So, about three years ago I was in London, and somebody called Howard Burton came to me and said, I represent a group of people, and we want to start an institute in theoretical physics. We have about 120 million dollars, and we want to do it well. We want to be in the forefront fields, and we want to do it differently. We want to get out of this thing where the young people have all the ideas, and the old people have all the power and decide what science gets done. It took me about 25 seconds to decide that that was a good idea.
Ongeveer drie jaar geleden was ik in Londen, en iemand genaamd Howard Burton kwam naar me toe en zei, Ik vertegenwoordig een groep mensen, en we willen een instituut voor theoretische natuurwetenschappen oprichten. We hebben ongeveer 120 miljoen dollar, en we willen het goed doen. We willen in de voorste gelederen staan, en we willen het op een andere manier doen. We willen weg van die manier waar de jongeren alle ideeën hebben, en de ouderen alle macht en besluiten welk onderzoek gedaan wordt. Het nam mij ongeveer 25 seconden om te beslissen dat dat een goed idee was.
Three years later, we have the Perimeter Institute for Theoretical Physics in Waterloo, Ontario. It’s the most exciting job I’ve ever had. And it’s the first time I’ve had a job where I’m afraid to go away because of everything that’s going to happen in this week when I’m here. (Laughter) But in any case, what I’m going to do in my little bit of time is take you on a quick tour of some of the things that we talk about and we think about. So, we think a lot about what really makes science work? The first thing that anybody who knows science, and has been around science, is that the stuff you learn in school as a scientific method is wrong. There is no method. On the other hand, somehow we manage to reason together as a community, from incomplete evidence to conclusions that we all agree about. And this is, by the way, something that a democratic society also has to do.
Drie jaar later hebben wij het Perimeter Instituut voor Theoretische Natuurkunde in Waterloo in Ontario. Het is de meest opwindende baan die ik ooit heb gehad. En het is de eerste keer dat ik een baan heb waar ik bang ben om weg te gaan vanwege alles wat gaat gebeuren in de week dat ik hier ben. (Gelach) Maar goed, wat ik in mijn beperkte tijd ga doen, is jullie een snel overzicht geven van waar we over praten en denken. We denken veel na over wat onze wetenschap doet werken. Het eerste wat iedereen, die zich met wetenschap heeft beziggehouden, zich realiseert, is dat de dingen die je in school leert als een wetenschappelijke methode fout is. Er is geen methode. Op de een of andere manier slagen we erin om samen te denken als een gemeenschap, vanuit onvolledig bewijs, om tot conclusies te komen waar het allemaal mee eens zijn. En dit is overigens wat een democratische gemeenschap ook moet doen.
So how does it work? Well, my belief is that it works because scientists are a community bound together by an ethics. And here are some of the ethical principles. I’m not going to read them all to you because I’m not in teacher mode. I’m in entertain, amaze mode. (Laughter)
Dus hoe werkt het? Nou, mijn geloof is dat het werkt omdat wetenschappers zich aan bepaalde ethische regels houden. En hier zijn een aantal van die ethische principes. Ik ga ze jullie niet allemaal voorlezen omdat ik niet in de leraar-modus ben, ik ben in de amuseer/verbaas-modus (Gelach)
But one of the principles is that everybody who is part of the community gets to fight and argue as hard as they can for what they believe. But we’re all disciplined by the understanding that the only people who are going to decide, you know, whether I’m right or somebody else is right, are the people in our community in the next generation, in 30 and 50 years. So it’s this combination of respect for the tradition and community we’re in, and rebellion that the community requires to get anywhere, that makes science work. And being in this process of being in a community that reasons from shared evidence to conclusions, I believe, teaches us about democracy. Not only is there a relationship between the ethics of science and the ethics of being a citizen in democracy, but there has been, historically, a relationship between how people think about space and time, and what the cosmos is, and how people think about the society that they live in.
