – in 1974 – ook al ?

Voor de ingang van de bus die mij naar het centrum zal brengen staat een rij militairen. Ik sluit me netjes achter de rij aan. Wanneer de militair voor mij – hij heeft net als de anderen een geweer over de schouder hangen – de treeplank op stapt vallen er patronen uit zijn zak. Ze stuiteren en rollen op de grond. Ik spring opzij, raap een paar op en geef die aan hem. Hij is jonger dan ik. De klanken uit zijn mond zijn onverstaanbaar. Dit is Israel; het beloofde land; een omstreden land; een land in oorlog. Toen en nu. Er is niets veranderd. Nu is de eeuwigheid.

De wet

De mensen bij IBM zijn vriendelijk. Ik wordt uitgenodigd bij een joodse plechtigheid. Een medewerkster heeft een zoon gekregen. Op de achtste dag na de geboorte moet het kind besneden worden. Dat staat in de Thora, een van de joodse wetboeken (Leviticus 12:3). Het is niet om hygienische redenen, maar als teken van het eeuwige verbond tussen de mens en de God van Israel. Dat het op de achtste dag moet gebeuren heeft een reden. Wetenschappelijk onderzoek heeft aangetoond dat acht dagen na de geboorte de bloeding het snelste stopt. Ook zou er dan geen pijn zijn. Ik ben erbij. De briet mila wordt uitgevoerd door een man in een witte jurk; een moheel. Een lapje met rode wijn moet voor de verdoving zorgen. Artsen lijken op slagers: ze snijden beiden in het vlees. Het kind huilt. Moet dit? Ja, dit moet. Het staat in de boeken geschreven. Het leven van de jood bestaat uit het volgen van de halacha, de joodse wetten.

Ik woon op de campus van de Universiteit van Tel Aviv aan de noordkant van de stad. Ook op deze plak was voor de Nakba een Palestijnse nederzetting. De ingang van de campus wordt bewaakt door met geweren bewapende jonge mannen. Er zijn regelmatig bomaanslagen in het land en altijd is er de dreiging, de PLO, de Palestijnse BevrijdingsOrganisatie. Toen en nu. Nu is de eeuwigheid. De tijdloze geldigheid van de wet.

De Moord

Op 1 februari 2002 wordt Daniel Pearl in Karachi, Pakistan, onthoofd door een aan Al Qaida gelieerde groepering voor “het Herstel van de Soevereiniteit van Pakistan“. De 39-jarige Daniel Pearl werkte vanuit Bombay als journalist voor de Wall Street Journal en was in Pakistan voor onderzoek naar vermeende connecties tussen Al Qaida en de Pakistaanse Inlichtingendienst. Een week voor zijn dood werd hij ontvoerd. De daders, die Pearl voor een geheime CIA-agent hielden, eisten van Amerika vrijlating van alle Pakistaanse terreurverdachten. Ze stuurden foto’s als bewijs van de ontvoering. Na zijn dood werden videobeelden vrij gegeven waarop zijn onthoofding door zijn moordenaars is vastgelegd. Vlak voor zijn dood zou Daniel gezegd hebben: “Man vader is Jood, mijn moeder is Jood, ik ben Jood.”

Daniel 1 in de Statenvertaling.
De eerste beschrijving van een experiment met een controle groep

De dialoog

De vader is Judea Pearl. Hij is geboren in 1936 in Tel Aviv uit Poolse ouders die zoals vele joden naar Israel waren vertrokken (gepest of vrijwillig; wie zal het zeggen?). Na het behalen van zijn bachelor electrotechniek aan het Technion, de universiteit die hij als zijn Alma Mater beschouwt, verhuisde hij naar Amerika, waar hij natuurkunde studeerde en promoveerde. Vanaf 1970 is hij professor op het gebied van de informatica aan de universiteit van California. In 2011 werd hem de Turing Award, de Nobelprijs voor de Informatica, toegekend. Judea Pearl is voorzitter van de door hem, zijn Iraakse vrouw Ruth en vrienden opgerichte Daniel Pearl Foundation, een organisatie die zich inzet voor de multiculturele dialoog en begrip voor de wederzijdse standpunten van Oost en West.

In de dialoog zoekt de mens de confrontatie van zich zelf met een ander zelf dat hij begroet als een zelf dat hetzelfde beoogd. Shalom. Salam aleikum.

Zonder dialoog is er geen hoop en zonder hoop is er geen dialoog. Wanneer is het tijd voor de dialoog, de confrontatie met de ander, met andere ideeen, werelden, gedachten. Nu. Is er dan iets anders dan nu?

Waarom?

De vader Judea Pearl schreef een boek; getiteld Why? Waarom? Het boek probeert niet een verklaring te vinden voor de gruwelijke dood van zijn zoon Daniel. Het boek gaat over het zoeken naar oorzaken in de wetenschap. Pearl beschrijft een geschiedenis van de moderne mathematische wetenschap waarin de vraag naar oorzaken verbannen werd en vervangen door wetten en wiskundige formules. Er zijn alleen gegevens en statistieken. De wetenschap kon niets zeggen over oorzaken, alleen over statistische correlaties tussen fenomenen. Met zijn causale revolutie beoogt Pearl het praten over oorzaken weer een wetenschappelijk fundament te geven: een wiskundige calculus voor afleiden van uitspraken over oorzaak-gevolg-relaties. Zijn theorie over causale diagrammen maakt het mogelijk gecontroleerde experimenten zoals die voor het eerst in het boek Daniel 1 beschreven werden te simuleren met behulp van de computer. Pearl zegt niet wat een oorzaak is en wat een gevolg is. Wij hebben soms inzicht in de oorzaak, maar dat laat zich moeilijk uitdrukken.

De gelijktijdigheid

Bij Pearl zijn oorzaak en gevolg objecten. Daarin volgt hij Hume. Maar hoe kan een oorzaak die een object is een gevolg hebben dat een ander object is? Bovendien kan een oorzaak vooraf gaan aan het gevolg. Maar hoe kan iets dat nu is een gevolg zijn van iets dat nu niet meer is? Er is alleen maar nu. Nu is zowel oorzaak als gevolg. Die twee ontstaan louter door een verandering van blik, een ogenblik: nu. Zoals 1 en 1 ook 2 is. Er is geen tijd van oorzaken en een tijd van gevolgen.

Er is alleen nu. Nu is de tijdloosheid.

Good goan.

De Oorzaak

In de serie Denken in Tijden van Corona gaat het deze keer over De Oorzaak.

De Vraag

De eerste vraag is “is er iets (of veeleer niets)?” Dat is de metafysische vraag.

Voor die vraag hebben we nu geen tijd. We constateren dat er iets is. Wie nog ogen en/of oren heeft die weet dat.

De tweede vraag is “wat is dat wat er is?”. Antwoord: dat is het gegeven, het verschijnsel. De steen die valt, de koe die graast, het graan dat wuift in de wind.

De derde vraag is “waarom is wat is zoals het is?”

Dat is de vraag naar de oorzaak. Daarover gaat dit stukje.

De reden

“Alles heeft een oorzaak.” Dat is een stelling die lastig te bewijzen is. De moderne wetenschap heeft daar een oplossing voor gevonden: we nemen deze als hypothese aan. Dat is de eerste hypothese.

“Alle oorzaken zijn kenbaar.” Dat is ook een stelling. Ook deze is lastig te bewijzen. Dat is niet erg. We kunnen ons tevreden stellen met: “Soms zijn oorzaken kenbaar en herkenbaar”.

Dit zijn de uitgangspunten van de wetenschap. Wie wetenschap bedrijft vraagt waarom de dingen en feiten zijn zoals ze zijn.

Of alles wat een oorzaak heeft ook een reden heeft dat wordt door de wetenschapper uitgemaakt. De oorzaak is de reden, het inzicht van de wetenschapper. De religie legt de reden in de ondoorgrondelijke wil van een God. Soms heeft deze de mens zijn wil in wetboeken laten noteren. Soms laat Hij zich niet in de kaart kijken.

De scepsis

Er is veel onenigheid tussen wetenschappers. Er is twijfel over de waarheid van de wetenschap. Dat komt vooral door ongeduld en door het wetenschappelijk ideaal, dat we alles direct volledig kunnen kennen. Wetenschap is echter 99 % geinspireerd en transpirerend hard werken en 1% mazzel, toeval, ingeving. Anders dan gegevens ligt de wetenschap niet voor het oprapen. Wetenschappers zijn ook maar mensen.

De onenigheid en de twijfel kunnen tot een sceptische houding ten aanzien van de wetenschap leiden. De scepsis zegt wij weten niet of er wel een oordeel is waarin we kunnen uitdrukken wat iets is en waarom het is zoals het is.

Tegenover de radicale scepsis kunnen we het volgende aanvoeren. Wie werkelijk niet wil oordelen kan niet beweren dat de mens niets met zekerheid kan kennen, noch dat hij zelf niets met zekerheid kan kennen. Zelfs de bewering dat hij waarschijnlijk niets met zekerheid kan zeggen, is al teveel voor de scepticus.

De radicale scepsis is dus een onhoudbare onthouding van kennis. We moeten de negatieve verlammende twijfel omzetten in de daadkrachtige aanpak, gedreven door de wil om te weten. We vragen naar de oorzaak, de reden van de feiten. De feiten “dat zijn de hypothetische noodzakelijkheden. Die nemen we voor wat ze zijn: gegevens.

De eerste oorzaak

De stelling dat alles een oorzaak heeft, zou kunnen leiden tot de gedachte dat de oorzaak zelf ook weer een oorzaak moet hebben. Dat veronderstelt echter dat de oorzaak iets is dat buiten alles ligt, of buiten de zaak waarvan de oorzaak oorzaak is. Deze objectivering van de oorzaak leidt tot een infiniete regressie of tot de idee van de laatste oorzaak die zichzelf veroorzaakt. Causa sui.

De wet

Causa sui is de God van Descartes, de man die zat van de boekenwijsheid opgedaan in het Jezuietenklooster zich aansloot bij de legers van Maurits om het echte leven op het strijdperk te ervaren. De God die de door universele twijfel verscheurde eenheid tussen de denkende geest en de uitgebreide wereld van mathematische gegevens weer moest herstellen. De God die wil – en dan is het ook zo want zijn wil is wet – dat de hoekensom van elke driehoek precies even groot is als twee rechte hoeken en wiens ondoorgrondelijke wil garant staat voor al die andere wiskundige waarheden. Enige eeuwen later bleken deze allemaal slechts hypothetische waarheden, want afhankelijk van als waar aangenomen axioma’s en afleidingsregels, te zijn.

De oorzaken werden verbannen als het flogiston, het toeval en het mysterie. Want wat weten we nog als we weten wat de oorzaak is? Hoe kan ik weten, vragen wij ons met Hume af, of dit brood net zo goed is voor mijn gezondheid als de vorige broden die ik at? Het gaat er in de wetenschap om de natuur te dwingen in opgezette experimenten te antwoorden op vragen die we haar in de vorm van in wiskundige taal geformuleerde hypotheses stellen. Ik stel mij tegenover de natuur, als niet behorend tot de natuur.

Al spoedig dienen de problemen zich aan. De natuur schrijft niet voor welke hypothese ik formuleer en welk experiment ik doe. Bovendien gaat informatie-uitwisseling gepaard met energie-uitwisseling: meten is interacteren. We kunnen slechts kansuitspraken doen over grote aantallen micro-toestanden.

