Met o.a. de onzekerheidsrelatie van Werner Heisenberg in 1927 en de onvolledigheidsstellingen van Kurt Gödel in 1931 evolueerde de concrete ‘down to earth’-wetenschap in een geheimzinnige toverwereld van kwantumdynamica, strange attractors en zelforganiserende emergente systemen.

Het onzekerheidsprincipe houdt in dat tijd en plaats van een deeltje niet tegelijkertijd met dezelfde nauwkeurigheid kunnen worden vastgesteld. De beroemdste constatering daarvan is het simultaan voortsnellen van één elektron door twee verschillende openingen. Het verschijnsel wordt veroorzaakt doordat het deeltje moet worden opgevat als een ‘kansgolf’ in plaats van een strak omlijnd object.

Gödels onvolledigheidsstellingen komen erop neer dat wiskundige formuleringen niet tegelijkertijd en waar en bewijsbaar of consistent kunnen zijn. Beschouw het als een wiskundige formalisering van de zin ‘wat hier staat is niet waar’. In de wiskunde betekent ‘niet waar’ zoveel als ‘onbewijsbaar’. Ofwel de zin is waar maar dan heb je een zin die waar is en van zichzelf zegt dat hij onbewijsbaar is. Dan is je systeem onvolledig. Ofwel de zin is onwaar en dus bewijsbaar: je kunt iets bewijzen dat niet waar is. Dan is het systeem dus inconsistent. Een andere mogelijkheid is er niet.

Ook in de vorige eeuw veronderstelden de meeste wetenschappers dat alles voortkomt uit materie (materialisme). En dat alles is opgebouwd uit samenwerkende delen. Atomen vormen gezamenlijk moleculen, moleculen werken samen en vormen levende cellen, cellen vormen lichamen en samenwerkende hersencellen vormen de geest. Elk van die gehelen kan meer dan de delen waaruit het is gevormd. Dat is emergentie. Emergente eigenschappen zijn eigenschappen die spontaan ontstaan door de samenvoeging van een aantal verschillende elementen. De elementen of bouwstenen werken samen door hun onderlinge verbondenheid. De samenbinding tussen de onderdelen is essentieel om een geheel te vormen. De bindingen maken van het geheel meer dan de som der delen.

Het idee van bindingen levert een probleem op voor het idee van het bestaan van kleinste deeltjes. Een binding houdt in dat de delen iets samen delen. Maar kleinste deeltjes kunnen niets samen delen, omdat ze ondeelbaar zijn. Kleinste deeltjes kunnen zich dus niet binden. Maar als kleinste deeltjes zich niet kunnen binden, kunnen er ook geen grotere gehelen ontstaan. Toch bestaan die wel, dus kleinste deeltjes moeten zich kunnen binden, en dat betekent dat kleinste deeltjes ook weer samengesteld moeten zijn. Als je dit doortrekt, moet je concluderen dat er geen kleinste deeltjes bestaan. Het enige dat dan overblijft, voor het meest fundamentele deeltje, is de mogelijkheid van binding.

Naarmate het materialistische beeld van de wereld steeds fijnmaziger werd, verdween dat beeld in een mist van bindingsstructuren. De concrete deeltjes bleken niet meer determineerbaar maar moesten worden opgevat als ‘kanswolken’. Het deterministisch wereldbeeld werd vervangen door het stochastische wereldbeeld. De toestand van elementaire deeltjes wordt, net als het gedrag van een vrij handelend persoon, behalve door een oorzakelijk verband ook bepaald door een simultane kansverdeling. Sommigen spreken dan van een toevalselement.

 

Honingbijen communiceren door te ‘dansen’ op de raat. Zo informeren ze hun nestgenoten over de locatie, kwaliteit en kwantiteit van een voedselbron. Het communicatiegedrag werd ontdekt door Karl von Frisch die in 1973 de Nobelprijs deelde met Niko Tinbergen en Konrad Lorenz voor hun onderzoek aan diergedrag.

Tania Munz’ The Dancing Bees heeft een romantische titel die eerder fantasie en sprookjes oproept dan wetenschappelijke strengheid, maar eigenlijk is dit boek een verhaal over angstaanjagende vastberadenheid. Het is een biografie van Karl von Frisch, de ontdekker van de taal van honingbijen. Maar het verhaal van Tania Munz gaat verder, het onthult ook de strijd van de wetenschapper om te overleven onder het naziregime.

