Donderdag 21/01/2021

'Hersenen zijn veel ingewikkelder dan computers'

'Toen ik in Parijs woonde heb ik twee jaar voor de Europese editie van de International Herald Tribune gewerkt', vertelt David Bodanis. 'Het eerste wat ik daar opstak, was dat een triviaal artikel niet in de krant kwam, of ergens achteraan waar niemand het las. Een betere les in schrijven was er niet.' Tegenwoordig schrijft Bodanis populair wetenschappelijke boeken die wereldwijd lovende kritiek oogsten om hun diepgang, toegankelijkheid en vooral originaliteit. En terecht, want wanneer je zijn boeken leest, merk je dat de man eerst en vooral een schrijver is en pas op de tweede plaats een wetenschapper. Door Marnix Verplancke

David Bodanis

Het elektrisch universum, een geschiedenis van de elektriciteit

Oorspronkelijke titel: Electric Universe. The Shocking True Story of Electricity

Ambo, Amsterdam, 234 p., 19,95 euro.

Debuteren deed Bodanis, een Amerikaan die in Europa is blijven plakken na zijn studies, een paar jaar geleden met E=mc2, de geschiedenis van de formule die de wereld veranderde. Er zijn hele bibliotheken bij elkaar geschreven over Einstein en zijn wereldvermaarde formule, maar geen enkel ander boek springt op zo'n frisse manier om met dit onderwerp als dat van Bodanis. In plaats van voor de zoveelste keer uit te leggen hoe knap Einsteins inzicht wel was en wat voor gevolgen het heeft gehad voor de wetenschap, concentreert hij zich op de afzonderlijke symbolen van de formule. Hij vertelt het verhaal van het energiebegrip, duikt onder in de geschiedenis van het gelijkheidsteken en ga zo maar door, tot hij de hele formule heeft en de betekenis ervan kan verduidelijken. Stellen dat Bodanis' boek even beroemd geworden is als de formule waarover het gaat, is natuurlijk overdreven, maar het is toch uitgegroeid tot een klassieker in het genre.

Bodanis' tweede boek is Het elektrisch universum, een geschiedenis van de elektriciteit, in feite twee boeken ineen. Enerzijds is het het verhaal van hoe elektriciteit werkt, anderzijds focust het ook op een aantal belangrijke figuren uit de geschiedenis van de elektriciteit en toont het aan hoe die met hun inzichten en uitvindingen onze wereld fundamenteel hebben veranderd. We lezen hoe Joseph Henry de telegraaf uitvindt, hoe Alexander Graham Bell op het idee komt van de telefoon en hoe Thomas Edison door een concurrent van Bell Telephone aangezocht wordt om de patenten van die firma op zodanige wijze te kopiëren dat ze geen inbreuk maken op de wetgeving, wat aanleiding geeft tot duizenden nieuwe patenten zoals die op gloeilampen, zekeringen, kabels, ondergrondse isolatoren en zelfs hele elektriciteitscentrales. Bodanis doorloopt de gehele geschiedenis en het hele spectrum van de elektriciteit. Michael Faraday komt ter sprake, en Heinrich Hertz, net zoals Guglielmo Marconi en Alan Turing. Wat Het elektrisch universum zo ingenieus maakt is Bodanis' inzicht dat afwisseling niet alleen doet eten, maar ook doet lezen. Geen twee hoofdstukken lijken op elkaar en hij is zelfs niet te beroerd om Heinrich Hertz aan de hand van citaten uit zijn dagboeken en brieven zelf te laten vertellen hoe hij de elektromagnetische golven ontdekte. Van origineel gesproken.

