De natuurkunde van het onmogelijke

Door een vriend werd ik getipt over een tv-serie getiteld Sci Fi Science: Physics of the Impossible. In de serie gaat theoretisch natuurkundige Michio Kaku op zoek naar de waarheid achter technologische concepten uit de science fiction en hoe je die met de huidige stand van wetenschap wellicht zou kunnen realiseren.

Michio Kaku gaat bijvoorbeeld op zoek naar hoe je een light saber zou kunnen bouwen, hoe je zou kunnen tijdreizen, onzichtbaar kunt worden of zou kunnen teleporteren. Er worden natuurlijk geen echte science fiction apparaten gebouwd, maar je krijgt wel een kijkje in wat labs waar gerelateerde wetenschap wordt gedaan. In de aflevering over teleportatie nemen ze bijvoorbeeld een kijkje in een lab waar kwantumverstrengeling wordt bestudeerd.

Bekijk hieronder een kort fragment van de serie.

Ik heb inmiddels een paar afleveringen van de serie gezien en ik vind de serie zeker niet slecht. Het is leuk om bijvoorbeeld te horen over de (on)mogelijkheden van teleportatie, maar ik vind de serie bij vlagen ook gewoon wat flauw, vergezocht en onrealistisch. Dat komt vooral omdat het natuurlijk niet voor niets science fiction is. Er worden alleen maar wat theoretische plannen gepresenteerd, waarna er wordt geclaimed dat die toch best haalbaar zijn. Niet heel overtuigend, maar misschien ben ik toch een beetje te praktisch ingesteld.

Sci-Fi Science: Physics of the Impossible wordt in Nederland uitgezonden op Discovery Science. De programmering kun je hier vinden.

Bedankt voor de tip, Marco!

Ook NOS snapt nano niet

De mooie beloftes die de ‘nanotechnoloog’ ons maakt, verblindt de journalist. Mooie woorden, ongekende fantasieën en gigantische getallen, ze worden allemaal klakkeloos overgenomen. Zelfs het acht uur journaal van de NOS weet science niet meer van fiction te onderscheiden. En ik maar denken dat dit zo’n betrouwbaar programma was. Ze kramen maar wat uit.

Ja lieve redactie van de NOS: jullie verstaan jullie vak niet! Jullie wetenschapsredactie moet terug naar de middelbare school!

Laten we eerst de uitzending van maandagavond bekijken (25 oktober 2010, 20.00h) en dan lopen we even rustig alle domme dingen langs. Het item loopt van 11min27s tot 14min22s.

Get Microsoft Silverlight
Bekijk de video in andere formaten.

Glas dat je kunt vouwen, wijn die je van smaak kunt laten veranderen. Dat klinkt als science fiction, maar binnenkort is het realiteit. Het zijn voorbeelden van zogeheten nanotechnologie.

Laten we inderdaad science (wetenschap) niet verwarren met fictie. Dit zijn geen typische voorbeelden van nanotechnologie. Wijn van smaak laten veranderen lijkt me overigens niet uitzonderlijk moeilijk. Iets met azijn?

Ontwikkelingen waarin alleen al dit jaar wereldwijd 1500 miljard euro (€ 1.500.000.000.000) in om gaat.

Dit is natuurlijk onzin, omdat dit neer zou komen op €221 per hoofd van de wereldbevolking. Een serieuzere bron (Industry Week) vertelt het volgende: “By 2009 the nanotechnology market reached an estimated $11.7 billion in sales.” Dat was in 2009 ongeveer tussen de €8–9 miljard euro. Dit is een mis-schatting met een factor 170. Per hoofd van de wereldbevolking is dat in plaats van €221, maar €1. We hebben het hier dus niet over 6 keer de begroting van de Nederlandse regering, maar over een paar honderdste daarvan. Waar heeft de NOS dit enorm grote getal vandaan?

Met nanotechnologie maak je producten op een heel andere manier dan normaal, namelijk met atomen en moleculen. Twee van de kleinste deeltjes die er bestaan. Door die deeltjes aan te passen, zijn we in staat om de eigenschappen van vrijwel alle producten te veranderen.

De redactie die dit item in elkaar gedraaid heeft, is nog voor Daltons atoomtheorie naar school geweest, dus wij zullen zo vrij zijn om nog eens goed uit te leggen waar de wereld uit bestaat.

Alle materie bestaat uit atomen. We kennen nu iets meer dan 100 soorten en die soorten noemen we “elementen.” Deze elementen staan gerangschikt in het periodiek systeem der elementen. Uit atomen kunnen we grofweg drie soorten materialen maken: metalen, zouten en moleculen. Voorbeelden van metalen zijn ijzer, zink en wolfraam; voorbeelden van zouten zijn keukenzout (natriumchloride), roest (ijzeroxide) en kalk (o.a. calciumoxide en calciumcarbonaat); voorbeelden van moleculen zijn aceton (nagellakremover), water (zitten een beetje zouten in) en zuurstof (en veel andere dingen in de lucht, zoals stikstof en koolstofdioxide). Maar kom, laten we niet al te lang stil staan bij deze basale kennis.

Men maakt altijd materialen van atomen en soms met moleculen. Verschrikkelijk onhandige woordkeuze.

