9 Chaotische Charme


de passages tussen [..] zijn literatuurverwijzingen.

We spreken van exacte wetenschappen, waarmee vooral de wiskunde en natuurwetenschappen worden bedoeld. Dat het er binnen die laatste categorie niet altijd even exact aan toegaat, zou afgeleid kunnen worden uit het feit dat soms wordt gesproken van exacte natuurwetenschappen, waarmee vooral de natuur- en scheikunde worden bedoeld. In die vakgebieden komt het ideaal 'meten is weten' tot wasdom.

9.1 dobbelende denkers

Dat de voorspelbaarheid grenzen kent, ervaren de meeste mensen en dat geldt ook voor veel wetenschappers die sterk op de praktijk zijn gericht, zoals onderzoekers in de industriële laboratoria. Ook de meeste universitaire onderzoekers beseffen dat de mogelijkheden tot exacte voorspellingen begrensd zijn. Zo weet een scheikundige dat de grens tussen een beheerste reactie en een explosie flinterdun is. Dat betreft de universitaire chemici en dat geldt nog sterker voor hun collega's in de industrie. Voor sommige fysici ligt dat anders. Met name binnen de universiteiten werken veel natuurkundigen met betrekkelijk eenvoudige systemen binnen een afgeschermde omgeving. Onder die extreme omstandigheden zijn soms wel exacte voorspellingen mogelijk, en het is verbazingwekkend hoever natuurkundigen op basis van de inzichten van eenvoudige fysische modellen zijn gekomen met de begripsvorming over meer complexe systemen. Die successen waren zo groot, dat het idee ontstond dat de begrensde voorspelbaarheid bij complexere systemen niet principieel maar praktisch is.

Wie alles precies kan meten, zal ook alles precies weten. Dat beeld ontstond aan het eind van de vorige eeuw toen de successen van de klassieke mechanica tot grote euforie leidden. Er ontstond een wereldbeeld waarin verleden en toekomst eenduidig zijn gedetermineerd door de natuurwetten en de toestand op een willekeurig moment. De belangrijkste verkondiger van dit deterministisch wereldbeeld was de achttiende eeuwse Franse filosoof en wiskundige Pierre Simon de Laplace. Volgens hem zou een rationele geest, gewapend met de kennis van alle beginvoorwaarden en alle natuurkrachten, de bewegingen kennen van de grootste lichamen in het heelal en van de kleinste atomen. Voor hem zou niets onbepaald zijn. Dit wereldbeeld laat geen ruimte voor een God die zich dagelijks met de wereld bemoeit. Laplace drukte dat kernachtig uit toen Napoleon hem vroeg waar God in zijn model voorkwam: "God is een overbodige hypothese". Volgens Laplace zou de toekomst nauwkeuriger voorspelbaar zijn naarmate meer informatie beschikbaar is over de toestand op een bepaald moment. Deze opvatting, die samen is te vatten met de uitdrukking 'meten is weten', kreeg een belangrijke deuk met de ontwikkeling van de quantummechanica. De al eerder besproken onzekerheidsrelatie van Heisenberg maakt duidelijk dat sommige combinaties van grootheden geen exacte waarden hebben. Naarmate de ene grootheid nauwkeuriger vaststaat, verliest de andere aan precisie. Meetbaarheid en weetbaarheid zijn op atomair niveau fundamenteel begrensd, waarmee de quantummechanica breekt met het determinisme van Laplace. Het verzet van Albert Einstein en Erwin Schrödinger tegen de quantummechanica is voor een gedeelte gevoed door hun weerstand tegen de opvatting dat het gedrag van individuele deeltjes onvoorspelbaar is. Illustratief daarvoor is de beroemde uitspraak van Einstein dat God niet dobbelt; een alwetende God zou wèl kunnen bepalen waar afzonderlijke deeltjes terechtkomen. Je zou kunnen zeggen dat de quantummechanica volgens Einstein nog niet de perfecte natuurwet was die Laplace eiste voor zijn volmaakte rationele geest.

De beperkte voorspelbaarheid in de quantummechanica heeft betrekking op kleine, individuele deeltjes. In het leven van alle dag hebben we steeds zoveel en/of zulke grote lichamen te maken, dat de onzekerheidsrelatie van Heisenberg geen praktisch effect heeft. Het feit dat we in de macroscopische wereld tegen de grenzen van de voorspelbaarheid aanlopen -- zoals de ongewisse uitkomst van een trekking van lottoballen -- moeten we derhalve ook niet in verband brengen met de quantummechanica; het gaat eerst en vooral om het feit dat er steeds zoveel vrijheidsgraden in het geding zijn dat de mens gewoon te dom is om de onderlinge bewegingen van alle ballen te kunnen beschrijven. De volmaakte rationele geest zou geen last hebben van deze praktische beperking, zodat de trekking van lottoballen voor hem geen verrassing heeft.

Hoever het Laplaciaanse model van de werkelijkheid is doorgedrongen, laat zich niet eenvoudig vaststellen. Mijn indruk is dat het deterministische wereldbeeld van Laplace veel sterker heeft postgevat binnen de het academische onderzoek dan binnen het bedrijfsleven. Op zich zou dat niet verwonderlijk zijn; zolang betere voorspellingen alleen met behulp van bovenmenselijke capaciteiten mogelijk zijn, hebben de bedrijfsonderzoekers van vlees en bloed daar in de praktijk niets aan. Voor academische wetenschappers, die het naadje van de kous willen weten, zijn die praktische belemmeringen minder doorslaggevend. Dat geldt zeker voor de westerse wetenschap die sterk op waarheid is gericht, zoals we in hoofdstuk vier zagen.

Sinds de jaren zestig zijn ontdekkingen gedaan die vraagtekens plaatsen bij het voorspelbaarheidsideaal van de Laplaciaanse wetenschapper in de macroscopische wereld. Zelfs binnen het geïsoleerde fysische laboratorium is een goede voorspelbaarheid in feite alleen mogelijk bij zogenoemde lineaire systemen, systemen die in de dagelijkse praktijk eerder uitzondering dan regel zijn. Een hond die een trap krijgt, zal gaan janken. Is de trap twee keer zo hard, dan kan het gekrijs misschien twee keer zo luid zijn. Wordt het dier nog zwaarder mishandeld, dan is de kans groot dat er een totaal andere reactie volgt en de dierenbeul met een bloedend been het nakijken heeft. Waar de grens ligt tussen janken en terugbijten, is moeilijk te bepalen. Wel is duidelijk dat in het grensgebied een klein verschil tussen de kracht van de trap, maar ook van omgevingsfactoren, tot een totaal andere reactie kan leiden.

Dat niet alleen fysici door een Laplaciaanse bril keken, wordt geïllustreerd door een overzichtsartikel van de econoom Hommes [D-H7]. Hij constateert dat veel wetenschappers vanaf de jaren zestig de begrenzingen zijn gaan inzien van de lineaire modellen nadat de wiskundige en meteoroloog Edward Lorenz als een van de eerste met een voorbeeld van een en zogenoemd chaotisch model kwam.

Lorenz signaleerde de chaos in zijn model in 1963 toen hij min of meer bij toeval ontdekte dat het weer op onze planeet extreem gevoelig kan zijn voor zeer kleine fluctuaties. Lorenz veranderde iets aan de beginvoorwaarden van een model dat hij kort tevoren op de computer had doorgerekend. Toen hij met de nieuwe waarden opnieuw aan het rekenen sloeg, liet het model binnen de kortste keren een totaal ander weerbeeld zien. Deze gevoeligheid was zo groot, dat Lorenz de voorspelbaarheid van het weer op langere termijn in twijfel trok, getuige de titel van zijn publikatie Kan het fladderen van de vleugels van een vlinder in Brazilië een orkaan doen losbarsten in Texas? Voor een meer uitvoerig beschrijving van de ontdekkingstocht van Lorenz verwijs ik naar het boek van Gleick over chaos [A-G1]. In hoofdstuk dertien komen de in dit boek beschreven grondleggers van de chaostheorie nog nader ter sprake.

