Wat een genot – woordspeling bedoeld – om seizoen 3 mede te organiseren De vreugde van waarom naast (metaforisch, zo niet fysiek in ruimte of tijd) mijn vriend Steve Strogatz. Toen Steve over de titel nadacht De vreugde van x voor zijn boek uit 2012 stuurde hij me een briefje met de vraag: 'Wat denk je ervan? Mijn vrouw haat het.” Ik vond het geweldig. Ik vond de titel geestig en hilarisch vanwege de verwijzing naar het sekshandboek uit de jaren zeventig, en toch een kernwaarheid over wiskunde en wetenschap overbrengen: er schuilt vreugde in de onderneming. Voor deze podcast van Quanta, de woordspeling gepermuteerd van De vreugde van x verleden De vreugde van y naar de huidige incarnatie, De vreugde van het waarom. Ik heb met veel plezier naar voorgaande seizoenen geluisterd.

Ik heb zonder enige twijfel met verrukking naar Steve's verrukking geluisterd. Een onstuitbare nieuwsgierigheid wakkert de wetenschapsliefhebber aan, en in deze hoedanigheid zijn wij, als presentatoren van een wiskunde- en wetenschapspodcast, proxy's voor jou, en onze nieuwsgierigheid is een proxy voor die van jou. Wij nemen het plezier in ons werk serieus. Hoewel veel van onze oooohs en ahhhhs uit de audio zijn geknipt om de internetexperts niet te provoceren, zul je ons af en toe verbijsterd horen uitroepen, en ik hoop dat jij dat ook zult doen als je afstemt.

Er is veel om je over te verbazen dit seizoen, het eerste dat door de audiowizards is geproduceerd PRX. Terwijl hij luisterde naar Steve's aflevering met de evolutionair ecoloog Iain Couzin over massaal, Ik hapte hoorbaar naar adem bij de beschrijving van miljoenen sprinkhanen die achter elkaar marcheerden alsof ze verenigd waren in een gemeenschappelijk doel. De sprinkhanen vliegen ook in wolken die honderden, zelfs duizenden kilometers omspannen, en vertonen een gedragsmatige faseovergang van solitair naar gezellig. Onder de druk van ontbering in moeilijke omstandigheden wenden sprinkhanen zich tot kannibalisme. De normaal gesproken solitaire insecten beginnen elkaar als prooi op te zoeken en stapelen zich op in gruwelijke aantallen. De ene sprinkhaan stapt achter de andere met de bedoeling de kwetsbare en blootliggende buik te bijten, terwijl hij tegelijkertijd naar voren stapt om te voorkomen dat hij wordt opgegeten door een sprinkhaan aan zijn achtersteven met hetzelfde grote idee. Honderden miljoenen van hen marcheren gedachteloos in wat werd verondersteld een gecoördineerde, gechoreografeerde zwerm te zijn, maar eerder een in wezen vruchteloze, kannibalistische parade van roofdier en prooi is – een angstaanjagend schouwspel.

Nog steeds aan het bijkomen van de nuchtere vertoningen van de natuur, vond ik een tegengif in mijn eigen gesprek met de neurowetenschapper Stephanie Preston over altruïsme. Wij mensen delen een groot deel van de evolutionaire geschiedenis met die sprinkhanen, maar onze paden liepen zo'n 600 miljoen jaar geleden uiteen. Hoewel ze zich niet vreselijk schuldig lijken te voelen over hun pogingen om elkaar op te eten, zijn we beladen met zorgen over de ethische implicaties van onze krachtige drang om te overleven. Door willekeurige mutaties, geleid door de druk van de omgeving, ontwikkelden zich steeds complexere hersenen, die culmineerden in de neurotische puinhoop die wij zijn. Gaandeweg ontstond er, nog steeds uit noodzaak om te overleven, een instinct voor altruïsme dat terug te voeren is op de neurobiologie en neurochemie van onze anatomieën. Het onderzoek geeft aan dat de loci van dit altruïsme zich bevinden in delen van de hersenen – het striatum, de hypothalamus – die veel voorkomen bij zoogdieren. Stephanie zette mij ertoe aan om me af te vragen of een toekomstige soort op zijn beurt een aanzienlijk gespierder altruïsme zou bezitten en met enige afkeer zou nadenken over de wreedheid die zijn menselijke voorouders tegenover elkaar en andere dieren hadden getoond. Toch zal er in hun biologie een overblijfsel van de onze zijn. Ze zullen de zaden van altruïsme hebben geërfd samen met de aarde die we hebben gevormd, want laten we eerlijk zijn: zelfs als we de klimaatcrisis niet aanpakken, zal de aarde blijven bestaan, maar voor ons gewoon niet bewoonbaar zijn.

