Leesfragment: Orde van grootte

24 juni 2023 , door Vaclav Smil

29 juni verschijnt het nieuwe boek van Vaclav Smil, Orde van grootte. Waarom je moet meten om de wereld te begrijpen (Size), vertaald door Joost Pollmann en Rob de Ridder. Lees bij ons een fragment!

Grootte is de belangrijkste variabele van het universum. Of het nu gaat om minuscule bacteriën of enorme keizerrijken: ze zijn allemaal onderworpen aan de wetten van grootte.

Op basis van de nieuwste wetenschappelijke inzichten verklaart Vaclav Smil de regelmatigheden - en eigenaardigheden - van de de maat van alle dingen die ons leven op aarde bepalen. Zo onthult hij de regels voor schoonheid, waarom een biosfeer diversiteit nodig heeft, hoe je de grootte van een land kunt voorspellen en waarom grotere dieren verhoudingsgewijs minder voedsel nodig hebben dan hun kleinere soortgenoten.

Is groter altijd beter? Kan iets oneindig blijven groeien, of te groot zijn om te mislukken? Vaclav Smil brengt een gigantisch onderwerp terug tot beheersbare proporties. Het is niet overdreven om te zeggen dat deze tour de force de manier waarop je naar alles om je heen kijkt, blijvend verandert.

Voorwoord

Als je een boek schrijft over een groot onderwerp, bijvoorbeeld over energie, de economie of het milieu, of over de geschiedenis van de schilderkunst, bevolkingsgroei of pandemieën, is dat altijd een genadeloze oefening in weglaten.
Deze uitdaging (en de oplossing!) heeft Jorge Luis Borges mooi weergegeven in ‘Over onbuigzaamheid in de wetenschap’, een kort verhaal dat in 1946 werd gepubliceerd in Los Anales de Buenos Aires, over cartografen in een onbenoemd rijk die streven naar perfectie. Ze beginnen met de creatie van een volmaakte kaart van één enkele provincie, die als hij klaar is zo groot is als een complete stad. Hun kaart van het complete rijk heeft aanvankelijk de afmeting van een gehele provincie. Maar ook dat is niet goed genoeg, en dus krijgt hun ultieme schepping, namelijk een kaart van het rijk die ieder plekje volmaakt weergeeft, de afmeting van het rijk zelf. Uiteraard ‘begrepen de volgende generaties dat deze uitgestrekte kaart nutteloos was, en zonder mededogen lieten zij haar over aan de grillen van de zon en de kou’.
Wanneer je een boek schrijft over een groot onderwerp, krijg je te maken met een onophoudelijke stroom van informatie. In druk verschenen beschrijvingen en analyses, verzameld in jaren van traditioneel academisch onderzoek, zijn aangevuld met nieuwe elektronische bronnen, databanken, kaarten en beeldcollecties, die maar blijven groeien. Zelfs als je je langdurig en vol toewijding onderdompelt in deze zee van informatie, kun je niet garanderen dat je bekend bent met alles wat als belangrijk moet worden beschouwd, en om dit onvermijdelijk onvolledige inzicht om te zetten in één enkel boek van een redelijke lengte, moet je veel weglaten. Dit probleem wordt nog duidelijker als je niet alleen over grote thema’s schrijft, maar ook nog eens over overkoepelende onderwerpen zoals groei, schaal en grootte.
Dit boek is precies het tegenovergestelde van die dwaze pogingen uit het verhaal van Borges: het probeert alles in een beperkt aantal pagina’s te passen, maar juist daardoor zou het bruikbaarder moeten zijn dan die volmaakte kaart! Nog vóór ik aan dit boek over afmetingen begon, moest ik een paar belangrijke concessies doen op het gebied van reikwijdte en diepgang, om de omvang binnen redelijke grenzen te houden. Dat is geen smoes, maar gewoon een erkenning van de realiteit.
Een vergelijking met de muziek is hier misschien nuttig. Het boek begint andante (rustig), en blijft dat ook voor het grootste deel. Hier en daar sla ik een ongebruikelijk en zelfs verrassend akkoord aan, maar mijn betoog blijft altijd harmonieus en helpt het hoofdthema vooruit. Er zijn geen hinderlijke onderbrekingen. Het eerste hoofdstuk biedt inzicht in de rol die afmetingen spelen in de natuur en in menselijke aangelegenheden, gevolgd door een beschrijving van de spanning tussen klein en groot, van de wijdverspreide voorkeur van de mens voor grotere afmetingen en van uitersten in afmeting. Het tweede hoofdstuk is gericht op onze waarneming van grootte, op wat we zien en denken te zien (illusies zijn verbazingwekkend makkelijk te creëren), met extra focus op de gevolgen van onze lichaamslengte, een aspect dat ons leven in verrassend hoge mate beïnvloedt. Het derde hoofdstuk kijkt naar de onderlinge relaties tussen diverse afmetingen, met verhalen over verhoudingen, symmetrieën en ratio’s, en eindigt met een nadere bestudering van de zogeheten gulden snede, die we volgens de populaire cultuur overal kunnen aantreffen. We zullen zien of dat waar is.
Het vierde hoofdstuk, over de rol van afmetingen in design, begint met een inleiding in de ergonomie, de wetenschap die zich bezighoudt met vormgeving en zich richt op gebruiksgemak en veiligheid, en behandelt een van de belangrijkste toepassingen ervan in onze rusteloze samenleving: het design van vliegtuigstoelen. Gezien de onmiskenbare moderne trend om steeds grotere ontwerpen voor allerlei essentiële zaken te maken (van elektriciteitscentrales tot windturbines, van motorvoertuigen tot vliegtuigen), is het interessant om te kijken hoe afmetingen in de loop der tijd zijn toegenomen en naar de mechanismen die een verdere toename in grootte beperken. Want net als bij levende organismen zijn er grenzen aan de groei van cultuurproducten.
Het vijfde hoofdstuk gaat over schaal: hoe een bepaalde afmeting verandert ten gevolge van een verandering elders. Je hebt er misschien nooit bij stilgestaan, maar een paar antwoorden kent u vast al: als je zelf 60 kilo weegt, weet je dat mensen die twee keer zoveel wegen geen schedelomtrek hebben die twee keer zo groot is. Maar heb je ooit aan hun harten gedacht? Zijn die even groot als jouw eigen hart, en zo niet, hoeveel groter moeten ze dan zijn? Schaalverhoudingen in de stofwisseling (hoe de energiebehoefte afhangt van de lichaamsmassa) zijn bij de mens, bij overige zoogdieren en bij andere diersoorten van groot belang. Het zesde hoofdstuk is aan deze kwesties gewijd.
Wat valt er na dat alles nog te zeggen over grootte? Meer statistisch ingestelde lezers zouden erop kunnen wijzen dat ik tot nu toe nog niets heb gezegd over de verdeling van groottes. Iedereen weet dat aardrijkskundige verschijnselen (van de hoogte van gebergten tot de oppervlakte van meren) en levende organismen (zowel micro- als macroscopisch) in een groot scala aan afmetingen voorkomen, net als ontelbare artefacten (van de simpelste werktuigen tot de ingewikkeldste machines). Maar hoe zijn deze afmetingen verdeeld? Vertonen ze symmetrie als je ze in een grafiek zet of zijn ze juist heel asymmetrisch? De laatste twee hoofdstukken zullen hier antwoord op geven.
In tegenstelling tot mijn andante begin, zal het slothoofdstuk op z’n minst allegro zijn (zo niet presto), omdat ik zal proberen een samenvatting te geven die past bij het derde decennium van de eenentwintigste eeuw: een snelle opeenvolging van beknopte hoofdstukjes. Lezers die hopen op een spetterende finale met een verbluffende onthulling van samengebalde wijsheid moet ik teleurstellen: er komt geen apotheose, geen triomfantelijk slotakkoord. Als er al zo’n finale mogelijk is voor een boek gewijd aan de weerbarstige en complexe realiteit van grootte, met metingen, waarnemingen, eigenschappen, veranderingen, schalen en verdelingen, zal die misschien te vinden zijn in een gewaagd, scherpzinnig en multidisciplinair toekomstig werk. Ik heb voor nu mijn best gedaan.