Hoe dominant niet-lineaire processen zijn, blijkt bij aanschouwing van drie (hemel)lichamen. Zelfs dit zeer eenvoudige systeem blijkt zich niet volledig lineair te gedragen; de toekomstige posities van drie onderling bewegende hemellichamen kunnen tot op zekere hoogte worden afgeleid uit de plaats en beweging op een bepaald moment, maar dat is niet mogelijk met oneindige nauwkeurigheid. Niet alleen omdat plaats en beweging op een willekeurig moment niet volledig exact zijn te bepalen, maar ook omdat de bewegingsvergelijking niet integreerbaar is. De onderlinge plaatsen van Aarde, Maan en Zon zijn dus niet tot in lengte van jaren vooruit te berekenen. Het duurt lang voordat voorspelling en werkelijkheid uit elkaar lopen, maar in uitgekiende situaties is al snel sprake van onvoorspelbaar gedrag, zoals bij een kleine bol die op en neer beweegt langs de middelloodlijn van twee grote hemellichamen.

De praktische betekenis van terugkoppeling is voor de hemelmechanica vrij beperkt, maar begripsmatig heeft het voor de nodige problemen gezorgd. Althans voor een groot deel van de wetenschappelijke wereld was deze waarneming nieuw; mensen binnen de industriële omgeving hebben al veel langer gewerkt met de wispelturigheid die met chaos verband houdt, zij het dat ze niet zo ver door theoretiseerden als Lorenz en andere wetenschappers zouden doen. De niet volledige voorspelbaarheid deed afbreuk aan het ideaal dat blijkbaar bij veel academische wetenschappers is ingebakken, namelijk dat van een volledig kenbare natuur. Dit ideaal lijkt goed te passen binnen het in hoofdstuk vier gesignaleerde westerse streven naar 'waarheid'.

9.2 teruggekoppelde theorie

Het is vaak moeilijk om problemen goed in kaart te brengen omdat het lastig is een model te vinden dat èn berekeningen toelaat èn goede voeling heeft met de werkelijkheid. In de fysica lukt dat zeer redelijk, ook als het gaat om processen die door chaos worden bepaald. Neem bijvoorbeeld een druppelende kraan. Als de hoeveelheid water die wegsijpelt, varieert, verandert ook het tempo waarmee de druppels uit de kraan komen. Op een bepaald moment ontstaat een merkwaardig patroon, er komen beurtelings grote en kleine druppels. En in een heel regelmatig patroon. Hetzelfde verschijnsel doet zich voor in de biologie, waar opeenvolgende generaties bloemen of dieren zoals een veld met klaprozen of koolmezen op Vlieland beurtelings groot en klein kunnen zijn. Hier is het patroon echter minder duidelijk doordat het systeem niet geïsoleerd is, bijvoorbeeld doordat koolmezen zich van buitenaf op het eiland vestigen en zodoende het ritme verstoren of vroegtijdig een onnatuurlijke dood sterven en zodoende niet voor nakomelingen kunnen zorgen. Door beter te meten, bijvoorbeeld door de wisselwerking met de buitenwereld in kaart te brengen en die in het model te verwerken, zullen betere voorspellingen mogelijk zijn over de opeenvolgende generaties. Maar het zal moeilijk blijven om de ontwikkelingen over een lange periode vooruit te voorspellen, bijvoorbeeld omdat onbekend is hoeveel koolmezen precies van buiten komen of het loodje leggen voordat ze aan de voortplanting kunnen beginnen.

In een lineair model zal de omvang van een populatie constant groeien met een snelheid die afhankelijk is van de vruchtbaarheid: yvolg = ry, waarbij y de omvang van de huidige populatie, yvolg de omvang van de volgende generatie en r de vruchtbaarheidsfactor. Als r=2, bestaat een populatie die met 100 individuen begint in de volgende generatie uit 200 individuen, daarna uit 400, enzovoort. Een zeer eenvoudige vorm van terugkoppeling is de toevoeging van een term (1-x), waarbij x een genormeerde omvang is, ofwel x = y/ymax waarbij y max het maximale aantal is waaruit de populatie kan bestaan. Bij de fluctuaties van druppelende waterkranen en populaties koolmezen treedt die relatief eenvoudige vergelijking op de voorgrond. Door de waarde van r te veranderen, komen de meest onverwachte fluctuaties tot stand. Als r groter dan drie is, groeit de populatie niet naar een evenwichtssituatie toe, maar flippert tussen twee vaste waarden heen en weer, zoals bij de genoemde kraan waar druppels beurtelings groot en klein zijn. Wordt r nog groter, dan ontstaan er vier waarden.(19)

De genoemde formule werd reeds in 1976, toen het computertijdperk nog in de prehistorie verkeerde, gebruikt door de eerder genoemde wiskundige/bioloog Robert M. May. Om studenten er van te doordringen dat veel ingewikkelde effecten worden beschreven door een relatief simpele vergelijking, pleitte hij er voor dat mensen al vroeg in hun wiskunde-opleiding de genoemde vergelijking zouden leren kennen: "Deze vergelijking kan fenomenologisch worden bestudeerd door haar op een rekenmachine of zelfs met de hand te itereren. De bestudering ervan eist niet zoveel voorkennis als die van de elementaire infinitesimaalrekening. Die studie zou de intuïtie van de leerling over niet-lineaire systemen sterk vergroten" [A-H6, p. 399]

Wat leer je van de door May voorgestelde rekenarij? Niet het doorrekenen van concrete situaties, maar de training van een intuïtie met betrekking tot dynamische systemen. Vaak is die intuïtie het enige dat telt omdat feitelijke berekeningen onmogelijk zijn of op zijn minst onbetrouwbaar. Vandaar dat May ervoor pleit dat ook buiten de exacte wetenschappen ervaring met de genoemde formule wordt opgedaan: "Niet alleen in het onderzoek maar ook in de dagelijkse politiek en economie zouden we er allemaal wel bij varen als meer mensen beseften dat eenvoudige niet-lineaire systemen niet noodzakelijkerwijs eenvoudige dynamische eigenschappen bezitten" [A-H6, p. 399].

Voorspellen is dus vaak moeilijk, maar dat betekent niet dat we met de armen over elkaar moeten gaan zitten. Stel dat op Vlieland plannen bestaan die er toe leiden dat meer koolmezen worden aangetrokken en dat meer jonge vogels zullen doodgaan. Wat heeft dat voor gevolgen voor de totale koolmezenstand? Dat valt niet te voorspellen, maar er zijn wel verschillende scenario's te ontwikkelen waar het model op kan worden losgelaten. Wat zegt het model als het aantal vogels van buiten verveelvoudigt en de sterfte decimeert, of omgekeerd? Als blijkt dat bij de meeste (realistisch geachte) scenario's niet veel verandert, dringt de conclusie zich op dat de kans groot is dat de plannen weinig invloed hebben op de netto vogelstand. Als blijkt dat bij een vertienvoudiging van buiten af of een verdrievoudiging van de sterfte drastische veranderingen optreden, zou afgezien kunnen worden van de plannen. Of de gok wagen als de kans op zulke effecten klein wordt ingeschat. Of de plannen bijstellen, zodat de kans op de meest gevreesde effecten wordt geminimaliseerd.

9.3 onvoorspelbare ordening

Dat ondanks de ontwikkeling van chaostheorieën nog geen einde is gekomen aan de hang naar de meet- en weetbare wereld, illustreren meteorologen die de fundamentele begrenzing van de weervoorspelling proberen te negeren. De praktische gevolgen van de eindige voorspelbaarheid blijken bijvoorbeeld als het gaat regenen terwijl het KNMI zonneschijn beloofde. Bij de weervoorspelling baseren weerkundigen zich op metingen die worden uitgevoerd op plaatsen waarvan de coördinaten steeds honderd kilometer uit elkaar liggen. Om coherente structuren te kunnen voorspellen met afmetingen die kleiner zijn dan honderd kilometer, is een fijnmaziger meetnet nodig. Een netwerk met meetpunten om de tien kilometer vergt een enorme investering, meer metingen en duizend maal zoveel rekentijd om de extra gegevens te kunnen verwerken. Ondanks deze inspanningen zal de termijn waarover het weer voorspeld kan worden slechts met één dag toenemen. Met meetpunten om de kilometer zijn over de hele wereld om de tien minuten zeer nauwkeurige metingen nodig. Voor de verwerking is tien miljoen maal meer computertijd nodig dan in de huidige situatie. De 'voorspelhorizon' ten opzichte van het tot tien kilometer verfijnde meetnet neemt echter slechts met enkele uren toe. Het betreft hier overigens de gemiddelde weerssituatie op continentale schaal, en niet de specifieke weersgesteldheid voor bijvoorbeeld Texel. Op die schaal valt zelfs bij een lange voorspelhorizon onmogelijk tot een correcte voorspelling te komen. De levensduur van verschijnselen in de atmosfeer neemt namelijk af met de uitgestrektheid. Een depressie met een diameter van duizend kilometer houdt bijna een week stand, terwijl een storing met een diameter van honderd kilometer na een dag is verdwenen. Een grote onweersbui heeft een levensduur van enkele uren en een klein cumuluswolkje bestaat hoogstens een tiental minuten. Omdat de voorspelbaarheid nooit groter is dan de levensduur van coherente structuren, neemt het voorspellingsvermogen af naarmate de blik sterker lokaal is gericht. Het is dus niet terecht om op het KNMI te schelden als de weervoorspelling niet uitkomt; de oorzaak van een falende voorspelling ligt in de wispelturigheid van het weer zelf. Daar verandert geen model iets aan.

