Al-Kahili & McFadden, Life on the Edge (2014)

“What I cannot create, I do not understand”, heeft theoretisch fysicus Richard Feynman eens gezegd. Dat nog nooit iemand er in is geslaagd om leven uit levenloze materie te creëren in (of buiten) het lab, wijst er dan ook op dat we nog niet ten volle begrijpen wat ‘leven’ in essentie is.

Auteurs Jim Al-Khalili en Johnjoe McFadden doen in hun nieuwste boek een poging om dit mysterie te verklaren met behulp van recente inzich­ten uit de kwantumbiologie. Of ze hier uit­eindelijk in slagen is aan de lezer zelf om te beoordelen.

 

Humor

Zet twee gerenommeerde Britse academici, een theoretisch fysicus en moleculair gene­ticus, met een flinke dosis Britse humor en een vlotte pen bij elkaar om een populair-wetenschappelijk boek te schrijven, en je krijgt een pareltje. Dit boek over kwantum­biologie, door sommigen al vergeleken met Dawkins’ The Selfish Gene, heeft de potentie om ons huidige denken over ‘leven’ dras­tisch te veranderen. De auteurs slagen er zeer goed in om de nieuwste wetenschap­pelijke inzichten op een heel begrijpelijke manier uit te leggen aan de geïnteresseerde lezer. Daarnaast passeert een heel aantal be­faamde wetenschappers uit dito vakgebie­den de revue, waardoor je tijdens het lezen het idee krijgt weer aardig op de hoogte te zijn van ‘wie’ ook alweer ‘wat’ ontdekt heeft en ‘wanneer’. Het kan zeker geen kwaad om de klok en de klepel over kwantummecha­nica al een keer ergens gehoord of gezien te hebben, anders moeten er wel een hoop nieuwe termen geabsorbeerd worden. Maar het boek doet mijns inziens een heel mooie poging om op zeer begrijpelijke wijze uit te leggen hoe het nu ongeveer zit met zaken zoals entanglement, quantum tunnelling en superposition. Compleet begrijpen hoe deel­tjes zich in die situaties nu precies gedragen kan haast per definitie niet, zo geven ook de auteurs toe, omdat dit simpelweg in leken­taal niet uit te leggen valt. De auteurs zijn dan ook overgeleverd aan passende metafo­ren om de lezer een idee te geven van het soort deeltjesgedrag dat over het algemeen niet in schoolboeken aan de orde komt. De metaforen zijn heel treffend gekozen; hier­door en dankzij de humoristische schrijfstijl van beide Britse heren leest het boek als een trein.

 