Hoewel ik jarenlang bijen heb gehouden, had ik geen idee van het werk waarmee Von Frisch in 1973 een Nobelprijs won. De eerste keer dat ik kennis maakte met de kwispeldans, dit wonder der natuur, was in een laboratorium aan de Universiteit van Sussex. Francis Ratnieks, hoogleraar bijenteelt, zette me voor één van zijn observatiehokken, waar je door een glazen paneel de kolonie bijen aan het werk kon zien. Daar was ik duidelijk getuige van wat wordt beschreven als de meest verfijnde vorm van niet-menselijke communicatie - de kwispeldans. Een bij die net terug was van haar zoektocht naar nectar, voerde herhaaldelijk een 'dans' op in de vorm van een acht terwijl ze met haar onderlijf trilde. De bij vertelde haar zusters waar nectar was te vinden - niet alleen in welke richting maar ook op welke afstand de nectardragende bloemen stonden.

Deze dans wordt al sinds de tijd van Aristoteles waargenomen, maar pas toen Von Frisch aan zijn nauwgezette werk begon, werd het doel van het kwispelen eindelijk ontrafeld. Munz' fascinerende boek beschrijft die ontwikkeling. De Oostenrijkse jeugd van Von Frisch doet me denken aan Gerald Durrell's jeugdige passie voor dieren [Durrell was een populaire Britse natuuronderzoeker]. Karl had een menagerie met 123 dieren, waaronder slechts negen zoogdieren. Een kleine parkiet genaamd Tschocki was zijn vaste metgezel, zittend op zijn schouder en knabbelend aan zijn papieren. Zijn grote liefde was de visvijver, en eenmaal professioneel zoöloog legde hij zich toe op aquatische experimenten om te onderzoeken of vissen kleuren konden zien.

Bij toeval werden bijen bij dit onderzoek betrokken. Die hadden één praktisch voordeel: in tegenstelling tot vissen hadden ze niet de neiging om onderweg naar wetenschappelijke conferenties het leven te laten. Von Frisch' werk concentreerde zich op de vraag waarom bijen worden aangetrokken door bepaalde bloemen. Eerder werk ging ervan uit dat het gewoon een kwestie van geur was. Door middel van een reeks experimenten (die Munz bewonderenswaardig helder beschrijft) waarbij gele en grijze papieren vierkanten in suikerwater werden gedrenkt, kon Von Frisch vaststellen dat bijen de kleur geel konden onderscheiden. Uit eigen ervaring weet ik dat bijen worden aangetrokken door gele bloemen en daarom worden ze zo vaak waargenomen op koolzaad (hoewel natuurlijk ook veel andere kleuren aantrekkelijk zijn).

In 1917 deed Von Frisch een ontdekking die hij beschreef als de meest cruciale ontdekking van zijn leven: het geheim van de mysterieuze bijendans. Hij had een observatiekorf geleend en een schotel met honing in de buurt neergezet, waarna hij de bijen die een schotel bezochten met een rode stip markeerde. Toen de honing op was, vulde hij de schotel met suikerwater en observeerde hoe een enkele bij naar de schotel kwam. Von Frisch herinnert zich wat hij zag toen de bij in de korf terugkwam: 'Ik kon mijn ogen niet geloven.' Ze voerde een dans uit terwijl de anderen haar buik met hun antennes aanraakten. Enkele bijen die het suikerwater hadden bezocht, keerden er weer naar terug. Maar opmerkelijker was dat ook nieuwe bijen, nadat ze de dans hadden bijgewoond, zonder begeleiding op de locatie aankwamen. Von Frisch concludeerde dat de dansen een uitdrukking waren van bijentaal.