Ondanks dit besef vestigen meteorologen hun hoop op nieuwere, grotere en duurdere computers. Want meer meten en meer rekenen moet toch leiden tot meer weten. Een opmerkelijk strijder tegen de meten-is-weten-illusie is Henk Tennekes, voormalig wetenschappelijk directeur van het KNMI. In 1984 -- ofwel ruim twintig jaar nadat Lorenz de rol van chaos binnen de meteorologie onder de aandacht bracht -- hield Tennekes zijn eerste lezing over chaos voor de KNAW. Na afloop zou David de Wied -- de toenmalige KNAW-president -- gezegd hebben "Henk, ik heb er niets van begrepen en ik wil het geloof ik ook niet begrijpen" [D-C2]. Tegen dit onwillig onbegrip zou Tennekes nog veel vaker aanlopen. Tijdens een congres werd hem gevraagd of hij het er niet mee eens was dat grotere computers betere weerberichten kunnen maken. "Ja natuurlijk, maar we boksen al jaren tegen de wet van de verminderende meeropbrengst op". Toen de vragensteller bleef aanhouden, antwoordde Tennekes "Als ik de vooruitgang van de wetenschap moet afmeten aan de grootte van mijn computer, dan hoeft het voor mij niet meer. Ik vind het een primitieve strategie, een onvolwassen jongensdroom" [A-T1, p. 7,8]. Het in vervulling brengen van de dromen betekent weliswaar verspilling van geld en moeite, maar de voorspellingen zullen niet slechter worden bij een tienmaal grotere computer. Hoewel... bij het KNMI leverde een nieuwe en sterkere computer een minder betrouwbare weervoorspelling, zoals Tennekes met enig leedvermaak wist te melden.

Het feit dat chaos het dagelijks leven domineert, betekent niet dat sprake is van wanorde. Integendeel, zoals blijkt uit de meteorologische kaarten die ontleend zijn aan satellietbeelden. Grote depressies laten zich zien als een geordende structuur met afmetingen van duizenden kilometers. Orde en chaos hangen dus vaak zeer nauw met elkaar samen, zoals vooral door de Belgische natuur- en scheikundige Prigogine onder de aandacht is gebracht. In Orde uit chaos [A-P6], zijn eerste boek voor het grote publiek, formuleert hij nogal slordig, hetgeen hem vooral binnen natuurwetenschappelijke kring een slechte naam zou bezorgen. De afkeer gaat zelfs zover dat sommige fysici blij zijn dat Prigogine de Nobelprijs kreeg voor zijn werk op het gebied van de scheikunde en niet voor zijn fysisch werk. In zijn latere boek Tussen tijd en eeuwigheid is Prigogine zorgvuldiger en overtuigender [A-P7]. Zeer aansprekend vind ik zijn suggestie dat het leven op aarde tot ontwikkeling is gekomen op de plaats waar warme en koude golfstromen op elkaar 'botsen'. Daar is sprake van een systeem dat ver buiten het thermodynamisch evenwicht verkeert. Onder die omstandigheden zou volgens Prigogine sprake zijn van een bron van zelfordenend vermogen. Veel opvattingen van Prigogine zijn gedurfd. Hij geeft echter aan langs welke weg zijn opvattingen getoetst zouden kunnen worden. In de Volkskrant gaf ik Prigogine daarom het voordeel van de twijfel [D-S16]. Ik verkeerde toen in gespannen afwachting van het nieuwe boek waar Prigogine mij nieuwsgierig naar maakte. Het is nu al ruim vijf jaar later en het beloofde boek is mij nog steeds niet onder ogen gekomen.(20) Met als gevolg dat de twijfel sterker begint te knagen. Maar ook los van de vraag of Prigogine gelijk heeft, vallen lessen te trekken uit het zelforganiserend vermogen van chaotische systemen. In hoofdstuk tien ga ik daar nader in. Hier concentreer ik mij op de implicaties voor het deterministische wereldbeeld van Laplace.

De hang naar het wereldbeeld van Laplace verklaart ten dele de aanvankelijke weerstand tegen de quantummechanica alsmede de trage ontwikkeling die chaostheorie in het begin doormaakte. Het verklaart ook voor een belangrijk deel de weerstand tegen Capra, Prigogine en andere schrijvers van populair wetenschappelijke boeken. Voor de wetenschappelijke theorievorming lijkt het leed van Laplace echter grotendeels geleden. Quantummechanica en chaos zijn nu zodanig ingeburgerd dat de intuïtieve weerzin geen belangrijke rol meer speelt. Bij nieuwe ontwikkelingen kan die weerstand echter opnieuw van zich doen spreken. Dat lijkt het geval te zijn bij fuzzy logic, een methodiek die vooral in de meet- en regelsystemen toepassing vindt. Net als bij de zintuiglijke waarnemingen van de mens wordt een fuzzy-computer gevoed met onnauwkeurige informatie, bijvoorbeeld met het gegeven dat een persoon lang is in plaats van de exacte aanduiding van het aantal centimeters. Fuzzy logic is in de VS ontdekt, maar vond vooral in Japan weerklank. Er is bijvoorbeeld al een compleet metronet op fuzzy-technologie gebaseerd, met als resultaat dat de treinen soepeler remmen en minder energie gebruiken. Nu lijkt ook het westen de kracht van fuzzy-technieken in te zien; de aanvankelijke terughoudendheid brengen de fuzzy-propagandisten van het eerste uur in verband met het Laplaciaanse wereldbeeld, dat om exacte antwoorden vraagt. Die grondhouding vormde geen goede voedingsbodem voor een technologie die berust op vage principes. Japanners lijken een andere grondhouding aan te nemen; zij zoeken de aansluiting met de westerse wetenschap en technologie door te vertrekken vanuit de praktijk, zonder de Laplaciaanse erfenis die westerse onderzoekers mee torsen.

Het ontwikkelingspad van fuzzy logic illustreert volgens mij het in hoofdstuk vier beschreven onderscheid tussen (westerse) waarheid en (oosterse) deugd; in het westen wordt het principe ontdekt en vervolgens gaat alle aandacht uit naar de verdere verkenning van de (on)mogelijkheid van fuzzy logic, terwijl ze in het oosten nagaan wat op basis van die principes bereikbaar is. Het gaat hen niet om de vraag of het kan, maar of het werkt. En nu het blijkt te werken, kunnen westerse wetenschappers en technologen het principe niet meer negeren.

9.4 vergankelijke voorspellingen

De onvoorspelbaarheid van het weer treedt scherp op de voorgrond als de baan van een lage of hoge drukgebied nog onzeker is. Afhankelijk van die baan kan het weer over drie dagen worden gedomineerd door een strakblauwe hemel of gutsende stortregens. De weerman vraagt om een dag geduld. Wat moet je in de vakantiekoffer stoppen? Het heeft geen zin om uit te gaan van het gemiddelde van de mogelijke weersomstandigheden omdat je zeker weet dat dàt niet het weertype zal zijn. Wie één ding mee wil nemen, lijkt het beste voor een paraplu te kunnen kiezen die ook als zonnescherm dienst kan doen.