Conclusies: wij weten niets van oorzaken. De wetenschap moet zich beperken tot kansuitspraken over gecodeerde gegevens gerelateerd aan mathematische modellen.

We kunnen soms voorwaardelijke kansen berekenen, P(H|D): de kans dat de hypothese H waar is gegeven data D.

Hoe kunnen we op grond van statistische correlaties, het gelijktijdig voorkomen van twee verschijnselen, concluderen tot een causale relatie? Daar kunnen we kort over zijn: dat kunnen we niet.

De hypothetische machine

De informaticus Judea Pearl heeft zich tot doel gesteld het denken in oorzaak en gevolg relaties zoals we dat in ons dagelijkse leven doen en in onze omgangstaal uitdrukken weer terug te geven aan de moderne wetenschap. Ik kan dan misschien geen definitie geven van oorzaak, maar ik weet wel hoe wij er over praten en over redeneren. Dat doen wij op grond van onze causale intuitie die gegrond is in de onmiddellijke lichamelijke ervaring van ons vrijwillige doen en laten. De mens wist al lang van oorzaak en gevolg voordat hij het verstandelijk probeerde te begrijpen. Ook Hume.

Pearls “Theory of Causal Inference” vertoont precies die kenmerken die Jan Hollak in zijn Afscheidsrede aanmerkte als kenmerkend voor het moderne denken, het denken van de “hypothetische samenleving“: a) Objectivering van het oorzaakbegrip: de oorzaak is een object, onderscheiden van het buiten de oorzaken liggende gevolgen. b) Functionalisering van het begrip: de uitdrukking van de oorzakelijke relaties als functionele afhankelijkheden in een mathematische theorie.

In Pearls theorie van de causale inferentie komt het hypothetische karakter van de mathematische experimentele wetenschap tot uitdrukking. De conclusies met betrekking tot de causale relaties die door inferenties, geformaliseerd in de vorm van de do-calculus, geproduceerd worden, berusten op de hypothetisch gestelde waarheid van de als “causaal” aangemerkte relaties in een causaal netwerk. Deze zijn gegrond in de als valide veronderstelde causale intuities van de domein-expert.

De implementatie van deze theorie van de causale inferentie in de vorm van een “transparante” kunstmatige intelligente machine is een hypothetische machine, in die zin dat deze slechts die vragen kan beantwoorden die in de vorm van een rekenprocedure aan de machine kunnen worden ingevoerd. De vraag is de hypothese op basis waarvan het meest waarschijnlijke antwoord door de machine, voorzien van een hypothetisch, als correct verondersteld, causaal netwerk, wordt gegeven.

De machine kan alleen die vragen beantwoorden die ze op basis van de ingevoerde gegevens en het programma kan beantwoorden. Die antwoorden zijn transparant en begrijpelijk als antwoorden op de gestelde vragen.

De wil

De acties die de robot kan uitvoeren zijn die bewegingen die door ons als zinvolle acties worden begrepen in de context van de door ons ingevoerde procedures. Al wat de robot doet wat niet als zodanig door ons is te interpreteren is zuiver toeval.

Het is Pearl die weet wat hij in vrijheid wil. Hij is de mens die de robot moet zeggen wat deze allemaal moet snappen. “I want it to understand that …” (p.361). Hij is ook degene die een zin moet geven aan de door de robot uitgevoerde acties.

Helaas is willen alleen niet genoeg. Er zal toch iets gedaan moeten worden. Waarin zou de vrije wil zich anders als wil moeten bewijzen dan in de daad?

Inspiratiebronnen

Descartes, Rene (1996). Meditations on First Philosophy. In: The Philosophical Writings of Descartes, vol. 2. Vertaald uit het Latijn door J. Cottingham, R. Stoothoff, D. Murdoch. Cambridge/New York/Melbourne: Cambridge University Press, 1996

Fleischhacker, Louk (1994). Beyond structure: the power and limitations of mathematical thought in common sense, science and philosophy. Peter Lang Europaischer Verlag der Wissenschaften, Frankfurt am Main, 1995.

Hollak, Jan (1966) Van causa sui tot automatie (Oratie, Nijmegen, 1966). Opgenomen in de bundel Denken als bestaan: het werk van Jan Hollak, Samenstelling en redaktie: Petra Hollak, Eindredaktie: Wim Platvoet, Uitgeverij DAMON, Budel, 2010.

Hollak, Jan (1986) Afscheidscollege; gehouden op 21 februari 1986. Transcriptie van band opgenomen in de bundel Denken als bestaan: het werk van Jan Hollak, Samenstelling en redaktie: Petra Hollak, Eindredaktie: Wim Platvoet, Uitgeverij DAMON, Budel, 2010.

Judea Pearl & Dana Mackenzie (2018). The Book of Why : the new science of cause and effect. New York: Basic Books.

De definitie

In de serie Denken in Tijden van Corona gaat het deze keer over de wiskundige definitie.

Van waar dit stukje?

De wiskunde is in deze tijden van Corona weer wat vaker in het nieuws. Nu eens niet omdat er een nieuw resultaat is geboekt. Niet omdat er een bewijs is gevonden van een reeds lang open staand wiskundeprobleem. Het nieuws betreft een discussie over de vraag of de wiskundige modellen op basis waarvan besluiten zijn of worden genomen wel juist zijn. We kunnen ons niet meer aan de indruk onttrekken dat achter veel beslissingen die door allerlei instanties genomen worden wiskunde schuil gaat. We horen steeds vaker spreken van “algoritmes” die door organisaties, overheden of bedrijven gebruikt worden om allerlei diensten uit te kunnen voeren. Het gaat dan om diensten als het beschermen van onze veiligheid (gezichtsherkenning, predictive policing), het bepalen van de risico’s van bepaalde investeringen of leningen bij banken tot het voorspellen van het aantal IC-opnames ten gevolge van de verspreiding van het corona virus. Kortom de wiskunde is in het nieuws vanwege haar toepassingen en niet zozeer vanwege een opzienbarend wiskundig resultaat. Het groeiende besef van de rol die de wiskunde speelt in belangrijke praktische zaken leidt er ook toe dat er een groeiende belangstelling is voor de “ethiek van het rekenen” (ethics of computing).

Ethiek is het nadenken over wat goed en slecht is. Ethiek van het rekenen betreft dus de kwestie of er wel of niet goed gerekend wordt. Oftewel of we bij het rekenen wel “overal” rekening mee houden; in het bijzonder met die zaken die van belang of van waarde zijn. Het gaat dus niet om pure rekenfouten (ook al worden die wel regelmatig gemaakt); het gaat meer om het maken van fouten betreffende het “rekening houden met”. Het wiskundig denken heeft de eigenaardigheid abstract te zijn, haar objecten zijn objectivaties van abstracties. Daarom is het goed kritisch te kijken of er niet van wezenlijke zaken geabstraheerd is. Het is daarom van belang het bijzondere perspectief van de wiskundige onder de loep te nemen.

De erkenning van de rol die de wiskunde speelt in onze samenleving is zonder meer een goede zaak. Ik ben van mening dat de wiskundige manier van denken nog veel meer verspreid is dan de meeste van ons beseffen. Wat we in het nieuws zien aan toepassingen van de wiskunde – intelligente technologie, overtuigende statistieken – is nog maar een klein topje van de ijsberg. Vergelijk het met een virus: we horen van de IC-opnames, maar het virus is overal in de lucht die we inademen. Ons dagelijks taalgebruik staat bol van termen die aan wiskundige objecten doen denken maar zelden hebben we het over die wiskundige objecten zelf. Zo praten we bijvoorbeeld over “verzamelingen van …”, “snijpunten van …”, “driehoeken in …”, “structuren in …”, “aantallen …”, “functies van…”. De vraag is aan de orde of we als burger nog wel hoeven te kunnen rekenen nu iedereen zijn eigen computer heeft. En dat geldt voor steeds meer taken en functies die door machines worden overgenomen. Er is een groeiende behoefte aan datawetenschappers en programmeurs nu het leven dataverwerking is geworden.

Voordat we het kunnen hebben over de ethiek van het rekenen, over de moraal van de wiskunde en over de verantwoordelijkheid van de wiskundige, de producent bij uitstek van wiskundige modellen en datastructuren, is het zaak een aantal zaken goed uit elkaar te houden. In de eerste plaats lijkt het me zinvol om wiskunde en wiskundige resultaten (zoals de Stelling van Pythagoras of Fermat) te onderscheiden van de toepassingen van wiskunde in andere kennisgebieden, zoals in de economie, virologie, biologie, of taalkunde en in de praktijk. Wat is er wiskundig aan een wiskundig model?

Wiskunde als anti-metafysische metafysica

Menig wetenschapper is tegenwoordig van mening dat kennis pas echt wetenschappelijke kennis mag heten wanneer het in de vorm van de wiskunde, in wiskundige structuren en formules, wordt uitgedrukt. Dit ideaal berust veelal op de idee dat de werkelijkheid voorzover deze kenbaar is nu eenmaal wiskundig is. Sommige fysici zijn van mening dat onze fysische werkelijkheid, de natuur, een wiskundige structuur is. In Our Mathematical Universe: My Quest for the Ultimate Nature of Reality, stelt de fysicus Max Tegmark dat de werkelijkheid, inclusief het leven een wiskundige structuur is! Een zeer lezenswaardig boek. Voor deze wetenschappers is het dan ook geen vraag meer hoe het komt dat wiskunde toepasbaar is en wat dat betekent: het toepassen van de wiskunde.

In de 18de eeuw werden in Nederland vele wiskundige genootschappen opgericht waar men de wiskunde beoefende vanwege het grote belang voor de scheepsbouw, waterwerken en fortificaties. De mechanica werd nog lange tijd als onderdeel van de wiskunde gezien. In de 19de werd meer en meer de zuivere wiskunde bedreven: het bewijzen van stellingen. Dat kwam vooral door de toepassingen van het rekenen door landmeters en boekhouders. Stelkunde is een term waarmee de wiskunde wel werd aangeduid. Zij biedt “de sleutel tot de verborgenste wetenschappen en de verhevenste rekeningen”.

Wanneer we de (zuivere) wiskunde onderscheiden hebben van haar toepassingen, moeten we vervolgens de wiskunde onderscheiden van andere wetenschappen waarmee deze soms verward wordt. De eigen aard van het onderwerp van de wiskunde en de eigen aard van de methoden van de wiskunde moeten onderscheiden worden van die van psychologie (wiskunde als psychisch proces en wiskundige objecten als resultaten daarvan, bedenksels), fysica (de natuur als wetmatigheden in de vorm van wiskunde formules), logica (wat wiskundig waar is is bewijsbaar) en taalkunde (wiskunde als taal).

Op dat laatste wil ik me hier concentreren. Wat is de eigen aard van de wiskunde? Die vraag zal ik benaderen vanuit een visie op wat wiskundigen doen. Daarbij speelt definieren een centrale rol. Wat is definieren? Wat is het wat gedefinieerd wordt? Waarom wordt er gedefinieerd? Kun je alles maar definieren? Zijn er grenzen aan het definieren? Zijn er ondefinieerbare dingen? En wat is de bron van het definieren? Is definieren hetzelfde als specificeren of programmeren?

Wat doen wiskundigen?

