Hoe de vrije wil ons de evolutie gaf 

Met zijn briljante Free Agents zet Kevin J. Mitchell een belangrijke volgende stap in het denken over de evolutie van moreel gedrag. Maar de heersende opvatting is nog altijd dat de fundamentele natuurkrachten leiden tot maximale wanorde en zinloosheid. In werkelijkheid, zo betoogt Frans W. Saris, wijst alles in het leven op het tegengestelde: ‘zou het niet een enorm verschil maken als we onze wereld niet langer zien als wereld die tot wanorde wordt gedreven, maar waarin de stuwende kracht van de evolutie tot doel heeft om bewegingsvrijheid te maximaliseren?’

‘Our thoughts come to us freely, our actions go from us willfully.’ Dit is het zogenaamde twee-stadiamodel waarmee psycholoog William James (1842-1910) filosofen wilde overtuigen van onze vrije wil. James zou zijn geïnspireerd door Darwins evolutietheorie, die ook twee fasen kent: variatie gevolgd door natuurlijke selectie. Recent hersenonderzoek geeft James gelijk. In ons brein worden voortdurend signalen waargenomen, afkomstig uit zeer verschillende bronnen. Daaruit kiezen wij voordat we in actie komen, met ons spraakcentrum of ons bewegingsapparaat. Maar is onze keuze vrij, of is onze vrije wil een illusie?

Wie aan dit artikel begint, doet dat misschien uit nieuwsgierigheid naar nieuwe non-fictieliteratuur, of naar de evolutietheorie, maar in ieder geval uit vrije wil. Tenminste, dat denken we. Toch twijfelen niet alleen filosofen en psychologen, maar ook fysici en zelfs biologen en neurologen voortdurend aan die vrije wil. Wie met Descartes (1596-1650) gelooft in een tweedeling tussen lichaam en geest, blijft zitten met de vraag hoe die geest het lichaam aanstuurt. Wie met Spinoza (1632-1677) in de eenheid van lichaam en geest gelooft, moet zich ook afvragen wie of wat er nu eigenlijk kiest. Zijn wij wel verantwoordelijk voor ons moreel gedrag, of wordt dat volledig bepaald, gedetermineerd, door onze natuur, genen, omgeving of verleden?

Wat voor ding ben jij?

Moreel gedrag, zo leerde Frans de Waal (1948-2024) ons, is van evolutionaire oorsprong en geen exclusieve eigenschap van mensen. In zijn diverse onderzoeken liet De Waal overtuigend zien dat empathie en rechtvaardigheid herkenbaar zijn in chimpansees en andere zoogdieren. Moreel gedrag heeft overlevingswaarde. Daarom zijn empathie en rechtvaardigheid in de evolutie van dieren ontstaan en langzamerhand verder ontwikkeld. Moreel gedrag zat al in de genen voordat homo sapiens Afrika verliet.

Nu zet Kevin Mitchell, geneticus en neurowetenschapper, een volgende stap. Met zijn briljante en belangrijke boek Free Agents toont hij aan hoe ook onze vrije wil het resultaat is van natuurlijke selectie. En al vanaf de oorsprong van het leven. Briljant is de wijze waarop hij de lezer meeneemt door Big History, vanaf de kraamkamers van het leven op het Atlantis-massief diep in de Atlantische Oceaan: waar micro-organismen vier miljard jaar geleden ontstonden en door variatie en natuurlijke selectie evolueerden tot complexe autonome levensvormen die zich over de hele aarde verspreidden (zie ook ‘Lost City’, dNBg 2016#1). Briljant is ook Mitchells beschrijving van de evolutie van zicht in simpele organismen, omdat ‘ogen zo’n goed idee waren’. Toen de ontwikkeling van zicht, de perceptie van licht, kleuren, vormen en afstanden, eenmaal deel was van de genen van simpele organismen, schrijft hij, hoefden ‘ogen’ niet steeds bij elke nieuwe diersoort opnieuw ontdekt te worden. Zicht kon zich zo in meer complexe vormen van leven verder ontwikkelen tot ogen.

