Regels, toestanden, twee

In Regels, groei zagen we het optreden van oscillatieverschijnselen, die wijzen op een voorkeurstoestand in de vorm van een evenwichtstoestand. Dat wil zeggen: een toestand die vaker en langer voorkomt dan omliggende toestanden, die namelijk niet in evenwicht zijn.

In Toestanden, deel één is dit aangetoond voor het geval van de natuurkunde en aanverwante delen van de scheikunde. En hoewel er aanwijzingen gegeven zijn voor het bestaan van iets dergelijks in de sociologie is er nog de vraag of dit juist is en in hoeverre. Dit is nu het onderwerp, en zal aangepakt worden aan de hand van de redenen waarom het waar is in de natuurkunde.

Daarvoor moet eerst het grote veld van de natuurkunde toegespitst worden. Bij de behandeling van Disciplines is de aanpak geformuleerd om de regels van de sociologie af te leiden uit die van de psychologie, dat wil zeggen: door van één naar veel elementen te gaan. In de natuurkunde is dat gaan van de eigenschappen van fundamentelere deeltjes naar aggregaties van deeltjes. Oftewel: het relevante veld van de natuurkunde is dat van elementaire deeltje en hun interacties.

De interacties tussen elementaire deeltjes zijn er vier, met een grote variatie in sterkte. Ze heten, van hoog naar laag: sterke interactie, elektromagnetisme, zwakke interactie en zwaartekracht. Dat lijkt tegengesteld aan hoe het door mensen ervaren wordt -  die kent zwaartekracht als de sterkste kracht.

Dat dit onjuist is, heeft een praktische en een theoretische reden. De praktische reden is dat de zwaartekracht die wij voelen het cumulatief effect is van een hele Aarde aan deeltjes die aan ons lichaam trekken.

De theoretische reden is dat "de werking van de mens" met zijn schier oneindige hoeveelheid aan detail in bijvoorbeeld het zenuwstelsel gebaseerd moet zijn op subtiele verschijnselen. Die alleen merkbaar kunnen zijn omdat de minder-subtiele verschijnselen zich koest houden. En dat "koest houden" is omgangstaal voor "zich in evenwichtstoestanden bevinden". We merken niets van de sterke wisselwerking omdat die in evenwicht is in de kernen van atomen, we merken weinig van de elektromagnetische wisselwerking omdat de elektronen meestal in vaste toestanden rond de kernen draaien, en we merkten van de zwakke wisselwerking nog minder tot aan de ontdekking van de radioactiviteit oftewel het uiteenvallen van kernen.

Wat betreft de sterkte van interacties is er dus absoluut geen continuüm - er zijn er vier en die liggen ver uiteen. En daardoor liggen de afmetingen van de betrokken toestanden, de deeltjes, sterk uiteen, zie hieronder (van uitleg of detail ):

Goed, tot welk behoren dan de discrete toestanden uit het voorgaande artikel? Dat zijn die van de elektromagnetische kracht, of wisselwerking zoals natuurkundigen dat liever noemen. Licht blijkt bij nadere bestudering, net als radiogolven, microgolven, enzovoort, een elektromagnetisch verschijnsel.

Wat is dan de status van de overige drie: "sterk" is zo sterk dat alles daar in een zeer sterk evenwicht is in de vorm van zeer stabiele kernen, met de uitzondering van radioactiviteit, oftewel de zwakke wisselwerking, voor een beperkt aantal soort kernen die meestal zo snel veranderen in andere dat we er ook weinig van merken - op langere termijn. En de vierde, de zwaartekracht, is dus te zwak. De wereld die we kennen is gebaseerd op de interacties van de elektromagnetische wisselwerking.

Hoe leidt elektromagnetische wisselwerking tot discrete toestanden? Antwoord: dat doet ze niet. Die discrete toestanden ontstaan door het feit dat materie niet alleen massa is die je kan denken in een punt, maar ook een golfverschijnsel dat zich in de ruimte uitbreidt. En zodra het elektromagnetisme de elektronen in een baan rond de kern houdt, dat wil zeggen: in een beperkte ruimte, houdt je dus ook dat golfverschijnsel in die beperkte ruimte.