Naast het weer is het klimaat een van de meest in het oog springende dynamische systemen. Sommige verschijnselen lijken redelijk goed te isoleren, zoals in het geval van de ozonlaag waarvan de dikte sterk beïnvloed lijkt te worden door de uitstoot van CFK's via spuitbussen en koelkasten. Voor het veel besproken broeikaseffect is de situatie complexer, in elk geval ingewikkelder dan veelal wordt voorgespiegeld. De CO2 in de atmosfeer fungeert enigszins als een glazenwand in de kassentuinbouw; het laat de warmte van de zon door op aarde maar verhindert dat de warmte van de aarde verdwijnt, althans dat dit niet ongestoord gebeurt. De veel gehoorde veronderstelling is dat een grotere CO2-concentratie meer warmte vasthoudt, en dus zal leiden tot een hogere gemiddelde temperatuur op aarde. Het merkwaardige is echter dat een grotere produktie van CO2 door de mens niet automatisch tot een grotere concentratie leidt in de atmosfeer, althans niet tot een permanent hogere concentratie. Er zijn namelijk ook systemen die CO2 absorberen, en hoe meer er in de atmosfeer zit, hoe meer wordt geabsorbeerd. Per saldo zou dat ook kunnen leiden tot een daling in plaats van een stijging van de temperatuur op aarde, zoals de paleobiologe Isabel van Waveren concludeerde na bestudering van het absorptievermogen van oceanen [D-B11]. En zo zijn er naast de CO2-concentratie nog veel andere mechanismen die de temperatuur op aarde beïnvloeden. De effecten daarvan zijn vaak nog zeer onvolledig in kaart gebracht, zoals een journalist kernachtig vaststelde naar aanleiding van onderzoek van vijf Amerikaanse groepen: "De makers van klimaatmodellen hebben er altijd fors naast gezeten, zo blijkt uit recente metingen. Wolken absorberen veel meer zonnewarmte dan men dacht. De modellen zijn aan revisie toe- en daarmee de voorspellingen van het broeikaseffect" [D-B3].

Het is de taak van wetenschappers de situatie zo goed mogelijk te beschrijven en bij voorspellingen zo veel mogelijk relevante factoren mee te nemen. Afgaande op metingen lijkt de temperatuur op aarde te stijgen, althans binnen mensenheugenis. We zijn in 1995-1996 weliswaar getrakteerd op een 'ouderwets' koude winter, maar die was toch niet echt uitzonderlijk. Een kleine misrekening van het Elfstedenbestuur was zelfs voldoende om die winter buiten de statistieken van het Friese schaatsspectakel te houden. Dat de gemiddelde temperatuur over een zeer lange periode stijgende is, valt niet zo gemakkelijk vast te stellen op basis van metingen over enkele of zelfs tientallen jaren. Op verschillende plaatsen zijn in een oogopslag echter veel langere periodes te overzien.

9.5 gesmolten getuigen

In 1994 bezocht ik Grenada, de schitterende getuige van de vroegere Moorse invloed in Spanje. Wie de zomerse hitte wil ontvluchten, kan de nabij gelegen Sierra Nevada in. De her en der verspreide plukjes sneeuwrestanten onder de zomerzon bewijzen dat het daar echt kan sneeuwen en uit de aankondiging van het naderende wereldkampioenschap alpineskiën viel af te leiden dat Spaanse sneeuw geen uitzondering is in de wintermaanden. Het werd winter en de skikampioenschappen naderden. Maar hoe de plaatselijke heiligen ook werden aanbeden, er kwam geen sneeuw. Althans niet voldoende voor een beetje afdaling en slalom. Dat vervloekte broeikaseffect ook. Dat is toch de gedachte die het eerst bij je opkomt? Of proeft het Spaanse hooggebergte de vruchten van het einde van een ijstijd? Inmiddels heeft Spanje ook andere vruchten geplukt en gezegend met een fraai pak sneeuw konden in 1996 alsnog skimedailles in de Spaanse winterzon worden verdiend. Is nu het tij gekeerd of is de executie uitgesteld?

Voor een blik op de langjarige ontwikkeling kun je terecht in het hoge noorden van Europa. De onvermoeibare zomerzon is een belevenis en ook de zeer gevarieerde begroeiing van de toendra's boven de bomengrens is een opzienbarende waarneming. Maar het boeiendste vind ik toch de gletsjer die onderweg naar de Noordkaap valt te bewonderen. De ijsmassa bevindt zich op zeeniveau en een kleine boottocht brengt je ter plaatse. Op de rotsen rondom de gletsjer staan met enige regelmaat strepen met getallen die jaartallen blijken voor te stellen. Hoe verder je van de ijsmassa afkomt, hoe verder je in het verleden duikt. Ook bij dergelijke waarnemingen ben je snel geneigd de stijgende temperaturen toe te schrijven aan de menselijke vernietigingsdrang van de natuur. Doordat de strepen op de rotsen vele jaren teruggaan -- ik geloof zelfs tot in de vorige eeuw -- is het echter niet logisch om de teruggang van de ijsmassa toe te schrijven aan de toegenomen produktie van CO2. Het lijkt eerder een proces dat al eeuwen gaande is; de gids noemde het dan ook het laatste restant van de ijstijd op zeeniveau. Wanneer zal deze getuige definitief verdwenen zijn?

Vertaald naar een menselijke tijdschaal valt de afkalving van de Noorse gletsjer en de teruggang van het sneeuwvolume in de Sierra Nevada in ordes van seconden uit te drukken. In de Alpen ontstaat een beeld van het klimaatsverloop over een langere periode. Ik sta in een dal ten zuiden van Interlaken. De sneeuwbedekte Jungfrau torent met twee andere alpentoppen hoog boven het dal uit en de volgende dag wordt de maagdelijke schoonheid aangevuld met verse sneeuw. Maar hoe lang nog? Op kaarten valt af te lezen dat tienduizend jaar geleden het gehele dal met ijs gevuld was. In termen van de eeuwigheid en daar praten we over bij de leeftijd van de Aarde is dat echter allesbehalve een lange periode. Hoe lang duurt het nog voordat de Jungfrau in de zomer haar witte jas volledig moet uittrekken? En hoe lang valt er in de lager gelegen dalen 's winters nog te skiën?

Als wetenschappers een verband proberen te leggen tussen klimaat en CO2, verschijnt op mijn netvlies onwillekeurig het beeld van de Noorse gletsjer. Voor mij is dat het beeld dat klimaatveranderingen veel langere tijdconstantes hebben dan de termijn van jaren, laat staan seizoenen. Zelfs als veranderingen de laatste decennia sneller verlopen dan het langjarig gemiddelde, vormt dat niet zonder meer het bewijs dat er iets structureels aan de hand is. Net zomin als de gemiddelde jaartemperatuur valt vast te stellen door metingen tussen 10 en 30 januari kan een trend worden gehaald uit de gemiddelde jaartemperatuur tussen bijvoorbeeld 1920 en 1990. In die tijd is bijvoorbeeld één zonnecyclus doorlopen die wel als veroorzaker wordt gezien van de kleine ijstijd waar oude meesters ons getuige van laten zijn met hun sneeuwtaferelen. Maar op één of twee 'zonnezomers' valt geen statistiek te bedrijven, net zo min als in een of twee jaar met metingen op 20 januari de gemiddelde temperatuur op die datum valt te bepalen.

9.6 verhitte voorspellingen

Er zijn uiteraard analyses waarin onderzoekers zeer lange periodes beschouwen, zoals in het voor een breed publiek bedoelde SMO-boek van Van Lookeren Campagne [B-L1]. De afgelopen miljoen jaren zijn er grote temperatuurschommelingen geweest; de laatste ijstijd eindigde ongeveer tienduizend jaar geleden en de voorlaatste ijstijd heerste zo'n zevenhonderdduizend jaar geleden. Sinds de laatste ijstijd is de temperatuur gestegen, maar dat betekent niet dat we nu voortdurend records breken. Zo'n zesduizend jaar geleden was het bijvoorbeeld warmer dan nu. Gezien deze fluctuaties, die zich ook op kleinere tijdschaal voordoen, acht Van Lookeren Campagne het "dan ook moeilijk om de natuurlijke variabiliteit te scheiden van de klimaatveranderingen die door mensen worden veroorzaakt" [B-L1, p. 21].