Wiskundigen zijn stelkundigen. Ze formuleren wiskundige stellingen. Stellingen zijn beweringen. Wiskundige stellingen zijn beweringen over wiskundige objecten en eigenschappen. Wat is het verband tussen de aard van het stellen en de aard van het gestelde, en van de wiskundige objecten? Zijn die objecten de creaties van het stellen? Een wiskundige stelling is bijvoorbeeld: voor alle getallen x en y geldt: x+y = y+x. Ofwel, het maakt niet uit of je bij een getal, noem het x, het getal y optelt of omgekeerd. Wiskundigen zeggen; de optelling is een commutatieve operatie op getallen. 5+2 = 2 + 5 Ook vermenigvuldigen is commutatief: 5 * 3 = 3 * 5.

Aftrekken en delen zijn daarentegen niet commutatief: 5 – 3 =/= 3 – 5 en 6 / 3 =/= 3/6.

Waarom is optellen wel en aftrekken niet commutatief ?

De stelling dat optelling commutatief is wordt over het algemeen voor waar aangenomen. Kan dat zo maar? Zonder het te beseffen wordt deze dagelijks vele miljoenen keren gebruikt. Bijvoorbeeld bij het berekenen van het totale aantal IC-bedden in Nederlandse ziekenhuizen. Er worden twee soorten ziekenhuizen onderscheiden: universitaire (medische centra) UMC en algemene ziekenhuizen AZ. Het aantal IC-bedden bij UMCs is 428. Het aantal IC-bedden in AZs is 1628 (cijfers over 2017). Om het totale aantal IC-bedden te berekenen kunnen we volgens de stelling 428 bij 1628 optellen, maar we kunnen ook 1628 bij 428 optellen. Het resultaat is hetzelfde: 2056 IC-bedden. Wie kookt weet dat het soms uitmaakt of je het ene ingredient bij het andere of het andere bij het ene doet. Dat is dus niet een vorm van optellen.

We zijn er bij het onderscheiden van UMC en AZ ziekenhuizen vanuit gegaan dat er geen ziekenhuizen zijn die zowel UMC als AZ zijn. Het zijn disjuncte klassen. Verder zijn we er van uit gegaan dat er geen andere IC-bedden in Nederland zijn dan die in UMCs en AZs. Ook hebben we aangenomen dat de IC bedden in UMCs en IC-bedden in AZs in zekere mate gelijk zijn en allebei vallen onder het algemene begrip IC-bed. En dat geldt ook voor de IC-bedden binnen elk van de ziekenhuizen. Om het aantal IC-bedden te tellen is het nodig te weten wat er geteld moet worden. Is een kapot IC-bed dat bij de reparateur staat een IC-bed dat meegeteld moet worden? De vraag zou op een gegeven moment kunnen zijn of alle 2056 IC-bedden tegelijkertijd beschikbaar zijn. De bewering “Er zijn in Nederland 2056 IC-bedden.” is geen wiskundige bewering, omdat het begrip IC-bed geen wiskundig begrip is. En dat geldt ook voor het begrip “in Nederland zijn”. Het zijn vage begrippen, vergeleken bij de exacte begrippen zoals driehoek en getal in de wiskunde. De meeste woorden die we gebruiken zijn uitdrukkingen van vage begrippen: stoel, klein, volwassene, vaag.

Bij het tellen moet je weten wat je telt. Je moet de de objecten identificeren. Iemand heeft alle moeders geteld (dat zijn er 11) en vervolgens alle dochters (dat zijn er 19). Het heeft geen zin deze op te tellen. De conclusie dat er 30 vrouwen zijn is natuurlijk fout. De reden ervan is duidelijk: moeder en dochter zijn relatie-begrippen. Een vrouw kan zowel moeder als dochter zijn; maar niet in dezelfde relatie. Ook een IC-bed kan dubbel geteld worden. Bijvoorbeeld wanneer deze in twee administraties voorkomt.

Waarom is x + y = y + x waar voor alle getallen x en y? De waarheid van een wiskundige bewering hangt niet af van wat werkelijk het geval is. Tellen is geen wiskunde en de bewering dat er 2056 IC-bedden zijn is geen wiskundige bewering. De waarheid van een wiskundige bewering wordt bepaald door de afleidbaarheid van axioma’s en definities. Maar hoe kunnen we dan begrijpen dat wiskunde toepasbaar is? Moeten we voor een antwoord op de vraag waarom + wel en – niet commutatief is, niet terugkijken naar de praktijk van het optellen en het wegnemen?

De toepasbaarheid van wiskunde in de werkelijkheid is gegrond in de werkelijkheid waarbij de vraag zich voordoet of de toepassing recht doet aan de werkelijkheid. Het tellen van IC-bedden is gegrond in de telbaarheid van deze objecten die als IC-bed herkenbaar zijn. Of het afbeelden van de verzameling IC-bedden op het aantal ervan (2056) recht doet hangt af van het doel van de praktijk waarin deze kennis functioneert. Wat doen we met de uitvoer van de algoritmes die we door de computer laten uitvoeren? Wat betekent die uitvoer? Die wordt bepaald door de begrippen die aan de algoritmes ten grondslag liggen. Bijvoorbeeld: hoe is “IC-bed” gespecificeerd? Waar komen de invoergegevens vandaan? Hoe actueel zijn deze?

Iedere toepassing van wiskunde houdt een abstractie in. Er wordt afgezien van het individuele van de vele objecten. Zodra we het over de verzameling van IC-bedden hebben, worden ze niet kwalitatief van elkaar onderscheiden. Dat geldt ook voor de mensen wanneer we het over de verzameling van mensen hebben. De individuele persoon doet niet ter zake. De werkelijkheid is een veelheid van gegevens, een data-type. Een samenleving is geen verzameling van individuen ook al is die nog zo democratisch en geldt er de macht van het getal.

Modelleren, het toepassen van wiskunde, is abstraheren, schematiseren. We zien af van bepaalde aspecten. Descartes houdt er een mathematisch wereldbeeld op na. Daarin is alles wat werkelijk is volledig als wiskundig object te begrijpen. De werkelijkheid is een veelheid van buiten elkaar liggende onderdelen. De hier boven genoemde Max Tegmark is een Cartesiaan pur sang.

Het wiskundig denken doet alsof de door haar bedachte dingen stoffelijk zijn. Er zijn veel cirkels, maar er is slechts een begrip cirkel. Door die stoffelijke voorstelling kunnen we het hebben over twee snijdende cirkels die in niets van elkaar onderscheiden zijn dan dat ze onderscheiden zijn. We geven ze een naam x en y om hun een identiteit te geven. Maar die namen zijn volstrekt willekeurig; er is geen enkel begrip in uitgedrukt. Er is maar een getal 3, maar we kunnen wel 3 bij 3 optellen.

Wiskundigen definieren wat en ze definieren nog wat. Ze stellen wat en ze stellen nog wat. En dan vragen ze of, gegeven het gestelde, een bepaalde stelling waar is. Soms lukt het de wiskundige hier een antwoord op te vinden. Ze zijn pas tevreden wanneer bewezen is dat de stelling waar is of als ze het tegendeel kunnen bewijzen. Maar soms moeten ze zich tevreden stellen met de conclusie dat de stelling niet bewijsbaar is. Dat is iets anders dan dat ze er geen bewijs voor hebben kunnen vinden.

De resultaten van wiskundigen zijn hypothetische waarheden van de vorm: als dat en dat waar is dan is ook dit en dit waar. Het zijn geen zuiver logisch waarheden: ze zijn namelijk gegrond in axioma’s. De axioma’s worden voor waar aangenomen. Axioma’s mogen elkaar niet tegenspreken. Ze moeten consistent zijn. Dat is een logische eis. Als de axioma’s consistent zijn is er een model, een interpretatie, mogelijk. Maar de axioma’s leggen zelden precies een werkelijkheid vast: er zijn vele modellen mogelijk.

Stelling 1 van de Tractatus (Ludwig Wittgenstein)

Waar komen de axiomas vandaan?

De stelling dat optelling commutatief is, lijkt zo basaal dat we ons afvragen of we die nog moeten bewijzen. Waar mogen we vanuit gaan? Wat is eigenlijk de kengrond van de axiomas? Dat de drie hoeken van een driehoek samen net zo groot zijn als twee rechte hoeken (is 180 graden) is een stelling die men voor lange tijd voor absoluut waar hield. Volgens Euclides gaat door een punt buiten een gegeven lijn precies een lijn parallel aan die gegeven lijn. Dit axioma geldt echter niet in niet-Euclidische meetkundes. En daarmee geldt ook de stelling van de hoekensom van een driehoek niet in alle meetkundes. Het is niet zo gek dat Euclides dacht dat dit zonder meer een ware eigenschap van de ruimte is. De ruimte waarin we leven “is” Euclidisch, dat wil zeggen dat we in de bouw gebruik kunnen maken van de stelling van Pythagoras wanneer we een rechte hoek willen uitzetten (de bekende 3:4:5 verhouding). Vele eeuwen later bleek dat niet alle ruimtes Euclidisch zijn. De wiskunde gaat dus niet (meer) zonder meer over de waarneembare wereld. Ze gaat over alle mogelijke werelden. De echte wereld, die verzameling van alle feiten (“Die Welt ist alles, was der Fall ist”, stelt Wittgenstein vast in zijn Tractatus) en gegevens, is voor het wiskundig denken gereduceerd tot een realisatie van een van de vele mogelijke werelden. Waar hier van geabstraheerd wordt is precies het verschil tussen wat werkelijk is en wat slechts mogelijk is. De wereld is voor het mathematische denken een hypothetische werkelijkheid geworden.

Hoe komt het dat de operaties optellen en vermenigvuldigen wel, maar de operaties aftrekken en delen niet commutatief zijn? 5 – 2 is niet gelijk aan 2 – 5. We kunnen de positieve gehele getallen nog wel zien als abstracties van werkelijke objecten: 5 paarden; 2 koeien. Bij de operatie aftrekken (-) kunnen we denken aan het wegnemen van een aantal objecten uit een gegeven aantal. Maar hoe kun je nu 5 objecten wegnemen als er maar 2 zijn? Het is niet zo verwonderlijk dat men in Europa tot in de 17de eeuw problemen had met negatieve getallen. De Italiaan Leonardo van Pisa (beter bekend als Fibonacci) was rond 1300 bekend met de Arabisch-Indische cijfers (inclusief het getal 0). Hij beschouwde negatieve uitkomsten als schulden. Kennelijk kost het de mens moeite nieuwe soorten getallen of andere wiskundige objecten te creeeren.

De wiskunde ontleent haar begrippen aan de ervaren werkelijkheid. Betekent dat nu dat we bestaande begrippen als wiskundige begrippen kunnen zien of omvormen? We zouden het begrip IC-bed als uitgangspunt kunnen nemen voor een wiskundige definitie van IC-bed. Een IC-bed is een fysisch object met bepaalde eigenschappen, zoals 4 wielen, twee uitklapbare zijpanelen. We moeten dan ook nog definieren wat een fysisch object is.

Dit is wat computerprogrammeurs doen: ze specificeren een ontologie. Een IC-bed wordt een datastructuur, een lijst of graaf met attributen en hun waarden (“record”) ingebed in een ontologie. Het is een uitdrukking in een specificatie-taal van het object IC-bed.

Maar is zo’n specificatie hetzelfde als een wiskundige definitie? Laten we een wat eenvoudiger begrip nemen: klein.