Mysteries

Het sterk interdisciplinaire vakgebied ‘kwan­tumbiologie’ is zeker niet nieuw binnen de wetenschap – het bestaat al sinds Schrödin­ger begin vorige eeuw – maar sinds een jaar of tien sterk gegroeid en in populariteit toe­genomen. Kort gezegd wil de kwantumbio­logie nagaan of kwantummechanische pro­cessen, die ten grondslag liggen aan tal van natuurkundige principes, ook een rol spelen in de biologie, ofwel (de bouwstenen van) het leven. Al-Khalili en McFadden zoomen per hoofdstuk in op een eigen uniek raadsel van het ‘leven’. In totaal wordt de lezer langs zo’n zeven verschillende mysteries geleid, variërend van de vraag ‘Hoe vinden vlinders hun weg?’ tot ‘Hoe worden genen overge­dragen van generatie op generatie?’. Deze raadsels dienen als kapstok om de verschil­lende principes uit de kwantummechanica aan op te hangen en uit te leggen. Voor elk van deze raadsels geldt, zo menen de auteurs, dat kwantumbiologie weleens de sleutel kan zijn om ze op te lossen. Daar worden dan ook sterke en overtuigende argumenten voor ge­geven, gebaseerd op resultaten van een heel aantal zorgvuldig uitgevoerde experimenten van de afgelopen jaren. Uiteindelijk komen de auteurs aan bij wellicht het grootste mys­terie van het leven, de menselijke geest. De vraag naar de aard van het bewustzijn wordt al zo lang als wij ‘bewust-zijn’ gesteld, en ze­ker niet alleen door neurowetenschappers en filosofen (240). Deze vraag staat dan ook centraal in het voor mij persoonlijk meest tot de verbeelding sprekende hoofdstuk 8. De auteurs branden hun vingers met opzet niet aan een poging de term consciousness strikt te definiëren. Het is, net als kwantumme­chanica zelf, mysterieus en moeilijk te vatten (242). Een belangrijk stukje van de puzzel van wat bewustzijn is wordt gevormd door het zogenoemde binding problem: hoe kan informatie die gecodeerd wordt in verschil­lende begrensde gebieden in de hersenen samenkomen in een bewuste mind (244)? Ofwel: hoe kan het dat we een schilderij van Van Gogh waarderen als geheel en er een emotie bij ervaren, als onze zintuigen slechts de afzonderlijke elementen van het schilderij waarnemen en doorsluizen naar onze hersenen? En dan hebben we het nog niet eens over the hard problem of conscious­ness of het mind-body problem gehad. Want ook al zou er een oplossing voor het binding problem zijn, dan nog blijft het onduidelijk hoe een bewuste mind uit materie ontstaat en hoe diezelfde mind met de materie kan interacteren. De auteurs suggereren dat een mogelijke rol voor kwantummechanische ei­genschappen in de hersenen wellicht is weg­gelegd voor de ionkanalen van neuronen, de bouwstenen van ons brein (265). Elektrische activiteit voortkomend uit neuronen met actieve ionkanalen is er toe in staat om alle informatie uit individuele neuronen samen te binden middels het grotere elektromag­netisch veld in ons brein (268). Het zou zelfs mogelijk moeten zijn dat zulke velden op hun beurt weer kunnen interfereren met de activiteit van individuele neuronen. Of dit concept ons werkelijk een stap dichter bij de oplossing van het binding problem brengt, valt te betwijfelen. Bovendien verklaart het ook nog steeds niet waarom ik die Van Gogh op een bepaalde manier ervaar. Het is me na het lezen van dit hoofdstuk nog steeds niet helemaal duidelijk of nu werkelijk de kwan­tumbiologie de beste kaarten heeft als het gaat om het ontrafelen van ons bewustzijn. Gelukkig zijn de auteurs het aardig met me eens, aangezien ze zelf ook niet pretenderen de oplossing te hebben gevonden tot dit spe­cifieke mysterie van het ‘leven’. De overige hoofdstukken daarentegen zijn verrassend overtuigend, en suggereren inderdaad dat we kwantummechanische principes (zoals quantum tunnelling) inmiddels niet meer kunnen negeren in de zoektocht naar een verklaring voor bepaalde verschijnselen (zo­als mutaties in DNA) in levende organismen. Mijns inziens is het veelbelovende en span­nende vakgebied van de kwantumbiologie door de auteurs op een genuanceerde maar overtuigende manier op de kaart gezet.

‘Life is remarkable’ (25), dat is het uitgangs­punt van de schrijvers, en daar zou ik deze boekbespreking ook mee af willen sluiten. Misschien is het maar goed ook dat we er nog niet in zijn geslaagd ‘leven’ te creëren in een petrischaaltje in het lab. Dat betekent dat we het nog niet volledig begrijpen en er dus nog een heleboel te ontdekken valt. Wie weet is het een kwantumbioloog die voor het eerst ‘leven’ weet te genereren uit materie, maar tot die tijd zijn er nog tal van onbeantwoorde vragen.

 

Recensie van: Jim Al-Khalili & John McFadden (2014), Life on the Edge, The coming of age of quantum biology, London: Bantam Press, 356 pagina's.

Deze recensie is eerder verschenen in Radix, Vo. 42 (2016) , nr. 2

Uitgebreid zoeken

Categorie
Tag
Auteur
Tekst