Nuanceringen die in het SMO-boek doorklinken, lijken te zeldzaam. Ze klinken in elk geval nauwelijks door in de nota van milieuminister Alders over klimaatverandering [C-TK1], die in hetzelfde jaar verscheen als het SMO-boek. Voorbouwend op een publikatie van het Intergovernental Panel on Climate Change (IPCC) concludeert Alders dat de CO2-concentratie in 2025 verdubbeld zal zijn ten opzichte van het pré-industriële niveau, en dat mede hierdoor de gemiddelde temperatuur zal stijgen met ongeveer 0,3 C per decennium, waardoor de zeespiegel elke tien jaar met 6 cm zal stijgen. De enige lange termijn observatie in de klimaat-nota is dat de CO2-concentratie in de atmosfeer de laatste 160.000 jaar nog nooit zo hoog is geweest. Dezelfde conclusie trekt de Utrechtse energieprofessor Wim Turkenburg, zij het in veel voorzichtiger bewoordingen [D-T2, p. 402]. Turkenburg maant tot grote terughoudendheid bij het trekken van conclusies omdat we nog te weinig zouden weten over allerlei terugkoppelingsmechanismen: "Dit alles maakt dat de veranderingen kleiner kunnen zijn dan de klimaatmodellen thans aangeven, maar ook groter" [D-T2, p. 411]. Dat dergelijke nuanceringen niet in regeringsnota's doorklinken, wijt Turkenburg aan de ambtenaren; de IPCC-rapporten zouden een goed beeld geven van de onzekerheden, hetgeen niet zou gelden voor de samenvattingen van de beleidsmakers [D-T2, p. 413]. Dit zal ongetwijfeld zo zijn; tenslotte gaan bij elke vertaalslag nuances verloren. De vraag blijft derhalve of het IPCC wel genuanceerd genoeg is. En dat geldt ook voor Turkenburg. Er wordt veel nadruk gelegd op onzekerheden, maar de ondertoon is toch volstrekt anders dan die in het genoemde SMO-boek. Van Lookeren Campagne documenteert de onzekerheid, en dat is iets anders dan het verkondigen van de stelling dat alles nog niet zeker is; bij dat laatste ben je geneigd de schouders op te halen over de wetenschapper met zijn spreekwoordelijke voorzichtigheid. Het feit dat Van Lookeren Campagne een essentieel andere benaderingswijze kiest en onzekerheden voorop stelt, zou wel eens verband kunnen houden met het feit dat hij werkzaam is bij Shell; hij illustreert daarmee dat onderzoekers binnen het bedrijfsleven meer ervaring hebben opgedaan met dynamische modellen dan hun universitaire collega's.

De onheilsprofeten van het broeikaseffect, of het nu wetenschappers of beleidsmakers zijn, lijken nog steeds niet gecharmeerd om de onzekerheden centraal te stellen. En eerlijk gezegd, met mitsen en maren zijn relevante regeringsleiders waarschijnlijk ook moeilijker tot een zorgvuldig rentmeesterschap van Moeder Aarde te manen dan met de krachttermen die eind 1995 door de IPCC-conferentie werden gebruikt. Althans die krachtdadigheid kwam in de kranten tot uiting: "wetenschappelijke onderzoekers uit 96 landen zijn het er donderdag in Madrid over eens geworden dat de wereldwijde klimaatverandering die nu gaande is, mede beïnvloed wordt door menselijke activiteiten". Deze nog tamelijk neutrale conclusie trok de Volkskrant op 1 december 1995 [E-Vk1] op basis van het eindrapport van het IPCC, de VN-organisatie die minister Alders ook al uitgebreid citeerde in zijn klimaatnota. Twee weken later haalde dezelfde krant het Wereldnatuurfonds aan dat de wateroverlast in verband bracht met het broeikaseffect [D-S2]. Een dag later werd de verdroging van de Sahara in verband gebracht met de IPCC-conclusies over klimaatveranderingen [D-S3]. Het IPCC lijkt die verbanden zelf niet zo scherp te formuleren. Integendeel, een bij het IPCC-rapport betrokken KNMI-medewerker neemt afstand van de rechtlijnige conclusies van het Wereldnatuurfonds [E-Vk2]. Eerder had het Nederlandse IPCC-lid Fons Baede naar aanleiding van uitgelekte conceptrapporten al benadrukt dat de klimaatcijfers niet in verband gebracht mogen worden met de actuele weersomstandigheden, zoals elfstedenwinters en tropische cyclonen [D-B2]. Van de grote lijn neemt Baede echter allerminst afstand: "Als we de modellen en waarnemingen vergelijken dan begint het er sterk op te lijken dat de waargenomen mondiale verwarming inderdaad de eerste voorbode is van de broeikasverwarming die de klimaatmodellen voorspellen". Baede is hoofd klimaatonderzoek van het KNMI. De Belgische klimaatdeskundige professor André Berger zegt in een interview "dat het voor 98 procent zeker is dat een deel van de opwarming aan de mens is toe te schrijven" [D-B9]. Zo geformuleerd, durf ik de stelling ook wel aan; het is immers zeer onwaarschijnlijk dat de mens geen enkele invloed heeft. In deze voorzichtige vorm is het echter een zinledige uitspraak, en dat geldt ook voor de bewoordingen waarin het IPCC de conclusies samenvat over de toename van de CO2-concentratie. Maar leidt die stijging ook tot verhoging van de temperatuur? Je bent geneigd dat intuïtief te bevestigen en de cijfers spreken dat ook niet tegen. Maar ze bevestigen die conclusie evenmin. De Groningse chemicus Kommandeur betoogt in een overzichtsartikel dat de temperatuurstijging gedurende de laatste 130 jaar binnen de natuurlijke schommelingen van het klimaatsysteem ligt, een constatering die niet strijdig is met de letter van de IPCC-rapporten [D-K8]. Door de context waarin de uitlatingen worden gedaan, gaat er van de IPCC-rapportages toch de suggestie uit dat de mens een steeds fatalere rol gaat spelen. We weten volgens Berger alleen niet hoeveel en hoe snel de invloed van de mens van zich zal doen spreken. Om daarover meer inzicht te verkrijgen, zouden we volgens Berger meer computers en grotere reeksen gegevens moeten hebben: "Meten is weten, maar meten is enorm duur".

9.7 toekomstige temperaturen

Ondanks de nuancerende ondertoon van veel wetenschappers spreekt uit de suggesties een behoorlijk stellige ondertoon. Je krijgt de indruk dat de theory of everything van het broeikaseffect is gevonden; bij mij komt het beeld naar voren dat de menselijke produktie van CO2 als een van de grootste bedreigingen wordt gezien voor een duurzame samenleving. We moeten alleen nog uitzoeken hoe erg en hoe snel het menselijk ras onder de broeikasdeken zal stikken. Van de nuanceringen van Van Lookeren Campagne zie ik in de literatuur weinig terug. Heeft de wetenschap in de loop van de jaren negentig grote vorderingen gemaakt, zodat vroegere vraagtekens nu uitroeptekens zijn geworden? Die indruk krijg ik niet uit recente publikaties van het RIVM en het KNMI. In een samenvatting van het Global Change onderzoeksprogramma heeft het RIVM de ontwikkeling van het Europese klimaat op vier tijdstippen in kaart gebracht; 20.000 jaar geleden, 8000 jaar geleden, nu en in de toekomst [C-RIVM]. Op de oudste kaart is een groot gedeelte van Europa bedekt met ijs en toendra's, terwijl in de toekomst het huidige Noordafrikaanse klimaat in grote delen van Zuid-Europa gaat heersen. Maar ik zie geen verband tussen die historische context en de beschrijving van het onderzoek; de nadruk lijkt te liggen op extrapolaties van emissies in verschillende scenario's over de periode 1980 tot 2100. In het rapport Ozon en ultraviolette straling beperken het KNMI en het RIVM zich zelfs tot de periode 1978-1995 met een fijnmazige analyse per maand over 1994 en 1995 [C-KNMI]. Opgemerkt wordt weliswaar dat de meetperiode te kort is voor harde conclusies, maar om tot meer steekhoudende conclusies te komen, lijkt men eerder in termen van decennia dan millennia te denken.

Met de nuancering van broeikascijfers bepleit ik geen vrijbrief voor ongebreidelde voortzetting van de huidige uitstoot van gassen. In de rechtspraak leidt gebrek aan bewijs tot vrijspraak, hoewel niet gezegd is dat de aanklager ook daadwerkelijk ongelijk heeft. Zolang de kans bestaat dat bij het broeikaseffect het ten laste gelegde wel correct is, is voorzichtigheid geboden. En dat geldt temeer zolang de kans bestaat dat het allemaal nog tien keer erger is, of dat de opwarming of afkoeling schrikbarend versnelt.