In het hart van zijn boek brengt Mitchell in een tabel de belangrijkste stadia in kaart van de evolutie van perceptie via cognitie en geheugen naar vrije wil. Micro-organismen werden autonoom omdat dit overlevingswaarde heeft. Om dezelfde reden vormen ze meercellige organismen, specialiseren de cellen zich en worden taken verdeeld. Er ontstaat perceptie, informatie wordt verwerkt en opgeslagen, en er ontwikkelen zich spieren en neuronen. Organismen klimmen op het land, krijgen ogen, oren en oriëntatie. Mitchell vat samen hoe elke transitie in zijn werk ging en wat precies de overlevingswaarde was. Zijn beschrijvingen horen in elk schoolboek thuis – naast originele oneliners als ‘Wat voor ding ben jij? Je bent een super onwaarschijnlijk arrangement van materie’, ‘Leven is niet een toestand, het is een proces’, ‘Jij bent niet alleen in leven, je bent leven’, ‘Grotere hersenen betalen zichzelf’ en ‘Naarmate de evolutie voortschrijdt, neemt de mate van autonomie toe.’

It is still mysterious 

Dankzij moderne technologie kunnen neurologen signalen in ons lichaam heel precies volgen. Mitchell laat afbeeldingen zien van de elektrochemische banen van onze zintuigen naar en in onze hersenen. Daar ontstaat een representatie van wat wij zien, horen en voelen. Niet op verschillende plekken in ons brein, maar juist samengevoegd op een en dezelfde plaats achter in onze schedel. Neurologen zien hersenactiviteit tussen de achter- en voorkant van ons brein en het ertussenin liggende coördinatiecentrum, de hippocampus, waar via feedbackprocessen wordt besloten of wij in actie komen. Is dit beslissingscentrum ook ons zelfbewustzijn? In tegenstelling tot Daniel Dennett (1942-2024) komt Mitchell er eerlijk voor uit: bewustzijn is ‘not explained’, maar ‘still mysterious’. Is ons biochemisch beslissingscentrum vrij? Het zijn elektrochemische processen die daar plaatsvinden. Chemie is een kwestie van moleculen en natuurwetten. Reductionisten als Brian Greene (1963) en Stephen Hawking (1942-2018) beweren dat ons handelen van tevoren vastligt: wij kunnen niet anders, we zijn gedetermineerd door de fysica van atomen en moleculen en hun wisselwerkingen. Daar komt geen vrije wil aan te pas.

Mitchell bestrijdt dit reductionisme met de ‘onzekerheidsrelatie’ van een van de grondleggers van de kwantummechanica Werner Heisenberg (1901-1976). Neem een bekend gedachte-experiment: draai de toestand van een proefpersoon precies terug naar het moment van beslissen, neemt die persoon dan hetzelfde besluit? Heisenberg heeft laten zien dat die fysieke toestand altijd onzeker blijft. Zoon Martin (1940), neurobioloog, voegde er onlangs aan toe dat de signalen in ons cognitieve systeem zoveel ruis vertonen dat het onmogelijk is precies te weten in welke toestand de beslissing genomen werd. De momentopname van reductionisten mist volgens Mitchell een cruciaal aspect van leven: dat organismen dingen doen om een reden, die afkomstig is uit het verleden en gestuurd wordt naar de toekomst. Door terugkoppeling van natuurlijke selectie in onze genen en door individuele levenservaring bouwen organismen hun vrije wil in zichzelf op. ‘We are not absolutely free, nor would we want to be.’