Waarop musici onmiddellijk weten dat er discrete toestanden ontstaan, want dat is hoe in muziekinstrumenten de discrete tonen ontstaan. Bij een viool of piano: door de golven op de beperkte ruimte of lengte van de gespannen snaar. Of ietwat onbekender maar toepasselijker: de tonen komende van het gespannen vel van een trommel, zie de afbeelding rechts (zowel die op een trommel als in het atoom zijn zogenaamde Bessel-functies uitleg of detail ).

De combinatie van elektronen die in banen rond de kern draaien tezamen met de beperkingen die het golfkarakter opleggen in de vorm van de vaste tonen en boventonen, leidt ertoe dat elektronen slechts in een beperkt aantal vaste banen kunnen ronddraaien. Met een beperkt aantal bijpassende energieën. En geeft dus de discrete toestanden van het licht in het vorige artikel.

Wat tevens betekent dat als je gaat kijken naar atomen met verschillende aantallen elektronen, en dat netjes op een rijtje zet, je het onderstaande patroon krijgt, waarvan hier de versie van helicopter-uitvinder en filosoof Arthur M. Young uitleg of detail (omdat hij als technicus concreet de zaken afbeeldt waar het om gaat: de elektronen - uit The Reflexive Universe, 1976, met de achtste kolom toegevoegd door de redactie):

Wat slechts de eerste drie rijen zijn - er volgen er nog vier. Dit is het periodiek systeem der elementen uitleg of detail .

Wat hier getoond wordt, is dat atomen voorkomen in rijen waarin het aantal elektronen toeneemt, van links 1 tot rechts 8, en dat bij een aantal van 8 hoger dit zich herhaalt, waarbij die eerst 8 niet mee lijken te tellen - dienoemt men "de onderste schil". Die onderste schil is in de tweede rij voorgesteld met behulp van een cirkeltje onder de buitenste elektronen. Bij het geval van 8 (2 bij alleen de eerste) elektronen aan de buitenkant is de ruimte kennelijk op, want dan begint het tellen opnieuw, in een baan verder van de kern.

De atomen met 8 elektronen in de buitenste schil lijken dus "af" te zijn. Deze atomen, helium, neon, argon, enzovoort, hebben nauwelijks tot niet last van interactie, zijn daarom gassen (losse atomen), en staan bekend staan als de "edelgassen".  

Al deze atomen zijn elektrisch neutraal, dus zouden geen last hebben van een sterke interactie, zou je zeggen. Dat werkt anders. In werkelijkheid is het zo dat 8 elektronen in de buitenste schil als "neutraal" worden gezien - atomen met 1, 2, of 3 elektronen in de buitenste schil staan die elektronen makkelijk af aan atomen die 1, 2 of 3 elektronen te weinig hebben, ten opzichte van 8, in de buitenste schil. Dus natrium, of in het Engels "sodium", met 1 elektron aan de buitenkant, combineert graag met chloor ("chlorine"), met 1 elektron te kort:

Een stof die overbekend is als "zout" in de zin van tafelzout of "het zout in de zee". Enzovoort voor andere combinaties van atomen.

Maar wat gebeurt er dan bij het aantal van 4 - precies op de helft? Het antwoord bevindt zich in uw lichaam en in uw computer: dit is een dusdanig "wankele" situatie dat de natuur van de mogelijkheden die dat biedt gebruik heeft gemaakt voor de ontwikkeling van ingewikkelde moleculen tot zeer ingewikkelde moleculen en uiteindelijk tot moleculen die zichzelf kunnen reproduceren - het leven. Voor het geval van koolstof ("carbon"). En voor de ontwikkeling van hypergevoelige en hyperkleine schakelaars die te combineren zijn in de miljoenen leidende tot de rekenkern van computer. Voor het geval van silicium ("silicon").