Als ik pleit voor een meerdimensionale wetenschap, vraag ik onder meer om een verbreding van het blikveld naar de dagelijkse realiteit, hetgeen wat anders is dan een poging die realiteit te veranderen. Dat is het terrein van politici en als gekozen vertegenwoordigers hebben zij het recht om andere beslissingen te nemen dan wetenschappers hen influisteren. Het is maar goed dat zij van dat recht gebruik maken, want advisering is nu eenmaal niet de sterkste kant van onderzoekers, maar dat terzijde. Als politici niet willen luisteren zonder krachttermen en vaststaande zekerheden, is dat niet de verantwoordelijkheid van wetenschappers. Mijn indruk is dat juist de nadruk die wetenschappers leggen op het principe 'meten is weten' de politiek op het verkeerde been zet. Meten = weten voor morgen luidt de veelzeggende titel van een publikatie voor het ministerie VROM [B-B2]. En de ondertitel is even veelzeggend: Milieubeleid in veelvoud, informatie in eenvoud. Alleen al de suggestie dat de informatie eenvoudig te geven valt. Maar intussen lijken politici die simplificatie wel op hun netvlies te hebben. Die indruk krijg ik althans uit de verslagen van behandelingen in de Tweede Kamer. Zo constateerde het PvdA kamerlid Crone dat twee dingen zeker zijn: "1. de hoeveelheid broeikasgassen is sinds de industriële revolutie sterk gestegen; 2. de oppervlaktetemperatuur is in die periode eveneens sterk gestegen" [C-TK3]. Deze constateringen kunnen elk voor zich juist zijn, maar daarmee is net zo min een verband bewezen als tussen vluchten ooievaars en geboortegolven.

Het feit dat klimaatveranderingen ook los van CO2 optreden  zoals in het geval van beïnvloeding door zonne-activiteiten  wil niet zeggen dat de menselijke uitstoot geen invloed heeft. Het klimaat lijkt in veel opzichten op een schommel, waarbij de langjarige, of liever de lang-eeuwige, gemiddelden tussen koud (ijstijd) en warm heen en weer slingeren. Ik geloof dat er wel voldoende bewijs is dat CO2 een belangrijke rol speelt bij die slingerbewegingen. Dat door de activiteiten van de mens de concentratie van CO2 is toegenomen, lijkt mij niet onwaarschijnlijk. Uit een cijfermatige analyse van die concentratie over een periode van tienduizend jaar  de ijslagen in de poolkappen geven hiervoor een indicatie zoals jaarringen in een boom informatie verschaffen over het klimaat in afzonderlijke jaren  ontstaat de indruk dat die concentratie nu veel sneller toeneemt dan ooit in het verleden. De concentratie van broeikasgassen lijkt de laatste 160.000 jaar niet zo groot geweest te zijn als deze eeuw en in de jaren tachtig is die concentratie met ongeveer 5% toegenomen, een ogenschijnlijk ongekend snelle stijging. Ik zeg ogenschijnlijk, omdat fluctuaties binnen een periode van een tiental jaren nauwelijks of niet zijn te onderscheiden in het poolijs. Laten concentratieveranderingen als gevolg van vulkaanuitbarstingen sporen na in het ijs van de poolkap? Als sprake is van een bovenmatig snelle verandering van de CO2-concentratie, past voorzichtigheid bij toekomstvoorspellingen over temperatuur, neerslag, hoogte van de waterspiegel, enzovoort.

9.8 voorzichtige verkenningen

Laten we aannemen dat de CO2-uitstoot door toedoen van de mens substantieel toeneemt. Als dat nu nog niet het geval mocht zijn, is de kans groot dat hiervan in de zeer nabije toekomst wel sprake zal zijn gezien de ontwikkeling van de wereldbevolking en het inkomen per hoofd van de bevolking. Het is belangrijk dat wetenschappers de invloed van relevante factoren in kaart brengen. Daarbij zullen ongetwijfeld effecten worden gesignaleerd die leiden tot een andere kijk op de invloed van de menselijke produktie van CO2 zoals er ook medici zullen zijn die nieuwe factoren op het spoor kunnen komen die van belang zijn voor de in hoofdstuk zes gememoreerde slaaphouding van baby's. Het werk waar ook politici en andere beleidsmakers baat bij kunnen hebben, is het doorrekenen van verschillende scenario's. Wat gebeurt er als de menselijke CO2-produktie ver-x-voudigt en de absorptie door oceanen, wolken, enzovoort ver-y-voudigt? Hier kunnen zeer grote getallen voor x en y worden genomen; een verhonderdvoudiging van de CO2-produktie is niet onrealistisch gezien de bevolkingsgroei en vooral de toename van de welvaart per hoofd van de bevolking die zich nu zeer sterk aftekent in Zuid- en Oost-Azië. Wat zijn de gevolgen als er ineens een sterke natuurlijke CO2-uitstoot plaatsvindt via bijvoorbeeld een vulkaanuitbarsting? Als wetenschappers verschillende uitkomsten voorspellen, zoals een sterke verwarming of afkoeling van de temperatuur op aarde, lijken we van nature geneigd om te zeggen dat ze hun huiswerk maar eens over moeten doen of dat de waarheid wel in het midden zal liggen. Maar misschien zijn beide voorspellingen wel juist en bestaat er geen gulden middenweg, zoals bij de weervoorspelling die stralende zonneschijn of fikse regenbuien in het vooruitzicht stelt. Wie naar het puntje van een berg klimt, zal bij verlies van zijn evenwicht naar links of rechts neerstorten. Een gulden middenweg is er niet. Een scenario kan niet voorspellen naar welke kant de waaghals valt, maar als beide scenario's de dood tot gevolg hebben, is slechts één strategie te verkiezen; niet verder omhoog klimmen.

Krijgt de klimaatverandering van de extra CO2 een zetje of wordt de verandering juist afgeremd? Zolang je dat niet weet en dat kan nog wel eens heel lang zijn is het uiterst gevaarlijk om met de natuur een schommelspel te spelen; voor je het weet, geef je zo'n zet dat de schommel niet meer terugvalt. Volgens mij maakt het niet veel uit of het resultaat vrieskou of verzengende hitte is. Terwijl dat juist de discussie is waar wetenschappers zich voor lenen en waar politici om vragen. Zolang niet wetenschappelijk bewezen is of en hoeveel het warmer wordt, doen we niets. Door verschillende scenario's naast elkaar te leggen, ontstaat een beeld van het spanningsveld waarbinnen veranderingen kunnen optreden. Op basis daarvan kunnen politici gedwongen worden een strategie te kiezen.

Wetenschappers lijken die weg naar sturen op basis van onzekerheid niet in te willen slaan. Ze mikken op de zekerheid en men zegt de laatste tijd veel vooruitgang geboekt te hebben bij de ontwikkeling van modellen; ontwikkelingen die zich in het verleden hebben voorgedaan, zouden nu beter aansluiten bij de voorspellingen van de modellen. Ik neem dat graag aan, maar wat is de waarde daarvan als de invloed van de mens inderdaad zo groot is als diezelfde modellenbouwers vaak beweren. Dan hebben we te maken met een situatie die zich in het verleden niet heeft voorgedaan, met als gevolg dat het gebruikte model niet erg geschikt is om voorspellingen op te baseren.

9.9 schetsmatig scenario

In plaats van modelmatige voorspellingen zouden wetenschappers meer aandacht moeten besteden aan verkenningen aan de hand van scenario's. Het zou te ver voeren om uitgebreid in te gaan op scenario's; dit boek is immers gericht op het opsporen van eendimensionale factoren die de ontwikkeling van wetenschap belemmeren en niet op het zoeken naar meerdimensionale mogelijkheden. Daarom volsta ik met een korte schets van scenario's.

Toen ik mijn eerste auto kocht, twijfelde ik tussen twee modellen; ik had dus twee strategieën, het kopen van model A of model B. Model A bood iets meer auto voor zijn geld en was bovendien goedkoper dan model B. Rekening houdend met het hogere benzinegebruik was model B echter iets goedkoper. Veel was het niet, maar dat zou veranderen bij een drastische verhoging van de benzineprijs. Een daling leek niet erg voor de hand te liggen terwijl een verdubbeling in drie jaar niet onrealistisch leek. Er waren zodoende twee scenario's -- gelijkblijvende en verdubbelende benzineprijzen -- en twee strategieën -- het kopen van auto A of auto B -- en vervolgens berekende ik op basis van bekende gegevens, zoals de aanschafprijs en het verbruik van benzine, welke kosten verbonden waren met de vier mogelijke combinaties. Je kunt met nog meer scenario's werken, maar steeds geldt dat je daar geen keuze uit kunt maken; de benzineprijs heb je niet in de hand. Bij de aanschaf van de auto moest ik één strategie kiezen. Je past daarbij de zogenoemde regret analyse toe; hoe voorkom je dat de gekozen strategie te veel nadeel oplevert.