Mathematiseren: wat heet klein?

Klein is een relatief begrip. Een kleine olifant is groot vergeleken met een grote muis.

We geven een definitie van het begrip (de eigenschap) klein: een object van een bepaald type objecten is klein als het kleiner is dan de meeste objecten van dat type (dat wil zeggen: er zijn meer objecten groter dan kleiner dan het object).

Deze definitie drukt het relatieve karakter van klein uit. Een olifant is klein als het kleiner is dan de meeste olifanten. Een muis is klein als deze kleiner is dan de meeste muizen. We vergelijken geen appels met peren, of muizen met olifanten. Een kleine olifant kan dus best groter zijn dan alle muizen. (Oops!) Onze definitie voldoet wat dat betreft aan het normale gebruik van het woord klein.

Er bestaan ook kleine olifanten. Maar alleen als er voldoende olifanten zijn van verschillende groottes. Anders niet.

Zijn er ook kleine getallen? Volgens de definitie is een getal klein wanneer het kleiner is dan de meeste getallen. Het getal 43 is klein. En 1201 is ook een klein getal. Maar ook 1.354.678 is klein, want er zijn meer getallen groter dan kleiner dan dit getal. In feite zijn alle getallen klein. Immers voor elk getal geldt dat het kleiner is dan de meeste andere getallen. Dat komt omdat er oneindig veel getallen zijn. Dat betekent dat klein zijn geen eigenschap is op grond waarvan je getallen kan onderscheiden: binnen het domein van de getallen wordt er geen grens aangegeven door het begrip klein.

Wanneer heeft klein wel een onderscheidend vermogen? Wanneer een verzameling een eindig aantal objecten bevat, dan heeft het zin om van de kleine objecten te spreken. Dat is per definitie een echte deelverzameling van de totale verzameling.

Hoe zit het met oneindige verzamelingen? We hebben gezien dat het aantal kleine getallen oneindig is. Maar is dat vanwege de oneindigheid van de verzameling getallen? Of is er nog een andere eigenschap van getallen in het spel? Zijn er oneindige verzamelingen objecten die een eindig aantal kleine objecten bevat?

L is een oneindige verzameling lijnstukken (een lijnstuk heeft een eindige lengte). Stel dat K de deelverzameling is van L die alle kleine (is korte) lijnstukken van L bevat en geen andere. Als K leeg is, er zijn dus geen kleine lijnstukken, dan zijn alle lijnstukken in L even lang. Als K niet leeg is, laat dan m de lengte zijn van het grootste lijnstuk in K. De verzameling L – K noemen we G. Het natuurlijke getal k, de scheider van K en G, is dat getal waarvoor geldt dat alle lijnstukken van K kleiner zijn dan k en dat alle lijnstukken in G groter of gelijk zijn aan k. Als zo’n k bestaat dan is K eindig en dan zijn alle lijnstukken in G even groot. Deze hebben grootte k.

Er zijn dus oneindige verzamelingen die een eindige deelverzameling van kleine objecten hebben. We zien dus nu dat het niet alleen aan de oneindigheid van de getallen ligt dat er geen echte deelverzameling van kleine getallen bestaat, maar aan de eigenschap dat er geen getallen zijn die even groot zijn. Getallen zijn objecten die volledig bepaald zijn door hun plek in de ordening naar grootte. Dat geldt niet voor de verzameling van lijnstukken. Twee lijnstukken kunnen dezelfde lengte hebben en dus even groot zijn. Daarmee zijn ze nog niet gelijk. Lijnstukken zijn wat dat betreft net olifanten of muizen.

De definitie van klein maakt gebruik van de relatie kleiner dan. Dat is geen probleem. We zijn er wel achtergekomen dat onze stelling over het bestaan van eindige deelverzamelingen van oneindige verzamelingen er vanuit gaat dat deze relatie niet op alle verzamelingen van objecten volledig hoeft te zijn. De relatie kleiner dan is volledig als voor elke twee objecten er altijd een kleinste is, een die kleiner is dan de ander. Dit geldt voor de relatie kleiner dan op getallen, maar niet voor de verzameling van lijnstukken. Het niet volledig zijn van deze relatie op lijnstukken is een noodzakelijke voorwaarde voor het bestaan van kleine lijnstukken.

Klein is een vaag begrip

De kritische lezer zal niet echt tevreden zijn met het resultaat. Stel we hebben een verzameling stokjes waarvan de lengtes in centimeters zijn: <1,2,9,9,10,12,20,25>. Volgens de definitie zou de deelverzameling van kleine stokjes bestaan uit de lengtes <1,2,9,9>. Het stokje met lengte 9 is dus nog klein, maar die met lengte 10 niet meer. Dat klopt niet met ons gebruik van het woord klein. We zijn geneigd om 2 en 3 wel maar 9 niet meer klein te noemen. Waarom? Omdat het dichter bij de groten ligt dan bij de kleinen. Wie het spoor van de definitie nog even verder volgt op zoek naar een bevredigende definitie zal er achter komen dat deze definitie wel respecteert het relatieve karakter van klein zijn (een kleine olifant is groter dan een grote muis), maar geen recht doet aan de vaagheid van klein. Voor het onderscheiden van kleine objecten binnen een verzameling van objecten van een zelfde soort is deze definitie niet geschikt.

Of iets klein is laat zich niet vastleggen in termen van een getal dat de grens aangeeft tussen wat wel en wat niet klein is. Iedere poging die grens aan te geven is willekeurig. Dat wil zeggen die grens kan niet op grond van een kwaliteit van het object zelf worden verantwoord en doet daar dus geen recht aan. Vergelijkbare problemen komen we tegen wanneer we proberen kaalheid te specificeren in termen van een aantal haren dat iemand op zijn hoofd heeft, of wanneer we willen vastleggen hoeveel graankorrels een hoop vormen (de Sorites paradox).

De lengte van een lijst

Wat we wel precies kunnen definieren is wat we onder de lengte van een lijst verstaan. We kennen de lijst van de boodschappenlijst. Het is een opsomming van items. Informatici zeggen: een lijst is een data-structuur. Bijvoorbeeld: [a,b,c,d] is een lijst met 4 elementen, waarvan a het eerste element is; ook wel de kop genoemd. De lijst die je overhoudt wanneer je de kop eraf haalt heet de staart. We noteren: (a:[b,c,d]) om aan te geven dat a de kop is van de lijst [a,b,c,d]. De lege lijst noteren we als [].

We kunnen nu definieren wat de lengte van een lijst is, dat is het aantal elementen dat in de lijst staat:

lengte [] = 0 , de lengte van de lege lijst is 0

lengte (a: xs) = 1 + lengte (xs), de lengte van een niet-lege lijst is 1 + de lengte van de staart xs van de lijst.

De lengte van een oneindige lijst is onbepaald. Het proces dat de lengte berekend komt niet tot een einde.

Een poging klein als predikaat op lijsten te definieren zou er als volgt uit kunnen zien:

klein [] = 0, de lege lijst is klein

klein (x:xs) = klein (xs), als een lijst niet leeg is, dan is deze klein als deze 1 langer is dan een kleine lijst.

Volgens deze definitie van klein is iedere lijst klein. Niet erg nuttig dus. We kwamen zo’n nutteloze toepassing van klein al eerder tegen bij de “kleine getallen”. We zouden kunnen zeggen: klein (xs) = (lengte(xs) < 5) , maar dat is nogal willekeurig. Waarom de grens niet leggen bij 6, of 10?

Deze definities hebben de vorm van functies. Ze kunnen direct gebruikt worden om de waarde ervan voor een gegeven lijst te berekenen. Het zijn computer programma’s in een functionele taal (zoals Haskell of Miranda). Programmeurs specificeren functies en data-structuren.

Merk op dat het veel lastiger, zo niet onmogelijk, is om op een exacte manier te specificeren hoe een dagelijks begrip als klein of IC-bed gebruikt wordt. Dat komt omdat deze begrippen voortdurend gevoed worden door de levende werkelijkheid waarin ze functioneren en veranderen. De resultaten van wiskunde en technologie staan op gespannen voet met een veranderende werkelijkheid. Een werkelijkheid die juist door de toepassing van wiskunde en technologie voortdurend verandert!

In het oordeel “deze roos is rood” spreken we de werkelijke eenheid uit van een toedracht waarin de onderscheiden zaken: roos en rood herkend worden. De roodheid van de roos is een ander rood dan de roodheid van het bloed op het tapijt. Zoals de kleinheid van de olifant een andere kleinheid is dan die van de muis of de verzameling. Wanneer Frege het begrip als functie opvat (Frege, Begriffschrift, 1879) trekt hij predikaat en subject uitelkaar. Die worden functie en argument. De functie klein = λx. isklein(x) heeft een eigen zelfstandigheid die tegenover zijn argument wordt gezet. Het resultaat van de functietoepassing is een waarheidswaarde. De waarheidswaarden waar en onwaar zijn abstracties die los zijn komen te staan van de zin. Het feit dat we bij het uitspreken van een oordeel door middel van de zin “Deze rood is rood.” onmiddellijk bedoelen dat dit werkelijk zo is, is geheel verdwenen. In plaats van het subject dat een oordeel uitspreekt is er een machinerie die een zin A produceert en een andere machinerie die de waarheidswaarde afleidt.

Wat is een definitie?

In een definitie doen we minstens drie dingen. a) We leggen vast wat onder een bepaald begrip valt; b) We geven het gedefinieerde een naam; en c) We verwoorden wat we onder een bepaald begrip verstaan.

In een definitie maken we gebruik van begrippen of zaken waarvan we aannemen dat ze bekend kunnen zijn omdat ze al vastgelegd zijn, dan wel vastgelegd kunnen worden. We geven een paar voorbeelden.

Een autologie is een woord dat voldoet aan wat het betekent.

Een heterologie is een woord dat niet voldoet aan wat het betekent.

Op deze twee definities kom ik later nog terug.

Een object van een bepaald type objecten is klein als het kleiner is dan de meeste objecten van dat type.

We geven ook een definitie van definitie:

Een definitie van begrip M is een specificatie van alle dingen die onder M vallen.

In een definitie leggen we de betekenis van een woord vast.

Het begrip verzameling is een kernbegrip in de moderne wiskunde. Het is zo problematisch als het fundamenteel is. En toch is het zo’n dagelijks begrip. Hoe kan dat? Er zijn diverse axiomatische systemen ontwikkeld waarin grote delen van de wiskunde geformuleerd kunnen worden. Het vertrouwen dat we in de wiskunde hebben, als we dat hebben en daar is voldoende reden voor, is echter niet wiskundig gefundeerd. Wat is een verzameling?

Georg Cantor definieerde een verzameling (Menge) als volgt:

Cantors definitie van het wiskundige begrip verzameling

Cantors definitie in het Nederlands luidt dan:

Een verzameling is een samenraapsel M van bepaalde goed onderscheiden objecten van onze aanschouwing of ons denken (die we de elementen van M zullen noemen) tot een geheel.

Een goede definitie maakt geen gebruik van synonieme begrippen. Het woord samenvoegsel heeft een betekenis die wel heel dicht in de buurt komt van verzameling. De definitie benoemt een relatie, namelijk element van, tussen objecten en een geheel waarvan ze element zijn. Een verzameling is een eenheid waarvan de elementen onderscheiden objecten zijn. De verzameling wordt zelf ook als object opgevat. Naast de objecten die de elementen ervan zijn.