Vrijheid van beweging

Het grote belang van Mitchells boek zit hem in de morele boodschap. ‘For living organisms, good things are the ones that increase persistence. And bad things are the ones that decrease persistence.’ Hiermee treedt hij in de voetsporen van Frans de Waal en Niko Tinbergen (1907-1988), van wie we geleerd hebben dat we ons bij alles wat we doen moeten afvragen wat de functie is, de overlevingswaarde voor onszelf, onze naasten, onze soort, andere soorten en het leven op aarde.

‘The universe does not have a purpose, but life does’, schrijft Mitchell. Maar waarom zou natuurlijke selectie pas in werking zijn getreden bij de oorsprong van het leven en niet eerder, gedurende de evolutie van het universum? Het antropische principe. Als de bouwstenen van de natuur en de natuurwetten ook maar iets anders waren geweest dan ze zijn, dan had ons universum er heel anders uitgezien en was leven zoals wij dat kennen onmogelijk geweest. Daarom stelde natuurkundige Lee Smolin (1955) in 1997 voor dat er meerdere universums zijn of waren, en dat natuurlijke selectie ervoor zorgde dat juist ons universum de eigenschappen bezat om te overleven.

Maar evolutie is een tweestapsproces, dus hoe zit het met de eerste stap: variaties/mutaties? Daar zit nog een groot probleem. De fysicus Erwin Schrödinger (1887-1961) stelde in 1944 al de vraag: hoe heeft het leven kunnen ontstaan, hoe is het mogelijk dat orde is ontstaan uit wanorde als de tweede hoofdwet van de thermodynamica ons vertelt dat de natuur de wanorde verkiest boven orde? Schrijvende wetenschappers als Richard Dawkins (1941), Stephen Jay Gould (1941-2002), Carlo Rovelli (1956) en nu ook Mitchell treden in de voetstappen van Schrödinger. Als de natuur de tendens heeft om wanorde te maximaliseren, dan is evolutie een zinloze opeenvolging van willekeurige mutaties die uiteindelijk leiden tot niets dan wanorde, desintegratie en chaos. Zowel in de natuur- als in de geesteswetenschappen heerst de opvatting dat de fundamentele natuurkrachten leiden tot maximale wanorde en zinloosheid. In werkelijkheid wijst alles in het leven op het tegengestelde.

De eerste wet van de thermodynamica stelt dat energie altijd behouden blijft, maar de natuur heeft de vrijheid om die energie te verdelen. De natuur doet dat op zo’n manier dat – in overeenstemming met de tweede hoofdwet – de totale bewegingsvrijheid toeneemt. In sommige gevallen kan dit tot wanorde leiden, maar in andere gevallen kan de bewegingsvrijheid aanzienlijk toenemen wanneer er ordening wordt aangebracht, bijvoorbeeld door kristallisatie of celdeling.

De tweede hoofdwet gaat dus niet over wanorde – en het maximaliseren van wanorde is geen drijvende kracht van de natuur. De tweede hoofdwet gaat over de energie die de natuur nodig heeft om met behoud van haar energie meer bewegingsvrijheid te verkrijgen. De Noorse theoretisch chemicus Lars Onsager (1903-1976) vestigde hier als eerste al in de tijd van Schrödinger aandacht op. Recente labexperimenten en computersimulaties van structurele veranderingen in complexe moleculaire systemen hebben juist een toename in ordening laten zien onder condities waarin de bewegingsvrijheid toenam.

Voor mij betekent dit, in tegenstelling tot Mitchell, dat de eerste stap in de evolutie, variaties/mutaties, geen stap is naar wanorde. De evolutie, van het heelal en van het leven, heeft één doel: vrijheid van beweging. Zou het niet een enorm verschil maken als we onze wereld niet langer zien als wereld die tot wanorde wordt gedreven, maar waarin de stuwende kracht van de evolutie tot doel heeft om bewegingsvrijheid te maximaliseren? Het is dus niet, zoals Mitchell stelt, dat de evolutie ons een vrije wil gaf, maar omgekeerd (*): het is de vrije wil die ons de evolutie gaf.

(*) Dank aan Maarten Asscher voor deze omkering.