Maar een van de principes is dat iedereen die lid is van die gemeenschap zo gedreven als hij of zij kan mag opkomen en discussiëren voor wat ze geloven. Maar we weten wel allemaal dat de enigen die gaan beslissen of iemand het bij het juiste eind had, de mensen in onze gemeenschap van de volgende generatie, over 30 of 50 jaar, zullen zijn. Het is dus deze combinatie van respect voor de bestaande traditie en samenleving, maar ook het verzet ertegen, die een gemeenschap nodig heeft om ergens te komen, dat is wat wetenschap doet werken. En dit proces van in een gemeenschap te zijn, die vanuit gedeeld bewijsmateriaal naar conclusies redeneert, leert ons, geloof ik, wat over democratie. Niet alleen is er een verband tussen wetenschapsethiek en de ethiek om een burger te zijn in een democratie, maar er is historisch gezien een verband geweest tussen hoe mensen denken over ruimte en tijd, en wat de kosmos is, en hoe mensen denken over de gemeenschap waar ze in leven.
And I want to talk about three stages in that evolution. The first science of cosmology that was anything like science was Aristotelian science, and that was hierarchical. The earth is in the center, then there are these crystal spheres, the sun, the moon, the planets and finally the celestial sphere, where the stars are. And everything in this universe has a place. And Aristotle’s law of motion was that everything goes to its natural place, which was of course, the rule of the society that Aristotle lived in, and more importantly, the medieval society that, through Christianity, embraced Aristotle and blessed it. And the idea is that everything is defined. Where something is, is defined with respect to this last sphere, the celestial sphere, outside of which is this eternal, perfect realm, where lives God, who is the ultimate judge of everything.
En ik wil praten over drie fases in die evolutie. De eerste wetenschap van de kosmologie die als wetenschap omschreven kon worden, was de Aristotelische wetenschap, en die was hiërarchisch. De aarde als middelpunt, en dan zijn er deze kristallen bollen, de zon, de maan, de planeten en uiteindelijk de hemelse sfeer, waar de sterren zijn. En alles in dit universum heeft een plaats. En Aristoteles' wet van beweging was dat alles naar zijn natuurlijke plaats gaat, en dat was natuurlijk ook de basis van de maatschappij waarin Aristoteles leefde, en belangrijker, de Middeleeuwse samenleving die via het christendom Aristoteles omarmde en zegende. En het idee dat alles is vastgelegd. Waar iets is, is vastgelegd ten opzichte van deze laatste sfeer, de hemelse sfeer, waarbuiten dit eeuwige, volmaakte domein is, waar God leeft, die de ultieme rechter over alles is.
So that is both Aristotelian cosmology, and in a certain sense, medieval society. Now, in the 17th century there was a revolution in thinking about space and time and motion and so forth of Newton. And at the same time there was a revolution in social thought of John Locke and his collaborators. And they were very closely associated. In fact, Newton and Locke were friends. Their way of thinking about space and time and motion on the one hand, and a society on the other hand, were closely related.
Dus dat is zowel de Aristotelische kosmologie, en op een bepaalde manier ook de Middeleeuwse samenleving. Nu was er in de 17de eeuw de Newtoniaanse revolutie in het denken over ruimte, tijd, impuls enzovoort. En op hetzelfde moment was er een revolutie in het sociale denken van John Locke en zijn medewerkers. Ook zij waren sterk met elkaar verbonden. Sterker nog, Newton en Locke waren vrienden. Hun manier van denken over ruimte en tijd en impuls aan de ene kant, en de samenleving aan de andere kant, waren sterk verbonden.
And let me show you. In a Newtonian universe, there’s no center -- thank you. There are particles and they move around with respect to a fixed, absolute framework of space and time. It’s meaningful to say absolutely where something is in space, because that’s defined, not with respect to say, where other things are, but with respect to this absolute notion of space, which for Newton was God.