1
Grootte als de maat van alle dingen

Protagoras, de eerste (en misschien wel de grootste) van de Griekse sofistische filosofen, begon zijn boek over de waarheid met de beroemde zin ‘de mens is de maat van alle dingen’ (πάντων χρημάτων μέτρον ἐστὶν ἄνθρωποσ; pánton chrimáton métron éstin ánthropos). Die zin heeft geleid tot een nog altijd voortdurende stroom van argumenten, verklaringen en ontkenningen. Ik ben niet gekwalificeerd of roekeloos genoeg om mij in dit filosofische debat te mengen en wil alleen wijzen op iets voor de hand liggends.
Filosofen die de openingszin van Protagoras duiden, concentreren zich op het woord ‘mens’ (ánthropos), maar is de keuze voor ‘maat’ (métron) in zijn uitspraak niet net zo cruciaal?
Ánthropos is hier geen waarnemer of subject, en ook geen getuige of rechter, enkel de maat van alle dingen. En meten komt onvermijdelijk neer op het registreren van groottes, hetzij expliciet en gebruikmakend van reeel fysieke eenheden, ofwel impliciet door iets of iemand te vergelijken met een standaard of met een mentaal beeld.
De waarneming van afmeting is onlosmakelijk verbonden met de waarneming van vorm: de plastische vorm, de uiterlijke verschijning, de herkenbare eigenschappen van een voorwerp. John Locke beweerde in zijn Essay Concerning Human Understanding zelfs dat in georganiseerde lichamen (planten en dieren) ‘de vorm hetgene is dat voor ons de voornaamste eigenschap en het meest karakteristieke deel vormt dat de soort bepaalt [...] Want hoezeer sommige mensen ook gehecht lijken aan hun definitie van wat een redelijk wezen is, als er een schepsel gevonden zou worden dat taal en verstand had, maar niet met de gebruikelijke vorm van een mens, dan geloof ik dat het amper voor een mens zou doorgaan, al was het ook een redelijk wezen.’
Nergens wordt deze conclusie, die lotsbestemming door de vorm, beter geïllustreerd dan wanneer de schrijver Jonathan Swift zijn personage Lemuel Gulliver op diens laatste denkbeeldige reis naar het land van de nobele Houyhnhnms (intelligente paarden) en de afstotelijke mensvormige Yahoes stuurt. Gulliver kon weliswaar praten en redeneren met de wijze en goedaardige paarden, maar in hun ogen kon hij nooit meer zijn dan een ‘vriendelijke Yahoe’.

[…]