Natuurlijk is zijn boek niet volledig; het is immers geen encyclopedie. Sommige misschien minder belangrijke figuren worden vermeld terwijl andere, die wel een wezenlijke bijdrage leverden aan de ontwikkeling van de elektriciteit, achterwege blijven. Waarom wel Alexander Graham Bell, Thomas Edison en Heinrich Hertz en niet Luigi Galvani, Georg Ohm of Nikola Tesla, zo kunnen we ons bijvoorbeeld afvragen. Bodanis: "Er wordt nogal eens neerbuigend gedaan over spaghetti-westerns, maar misschien waren het wel pareltjes van de vertelkunst. Neem nu The Good, the Bad and the Ugly, drie hoofdpersonages, elk heel verschillend van de anderen en alle drie zijn ze samen te vatten onder een enkel slagwoord. Toen ik het boek uitdacht, besefte ik al gauw dat ik er afwisseling in moest steken om het boeiend te houden. Er steekt een genie in, een slechterik die met de pluimen van een ander gaat lopen en een man die misschien wel de wereld gered heeft doordat hij niet in een achterafplaatsje in zijn kazerne wou blijven zitten. De reden waarom mijn boeken zo succesvol zijn, denk ik, is dat ik aan de lezer denk wanneer ik ze schrijf. Triviale boeken vindt niemand goed. Goed uitgedachte daarentegen, die inspelen op de interesses en emoties van de lezers wel."

Er zit zelfs een heus oorlogsverhaal in het boek. Er wordt weleens beweerd dat de Eerste en de Tweede Wereldoorlog de medische wetenschap enorm vooruit geholpen hebben. Antibiotica en bloedtransfusie zijn er onder druk van de oorlog gekomen. Geldt iets dergelijks ook voor de elektriciteit?

"Oorlog versnelt het wetenschappelijk onderzoek, niet dit van fundamentele aard, maar wel het toegepaste. Er rijst een probleem dat binnen de kortste keren opgelost dient te worden anders verlies je misschien de strijd, en dan kan er verbazingwekkend veel. De uitvinding van de radar is daar een mooi voorbeeld van. Eind jaren dertig was men perfect in staat om lange radiogolven uit te zenden en weer op te vangen. Om het simpel uit te drukken bewogen ze een elektron op en neer en wat er uitkwam was een golf. Lange golven hebben echter de eigenschap overal omheen te gaan. Een klein vliegtuigje in de lucht is voor hen geen uitdaging: daar gaan ze rond en weg zijn ze. Daar heb je natuurlijk niets aan als je wilt dat je golven weerkaatst worden. Daarvoor heb je korte golfjes nodig en die opwekken was wel degelijk een probleem. Het elektronnetje van daarnet moest dan heel vlug en slechts een heel klein beetje op en neer gaan. Zowel de Engelsen als de Duitsers werkten eraan in de aanloop naar de Tweede Wereldoorlog. De Engelse wetenschappers waren niet zo goed als de Duitse, maar zij gingen uit van een verdedigingssituatie, terwijl de Duitse redeneerden vanuit een invasiestandpunt. De Engelsen wilden zich kunnen verdedigen vanop hun eiland - in die zin is er vandaag nog niet veel veranderd - en ontwierpen daardoor een eerste, verschrikkelijk log radarsysteem met reusachtige antennetorens van wel honderd meter hoog die de Duitsers niet neerhaalden omdat ze zich niet konden voorstellen dat die kolossen iets te maken hadden met een fijnzinnig radarsysteem. Het is door dit systeem dat ze echter de slag om Engeland verloren en de oorlog een heel andere wending kreeg. Niet veel later merkten de Engelsen dat ook de Duitsers een eigen radar ontwikkeld hadden. Alleen gebruikten ze geen grote torens die je van uren ver zag staan, maar installaties die vanonder het zeildoek van een vrachtwagen werkten en dus ook nog eens mobiel waren. Hoe die Duitsers hem dat gefikt hadden, wisten ze niet, dus rustten ze een commando uit om zo'n radar te stelen, hem deskundig te ontmantelen en de componenten stuk voor stuk naar Engeland te halen met speedboten. Ha, leuk, denkt u nu, maar dat was het in feite niet, want door de Duitse radar te bestuderen, ontdekten ze de zwakheden ervan en waren ze in staat hem vanuit de lucht te storen en de beruchte raids met brandbommen uit te voeren op steden als Hamburg en Dresden, met honderdduizenden burgerslachtoffers als gevolg."

Dat verhaal vormt een omslagpunt in uw boek: opeens wordt elektriciteit iets concreets voor iedereen.