In 1925 bood de Universiteit van München Von Frisch een prestigieuze post aan met voldoende middelen om zijn onderzoek voort te zetten, maar vanaf dit moment wordt het verhaal van Munz grimmiger. Op de universiteit werden sommige studenten en docenten aangetrokken door de fascistische ideologie; tegen de tijd dat Hitler in 1933 aan de macht kwam, was het mogelijk om een zuivering uit te voeren en werden veel Joodse personeelsleden ontslagen. Von Frisch werd geconfronteerd met anonieme beschuldigingen dat hij te veel Joden had aangenomen en Munz citeert een pamflet, The Neutral Scholar, waarin een niet bij name genoemde professor werd aangevallen omdat hij te veel aandacht besteedde aan insecten terwijl hij zijn eigen Volk verwaarloosde.

Veel gevaarlijker was de beschuldiging dat Von Frisch zelf Jood was. Het klinkt absurd maar terwijl ze zich voorbereidden op de oorlog, staken de nazi's veel geld en kennis in een genealogische afdeling om iedereen van Joodse afkomst uit de loonlijst van de overheid te verwijderen. Deze ijverige ambtenaren ontdekten dat Von Frisch' overgrootouders van moederskant Joden waren die zich hadden bekeerd tot het katholicisme. Via een huiveringwekkend ambtelijk schrijven werd hij ontslagen omdat hij een 'tweedegraads kruising' was.

Vergeefs probeerden verschillende academici Von Frisch te behouden. Hulp kwam uit onverwachte hoek: een ziekte met de naam nosema waardoor Duitse bijen werden gedecimeerd, net zoals zo veel van de huidige volken door de varroamijt worden uitgeroeid. De president van de Zuid-Beierse imkers schreef naar het nazi-hoofdkwartier en smeekte hen om 'de meest succesvolle bijenonderzoeker ter wereld' te sparen teneinde de 'catastrofale noodsituatie' te helpen beëindigen. Hij deed zelfs een beroep op Hitlers kennis van de bijenteelt die hij had geërfd van zijn vader, van wie bekend was dat die bijen had gehouden.

Munz merkt op dat deze interventie paste in de nazi-ideologie van Blut und Boden (bloed en bodem), die landbouwkundige wetenschappen voorrang verleende. In 1942 richtte Himmler een instituut op om insectenplagen te bestrijden. Uiteindelijk, Door te wijzen op 800.000 stervende koloniën werd de druk op het Ministerie van Voedsel en Landbouw verder opgevoerd en werd uiteindelijk overeengekomen dat Von Frisch zijn werk ter bestrijding van de nosema-plaag kon voortzetten.

Hoewel het leven van Von Frisch nu niet in gevaar was, laat zijn ervaring zien hoe zelfs ogenschijnlijk onafhankelijke centra van wetenschappelijk onderzoek ten prooi kunnen vallen aan een kwaadaardige ideologie. Von Frisch zelf vroeg zich in zijn naoorlogse autobiografie af of het mogelijk was geweest de opkomst van het nazisme te voorkomen en concludeerde dat zoveel professoren de veranderingen verwelkomden dat 'al snel duidelijk werd dat elke serieuze oppositie tot iemands persoonlijke vernietiging zou leiden'. Maar het zou verkeerd zijn te denken dat Von Frisch zich geheel afzijdig hield. Munz vertelt over zijn tussenkomst, via een oud-student, namens een Poolse wetenschapper die in 1940 uit Dachau werd vrijgelaten.

Tijdens en na deze traumatische periode zette Von Frisch zijn studie van bijencommunicatie voort. Munz merkt terecht op dat in de wetenschap de eenvoudigst mogelijke verklaring de voorkeur heeft: Ochams Scheermes. Zou het, gezien het acute reukvermogen van de bijen, toch gewoon de geur kunnen zijn die hen naar verre planten leidde? Von Frisch verzegelde hun geurklieren met schellak maar het verlangen om te dansen bleef onverminderd groot. Verder onderzoek wees uit dat de snelheid van de dansen groter werd naarmate de voedselbronnen dichter bij de korf werden gebracht. De bijen konden afstand aangeven.

Nadere observaties van het dansen leidde tot een nog indrukwekkender ontdekking. De bijen tekenden een diagram in hun dans, waarbij ze de zon als leidraad gebruikten. Dansen in de richting het dak van de korf betekent dat de beste bloemen in de richting van de zon zijn te vinden. Een direct neerwaartse dans betekent dat je van de zon af moet vliegen.