Ook op dit niveau van interacties is het dus zo dat de sterke varianten zorgen voor stabiele toestanden. En de verdere, subtielere, ontwikkelingen in de natuur zich bevinden op het scheidsvlak van de sterkere krachten.

Dat patroon lijkt zich voortdurend in de op atomen gebouwde dode én levende natuur te herhalen. Maar met steeds minder strengheid omdat de verschijnselen steeds subtieler worden. Hetgeen door diverse mensen al is opgemerkt, waarvan hier de versie van de al genoemde Arthur Young (The Reflexive Universe, 1976):

Wat wel niet letterlijk is dat hier de bedoeling is, maar het idee erachter wel overbrengt. Het is een soort "periodiek systeem der evolutie".

Ook dit schema kan wat verder aan- en ingevuld worden. Zo bestaat er binnen het veld der zoogdieren ook een aantal specifieke soorten die in grote aantallen voorkomen, met een kleiner aantal tussensoorten die zeldzaam zijn, de zogenaamde missing links, zoals de archeopteryx linksonder (fossiel), en een in principe oneindig aantal tussenvormen die niet voorkomen, zoals de mythische dieren als de eenhoorn, het vliegende paard, enzovoort, waarvan twee afgebeeld rechtsonder (Griekse vaas):
 

De mensensoort is ook een diersoort, dus daar liggen dit soort zaken niet anders. De ontwikkeling van deze soort als onderscheidend van mensapen in het algemeen beloopt voor zover nu bekend een ruwe acht miljoen jaar, en laat ondanks vele onbekendheden in de lijnen van afstamming één duidelijk patroon zien, zie de afbeelding hieronder (van uitleg of detail ): het zijn soorten die langere tijd een stabiel patroon vertonen, gescheiden door redelijk plotselinge overgangen naar nieuwe soorten. Ook hier met vele missing links.

En dit strekt zich ook uit tot het veld van gedragingen - zo is bekend van de soort homo erectus dat deze als eerste helder onderscheiden stenen vuistbijlen maakt, maar deze vaardigheid niet verder ontwikkelde gedurende hun bestaan van circa 1,5 miljoen jaar geleden tot 0,5 miljoen jaar geleden.

En dit patroon van voorkeurstoestanden is natuurlijk niet veranderd binnen de soort homo sapiens - hier de demonstratie:

Van links naar rechts de drie menselijke hoofdsoorten: mongoloïden, creolen, en kaukasiërs (blanken - met daarin twee mishits, die gaan over mensen die over kaukasiërs schrijven of iets soortgelijks).

En weer een trapje lager, binnen de blanke soort:

En merk hier op dat niet alleen de haarkleur anders is, maar ook een aantal andere gezichtskenmerken - wijzende op een lagenstructuur in de genetica. Dat wil zeggen: een voorkeur binnen de structuur van het dna-molecuul voor bepaalde patronen.

En ook op dit niveau is dit natuurlijk niet beperkt tot het uiterlijk, maar sluit ook gedrags- en cultuurpatronen in.

Waarmee we zijn bij het niveau waar het hier allemaal om draait: de beschrijving van de menselijke maatschappij, wat dus niet anders is dan het gedrag van een soort. Een besef dat gekweekt of gevoed kan worden door het lezen van de geschikte sciencefiction boeken . Wat als je dit gedaan hebt, je kan brengen op het idee om die mensenmaatschappij wetenschappelijk te gaan beschrijven. Het begin van deze serie.

De volgende taak is dus het zoeken naar en organiseren en kwalificeren van die eigenschappen van het menselijke sociologische systeem die haar toestand beschrijven - de parameters die overeenkomen met de natuurkundige quantumgetallen .


Naar Inleiding, model , Wetenschap lijst , Wetenschap overzicht , of site home

 

16 jun.2015