"Het staat inderdaad niet toevallig in het midden van het boek. Het toont immers aan dat elektriciteit voor hoogte- en dieptepunten heeft gezorgd, waardoor het verhaal van de elektriciteit zelf ook een beetje de vorm van een golf aanneemt. Bovendien komen er nogal wat dooie blanke mannen voor in het eerste deel van het boek, zoals Michael Faraday en Heinrich Hertz. Ik heb het interessante uit hun werk naar voor proberen brengen, maar cru gezegd waren het toch allemaal maar mannen die in hun labo zaten en experimenten deden. De oorlog haalde de elektriciteit weg uit dat labo en maakte er een zaak van wereldbelang van. En hij bezorgde mij natuurlijk een goed verhaal. Een populair wetenschappelijk boek steekt immers boven de middelmaat uit door net als een roman gebruik te maken van spanningsbogen. En je mag natuurlijk nooit al te belerend zijn. Duidelijkheid, daar komt het op aan. Wat ik wil doen is de wetenschap zo duidelijk en begrijpelijk maken dat de lezer het gevoel krijgt dat hij in feite niets bijleert, terwijl dat in realiteit wel het geval is. Een goed leraar geeft je toch ook niet het gevoel dat hij je iets aanleert. Het lijkt alsof hij je begeleidt op een persoonlijke ontdekkingstocht. En achteraf heb je het gevoel dat je zelf iets hebt gedaan. Dat gevoel wil ik mijn lezers bezorgen."

Wie was volgens u de belangrijkste wetenschapper op het gebied van de elektriciteit?

"Wellicht Michael Faraday. De man lijkt een beetje op de achtergrond verdwenen te zijn, maar ten onrechte. Albert Einstein had altijd een portret van hem boven zijn bureau hangen, zowel in Duitsland als later in Amerika. Faraday was niet alleen de eerste die zich realiseerde dat elektriciteit bestaat uit kleine elektronen die zich voortbewegen, hij ontdekte ook het bestaan van onzichtbare krachtvelden. Zodra je dat aanvaard hebt kun je aan de slag met radio, gsm, glasvezeloptica, radar en noem maar op. Faraday kwam op het idee van het bestaan van krachtvelden vanuit zijn christelijk geloof. Voor hem was God een universele kracht die je niet kon zien, maar er wel altijd was. Toen hij in Zwitserland verbleef, zag hij een waterval. Hij merkte hoe er een regenboog ontstond wanneer de zon op het neerstortende water scheen. Op het moment dat er echter een wolk voor de zon schoof, verdween de regenboog, maar volgens Faraday was die niet echt weg. Hij zag hem alleen niet meer. Wacht, zei hij, straks is hij er terug, en inderdaad, toen de zon weer doorbrak, was de regenboog er weer. Deze gebeurtenis zette hem aan het denken en zo kwam hij op het idee dat er rond een elektrische leiding onder spanning een onzichtbaar krachtveld heerst."

En wat met de uitvinding van de transistor, want die heeft de voorbije halve eeuw toch de hele wereld op zijn kop gezet?

"Voor er transistors waren, gebeurde iedere schakeling mechanisch. Wanneer ik in 1930 een boodschap naar Amerika wou sturen werd het pad dat die zou volgen bepaald door een heel aantal knoppen die in de ene of de andere positie konden staan. Er moest dus een weg 'geklikt' worden voor mijn boodschap, een beetje zoals je in telefooncentrales in oude films ziet, met een telefoniste die de juiste stekker in het juiste contact moet pluggen. Aanvankelijk waren die schakelaars groot. Mettertijd werden ze steeds kleiner, maar er zat een ondergrens aan natuurlijk. Stel je voor dat onze hedendaagse computers zo zouden werken. Een simpele zoekopdracht op het internet zou dan een enorme hoeveelheid energie opslorpen, nodig om al die schakelaars in de juiste positie te zetten. Wanneer Google zegt dat het in geen tijd een paar miljoen relevante sites heeft gevonden, heeft het iets gedaan wat in het pretransistortijdperk niet mogelijk was, want toen konden er voor jou persoonlijk geen twee miljoen schakelaars omgezet worden. Het ingenieuze aan een transistor is dat hij van silicium is gemaakt, van steen dus, net als de Mount Everest. Er komt geen beweging en dus geen wrijving en geen energieverlies aan te pas. Wanneer je elektronen door een silicium chip stuurt gaan ze de ene of de ander kant op, onder meer afhankelijk van het krachtveld waarin ze zitten. Transistors zijn dus niet-mechanische schakelaars en hun introductie was een enorme stap vooruit, te vergelijken met in een lange gang lopen op een luchthaven met een zware koffer in de hand. Dat gaat niet echt goed vooruit en je wordt er hondsmoe van. Zet echter een paar wieltjes onder die koffer en je ervaart een wereld van verschil."