Verschillende keren is aandacht gevraagd voor de economische opkomst van Aziatische landen. Veelal word die ontwikkeling in de economische literatuur als een bedreiging gezien voor Europa. In de industriële sector ligt de wereldwijde groei in sectoren die met de elektronica verbonden zijn, sectoren waarin met name Aziatische landen zich sterk profileren. De wereldwijde groei van de informatie-gerelateerde industrie is een realistische verwachting, en daarmee vormt het een gevaar als Nederland achterblijft en in die sector de werkgelegenheid ziet dalen. Zelfs binnen het scenario van een sterk groeiende informatie-industrie in Oost-Azië is concurrentie van Nederland op dat terrein echter niet het enige alternatief om economisch overeind te blijven. In Azië zal de economische groei bijvoorbeeld leiden tot een sterke groei van de vraag naar hoogwaardige voedingsmiddelen. In veel opkomende industrielanden is de infrastructuur voor voedselproduktie ernstig verwaarloosd, zodat de kans groot is dat voedingsmiddelen geïmporteerd moeten worden om aan de koopkrachtige vraag te kunnen voldoen. Momenteel heeft Nederland op dit terrein competitief gezien een relatief sterke exportpositie; na de VS is Nederland het grootste voedsel exporterende land ter wereld. Verkwanseling van de voorsprong op dit 'low tech' gebied zou vanuit dat perspectief een ramp kunnen zijn voor onze toekomstige welvaart. Om te kunnen aftasten of en in hoeverre daar kansen en bedreigingen liggen, zou een scenario uitgewerkt moeten worden. Scenario 1: voedselprijzen blijven gelijk; Scenario 2: voedselprijzen verdrievoudigen. Strategie 1: Nederland halveert landbouwsector; Strategie 2: Nederland blijft de landbouw subsidiëren om het huidige niveau in stand te houden. Wat zijn de kosten/baten bij de vier verschillende mogelijkheden? Een vergelijkbare procedure is denkbaar voor de 'high tech' sector, zij het dat het realistischer is om decimering van de prijzen als mogelijk scenario in de beschouwing mee te nemen. Deze decimering van prijzen lijkt voortdurend records te breken, zoals in paragraaf 19.8 nader wordt gespecificeerd.

9.10 explosieve eenvoud

Voor de ontwikkeling van klimaat en milieu is het allesbehalve eenvoudig om scenario's te ontwikkelen gebaseerd op modellen over de ontwikkeling van het klimaat. Het uitvoeren van simulaties is zeer moeilijk gezien de veelheid aan factoren die een rol spelen. Dit betekent niet dat geen simulaties uitgevoerd moeten worden, maar wel dat dergelijke inspanningen momenteel toch eerst en vooral nuttig zijn om de betrokken wetenschappers een beter beeld te geven van de factoren die het klimaat beïnvloeden. Dit betekent niet dat in afwachting van betrouwbare wetenschappelijke conclusies voorlopig geen maatregelen genomen kunnen worden.

Of de grenzen van de groei bereikt worden of niet, is namelijk niet de meest relevante vraag zodra aannemelijk is dat die grens naderbij komt. Of de grens wordt bepaald door broeikasgassen, de leefruimte per aardbewoner, de voorraad fossiele brandstoffen, enzovoort, doet in feite niet ter zake. Wie de grens ontkent, ontkent bijvoorbeeld ook dat Nederland dichtslibt als gevolg van de grote bevolkingsdichtheid en de toenemende mobiliteit. Kan de hele wereld een bevolkingsdichtheid aan zoals we die nu in Nederland kennen? Is dat ook mogelijk met hetzelfde welvaartsniveau? Als er zelfs maar twijfel is deze vragen bevestigend te beantwoorden, kunnen we vervolgens naar de huidige situatie in Oost- en Zuid-Azië kijken. In de onderstaande schets maak ik gebruik van het AWT-advies over de kennisrelatie met Azië [C-AWT6].

Meer dan de helft van de wereldbevolking woont momenteel in het oostelijk deel van Azië. In China wonen ruim driemaal zoveel mensen als in de huidige Europese Unie (EU-15) en India telt tweeënhalf maal zoveel inwoners. Gezien de demografische ontwikkelingen zal de relatieve betekenis van Europa op het wereldtoneel verder afnemen. Verwacht mag worden dat Azië tegen het midden van de volgende eeuw acht maal zoveel inwoners telt als geheel Europa.

China is nu al dichter bevolkt dan de EU-15, en bijna vier keer zo dicht bevolkt als de VS (exclusief Alaska). De Chinese bevolking is geconcentreerd in de oostelijke provincies; ongeveer 90% van de bevolking woont in een derde deel van China. Dit betekent dat een gebied ter grootte van de EU-15 even dicht is bevolkt als de Benelux.

De bevolking groeit in Zuid- en Oost-Azië minder snel dan in de meeste andere landen in de Derde Wereld, maar de verdubbelingstijd is voor Europese begrippen hoog. Dit leidt er toe dat een gebied dat zes maal zo groot is als de EU-15 in de loop van de volgende eeuw naar een gemiddelde bevolkingsdichtheid zal toegroeien die vergelijkbaar is met de huidige bevolkingsdichtheid van Nederland.

De welvaart per hoofd van de bevolking zal in Zuid- en Oost-Azië waarschijnlijk nog veel sneller toenemen. Momenteel wordt de wereldeconomie nog sterk bepaald door de grote industrielanden. Europa, Noord-Amerika en Japan genereren samen bijna driekwart van het Wereld-BBP, hoewel in deze gebieden maar 15% van de wereldbevolking woont. De gemiddelde welvaart van de bevolking groeit momenteel sterk in Oost-Azië. Voor de komende tien jaar wordt voor Oost-Azië een jaarlijkse groei van 7,7% voorspeld, tweemaal zoveel als voor de rest van de wereld. Alleen Zuid-Azië zou met een voorspelde groei van jaarlijks 5,4% enigszins in de buurt komen van de groeiers in Oost-Azië [C-EC2].

De spectaculaire groei van de nationale inkomens in Oost-Azië heeft tamelijk voorspelbare effecten voor de infrastructuur. Op het gebied van de telecommunicatie zal China alleen al tot de eeuwwisseling jaarlijks driemaal zoveel investeren als de totale inhaalslag in verband met de Duitse eenwording [G-W2]. Het Gupta Report voorziet voor andere landen in Oost- en Zuid-Azië vergelijkbare inspanningen [C-FE]. Zijn de investeringen op het gebied van de telecommunicatie al spectaculair, de aanleg van wegen en de bouw van energiecentrales vergen samen meer dan driemaal zoveel investeringen. Wie aan wegen denkt, denkt aan auto's en bij de bouw van energiecentrales zal vooral een beroep worden gedaan op de aanwezige kolenvoorraden, die vooral in China zeer groot zijn. Geredeneerd vanuit de mondiale energiebehoefte ontstaat een vergelijkbaar beeld. In 1973 tekenden Oost- en Zuid-Azië voor 8% van de wereldwijde energieconsumptie; in 1993 was dat 18% en in 2010 zal dat naar verwachting al meer dan een kwart zijn [D-B5]. De verveelvoudiging van het nationaal inkomen in de Aziatische landen vormt volgens mij de komende decennia de grootste bedreigingen voor het mondiale milieu. Het zal moeilijk zijn om China ervan te weerhouden de rijkelijk aanwezige kolenvoorraden te gebruiken, maar de wijze waarop dat gebeurt, lijkt beter te beïnvloeden; het zou in elk geval een ramp voor het lokale en modiale milieu zijn als China de kolen gaat verbranden op een manier die in Oost-Europa op de voorgrond is getreden.(21)

In de geïndustrialiseerde wereld hebben we grote moeite om de uitstoot van CO2 te laten dalen, althans niet te laten stijgen, althans niet te laten verdubbelen, althans niet... Voor China, India, enzovoort, is het aannemelijk dat binnen enkele decennia sprake zal zijn van een verhonderdvoudiging van het BBP, en bij ongewijzigd beleid zal de belasting van het milieu een vergelijkbare explosie ondergaan. Wat hiervan de gevolgen zullen zijn voor de temperatuur op aarde, zou ik niet weten -- en niemand weet dat -- maar de kans dat hierdoor het klimaat wordt beïnvloed, is niet onwaarschijnlijk. Maar dat lijkt mij toch niet de primaire zorg. Hoe voorkom je op lokaal niveau rampen, plaatselijke verontreiniging, oorlogsdreiging, enzovoort. Dat zijn de echte vragen. En voor die dreigende rampen zijn veel eenvoudiger modellen te ontwerpen dan de klimaatmodellen.