Er blijkt een intieme relatie te bestaan tussen het begrip verzameling en het begrip definitie. In een definitie zeggen we wat onder een bepaald begrip valt. De verzameling van objecten die onder het begrip vallen is de extensie van het begrip.

De definitie van verzameling is reflexief in die zin dat het definieert wat als het ware het objectieve resultaat is van het definieren. Een verzameling is een object: het resultaat van het samenvoegen. Maar zodra we de verzameling als object voorstellen, verliezen we de relatie uit het oog. Alsof de moeder als moeder naast de moeder-relatie met de dochter bestaat! Terwijl die relatie toch juist het moeder-zijn van de moeder uitmaakt. Zo is het ook de element van relatie die juist de verzameling uitmaakt. Maar dit begrip, dat een relatie is, wordt geobjectiveerd in de verzameling wanneer deze als object naast de elementen wordt opgevat. Zoals wanneer we oorzaak en gevolg als gescheiden objecten of gebeurtenissen voorstellen. Of zoals we mens en machine tegenover elkaar voorstellen alsof dit zelfstandige werkelijkheden zijn!

Het naieve verzameling begrip geeft het verband tussen een eigenschap en een verzameling.

Bij iedere eigenschap P kunnen we een verzameling denken die precies die elementen bevat die de eigenschap P hebben.

De verzameling is een object, dat als het ware de eigenschap “objectiveert”. De extensie van de eigenschap is de verzameling objecten die onder het begrip vallen; ofwel die de eigenschap hebben.

Russell Paradox

Op grond van dit verband zijn er twee soorten verzamelingen: die zichzelf als element hebben en die zichzelf niet als element hebben. Bertrand Russell bedacht nu de verzameling R van alle verzamelingen die zichzelf niet als element hebben. En vroeg toen: bevat R zichzelf? Het antwoord is lastig te geven. Immers als R zichzelf niet bevat dan wel, maar dan weer niet, etcetera. Je draait voortdurend in het rond: van wel naar niet en weer naar wel.

De verzameling van alle verzamelingen zou een verzameling zijn die zichzelf als element bevat. Dat is echter in strijd met het verzameling begrip waar de elementen niet de verzameling zijn waarvan ze element zijn.

In zijn Einleitung in die Mengenlehre (1923) bespreekt Adolf Fraenkel deze paradox die Russell in 1899 ontdekte en die hem behoorlijk van zijn stuk bracht. Fraenkel stelt dat de paradox niet kenmerkend is voor het verzamelingbegrip. Er zijn, zegt hij, paradoxen die van dezelfde structuur zijn en waarin het begrip verzameling helemaal niet voorkomt.

Hij noemt dan als voorbeeld een paradox die voortkomt uit de definitie van de eigenschap “prädikabel“. Dat is een synoniem voor “autologisch“. Hoe gaat deze paradox.

Twee soorten woorden

Er zijn twee soorten woorden. Woorden die voldoen aan hun eigen betekenis. Zoals: kort, vijf-let-ter-gre-pig, Nederlands, woord. Het woord “woord” is immers zelf een woord. En het woord “kort” is zelf kort. Dit soort woorden heet autologisch. De tweede soort woorden zijn die welke niet voldoen aan hun eigen betekenis. Dat zijn dus de anderen. Bijvoorbeeld: groen, Portugees, zes-let-ter-gre-pig, lidwoord. Een lidwoord is immers zelf geen lidwoord en Portugees is niet een Portugees woord. Deze soort heet heterologisch.

Elk woord is dus hetzij autologisch, hetzij heterologisch. Dus ook het woord heterologisch. Maar van welke soort is het woord heterologisch dan? Stel het woord heterologisch is heterologisch. Dan is het dus autologisch want het voldoet aan zijn eigen betekenis. Maar volgens de betekenis van het woord autologisch zou het moeten voldoen aan zijn eigen betekenis, maar dat doet het niet want het woord betekent heterologisch. Dus is het heterologisch. Het woord is dus heterologisch in zoverre het autologisch is, en autologisch in zoverre het heterologisch is. Dat is een paradox, een merkwaardige tegenspraak.

Dit is de paradox van Grelling, uitgevonden in 1908 door de Duitse wiskundige en taalkundige Kurt Grelling (1886-1942) die probeerde een oplossing te vinden voor de paradox van Russell. De woorden autologisch en heterologisch zijn voor deze paradox bedachte woorden. Het zijn geen normale woorden, zoals klein of IC-bed.

De tegenspraak wijst ons erop dat het woord dat we hebben ingevoerd om een onderscheid te maken tussen twee soorten woorden zich zelf niet laat bepalen als zijnde een van de onderscheiden soorten. De woorden autologisch en heterologisch zijn zelf niet of autologisch of heterologisch. Ze onttrekken zich aan de bepaling die ze zelf definieren.

Fraenkel noemt deze paradox geen wiskundige paradox maar een logische paradox, omdat het wiskundige begrip verzameling er niet in voorkomt. Vanwege de structurele overeenkomst met de paradox van Russell zou ook deze laatste geen wiskundige paradox, maar een logische paradox genoemd moeten worden.

Wat is het verschil? Typisch voor wiskunde is dat het begrippen objectiveert. Wiskunde gaat over gedachte-dingen: getallen, figuren, structuren. Logica gaat over de methode van denken die tot waarheid of inzicht in de werkelijkheid leidt. Aangezien de werkelijkheid meer omvat dan de door de mens gedefinieerde wiskundige objecten is het domein van de logica ruimer dan het redeneren in de wiskunde. We zouden het zo kunnen zeggen dat fundamentele definities, dat zijn definities van fundamentele begrippen, in de wiskunde leiden tot logisch tegenspraken. Zoiets is wiskundig gezien niet toelaatbaar, maar vanuit de logica gezien noodzakelijk. De logisch paradoxen tonen de grens aan van het wiskundige denken; van het stellen; van het definieren dat als specificeren wordt gezien.

Het logicisme probeert de wiskunde te gronden in de logica. Gottlob Frege is de grote initiator van dit project. Hij gaf het project echter op toen Russell hem berichtte over zijn ontdekking van de paradox. Ook het fundament van Freges bouwwerk werd door deze paradox aangetast.

Het fundament

“Yes, we have no foundations.” zei Hilary Putnam. Het zal de wiskundige een zorg zijn. Die beweegt zich binnen een afgebakend gebied zich zelden bewust van het feit dat hij zich op dun ijs begeeft. Als hij of zij zich maar onthoudt van stellige beweringen over zijn of haar eigen werk. De wiskundige laat zich inspireren door de werkelijkheid zoals die in andere disciplines, de fysica, de biologie, de virologie, onderzocht wordt.

Wiskundige objecten, zoals getallen veranderen niet. Olifanten wel. Kleine olifanten worden groot. Ze groeien, maar blijven ook dezelfde olifant.

Gezien de intieme relatie tussen het begrip definitie en het verzameling begrip is het niet verwonderlijk dat het begrip verzameling een fundamenteel begrip van de wiskunde is. Het definieren, hebben we gezien, is immers het begin van het wiskunde bedrijven.

Als we dat wat we willen uitdrukken gaan identificeren met de uitdrukking zelf, dan blijft ons begrip stil staan bij die uitdrukking, die als zelfstandige begrippen gaan functioneren, los van de bron, het historisch bepaalde inzicht dat zich ontplooit in een veranderende werkelijkheid. In de wiskunde kan dit: het is het theoretisch domein van de hypothetische waarheden, waarin de geldigheid van de stellingen relatief zijn ten opzichte van de voor waar gehouden axioma’s. De praktijk vraagt echter om een voortdurend heroverwegen van de modellen en de specificaties op grond van nieuwe inzichten.

Tot slot

Waar ging het om? Het ging om de waarde van de wiskunde. We wilden weten of de wiskunde wel zuiver op de graad is. Onze conclusie is dat de wiskunde weliswaar zuiver is, maar dat haar waarheden wezenlijk hypothetisch zijn. Dat hypothetische karakter geldt in nog sterkere mate voor alle wetenschappen en praktijken die gebruik maken van de wiskunde.

Het meest waardevolle inzicht is dat de gegeven natuur een eigen waarde heeft die niet opgaat in de structuren en in de functies die deze voor de mens heeft. De waarde van de natuur stijgt uit boven de economische waarden van de natuur zoals deze in de mathematische wetenschappen en de technologie wordt opgevat, als bron van mogelijkheden voor exploitatie. Anders dan in deze wetenschappen wordt voorgesteld, staat de mens niet als een denkende substantie tegenover de natuur, maar is de mens onafscheidelijk onderdeel van de natuur. De mens is natuur. Het experiment van de hypothetische wetenschap werd gezien als een bevragen van de natuur, waarbij de vragensteller buiten schot blijft. Maar deze manier van communiceren abstraheert juist van het feit dat de vragensteller zelf een betrokken onderdeel is van de natuur. Ik had deze proefopstelling hier en nu ook niet kunnen doen, dan had de natuur op deze verandering op dezelfde manier gereageerd. Dit is een voorwaarde voor het ontdekken van de natuurwetten. Maar hoe vaak kun je het gebruik van deze natuurlijke eigenschappen ongestraft herhalen?

Een ethiek van het rekenen, die in wezen een ethiek van de technologie is, zal van dit inzicht uit moeten gaan: leven is meer dan gegevens verwerken: de acceptatie van wat gegeven is.

Inspiratiebronnen

Dummet, Michael (1975). Wang’s Paradox. Synthese 30 (1975) 301-324.

Fleischhacker, Louk (1974). Inleiding Logica (I en II). Collegediktaat, Technische Hogeschool Twente, Onderafdeling der Wijsbegeerte en Maatschappijwetenschappen.

Fleischhacker, Louk (1994). Beyond structure: the power and limitations of mathematical thought in common sense, science and philosopphy. Peter Lang Europaischer Verlag der Wissenschaften, Frankfurt am Main, 1995.

Frege, Gottlob (1891), Funktion und Begriff. Vortrag gehalten in der Sitzung vom 9. Januar 1891 der Jenaischen Gesellschaft fur Medizin und Naturwissenschaf (Jena).

Fraenkel, Alfred (1923). Einleitung in die Mengenlehre. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 1923.

Hollak, Jan (1986) Afscheidscollege; gehouden op 21 februari 1986. Transcriptie van band opgenomen in de bundel Denken als bestaan: het werk van Jan Hollak, Samenstelling en redaktie: Petra Hollak, Eindredaktie: Wim Platvoet, Uitgeverij DAMON, Budel, 2010.

Stahl, Bernd Carsten; Timmermans, Job en Mittelstadt, Brent Daniek (2016). The Ethics of Computing: A Survey of the Computing-Oriented
Literature.ACM Computing Surveys, Vol. 48, No. 4, Article 55, Publication date: February 2016.

Wittgenstein, Ludwig (1921). Logisch-philosophische Abhandlung (Tractatus logico-philosophicus)

Het Kanaal

In de serie Denken in Tijden van Corona gaat het deze keer over het kanaal.