En ook de mens is elektrisch, zo beweert u.

"Natuurlijk. De chemische processen in onze hersenen zijn niet denkbaar zonder elektriciteit. Onze hersenen bestaan uit ongeveer honderd miljard hersencellen, wat evenveel is als het aantal sterren in de melkweg. Wat zij doen is elektrische signalen aan elkaar doorgeven. Over het algemeen denken wij dat elektriciteit en water nooit samen kunnen gaan - denken we maar aan al die thrillers waarin radio's of ventilatoren in een badkuip worden gegooid - maar dat is niet zo. Onze hersenen werken op natte elektriciteit en we kunnen die beïnvloeden door middel van drank, drugs of geneesmiddelen. Onze zenuwen transporteren informatie in de vorm van natriumionen. Of dit transport goed verloopt, hangt af van de staat van het vettige omhulsel van de zenuwen. Wanneer dit bijvoorbeeld sterk afkoelt, zal het beginnen te stollen en zal er minder informatie doorkomen, wat we bijvoorbeeld ervaren als witte, stramme vingers die gevoelloos zijn van de kou. Wat alcohol doet is iets vergelijkbaars, alleen gebeurt het niet in onze vingers, maar wel diep in onze hersenen. Onze hersenen gaan er trager en minder volledig door werken, en dat kan een aangename sensatie opleveren of juist een heel onaangename."

Als het er in ons lichaam allemaal zo elektrisch toe gaat, wat is dan nog het verschil tussen een mens en een computer?

"Het aantal verbindingen dat een computer kan maken valt in het niets bij dat van de menselijke hersenen. Iets wat je ziet kan bijvoorbeeld heel wat vroegere herinneringen bovenhalen en die herinneringen roepen op hun beurt weer andere op en er ontstaat een heel netwerk van gevoelens, ideeën en plannen waar een computer alleen in sciencefiction over beschikt. Hersenen zitten dus heel wat ingewikkelder in elkaar dan computers. Bovendien beschikken wij over chemicaliën die ons veel sterker op onze omgeving laten inspelen, denk maar aan adrenaline of serotonine. Wanneer die vrijkomen of te weinig aangemaakt worden, reageert ons hele systeem daarop. Computers kennen zoiets niet. Het zijn gewoon bijzonder snelle en bijzonder simpele rekentuigen. En ik hoop dat ze dat ook blijven, want stel dat ze meer menselijke eigenschappen zouden krijgen, dan zouden die wellicht toch alleen maar door de machthebbers van deze aarde misbruikt worden, niet door de Nelson Mandela's, maar wel door de George Bushen, daar mag je zeker van zijn."

En waar blijft dan onze persoonlijke verantwoordelijkheid? Een moordenaar kan zijn daad toch aan een elektrische stoornis in zijn hersenen wijten?