9.11 dynamische denktanks

De vraag dringt zich op waarom veel wetenschappers zoveel nadruk leggen op de bedreiging van CO2 voor het klimaat, terwijl het vele malen eenvoudiger lijkt een schets te geven van ontwikkelingen die veel herkenbaarder zijn en veel bedreigender lijken voor de toekomstige kwaliteit van het leefmilieu. Omdat aan het klimaat veel meer te meten en rekenen valt dan aan de demografische ontwikkelingen en de welvaartsstijgingen? Wetenschappers die een grensverleggende bijdrage willen leveren over de tamelijk voorspelbare demografische problematiek, moeten geloofwaardige modellen en analyses maken, scenario's bedenken en daar strategieën bij ontwikkelen. Dat is moeilijker dan het verwerken van metingen over het klimaat. Echter, wie geen betrouwbare modellen kan ontwikkelen die zijn gerelateerd aan de betrekkelijk goed voorspelbare demografische ontwikkelingen, zal met aan zekerheid grenzende waarschijnlijkheid nooit in staat zijn tot realistische modellen en analyses over het dynamische klimaat.

Veel van deze en dergelijke noties kwamen naar voren tijdens een strategische conferentie van de AWT over duurzaamheid. In plaats van een advies uit te brengen, publiceerde de AWT het verslag als achtergrondstudie [B-H4]. Aansluitend daarop werden pogingen ondernomen om duurzaamheid -- zowel ecologisch, economisch als technologisch -- tot een bindende hoeksteen van het kabinetsbeleid te maken. Als middel werd gekozen voor een externe projectgroep die scenario's en strategieën zou ontwikkelen op een betrekkelijk hoog aggregatieniveau, bestemd voor discussies in de ambtelijke en politieke top van de meest betrokken departementen en binnen de denktanks, zoals het CPB en het RIVM. Het is voorstelbaar dat schetsen, zoals in dit hoofdstuk zijn gegeven, zich lenen voor discussies in de ministerraad. Het zou bijvoorbeeld kunnen leiden tot de conclusie dat een deel van de middelen voor milieubehoud en ontwikkelingssamenwerking samengevoegd moeten worden om een milieuvriendelijker benutting van de Chinese kolenvoorraden te bevorderen.

Dit is allemaal eenvoudiger gezegd dan gedaan, maar het is de vraag of dat de reden is waarom het AWT-initiatief strandde. Misschien was de AWT wel te naïef; het ontwikkelen van scenario's en daarmee verbonden strategieën is immers bedreigend voor mensen die hun brood moeten verdienen met het meten van de bestaande situatie. Henk Tennekes liep ten slotte ook stuk in zijn pogingen om bij het KNMI de focus minder sterk te richten op de fictie dat meten weten is. Wie met inzichten op het gebied van chaos naar voren treedt, lijkt nog steeds te stuiten op het in onze cultuur diepgewortelde paradigma dat rust op het meten binnen voorspelbare lineaire modellen. Gedurende de eerste eeuwen na de wetenschappelijke revolutie heeft die werkwijze tot opzienbare resultaten geleid, maar we komen nu steeds sterker terecht in de situatie van de verminderende meeropbrengst.

Het hangt met het dynamische karakter van de realiteit samen dat het vaak moeilijk is een eenduidig helder perspectief te schetsen. De verleiding is dan groot om op de stoel van de politici te gaan zitten door hen zand in de ogen te strooien. Wie zich echter laat verleiden tot een ongefundeerde schets van de toekomst, loopt de kans hetzelfde lot te ondergaan als de in hoofdstuk zeven genoemde Amerikaanse deeltjesfysici. Hen werd de toegezegde supercollider ontnomen toen ook politici de valse tonen hoorden van hun toekomstmuziek met hun overtuigend klinkende akkoorden over de ultieme steen der wijzen. Als zou blijken dat het uiteindelijk allemaal anders is, kunnen de broeikasprofeten de neus nog veel harder stoten dan de pleitbezorgers van de Amerikaanse deeltjesversneller. En dan kunnen de gevolgen erger zijn dan een bloedneus voor milieukundigen.

De indruk dringt zich op dat veel wetenschappers zich blindstaren op meten en rekenen en het oog voor de werkelijkheid verliezen. Het zou een taak van filosofen kunnen zijn om deze (eendimensionale) blik met de werkelijkheid van alle dag te confronteren. In hoofdstuk elf ga ik na of en hoe die taak wordt opgevat. Overigens zijn milieukundigen niet de enige wetenschappers die zich laten verleiden tot een te sterke oriëntatie op lineaire modellen. Onder economen lijkt die neiging nog veel groter, zoals in het vierde deel nader wordt toegelicht. Er zijn echter ook voorbeelden van een meerdimensionale benadering van ingewikkelde problemen. Een voorbeeld daarvan is in mijn ogen het Nederlandse drugsbeleid. Om de met drugsverslaving verbonden problemen terug te dringen, wordt in de meeste landen naar louter repressieve maatregelen gegrepen. De Nederlandse overheid staat een genuanceerder beleid voor zoals minister Borst zeer fraai toelichtte in de Volkskrant [D-B7]. Enkele zinnen illustreren het niet bepaald rechtlijnige denken: "Het is een illusie om te denken dat door de sluiting van coffeeshops het cannabisgebruik zal afnemen... Het opjagen van verslaafden leidt zeer waarschijnlijk tot een uitbreiding van infectieziekten. Een ander risico is een toename van het gebruik van gevaarlijke goedkope drugs zoals crack". De soepele Nederlandse houding lijkt op het eerste gezicht een extra injectie voor de drugsverslaving, maar de praktijk wijst uit dat dit beleid meer resultaten oplevert dan het harde beleid dat in de meeste andere landen de boventoon voert. Wij reageren nu vol ongeloof op de simpele kijk van de Fransen en zijn verontwaardigd over het feit dat zij het Nederlandse drugsbeleid zo fel bestrijden. Maar wordt die strijd niet door dezelfde grondhouding gevoed als het geval is bij wetenschappers in andere vakgebieden die vasthouden aan hun geloof in de lineaire werkelijkheid?

Noten

19. Deze iteraties zijn eenvoudig op de computer uit te voeren, bijvoorbeeld door in een spreadsheet in cel 1 de omvang van de beginpopulatie te typen en in cel 2 de formule. Door die formule te kopiëren naar de onderliggende velden, zie je meteen de omvang van opeenvolgende generaties. Bij r=2 is zeer snel het evenwicht van x= 0,5 bereikt. Bij r= 3 is voor een beginpopulatie van x = 0,125 al snel de evenwichtsstand van 0,67 bereikt, maar voor hogere startpopulaties zijn er twee waarden die slechts zeer langzaam naar elkaar toegroeien; bij een start van x = 0,4 vinden we na 10 stappen achtereenvolgens de waarden 0,62 en 0,71 en na 30 stappen 0,63 en 0,70. Bij r = 3,5 is echter al zeer snel sprake van evenwicht, zij het dat vier verschillende waarden van x elkaar afwisselen: 0,500; 0,875;0,383;0,827;0,500;0,875; enzovoort.

20. Inmiddels verschenen onder de titel Het einde van de zekerheden. Tijd. chaos en de natuurwetten.

21. Zelfs de prognoses op deze gebieden --  waar lineaire modellen nog redelijk bruikbaar zijn -- moeten met de nodige voorzichtigheid worden betracht. Neem het eenvoudige feit van het aantal inwoners in Nederland. In haar troonrede van 1996 zei koningin Beatrix dat Nederland in 2015 achttien miljoen inwoners zal tellen. Dit getal hadden de tekstschrijvers ontleend aan een verouderd groeiscenario van het CBS dat uitkwam op 18,1 miljoen inwoners. Volgens nieuwe prognoses zou Nederland volgens het CBS omstreeks 2030 het maximum van 17,4 miljoen inwoners bereiken [E-Vk3].