Het verschijnsel chaos

Een onregelmatig druppelende kraan; turbulente wervelingen; of de wiekslag van een vlinder die een cycloon veroorzaakt. De expositie "Chaos - grenzen aan voorspelbaarheid' in het Haagse Museon maakt natuurkundige verschijnselen aanschouwelijk en - min of meer - begrijpelijk.

Chaos - Grenzen aan de voorspelbaarheid, t/m 6 mrt 1994. Museon, Stadhouderslaan 41 Den Haag. Di t/m vr 10-17u, za en zo 12-17u. Inl 070-3381338.

Soms kan een alledaags woord in de wetenschap iets heel anders betekenen. Een voorbeeld is "chaos'. In het gewone leven is die term synoniem met "wanorde'. In de natuurwetenschap vroeger ook, maar nu niet meer.

Chaos is te omschrijven als wanorde met een systeem erin. Een voorbeeld is het gedrag van het weer. Het weer wordt voor zover we weten volledig bepaald door een samenspel van deterministische natuurwettten, en toch is het fundamenteel onvoorspelbaar. Dat komt door het soort wiskundige vergelijkingen waardoor het wordt beschreven. Die zijn kritisch afhankelijk van de precieze begincondities. Met andere woorden: als er vandaag een vlinder in Taiwan een keer extra met zijn vleugels wiekt, kan dat over een week een tropische cycloon in Florida ten gevolge hebben.

Het Museon in Den Haag heeft een kleine tentoonstelling ingericht over het verschijnsel chaos. Het is een samenwerkingsproject met het Palais de la Découverte in Parijs en het Museu de la Ciència in Barcelona. De expositie is ondergebracht in een zestal met sober triplex beklede objecten.

Aan de hand van zo'n dertig eenvoudige demonstratieproefjes kan de bezoeker zich een beeld vormen van wat chaotisch gedrag in de praktijk inhoudt. Het simpelst is de druppelende waterkraan: bij bepaalde kraanstanden (die de bezoeker zelf kan instellen) vallen de druppels niet meer volgens een regelmatig patroon, maar grillig en chaotisch. In andere hands-on opstellingen staan onder meer een waterrad met lekke schepraderen, een zeepoplossing met turbulente stromingen en een slingerende magneet centraal.

Daarnaast zijn er computerschermen waarop men chaotisch gedrag zelf kan nabootsen. Een voorbeeld is het wiskundige simulatieprogramma van het zogeheten drielichamen-probleem, ontworpen door de Leidse astrofysicus Vincent Icke. Men kan hierop zelf drie zonnen intekenen en die vervolgens in een plat vlak om elkaar heen laten draaien. Het patroon van de banen is elke keer anders en vroeg of laat schieten de zonnen van elkaar weg.

Ten slotte zijn er videofragmenten die de uitleg op de borden completeren. Op een ervan is Edward Lorenz aan het woord, de weerkundige van het Massachusetts Institute of Technology die in de jaren zestig computersimulaties van het weer deed en daarbij chaotisch gedrag ontdekte. Toen hij een berekening overdeed met een beginwaarde die alleen op vele plaatsen achter de komma afweek, werd zijn weersvoorspelling al heel vlug dramatisch anders. Aardig is dat hij zijn verhaal vertelt aan de hand van de originele recorderstroken.

Chaos is geen gemakkelijke tentoonstelling. Het wiskundige ideeëngoed achter het verschijnsel chaos is vrij abstract en laat zich beter eigen maken door lezing van een boek of artikel dan door consumptie van de toelichtingen bij de proefjes. Niettemin wordt in het laatste onderdeel een poging gedaan om het publiek wat van de wiskundige achtergrond uit te leggen. In de getoonde bewegingsvergelijkingen komen differentialen voor en de enige concessie die de makers hebben gedaan is het plaatsen van een waarschuwingsbord dat de bezoeker voorbereidt op de schok van de confrontatie met formules.

Alles bij elkaar kan Chaos het beste worden bekeken wanneer men zich van te voren enigszins prepareert. Als inleiding zal de expositie voor de gemiddelde leek vermoedelijk haar doel voorbij schieten, eenvoudig omdat de materie (letterlijk) te complex is. Kinderen zullen zeker genteresseerd zijn in de hands-on proefjes en de computersimulaties, maar in hoeverre ze de pointe van het geheel zullen vatten, moet worden afgewacht. Het is overigens nog maar de vraag in hoeverre de tentoonstelling tegen deze publieksgroep bestand zal zijn. Veel opstellingen zien er op het oog vrij storingsgevoelig uit.

Ook de presentatie draagt niet bij aan toegankelijkheid van de tentoonstelling. De triplex "dingen' waarin de zes onderdelen zich afspelen bevatten aan alle kanten en zowel van binnen als van buiten tekst, video- en computerschermen en proefjes. Men moet alles methodisch aflopen en nog eens controleren om niets te missen. Het geheel maakt dus een beetje een chaotische indruk, maar dan gewoon in de zin van wanordelijk.

    • Felix Eijgenraam