Vanwege het overschrijden van een zekere leeftijdsgrens werd ik ontslagen. De gedwongen afstand tot de bezigheden waarmee mijn werk mij gedurende veertig jaren van de straat hield bieden ruimte voor enige reflectie. Bevrijd van de waan van de dag, de drift van deadline naar deadline, is er tijd voor een vorm van “verantwoording” van waar je mee bezig was. En met “verantwoorden” bedoel ik niet meer en niet minder dan een poging een antwoord te geven op de vraag: wat heeft je eigenlijk al die jaren bezig gehouden? Waar was je zo druk mee? Zulke vragen stemmen tot nadenken. Verantwoorden is een intersubjectief gebeuren: je beantwoordt vragen die de ander stelt. Verantwoorden is dus altijd een cooperatief gebeuren. De nieuwe term co-responsibility door de medisch ethicus Ignaas Devisch ingevoerd in een reflectie op de individuele verantwoordelijk van de moderne mens voor zijn gezondheid, benadrukt dit cooperatieve, sociale karakter van de verantwoordelijkheid (Devisch, 2012). Het probleem van de individuele verantwoordelijkheid in relatie tot lifestyle en sociaal gedrag in de publieke ruimte is evident aanwezig in de discussie in Nederland over de wenselijkheid van strengere gedragsregels van overheidswege zoals het verplicht dragen van mondkapjes in alle publieke ruimtes.

De voormalig Twentse techniekfilosoof Hans Achterhuis zei eens dat het afleggen van verantwoordelijkheid iets is voor na je pensioen. Dat mag zo zijn, het is natuurlijk wel jammer dat onze ex-premier en wielrenner Dries van Agt pas na zijn pensionering een kritische houding wist aan te nemen tegen de politiek van de staat Israel en pas toen begrip toonde voor “de tragedie van het Palestijnse volk”. (Men leze zijn historische analyse in “Een schreeuw om recht.“). Zo zijn er legio voorbeelden te noemen van mensen, politici vooral, die pas tot een beter verantwoord want minder door de eigen positie bepaald inzicht kwamen in een zekere kwestie nadat ze (al dan niet gedwongen vanwege leeftijdsdiscriminatie) zich terug getrokken hadden uit hun werk. Waarom hebben ze er niet eerder over nagedacht? Dan hadden ze er misschien nog wat aan kunnen doen. Omdat hun positie, hun dagelijkse bezigheden hun geen ruimte bood voor het beantwoorden van kritische vragen naar de vooronderstellingen van je denken en doen?

Nu ben ik geen politicus. Als wiskundige zou ik me eerder moeten spiegelen aan iemand als Godfrey Harold Hardy (1877-1947) die zich in zijn Apologie van een Wiskundige verantwoordde voor wat hij tijdens zijn leven voor de samenleving heeft betekend. Hardy was een groot wiskundige. In zijn apologie laat hij de lezer zien waarom de wiskunde de schoonste wetenschap is die er bestaat. Maar dat wist ik al. Hij pleitte voor het beoefenen van de zuivere wiskunde. Hij was niet geinteresseerd in toepassingen van zijn vindingen op het gebied van de algebra en de analyse. Hoewel die er wel degelijk waren; zowel in de biologie als in de kwantummechanica. Hardy wijst er in zijn apologie op dat de zuivere wiskunde vele malen nuttiger is dan de toegepast wiskunde. Bovendien is ze vele malen schoner. “Denkbeeldige universa zijn zoveel mooier dan het knullig in elkaar geflanste ‘werkelijke’ universum, maar de mooiste voortbrengselen van de verbeelding van een toegepaste wiskundige moeten meestal direct na hun totstandkoming worden verworpen om de genadeloze reden dat ze niet kloppen met de feiten.” (Hardy 2011; p.126).

De Nederlandse wiskundige en statisticus David van Dantzig (1900-1959) had na de stormvloedramp (1953) de leiding bij het maken van berekeningen voor de Delta-werken. Van hem is de uitspraak dat de statisticus die zich met maatschappelijke problemen bezig houdt lijdt aan kernsplitsing. Een statisticus heeft een wiskundig en een maatschappelijk geweten. Het eerste eist wiskundige precisie, het tweede dringt erop aan niet al te kritisch te zijn en benaderingen te accepteren. De statisticus is in de kern gespleten.

In deze tijden van Corona worden epidemiologen en virologen van het RIVM regelmatig gevraagd om in de media uitspraken te doen over de verspreiding van het virus. Het publiek, de presentatoren en de politiek stellen vaak hoge eisen aan deze statistici, die soms moeilijk de verleiding kunnen weerstaan om uitspraken te doen die ze eigenlijk niet kunnen verantwoorden. En zeker niet in de paar minuten die de media voor het item hebben gereserveerd (want “er is weer ergens een doelpunt gescoord” of een ander de aandacht vragend belangrijk feit heeft zich aangediend). De wiskundigen kennen veelal de beperkingen van hun modellen. Maar de nuances zijn te complex voor de krantenkoppen. Het probleem is dat er veel onzin en onvolledige kennis in de media verschijnt zodat politici en publiek vaak de klok hebben horen luiden maar niet weten waar de klepel hangt. “A little learning is …

De eerste keer dat ik van Hardy verman was via een citaat in het collegedictaat Informatietheorie van docent Dirk Kleima: “A little learning is a dangerous thing.” .

De meeste mensen hebben echter geen tijd om meer te doen dan “a little learning.” Naast Nederlands en Sport is Wiskunde het belangrijkste schoolvak. Helaas zijn dit vakken waaraan op onze scholen veel te weinig tijd en aandacht besteed wordt.

Hardy heeft zich wat mij betreft onsterfelijk gemaakt met de volgende opmerking die hij eens tegen zijn vriend Bertrand Russell maakte. “If I could prove by logic that you would die in five minutes, I should be sorry you were going to die, but my sorrow would be very much mitigated by the pleasure in the proof“. Het plezier in de wiskunde -en in zijn geliefde cricketspel, daar ging het Hardy om.

Toen ik mij, net in Tel Aviv aangekomen voor een stage bij IBM, voorstelde aan mijn begeleider, vroeg hij wat ik studeerde. Ik antwoordde: toegepaste wiskunde, de naam van de onderafdeling van de Technische Hogeschool Twente waar ik ingeschreven stond. Waarop hij lachte en zei: Is er dan zoiets als niet-toegepaste wiskunde? Ik weet niet meer wat mijn reaktie was. Feit was dat ik net als Hardy de zuivere wiskunde, ik deed mijn bachelors bij Diskrete Wiskunde, veel leuker vond dan de toepassingen ervan in de praktijk. Daarnaast was ik meer geinteresseerd in de meta-vragen, zoals: wat betekent dat eigenlijk “toepassen van wiskunde”? Het is de vraag naar de relatie tussen wiskunde en werkelijkheid, die zich kennelijk leent voor het toepassen van de wiskunde. Ik zou later afstuderen op functies die zich op zichzelf toepassen. Iets wat je nodig hebt voor het wiskundig beschrijven van de werking van programmeerbare automaten. Die functioneren immers vanzelf. Idealiter, wel te verstaan. Het ideaal van de technische mens is een mens die in contemplatie staat te kijken naar de door hemzelf gemaakte automaten en robots die alles, maar dan ook alles, zelfstandig doen.

Ethische kwesties

De wiskunde is voor wat betreft haar resultaten volstrekt waardevrij. Wat iets anders is dan waardeloos. Als het gaat om ethiek van wiskunde dan gaat het meestal over de toepassingen ervan. En dan zitten we al gauw verstrikt in de techniek. Moraalfilosofen die nadenken over ethische kwesties rondom techniek houden zich het liefst bezig met (het ontwerp van) concrete technische producten: de wasmachine, de mobiele telefoon, de centrale verwarming, een verkeersdrempel. Ze zijn vooral geinteresseerd in de vraag wat zo’n technisch instrument doet met de gebruiker, met een samenleving. Hoe het produkt van invloed is op en een uitdrukking is van bepaalde morele waarden. Wat zijn de gevolgen van de introductie van een corona app op de mobiele telefoon die bijhoudt bij wie je in de buurt bent geweest? Het zijn belangrijke vragen. En het is van groot belang dat deze vragen bij het ontwerp en niet pas achteraf aan de orde komen. Ondernemers, uitvinders, politici en technici zijn met heel andere dingen bezig dan met dit soort vragen. De ontwikkelaar van een nieuwe app voor publiek gebruik is druk met het voldoen aan allerlei eisen die vanwege privacy aan zijn product gesteld worden. Hij weet precies wat de technische mogelijkheden en onmogelijkheden zijn, mede gezien de functionele eisen die aan het product gesteld worden. De gedragsdeskundige weet hoe mensen in de praktijk met het product om gaan. De opdrachtgever moet soms in overleg met consument en politiek beslissen of het resultaat van de afwegingen voldoet aan de risico’s die hij wil nemen.

In plaats van je te betrekken bij de ontwikkeling en de introductie van nieuwe technologie kun je je ook bezighouden met het verhelderen van inzicht in de soort van problemen die typisch gevolg zijn van technologie, zoals het probleem van de verantwoordelijkheid in een samenleving die steeds meer beheerst lijkt te worden door automatie en kunstmatige intelligentie. Het gaat dan om inzicht in de eigen aard van het wetenschappelijk denken waarvan de moderne technologie een product is. Het gaat anders gezegd om inzicht in een bepaalde manier van naar de werkelijkheid kijken. Of misschien moet je zeggen om een bepaalde vorm die we aan de werkelijkheid geven. Wat is die vorm? Ik denk dat het goed is onderscheid te maken tussen problemen van de techniek en technische problemen. Problemen van de techniek kunnen uiteraard niet door middel van technologie opgelost worden. Je kunt problemen die door een bepaalde denkwijze ontstaan zijn niet door diezelfde denkwijze oplossen. Ze vragen om een andere benadering.

“We merken wat de mogelijkheden maar ook de beperkingen van digitaal contact zijn.” merkt de Twentse techniekfilosoof Peter-Paul Verbeek op in een interview in Trouw (16-05-2020) midden in de Corona crises. Tijdens de crisis moeten zowel professionele bijeenkomsten als prive-contacten verlopen via digitale kanalen omdat fysiek contact vermeden moet worden. Wat is de aard en wat is de bron van de beperkingen waar Verbeek het over heeft? Mijn inziens gaat het ook hier om een probleem van de techniek. Het heeft zin om helder te krijgen wat dat probleem is en hoe zich hierin de eigen aard van de techniek laat kennen. Wat doet het kanaal met de communicatie ?

Omdat taal de uitdrukking is van onze kijk op en ons begrip van de werkelijkheid verschaft een analyse van taalgebruik en veranderingen in taalgebruik een toegang tot de wijze waarop wij ons zelf en onze relatie tot de werkelijkheid zien. Misschien dat dat ogen opent en inzicht geeft in de moderne problemen.

Ik probeer met mijn historische speurtochten de voor de hand liggende vooronderstellingen (“the obvious presuppositions”, Louk Fleischhacker in Beyond Structure), de stilzwijgende aannames, van het moderne mathematisch technologisch denken bloot te leggen.

Je kunt kijken naar de gevolgen van techniek, naar wat techniek doet met mensen. Je kunt ook kijken naar de bron van de techniek, waar komt het uit voort. Beide kunnen inzicht verschaffen die ons verder helpt.