Laat me jullie dit tonen. In een Newtoniaans universum is er geen middelpunt -- dank je. Er zijn deeltjes en ze bewegen ten opzichte van een onbeweeglijk, absoluut raamwerk van ruimte en tijd. Het is zinvol om iets in de ruimte een absolute plaats toe te kennen omdat dat niet aangeeft waar het zich bevindt ten opzichte van andere dingen maar ten opzichte van dit absolute concept van ruimte, wat voor Newton God was.
Now, similarly, in Locke’s society there are individuals who have certain rights, properties in a formal sense, and those are defined with respect to some absolute, abstract notions of rights and justice, and so forth, which are independent of what else has happened in the society. Of who else there is, of the history and so forth. There is also an omniscient observer who knows everything, who is God, who is in a certain sense outside the universe, because he has no role in anything that happens, but is in a certain sense everywhere, because space is just the way that God knows where everything is, according to Newton, OK?
Vergelijkenderwijs waren er in Lockes samenleving individuen met bepaalde rechten, bezittingen op een formele manier, en deze zijn vastgelegd in verhouding tot een absoluut, abstract begrip van rechten en gerechtigheid, enzovoort, die onafhankelijk zijn van wat er in de samenleving gebeurt. Of van wie er nog meer is, van de geschiedenis, enzovoort. Er is ook een alwetende waarnemer die alles kent, die God is, die op een bepaalde manier zich buiten het universum bevindt, omdat hij geen rol heeft in wat er gebeurt, maar op een bepaalde manier overal is, omdat ruimte precies de manier is waarop God weet waar alles is, volgens Newton, oké?
So this is the foundations of what’s called, traditionally, liberal political theory and Newtonian physics. Now, in the 20th century we had a revolution that was initiated at the beginning of the 20th century, and which is still going on. It was begun with the invention of relativity theory and quantum theory. And merging them together to make the final quantum theory of space and time and gravity, is the culmination of that, something that’s going on right now. And in this universe there’s nothing fixed and absolute. Zilch, OK. This universe is described by being a network of relationships.
Dus dit zijn de beginselen van wat traditioneel de liberale politieke theorie en Newtoniaanse natuurkunde wordt genoemd. Nu hadden we in de 20ste eeuw een revolutie die werd ingezet aan het begin van de 20ste eeuw, en nog steeds bezig is. Deze werd begonnen met de ontdekking van de relativiteitstheorie en de kwantumtheorie. Ze samenbrengen tot de definitieve kwantumtheorie van ruimte, tijd en zwaartekracht is daarvan de culminatie, iets wat nu bezig is. En in dit universum is er niets wat onveranderlijk en absoluut is. Nada, oké. Dit universum wordt omschreven als een netwerk van verbindingen.
Space is just one aspect, so there’s no meaning to say absolutely where something is. There’s only where it is relative to everything else that is. And this network of relations is ever-evolving. So we call it a relational universe. All properties of things are about these kinds of relationships. And also, if you’re embedded in such a network of relationships, your view of the world has to do with what information comes to you through the network of relations. And there’s no place for an omniscient observer or an outside intelligence knowing everything and making everything. So this is general relativity, this is quantum theory. This is also, if you talk to legal scholars, the foundations of new ideas in legal thought. They’re thinking about the same things. And not only that, they make the analogy to relativity theory and cosmology often. So there’s an interesting discussion going on there. This last view of cosmology is called the relational view.
Ruimte is slechts één aspect dus het heeft geen zin om te zeggen waar iets in absolute zin is. Je kan alleen zeggen waar iets is in verhouding tot de rest. En dit netwerk van verbindingen ontwikkelt zich almaar verder. We noemen dit een relationeel universum. Alle eigenschappen van dingen gaan over dit soort verbanden. En ook, als je je in zo'n netwerk van verbindingen bevindt, heeft jouw wereldbeeld te maken met welke informatie naar je toekomt via het netwerk van verbindingen. En er is geen plaats voor een alwetende waarnemer of een intellect van buitenaf die alles weet en alles maakt. Dus dit is algemene relativiteit, dit is kwantumtheorie. Dit is ook, als je met rechtenstudenten spreekt, de basis van nieuwe ideeën in het rechtsdenken. Ze denken over dezelfde dingen. En dat niet alleen, ze maken de analogie naar de relativiteitstheorie en kosmologie zeer vaak. Er is daar dus een interessante discussie gaande. Dit laatste beeld van de kosmologie is wat het relationele beeld wordt genoemd.