Over een paar miljard jaar zal de aarde, ongeacht onze beste inspanningen, onherbergzaam zijn voor al het leven. In de doodsstrijd van de zon zullen de binnenplaneten – waarschijnlijk inclusief de aarde – verdampen. Onze elementen zullen met het zonnestelsel meereizen in een lange, ontspannen baan rond een mega-superzwaar zwart gat, het kolos dat het gevolg is van de fusie van de Melkweg met Andromeda. Het is heel goed mogelijk dat we daar terechtkomen, in een zwart gat vallen en al onze geheimen met ons meedragen, de vergetelheid in. Tenzij. De bekende theoretisch natuurkundige Lenny Susskind verzekerde mij dat elke laatste qubit kwantuminformatie loom uit het zwarte gat in Hawking-straling zal lekken totdat de verdamping escaleert en het zwarte gat explodeert. Alles zal in een steeds groter wordend universum worden geworpen totdat het in de leegte verwatert. Of mogelijk zal er een rijke plotwending zijn en zal het universum blijven draaien en informatie verwerken en berekenen. Lees meer in onze aflevering over de zwart-gat-paradox, die binnenkort verschijnt.

De tijd ontvouwt zich in de richting van die onzekere toekomst, tenzij de toekomst al bestaat. Het verleden kan er ook nog zijn. Misschien lijkt tijd zelfs meer op ruimte dan we ons voorstellen, en het echte dilemma is waarom we nooit per ongeluk een verkeerde afslag nemen en in gisteren terechtkomen. Steve pakte het mysterie van de tijd en zijn ogenschijnlijk meedogenloze pijl aan met Nobelprijswinnaar Frank Wilczek. Fundamentele wetten van de natuurkunde zijn duidelijk onveranderlijk onder tijdsomkering, maar het leven is dat duidelijk niet. Waarom doet Steve's rug pijn naarmate hij ouder wordt, in plaats van dat hij elk jaar sterker wordt? Frank voerde aan dat Steve's lichaam, in zijn gestage aandringen op grotere wanorde, aan kosmologie doet. Dit universum begon met een vurige knal, vol met een spectaculaire en schuimende oersoep. Maar hoewel het vroege universum chaotisch en tumultueus was, behield de kosmos een enorm potentieel voor de toekomst. En dat is de wetenschappelijke nieuwsgierigheid die raadselachtig blijft. Waarom begon het universum niet in een maximale staat van wanorde, waardoor er geen mogelijkheid was dat er iets anders zou gebeuren? En wat zou tijd zelfs betekenen in een nooit veranderend universum?

Toch is er zoveel gebeurd. Materie zegevierde over antimaterie. Zwarte gaten en sterrenstelsels smolten samen uit de modder. Sterren synthetiseerden elementen en planeten volgden. Uiteindelijk kroop het leven uit de terrestrische oceanen. Sprinkhanenzwermen bedekten woestijnen, en homo sapiens vocht tegen hun basisinstincten met een even instinctief altruïsme, en doet dat nog steeds, terwijl we vooruit in de tijd razen, altijd voorwaarts. Het is allemaal een absoluut wonder. Wij hopen dat u dit seizoen samen met ons zult genieten De vreugde van waarom.

Vanaf 1 februari verschijnen er om de donderdag nieuwe afleveringen met Steve's vreugdevolle onderzoek naar wat goede wiskunde oplevert, samen met de wiskundige der wiskundigen, Terry Tao. Alle 24 afleveringen van seizoen 3 zullen beschikbaar zijn hier of waar je je podcasts ook krijgt.