Taal en techniek

Nu heb ik me in mijn arbeidzaam leven vooral beziggehouden met taal en techniek. Toen ik jaren na mijn afstuderen tijdens een wandelingetje over de campus van de Universiteit, ik was mijn college aan het voorbereiden, Louk, mijn afstudeerdocent, tegenkwam, vroeg hij waar mijn college over ging. “Formalisering van natuurlijke taal” antwoordde ik. Waarop hij reageerde met: “Oef! Dan ben je nog wel even bezig. Want als je de taal wilt formaliseren dan moet je de hele mens formaliseren.“. Ik ben er in de loop der jaren achtergekomen hoe waar dat is. Taal en spraak bleken al snel niet voldoende. In het Parlevink-project van onze onderzoekgroep, onder leiding van mijn Friese promotor, Anton Nijholt, verruimden we de blik van de gesproken talige gebaren naar de lichaamstaal. Het nieuwe college heette Conversational Agents waarin we de communicatieve gedragingen (“behaviours”) van mensen die een gesprek voeren (“talk-in-interaction”) beschreven. Het uiteindelijke doel was die gedragingen door computers, artificiele mensen (grafische “avatars”, of fysische robots) te laten uitvoeren. Het doel van AI was volgens de pioniers van de AI, Charniak en McDermott (1985) immers een persoon te maken. Kan iets minder nut hebben dan dat? Ik denk het niet. Gezien het fanatisme waarmee aan het AI project gewerkt wordt moet het wel een hoger, een religieus doel wellicht, dienen. Volgens Kant is iemand een persoon in zoverre die verantwoordelijk is en gehouden wordt voor de dingen die hij doet. Ontneem je iemand de verantwoordelijkheid dan neem je hem niet meer als persoon. Ik weet niet of de pioniers van de AI Kant’s definitie van persoon voor ogen hadden, maar het is een feit dat er serieus door mensen die aan AI werken wordt gewerkt aan artificiele agenten die moreel verantwoordelijk zouden zijn voor wat ze doen. Anderzijds is het door de complexiteit van de economie en de technologie steeds moeilijker geworden om aan te geven wie er verantwoordelijk is voor de nieuwe technische ontwikkelingen. Waar is de persoon waar Kant het over heeft? Is er nog wel plaats voor deze figuur in onze moderne informatie-maatschappij?

Het is dus een vorm van zelf-reflectie in het kwadraat wanneer ik via elementen van taal-gebruik mijn aandacht richt op de manier waarop in de wetenschap en vanuit een technisch perspectief over taal wordt nagedacht. Het is onontkoombaar dat we dan de geschiedenis in duiken. Daar spelen immers het gewoel en geworstel waarvan de vanzelfsprekendheden van het moderne taalgebruik de sedimenten zijn.

Informatietheorie

Dirk Kleima was mijn docent Informatietheorie, een keuzevak waarin ik voor de tweede keer kennis maakte met het begrip entropie. De eerste keer was bij de behandeling van de tweede hoofdwet van de thermodynamica. Hij liet in een college over het entropie-begrip zien – door middel van wiskundig gegoochel met kansen – dat informatie-uitwisseling altijd gepaard gaat met energie-uitwisseling en dat het Maxwell-duiveltje dus niet bestaat. Maxwell had het verband beschreven tussen de klassieke, macroscopische thermodynamica en het microscopische gedrag van de toen nog nog speculatieve gastheorie. Het begin van de statistische mechanica.

Entropie is wat groter wordt als je de natuur op zijn beloop laat. Als het heelal een gesloten systeem is dan streeft het naar een evenwicht, een toestand met maximale entropie. Het geeft aan in welke richting de tijd gaat: je kunt natuurprocessen niet achterstevoren laten verlopen.

De tijd speelt een grote rol in het tot stand brengen van communicatie. Je kunt namelijk niet met elkaar communiceren als je niet in dezelfde tijd leeft. iedereen weet dat. Wie wel eens met iemand aan de andere kant van de aardbol een gesprek heeft gevoerd weet dat de vertraging het vloeiende verloop van het gesprek in de weg zit. De natuurlijke orde waarin de signalen van beide gesprekspartners in elkaar passen wordt verstoord. Communicatie verloopt wezenlijk anders tussen twee lichamen die op dezelfde locatie zijn dan tussen twee lichamen die niet in elkaars directe omgeving zijn.

Van Kleima leerde ik ook dat toename van kennis toename van entropie kan veroorzaken. Wat erg tegen de intuitie is, die immers zegt dat je door meer kennis minder chaos krijgt en dus juist een kleinere entropie. Het heeft me voor altijd waakzaam gemaakt als wetenschappers het over kansen hebben. Er is geen begrip waarover zoveel verwarring bestaat als over het kansbegrip.

Als de Groninger Kleima het over een kanaal had, dan zei hij altijd: “knaal”. Maar over welk “knaal” had hij het eigenlijk? Vast niet over het “Stieltjeskanaal”.

Het Kanaal

De Duitse natuurkundige Heinrich Hertz (1857-1894) stierf op 36 jarige leeftijd aan de gevolgen van een bloedziekte. Veel te vroeg, vond ook Von Helmholtz die de Vorrede schreef in Hertz’ belangrijke postuum uitgegeven Prinzipien der Mechanik. Hertz was een genie. Hertz lukt het met zijn oscillator de reeds door Maxwell voorspelde elektromagnetische golven op te wekken. Daarmee bevestigde hij de theorie van James Maxwell (1831-1879) uitgedrukt in een stelsel van wiskundige vergelijkingen die het verband aangeven tussen magnetische velden en electriciteit. Over zijn ontdekking merkte Hertz eens op:

Het is van geen enkel nut… Het is slechts een experiment dat bewijst dat Maestro Maxwell gelijk had. We hebben slechts deze mysterieuze elektromagnetische golven die we met het blote oog niet kunnen zien, maar ze zijn er wel.” Toen een van zijn studenten hem vroeg: “Wat nu?” antwoordde hij: “Niets, denk ik.” 

Hertz stierf net voordat de Italiaanse uitvinder en ondernemer Guglielmo Marconi (1874-1937) anders aantoonde. In 1890 begon deze Guglielmo, hij had een hekel aan school, op zijn zolderkamertje te experimenteren met radiogolven. Na jarenlang gepiel lukte het met door hemzelf gemaakte zend- en ontvang-apparatuur draadloos een signaal over een afstand van wel 2400 meter te sturen. De geboorte van de draadloze telegrafie. Wie kan zich niet de fascinatie herinneren toen hij met zijn zelf inelkaar gesoldeerde luciferdoosje-ontvanger met een zelfgemaakte inductiespoel de eerste signalen uit de ether opving? Ik nog wel: “ik hoor stemmen!

Omstreeks 1850 ging telegrafie via electrische draden. Er werd een seinsleutel gebruikt waarmee morse codes (1835) werden gegeneerd. Daarvoor werden er optische systemen, seinpalen met armen, de semafoor (1793), gebruikt voor het telegraferen van berichten over afstand. En daarvoor stonden mensen met hun armen te zwaaien op heuveltoppen om berichten door te geven.

Omdat de Italiaanse regering geen brood zag in Marconi’s gedoe, vertrok hij naar Engeland. De Britse post zag er wel wat in. Om een lang verhaal kort te maken: op 27 maart 1899 werden de eerste berichten van Frankrijk over het kanaal naar Engeland verstuurd. In 1901 toonde Marconi aan dat radiogolven geen last hebben van de kromming van de aarde. Op 12 december van dat jaar werden de eerste morse-signalen die vanuit Cornwall verzonden werden in New Foundland ontvangen. Over de Atlantische Oceaan, een afstand van zo’n 3200 kilometer. Het eerste draadloze intercontinentale communicatiekanaal met radiogolven was geboren.

Plakette in London, Newgate Street.

Proberen we ons voor te stellen hoe dat ging. In Cornwall wordt een morse-signaal verstuurd door een seinsleutel in Cornwall: een stel lange tonen en een stel korte piepjes. 3200 km verderop aan de overzijde staat in New Foundland iemand te wachten bij een ontvangpost. Zou er iets komen? Er klinkt wat geruis, een signaal…? Ik neem aan dat de mensen aan beide zijden van de oceaan een tijd hebben afgesproken hoe laat het experiment zal plaatsvinden. Dat moest nog zonder telefoon of whatsapp bericht, want die waren er nog niet. Die waren ze namelijk net bezig uit te vinden. Verder zal men wellicht hebben afgesproken wat er overgestuurd ging worden. Feit is dat aan de ontvangstkant men op een gegeven moment een rijtje signalen opving waarvan men meende te kunnen zeggen dat het verband hield met een signaal dat aan de overkant verzonden was. Misschien kon men wel precies, dwars door alle ruis heen, zeggen hoe de boodschap luidde die verstuurd was. Maar er was contact: wat er aan de ene kant uit het kanaal kwam was bepaald door wat er aan de andere kant in was gestopt. Zoveel was zeker.

Terzijde: Downton Abbey en het Marconi-schandaal

Wie de prachtige Britse drama-serie Downton Abbey heeft gezien heeft vast gehoord van het Marconi-schandaal. Het tv-drama speelt in de jaren 1912-1925 en gaat over de standsverschillen tussen personeel en bewoners van een groot landhuis in Engeland. Leden van de familie waren op een of andere duistere wijze betrokken bij het schandaal. De ondernemende Italiaan had in Engeland de Marconi Wireless Telegraph Company opgericht. Het Marconi-schandaal speelde in 1912. Leden van de liberale regering werden verdacht van het misbruik van voorkennis over een op handen zijnd contract voor de aanleg door de Britse regering van een groot netwerk van telegraafverbindingen met alle delen van het Britse rijk. Dit contract over de aanleg van de Imperial Wireless Chain werd aan de Marconi Company toegewezen. Een aantal ministers zou aandelen in een Amerikaanse aan de Marconi Company gelieerde onderneming hebben gekocht. Onderzoek door een speciale commissie toonde aan dat dit inderdaad het geval was, maar de liberale leden van de onderzoekscommissie pleitten de Ministers vrij van blaam. In de aanklacht speelde de schrijver en filosoof G.K. Chesterton een belangrijke rol. Chesterton, bekend van zijn creatie de dominee-detective Father Brown, was een echt christenmens. Zijn bemoeienis met de zaak zou deels voortkomen uit anti-semitische gevoelens. Kortom het werd een echt schandaal. Volgens sommige historici markeert het Marconi-schandaal, meer nog dan de Grote Oorlog, een periode waarin een einde kwam aan onschuld en onwetendheid van het Engelse volk. In de tv-serie Downton Abbey wordt regelmatig aan deze omslag gerefereerd.

Shannon en Weaver: communicatie en informatie

In 1949, een jaar na de eerste publicatie van Norbert Wieners’s Cybernetics over control and communication in the animal and the machine, verscheen The Mathematical Theory of Communication van Shannon en Weaver. Het is een top tien publicatie van de afgelopen eeuw dat gaat over wat het sleutelbegrip van de nieuwe tijd zou worden: INFORMATIE. Ik kocht het boekje in 1972 voor 6 gulden en 75 cent. Kleima behandelde het in zijn colleges Informatietheorie.

Informatie contra betekenis

Het is altijd goed voor het begrip om even stil te staan bij de bron. Een paar citaten uit het door Weaver geschreven eerste inleidende hoofdstuk “Some recent contributions“.

“The word communication will be used here in a very broad sense to include all of the procedures by which one mind may affect another.”

“The language of this memorandum will often appear to refer to the special, but still very broad and important, field of the communication of speech…”

Het gaat dus in het bijzonder om de processen waarin door middel van spraak een geest (Eng. mind) een andere geest beinvloedt.