Voor de compleetheid zal ik nog mijn favoriete definitie geven van “nanotechnologie”: de studie naar alle materialen waarbij de eigenschappen typisch afhangen van de grootte van het materiaal, en niet zozeer de chemische samenstelling zelf. Dit komt neer op groottes rond de 1–100 nm. Houd in gedachten dat een watermolecuul ongeveer een tiende nanometer groot is. Losjes wordt wel eens opgemerkt dat veel kleine eiwitten en veel grote moleculen deze grootte hebben. Maar let op, de meest interessante nanomaterialen vallen meer onder de categorieën zouten en metalen, niet moleculen.

Atomen aanpassen is overigens iets voor hogere-energiefysici; moleculen aanpassen is klassieke organische chemie.

Nanotechnologie is buitengewoon ingewikkeld, maar wat het ons gaat brengen is onvoorstelbaar.

Afgezien van dat ‘maar’ hier geen tegenstelling aanduidt, is nanotechnologie absoluut niet buitengewoon ingewikkeld in vergelijking met andere actieve velden in de wetenschap. Experimenten naar stromingen, het weer voorspellen en kwantumtheorie zijn wél extreem complex. Voor sommigen is een informatief en genuanceerd nieuwsbericht maken ook ingewikkeld, maar nanotechnologie staat in de wetenschap niet te boek als “buitengewoon ingewikkeld.”

In het filmpje wordt nu uitgelegd dat er naar aanleiding van een kunstinitiatief, een tentoonstelling wordt gehouden over “speculatieve producten.” Hier heb ik niks op aan te merken. Speculatie inderdaad.

Het gebruik van nanotechnologie in producten groeit enorm snel.

Nu wordt er verteld hoeveel geld er uitgegeven wordt aan dergelijke producten. Wel wordt nu netjes onder het vloerkleed geveegd dat er belachelijk veel meer producten zijn die claimen nanotechnologie te gebruiken, dan dat er producten zijn die dat daadwerkelijk doen. Industry Week is het nog steeds niet eens met de NOS: in 2015 wordt geen €2500 miljard uitgegeven aan producten, maar €26 miljard. Honderd keer zo weinig.

Is het [nanotechnologie, red.] leuk, of gevaarlijk?

Welke prutjournalist heeft deze open deur gedirigeerd? Dit zijn toch geen vragen, dit is retoriek. Vraag anders direct even of er ook wel eens ongelukken mee gebeuren, er mogelijkheden zijn in de strijd tegen kanker en of er misschien wel geld mee te verdienen is. Heeft hij echt een speciale studie gevolgd om op dit soort inkoppertjes te komen? En hij is ook nog door de sollicitatieronde gekomen, voordat hij het veld in mocht van de NOS?

Hulde trouwens aan Koert van Mensvoort. Het zilvervoorbeeld legt perfect uit waar de kansen en problemen liggen. Geen foutieve simplificaties nodig, geen ingewikkelde voorkennis, gewoon een beeldend en juist voorbeeld. Het antwoord “We spelen we een beetje met vuur” is wel wat ongelukkig gekozen. Misschien is het handiger om het te vergelijken met autorijden: gevaarlijk, maar noodzakelijk.

Lieve mensen van de NOS, het acht uur journaal was voor mij dé autoriteit op het gebied van nieuws. Als jullie iets zeiden, was het waar. Maar nu ik weet wat voor onzin jullie uitkramen over nanotechnologie, weet ik niet meer of ik jullie wel kan vertrouwen op andere gebieden. Lieve redactie, ik vertrouw op jullie. Want als ik jullie niet meer kan vertrouwen, wie dan nog wel?

Opdrogend bloed

Ik hou enorm van een goeie film met een origineel verhaal, goeie acteurs, sterke dialogen en een nieuw wereldbeeld.

Nu kun je de verhaallijn origineel maken, maar ook de wereld waarin het verhaal zich afspeelt: Lord of the Rings, Harry Potter en vooral Avatar. De wereld waarin het verhaal zich afspeelt bestond al, maar door er een creatieve en originele draai aan te geven, ziet iedereen een nieuwe wereld. Een succesformule.

Nu kun je ook nog een stapje dieper gaan. Science-fiction. Ik ben enorme fan van zowel science als fiction, net als de combinatie ervan. Natuurlijk moet ik als ik zoiets kijk, wel wat flexibeler zijn in m’n hoofd. Ik moet accepteren dat de fysica achter een improbability drive niet helemaal sluitend is, maar daardoor niet minder grappig. Ook heb ik er geen problemen mee als iemand opschept over z’n ruimteschip dat wel drie keer sneller kan dan de lichtsnelheid. En dat hij een race uitvloog onder de zoveel parsec.

Maar nu is er een categorie sci-fi waar ik wél problemen mee heb. De soort waarbij het wereldbeeld niet fictief is, maar waarbij fenomenen niet lijken te kloppen. Gisteravond ‘genoten’ van Resident Evil met de mooie Milla Jovovich in de hoofdrol. Voor iedereen die de serie (films) niet kent: het grote bedrijf Umbrella heeft een virus gemaakt. Verrassend genoeg ontsnapt dit virus en laat mensen in zombies veranderen. Natuurlijk komt de kijker dit twee scènes eerder te weten dan Het Reddingsteam. Gelukkig is daar een goed getrainde marinier met een scherp deductievermogen. Hij toont aan dat er iets niet in orde is met het bloed dat hij op de grond vind: “There’s something wrong with this blood. Blood only coagulates when you’re dead.

Nadat de film afgelopen was en op IMDb becijferd, ben ik maar een meer chemisch ingestelde film met Milla Jovovich gaan kijken: The Fifth Element.