Het universum of het brein: waar komt de wiskunde vandaan?

Wiskunde beschrijft en voorspelt de wereld om ons heen – van de spiraalvormige structuur van DNA tot de spiralen van de sterrenstelsels. Maar betekent dit dan ook dat onze wereld inherent mathematisch is?

Die vraag is een belangrijk gespreksonderwerp geworden nu neurowetenschappers steeds meer kennelijk aangeboren wiskundige vaardigheden ontdekken en ook de gebieden in het brein kunnen aanwijzen waar het mathematisch denken plaatsvindt.

"Getallen zijn geen eigenschap van het universum, maar zij reflecteren de biologische verantwoording op basis waarvan mensen de wereld willen begrijpen", vindt Rafael Núñez, hoogleraar cognitieve wetenschappen aan de University of California, San Diego en lid van het Kavli Institute for Brain and Mind van deze universiteit.

En Brian Butterworth, emeritus hoogleraar cognitieve neuropsychologie op het Institute of Cognitive Neuroscience van University College London, stelt:  "Getallen zijn niet noodzakelijkerwijs een eigenschap van het heelal, maar veeleer een bijzonder krachtige manier om sommige aspecten van het universum te beschrijven."

Ander perspectief

Núñez en Butterworth horen bij een groep van vier wetenschappers  die onlangs op uitnodiging van de Kavli Foundation worstelden met deze vraag. Een heel ander perspectief werd daarbij geboden door de natuurkundigen Simeon Hellerman en Max Tegmark. "Ik denk dat veel fysici, waaronder ikzelf, het erover eens zijn dat er wel een complete beschrijving van het universum en de natuurwetten moet bestaan", zegt Hellerman, ‘associate professor’ op het  Kavli Institute for Physics and Mathematics of the Universe van de universiteit van Tokio. "En die aanname impliceert dat het universum intrinsiek mathematisch is".

"De natuur geeft ons duidelijke aanwijzingen dat het universum mathematisch is", vindt ook Max Tegmark, hoogleraar natuurkunde op het Massachusetts Institute of Technology, en lid van MIT’s Kavli Institute for Astrophysics and Space Research. Volgens Tegmark vinden veel wiskundigen zelfs dat zij mathematische structuren niet bedenken: "Ze ontdekken ze alleen maar – deze mathematische structuren bestaan onafhankelijk van mensen".

Tegmark benadrukt ook dat dit niet alleen interessant is als een academische gedachte; als het klopt dan speelt de wiskunde een speciale rol bij de verdere ontwikkeling van menselijke kennis. "Als wiskunde inherent in het universum zit, dan kan het ons hints geven voor het oplossen van toekomstige natuurkundige problemen", zegt Tegmark. "Als we echt geloven dat de natuur fundamenteel mathematisch is, dan moeten we zoeken naar mathematische patronen en regelmatigheden als we stuiten op fenomenen die we niet begrijpen. Deze benadering voor het oplossen van problemen is de afgelopen 500 jaar al de basis geweest van natuurkundige successen."

Lees verder over deze discussie op: http://www.kavlifoundation.org/science-spotlights/kavli-origins-of-math