So the main slogan here is that there’s nothing outside the universe, which means that there’s no place to put an explanation for something outside. So in such a relational universe, if you come upon something that’s ordered and structured, like this device here, or that device there, or something beautiful, like all the living things, all of you guys in the room -- "guys" in physics, by the way, is a generic term: men and women. (Laughter)
De centrale leus hierbij is dat zich niets buiten het universum bevindt, wat betekent dat er geen plek is voor een verklaring van iets dat zich daarbuiten bevindt. In zo'n relationeel universum, als je iets tegenkomt dat ordelijk en gestructureerd is, zoals dit apparaatje, of dat apparaatje, of iets moois, zoals alle levende dingen, jullie jongens in de zaal - "jongens" in de natuurkunde is trouwens een algemene term; mannen en vrouwen. (Gelach)
Then you want to know, you’re a person, you want to know how is it made. And in a relational universe the only possible explanation was, somehow it made itself. There must be mechanisms of self-organization inside the universe that make things. Because there’s no place to put a maker outside, as there was in the Aristotelian and the Newtonian universe. So in a relational universe we must have processes of self-organization.
Dan wil je weten, je bent iemand die wil weten hoe het is gemaakt. In een relationeel universum is de enige mogelijke verklaring dat het op een of andere manier zichzelf heeft gemaakt. Er moeten mechanismes van zelforganisatie zijn die in dat universum dingen maken. Want er is geen plek voor een maker van buitenaf, zoals er een was in het Aristotelisch en Newtoniaans universum. In een relationeel universum moeten we dus processen van zelforganisatie hebben.
Now, Darwin taught us that there are processes of self-organization that suffice to explain all of us and everything we see. So it works. But not only that, if you think about how natural selection works, then it turns out that natural selection would only make sense in such a relational universe. That is, natural selection works on properties, like fitness, which are about relationships of some species to some other species. Darwin wouldn’t make sense in an Aristotelian universe, and wouldn’t really make sense in a Newtonian universe.
Darwin heeft ons geleerd dat er processen van zelforganisatie zijn die onszelf en alles wat we zien verklaren. Dus het werkt. Maar niet alleen dat, als je nadenkt over hoe natuurlijke selectie werkt, dan blijkt dat natuurlijke selectie alleen hout snijdt in zo'n relationeel universum. Want natuurlijke selectie werkt via eigenschappen, zoals geschiktheid, wat om verhoudingen gaat van bepaalde soorten met andere soorten. Darwin zou geen hout snijden in een Aristotelisch universum, en ook niet echt in een Newtoniaans universum.
So a theory of biology based on natural selection requires a relational notion of what are the properties of biological systems. And if you push that all the way down, really, it makes the best sense in a relational universe where all properties are relational. Now, not only that, but Einstein taught us that gravity is the result of the world being relational. If it wasn’t for gravity, there wouldn’t be life, because gravity causes stars to form and live for a very long time, keeping pieces of the world, like the surface of the Earth, out of thermal equilibrium for billions of years so life can evolve.
Een theorie van biologie gebaseerd op natuurlijke selectie behoeft dus een relationeel begrip van wat de eigenschappen zijn van biologische systemen. En als je dat helemaal doordenkt, dan maakt dat het meeste zin in een relationeel universum waar alle eigenschappen relationeel zijn. Niet alleen dat, maar Einstein leerde ons ook dat zwaartekracht het resultaat is van die relationele wereld. Als er geen zwaartekracht was, zou er geen leven zijn, omdat zwaartekracht ervoor zorgt dat sterren ontstaan en een lange tijd leven, en onderdelen van de wereld, zoals het aardoppervlak, miljarden jaren buiten het warmte-evenwicht houdt zodat leven zich kan ontwikkelen.