Vervolgens worden drie niveaus van communicatie elk met hun eigen probleem onderscheiden: 1) het technische: hoe accuraat kunnen symbolen worden overgestuurd vanuit een bron via een kanaal naar een zender? 2) het semantische: hoe precies brengen de ontvangen symbolen de bedoelde betekenis over? en 3) het economische: hoe effectief beinvloedt de ontvangen betekenis het gedrag van de ontvanger?

Bij de telegraaf betreft het technische probleem de accurate codering van de mogelijke boodschappen die een zender kan versturen door een communicatiekanaal. Taal is alles wat gezegd kan worden. Hoe meer er gezegd kan worden des te meer bits zijn gemiddeld nodig om berichten over te sturen. Bestaat de taal alleen uit de woorden “Ja” en “Nee” dan is 1 bit voldoende. Verder is het nuttig om veel gebruikte letters, woorden en boodschappen een kortere code te geven dan de minder vaak voorkomende. Coderingstheorie is toegepaste kansrekening.

Het woord “informatie“, zegt Weaver, heeft in deze theorie niet de alledaagse betekenis. Je moet het niet verwarren met betekenis. Het betekenis aspect is volstrekt niet van belang voor het technische aspect waar de ingenieur naar kijkt.

De hoeveelheid informatie wordt niet bepaald door wat je zegt, maar door wat je had kunnen zeggen. (“To be sure, this word information in communication theory relates not so much to what you do say, as to what you could say.”) . Informatie is de maat voor de keuzevrijheid die de zender heeft bij het selecteren van zijn bericht. De hoeveelheid informatie wordt bepaald door de hoeveelheid aan mogelijkheden die de zender had toen hij zijn keuze maakte. Laat een zender zich bij het beantwoorden van een ja/nee-vraag volledig bepalen door de vraag die gesteld wordt: “Wilt u koffie of thee?“, dan heeft deze een keuze uit twee mogelijkheden. Zijn antwoord bevat dan 1 bit informatie.

Het semantische probleem betreft hoe de ontvanger het ontvangen bericht begrijpt of interpreteert in relatie tot de bedoelde betekenis van de zender. Kortom snapt de luisteraar aan de ene kant de spreker aan de andere kant van het kanaal wel? Om aan te geven hoe lastig dit probleem is geeft Weaver een beschrijving van wat later het probleem van common knowledge (David Lewis, Convention, 1969), of shared knowledge (Stephen Schiffer, Meaning, 1972) genoemd zou worden. Weaver stelt het volgende vast:

Als de heer X denkt dat hij niet begrijpt wat de heer Y zegt, dan is het theoretisch niet mogelijk dat Y door maar door te gaan met het gesprek met X volledig opheldering te geven zodat X het wel begrijpt in eindige tijd. Immers, als Y vraagt: “begrijp je nu wat ik bedoel?” en X zegt daarop: “Zeker snap ik het.” dan biedt dit geen garantie dat ze tot gedeelde kennis zijn gekomen.

Met andere woorden het is niet mogelijk kennis te delen, zodanig dat gesproken kan worden van common knowledge. Althans in theorie niet.

Dit fundamentele communicatieprobleem (“basic difficulty”) kan, zo stelt Weaver, althans wanneer het om gesproken interactie gaat, tot een tolereerbaar probleem worden teruggebracht (maar nooit volledig worden geelimineerd) door “explanations” die a) niet meer dan benaderingen zijn van de ideeen die verklaard worden, en die b) begrijpelijk zijn omdat ze uitgedrukt worden in een taal die van te voren al duidelijk is gemaakt “by operational means”. Bij voorbeeld, zegt Weaver, kost het niet veel tijd om de symbolen voor “ja”en “nee” in welke taal dan ook begrijpelijk te maken.

De psycholinguisten Herbert Clark en Catherine Marshall (1981) noemen Weaver’s “basic difficulty” de Mutual Knowledge Paradox. Stel Anna vraagt Bob: “Wat vond je van de film?” refererend naar Monkeys Business die ze net gezien hebben. Anna en Bob moeten niet alleen beide naar MB refereren, Anne moet weten dat Bob dit weet, Bob moeten dat Anna weet dat Bob weet dat … en zo voort. Ad infinitum.

De moderne vorm van het probleem is in termen van software agenten die met elkaar moeten onderhandelen om tot een overeenstemming te komen. We zien dan ook herformuleringen van de paradox in de formele kennislogica (zie Fagin et al. 1996). Hoe kunnen we bewijzen dat een groep met elkaar communicerende agenten elkaar begrijpt? Het antwoord is simpel als Hollandse kaas: dat kunnen we niet.

De Mutual Knowledge Paradox is een probleem dat voortkomt uit de wijze waarop over communicatie en taal gedacht wordt. Die wijze van denken is reflecterend en technologisch: er wordt vanuit de techniek naar de werkelijkheid gekeken. De paradox is typisch een probleem van de techniek dat zich niet door technische middelen laat oplossen. Dit soort paradoxen kunnen alleen worden opgelost door ze weg te gooien als een oude ladder. Maar wel nadat je deze gebruikt hebt om er zicht op te krijgen.

Hierboven citeerden we Weaver die stelde “Als de heer X denkt dat hij niet begrijpt wat de heer Y zegt,…”. In de praktijk zal X om verduidelijking vragen of daar voorlopig van afzien tot het probleem zich wellicht vanzelf oplost.

Wat iedere onbenul weet

Common knowledge is wat iedere onbenul weet (“what any fool knows”) zei de wiskunde en computer wetenschapper John McCarthy (1927-2011), een van de grondleggers van de AI en ontwerper van de programmeertaal LISP. Iedere gek weet wat ieder lid van een bepaalde gemeenschap weet.

Wat de gek weet is wat de filosoof en de ingenieur in hun reflectie vergeten zijn.

Shannon en Weaver en in hun kielzog Clark en Marshall nemen het technische standpunt in van de ingenieur die van buiten af naar het taalgebruik kijkt zonder zich op dat moment te realiseren dat hij als niet deelnemend aan het gesprek niet meer de taal spreekt die hij zou spreken wanneer hij in gesprek is met de mensen waarover hij het heeft. (Zie ook mijn stukje over Ludwig’s Privacy).

Eerder merkten we al op dat je problemen die voortkomen uit een bepaalde denkwijze niet kunt oplossen door middel van die zelfde denkwijze. Het theoretisch probleem van Common Knowledge is zo’n probleem.

Hoe weten we of iemand iets weet?

Er heerst een opvatting over kennis die zegt dat kennen meer is dan geloven. Als je iets weet dan geloof je het niet alleen maar dan is wat je gelooft ook waar. Je kunt er argumenten voor aandragen en het bewijzen dat het zo is.

Anderzijds is het zo dat als je iets gelooft dan geloof je ook dat het waar is wat je gelooft. Je kunt niet geloven dat p en tegelijkertijd je beseffen dat p niet waar is. Maar hoe kan kennen dan meer dan geloven zijn?

Kennelijk kunnen we het in verschillende situaties over kennen hebben.

Een docent stelt zijn leerling Jan een vraag om zijn kennis over een bepaald onderwerp te testen. De docent weet dat p en wil weten of de leerling het ook weet en of hij dit kan beargumenteren. De docent wil een antwoord op de vraag: “Weet Jan dat p ?” Deze school-situatie is een andere dan de normale buiten-schoolse situatie waarin we willen weten wie ons kennis of informatie kan verschaffen over een of ander onderwerp. De vraag is dan: Wie weet of p?

Weaver, Clark en Marshall, en veel filosofen die reflecteren over kennis stellen zich op het schoolse standpunt: “knowledge is true belief”. Bernard Williams spreekt in Deciding to believe (1970) van “a deep prejudice in philosophy”. In de gewone buitenschoolse situatie is kennis hebben hetzelfde als informatie hebben, geloven dat iets zo is zoals je gelooft dat het is. De idee van zekerheid of waarheid komt pas op wanneer iemand anders je vraagt of wanneer je jezelf afvraagt: weet je dat wel zeker? of: heb je dat wel goed begrepen?

Het gedachte kanaal

In de gedachtenwereld van het kanaal hebben we te maken met een situatie waarin het gesprek wordt voorgesteld als een communicatie-proces waarbij een bron kennis heeft, deze kennis in taal codeert en als bericht via een kanaal stuurt naar een ander systeem, de ontvanger. Deze decodeert het bericht en slaat de kennis op in zijn systeem. Het is een voorstelling waar we ons moeilijk los van kunnen maken wanneer we over de zaak nadenken. Maar we weten dat het zo niet werkt. Dat de werkelijkheid niet bedacht is en dat er al communicatie was voordat het eerste kanaal gegraven werd.

De betekenis van Marconi’s werk voor de hedendaagse filosofie van de taal en de techniek kan nauwelijks overschat worden. Gedurende het tijdperk van de overgang van de 19de naar de 20ste eeuw spelen zich in de intellectuele centra van Europa, Berlijn, Wenen, Florence, Parijs ontwikkelen af die niet alleen hebben geleid tot de technologie van de denkende, taalverwerkende en sprekende machines, maar ook tot een functionele, technologische manier van denken op alle terreinen van het moderne leven, waarin de taal niet meer het huis is waarin we opgroeien en van waaruit we de wereld gestalte geven, maar waarin de taal een communicatiekanaal is geworden dat als instrument gehanteerd wordt om te bepalen met wie we ons huis willen delen en hoe we dat zullen inrichten. Maarten Coolen noemde het probleem van de verantwoordelijkheid in relatie tot de schijnbaar autonome ontwikkeling van de “autonome”, “intelligente” informatie- en communicatie-technologie in een steeds complexere samenleving een praktische paradox (Coolen 1987). Deze paradox is geen technisch probleem dat door technische middelen kan worden opgelost, maar een probleem van de techniek dat vraagt om bewustwording van en werken aan de veranderende sociale relaties die we tegenover onze natuur en onze technologie hebben.

Bronnen en referenties

Clark, Herbert (1996) Using Language, Cambridge University Press

Clark, Herbert en Marshall Catherine (1981) Definite Reference and Mutual Knowledge, In: H.H. Clark, Arenas of Language Use, The University of Chicago Press, 1992.

Coolen, M. (1987). Philosophical Anthropology and the Problem of Responsibility in Technology. In P. T. Durbin (Ed.), Philosophy and Technology, Vol. 3: Technology and Responsibility (pp. 41-65). Dordrecht: Reidel.

Van Dantzig, David (1954). De verantwoordelijkheden van de statisticus, Statistica 7, 1954

Devisch, Ignaas (2012). Co-responsibility: a new horizon for today’s health care? Health Care Anal (2012) 20:139-151.

Fagin, Ronald; Halpern, Joseph; Moses, Yoram; Vardi, Moshe (1996), Reasoning about knowledge, MIT Press, Cambridge, Mass., 1996

Hardy, G. H. (2012) [Eerste uitgave 1940, met voorwoord van C.P. Snow, 1967]. A Mathematician’s Apology. Cambridge University Press

Uit de Einleitung van Hertz’ Prinzipien der Mechanik (1894)

Hertz, Heinrich (1894). Die Prinzipien der Mechanik in neuen Zusammenhange dargestellt. Mit einen Vorworte von H. von Helmholtz

Williams, Bernard (1970). Deciding to believe. In: Problems of the self: philosophical papers. Cambridge University Press, 1973.