"Ja, maar wat is hier echt nieuw? Stel dat je over straat loopt en er komt iemand op je af en die geeft je zomaar een stomp tegen je schouder. Dan denk je: hé kerel, wat is je probleem? Of je ziet het anders en je redeneert van: ach, die jongen heeft wellicht een drankzuchtige vader en een slons van een moeder en het is allemaal zijn schuld niet. De vraag is dan net zo goed of je zijn daad aan hem kunt toeschrijven of niet. Heel lang leek het alsof de excuserende strekking steeds meer aanhang zou krijgen, maar de slinger blijkt recent de andere kant op gegaan te zijn. Persoonlijke verantwoordelijkheid voor je daden wordt steeds meer geëist, zelfs door mensen die zelf in erbarmelijke omstandigheden zijn opgegroeid. Politiemensen lijken steeds minder begrip op te kunnen brengen voor het idee dat misdaad verklaard kan worden door een arme achtergrond. Ik was vroeger net zo arm denken ze, maar ik ben geen crimineel geworden. Iedere actie is inderdaad terug te voeren naar het verleden via een oorzaak-gevolgketen, alleen is zo'n keten nooit eenduidig. Er zijn verschillende ketens mogelijk. Persoonlijk denk ik dat je als mens een vrije wil hebt en dat je dus kunt kiezen voor het goede of het slechte. Ik heb twee kinderen. Na een lange werkdag ben ik soms echt doodop. Of ik dan naar hen luister of hen zeg op te hoepelen omdat ik even wat tijd voor mezelf wil, bepaal ik zelf. Dat is geen kwestie van een paar elektrische schakelingen in mijn hoofd waar ik niets aan kan doen."

In welke mate heeft de elektriciteit onze sociale leefwereld veranderd?

"De wereld is erdoor opengegaan. Vroeger leefde men lokaal. Iedere stad had zijn eigen tijd. Nu zitten we allemaal te Googelen en hebben we toegang tot alle mogelijke kennis. Vroeger vond je zulke informatie alleen in universiteitsbibliotheken en daar mocht niet iedereen binnen. De elektriciteit heeft de wereld dus gedemocratiseerd. Algemene verkiezingen waren niet denkbaar in een wereld waarin je voor alles personeel had. Pas toen er minder huispersoneel nodig was en de maatschappelijke kloof wegviel tussen degene die de mooie kleren droeg en degen die ze schrobde, kon er sprake zijn van een politieke gelijkschakeling en dus van verkiezingen voor iedereen. Maar elektriciteit hoeft niet altijd zo te werken. Het kan ook een antidemocratische kracht zijn, kijken we maar naar het huidige West-Europa en Noord-Amerika, die hun middenklasse angstwekkend snel zien verdwijnen. Sommigen worden rijker en de meesten worden armer. En steeds vaker vragen die rijken - vooral in Engeland dan - zich af waarom ze nog langer belasting zouden betalen ten voordele van staatsscholen. Hun kinderen gaan toch naar privé-scholen. En hetzelfde geldt voor ziekenhuizen. De maatschappij wordt steeds individualistischer en dat komt doordat de grote fabrieken praktisch allemaal verdwenen zijn en dat is op zich weer een gevolg van de globalisering die steunt op een wereld die steeds meer één wordt, en dus finaal van de elektriciteit."

Er is dus wel degelijk iets negatiefs te zeggen over elektriciteit?

"Elektriciteit is op zich niet goed of kwaad. Ze werkt alleen als een versterker. Het is te vergelijken met de Lotto winnen. Degenen die voordien al goedaardig waren zullen dit nu nog meer zijn. Zij zullen bijvoorbeeld geld schenken aan liefdadigheidsinstellingen. Maar de slechten zullen er wellicht nog slechter door worden. Van zelfvoldaan worden ze dan ronduit arrogant. Voor elektriciteit geldt hetzelfde. Een generatie terug had de Amerikaanse president zijn eigen land en misschien nog een paar plaatsen op aarde in de hand. Nu kan hij een knop indrukken en binnen de vijftien uur waar hij maar wil een bom tot ontploffing brengen, en dat ook nog ongestraft."

Marnix Verplancke

'Computers zijn gewoon bijzonder snelle en bijzonder simpele rekentuigen. En ik hoop dat ze dat ook blijven, want stel dat ze meer menselijke eigenschappen zouden krijgen, dan zouden ze wellicht toch alleen maar door de machthebbers misbruikt worden'

'Onze hersenen werken op natte elektriciteit en we kunnen die beïnvloeden door middel van drank, drugs of geneesmiddelen'

Meer over

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234