In the 20th century, we saw the independent development of two big themes in science. In the biological sciences, they explored the implications of the notion that order and complexity and structure arise in a self-organized way. That was the triumph of Neo-Darwinism and so forth. And slowly, that idea is leaking out to the cognitive sciences, the human sciences, economics, et cetera. At the same time, we physicists have been busy trying to make sense of and build on and integrate the discoveries of quantum theory and relativity.
In de 20ste eeuw zagen we de onafhankelijke ontwikkeling van twee grote thema's in de wetenschap. In de biologische wetenschap onderzochten ze de consequenties van het begrip dat orde, complexiteit en structuur zich ontwikkelen op een zelf-georganiseerde manier. Dat was de overwinning van het Neo-Darwinisme enzovoort. Langzaamaan is dat idee beginnen door te dringen in de cognitieve wetenschappen, de menswetenschappen, economie, etcetera. Op hetzelfde moment zijn wij natuurkundigen bezig geweest met het proberen te begrijpen, het modellen bouwen en integreren van de ontdekkingen van kwantumtheorie en relativiteit.
And what we’ve been working out is the implications, really, of the idea that the universe is made up of relations. 21st-century science is going to be driven by the integration of these two ideas: the triumph of relational ways of thinking about the world, on the one hand, and self-organization or Darwinian ways of thinking about the world, on the other hand. And also, is that in the 21st century our thinking about space and time and cosmology, and our thinking about society are both going to continue to evolve. And what they’re evolving towards is the union of these two big ideas, Darwinism and relationalism.
En wat we hebben uitgewerkt zijn in feite de gevolgen van het idee dat het universum uit verbanden bestaat. 21ste-eeuwse wetenschap zal worden gedreven door de integratie van deze twee ideeën: de triomf van de relationele manieren van denken over de wereld aan de ene kant, en de zelforganisatie of Darwiniaanse manieren van denken over de wereld aan de andere kant. In de 21ste eeuw zal ons denken over ruimte, tijd en kosmologie en ook ons denken over de samenleving zich blijven ontwikkelen. En zij zullen zich ontwikkelen tot een vereniging tussen deze twee grote ideeën, Darwinisme en relationisme.
Now, if you think about democracy from this perspective, a new pluralistic notion of democracy would be one that recognizes that there are many different interests, many different agendas, many different individuals, many different points of view. Each one is incomplete, because you’re embedded in a network of relationships. Any actor in a democracy is embedded in a network of relationships. And you understand some things better than other things, and because of that there’s a continual jostling and give and take, which is politics. And politics is, in the ideal sense, the way in which we continually address our network of relations in order to achieve a better life and a better society.
Als je vanuit dit perspectief aan democratie denkt, een nieuw pluralistisch concept van democratie zou er een zijn dat erkent dat er vele verschillende belangen zijn, vele verschillende agenda's, vele verschillende individuen, vele verschillende gezichtsvelden. Ze zijn allen onvolledig, omdat je onderdeel bent van een netwerk van verbindingen. Elke deelnemer aan een democratie is onderdeel van een netwerk van verbindingen. Je begrijpt sommige dingen beter dan andere dingen. Daarom is het een aanhoudend dringen en geven en nemen, wat politiek is. En politiek is, in de ideale situatie, de manier waarop we voortdurend ons netwerk van relaties gebruiken om een beter leven, een betere samenleving te verkrijgen.
And I also think that science will never go away and -- I’m finishing on this line. (Laughter) In fact, I’m finished. Science will never go away.
En ik denk ook dat wetenschap nooit zal weggaan en -- Hier stop ik. (Gelach) Eigenlijk ben ik klaar. Wetenschap zal nooit weggaan.