Onze konijnen zijn dol op tunnels. Ze doen niets liever dan een stukje door een ruimte kruipen die maar net iets groter is dan hun eigen lichaam. Volgens mij maakt het ze niet uit of de tunnel van karton of van plastic is – of zand, maar onze konijnen wonen in de woonkamer, dus graven zit er niet in voor ze. Voor veel mensen, die een lift al als benauwend ervaren, is deze voorkeur moeilijk te begrijpen. Waarom genieten konijnen zo van kleine, donkere ruimtes? Waar komt die drang vandaan?
Als ik moet gokken, denk ik dat dat concreet hun snorharen zijn. Anders dan mensen gebruiken konijnen hun snorharen om te navigeren. Daarmee voelen ze waar ze zich bevinden ten opzichte van objecten in hun omgeving. Reuk is ook belangrijk voor ze, konijnen kunnen goed horen en best wat zien, maar tast is veel belangrijker dan wij ons kunnen voorstellen. In een tunnel raken de rechter en linker snorharen van een konijn tegelijk iets aan. Ik denk dat konijnenhersentjes dan veel dopamine aanmaken en het ‘sein veilig’ geven.
Het zou natuurlijk ook totaal anders kunnen zitten. En voor dit blogje maakt dat niet zoveel uit. Het is namelijk precies het punt dat ik wil maken. Dieren nemen de wereld heel anders waar dan wij ons kunnen voorstellen. Ik schreef er al eens over. In een eerder blogje maakte ik het punt dat regenwormen vermoedelijk een beetje een andere manier hebben om een wereldbeeld op te bouwen dan mensen. En ik schreef ook eens over hoe lastig het moet zijn om je voor te stellen hoe het is om een vleermuis te zijn.
Ik denk niet dat je deze observatie heel opzienbarend zult vinden. Natuurlijk nemen dieren de wereld anders waar. Ze hebben andere zintuigen, en afhankelijk van hun plek in het ecosysteem is het logisch dat die zintuigen beter zijn afgestemd op bepaalde prikkels. De evolutie heeft dat allemaal keurig geregeld. Tot ik Een immense wereld van Ed Yong las, dacht ik er ook ongeveer zo over. Ik plaatste de waarneming van dieren redelijk dicht bij die van ons en stond er verder niet echt bij stil.
Wat Yong doet in Een immense wereld is een fascinerend overzicht geven van het bewijs dat we door de jaren heen hebben verzameld over hoe dieren de wereld waarnemen. Dat overzicht is ronduit duizelingwekkend.
Voor veel dieren is geur bijvoorbeeld véél belangrijker dan voor ons. Bij honden zie je dat terug in hun gedrag. Olifanten gebruiken hun slurf om actief hun omgeving te verkennen. Slangen hebben een gespleten tong waarmee ze in 3D kunnen ruiken. Vlinders ruiken met hun poten — precies de delen waarmee ze op bloemen landen, meervallen proeven met hun hele huid, niet alleen met hun tong. Hoe zou het zijn als je voet ineens chocolade proeft?
Of neem het zicht. Mensen kunnen behoorlijk goed zien, en daarom denken we vaak dat we daar veel van begrijpen. Maar niet elk dier bouwt in zijn brein een driedimensionaal model van de omgeving op — en zelfs als dat wel zo is, kan dat beeld er totaal anders uitzien dan het onze.
Niet alle dieren zien kleur. Veel soorten zijn wat wij ‘kleurenblind’ zouden noemen: ze onderscheiden slechts twee kleurtonen. Maar er zijn ook dieren, zoals sommige slangen, die juist méér kleuren zien dan wij. Zij hebben receptoren voor infrarood, waardoor ze warmte als kleur kunnen waarnemen. Insecten zien vaak ultraviolet licht, wat betekent dat bloemen er voor hen compleet anders uitzien dan voor ons.
De evolutionaire functie van kleur lijkt op het eerste gezicht duidelijk: kleur kan worden ingezet om te verleiden of juist om onzichtbaar te blijven. De pauw gebruikt zijn opvallende veren om indruk te maken, terwijl de kameleon zich juist onzichtbaar maakt in zijn omgeving. Maar, zodra je meer weet over hoe dieren waarnemen, duiken er allerlei onverwachte inzichten op. Zo zien vlinders in een te lage resolutie om hun eigen vlekkenpatronen te onderscheiden — die blijken dus geen rol te spelen bij het vinden van een partner, hoe opvallend ze voor óns ook zijn. En zebra’s? Hun strepen zijn niet bedoeld om leeuwen af te schrikken — die zien het patroon niet goed genoeg. De strepen blijken vooral effectief tegen steekvliegen, die er van in de war raken.
En dit zijn nog niet eens de vreemdste voorbeelden. Bij de facetogen van vliegen kunnen we ons tenminste iets voorstellen — alsof je de wereld constant door een caleidoscoop bekijkt. En het beeld van een kameleon die met elk oog een andere kant op kijkt, valt misschien ook nog te visualiseren in mensenbeeld. Maar wat te denken van de Argopecten irradians — een schelp met tientallen ogen langs de rand van zijn schelp? Deze soort kan zo’n twaalf verschillende kleuren onderscheiden, maar verwerkt die informatie op een totaal andere manier dan wij. En wacht even… schelpen die kunnen zíen? Schelpen?
En dan zijn er nog zintuigen die wij helemaal niet hebben. Zeedieren beschikken over een veel verfijndere tastzin dan wij. Met speciale receptoren kunnen ze uit de stroming afleiden wat er verderop in het water gebeurt. Zeeleeuwen kunnen met hun snorharen de beweging van een haring op twintig meter afstand detecteren — en haringen voelen op hun beurt ook de nadering van een zeeleeuw. Olifanten en insecten pikken subtiele trillingen in de grond op en halen daar verrassend veel informatie uit. Vleermuizen bouwen een beeld van hun omgeving op aan de hand van de echo’s van hun eigen geluiden. Haaien en andere zeedieren kunnen elektrische velden waarnemen (en produceren). En dan zijn er nog vogels, vlinders en talloze zeedieren die met verbazingwekkende precisie magnetische velden kunnen waarnemen en gebruiken om te navigeren. Dat gaat vér voorbij wat wij ons met onze zintuigen kunnen voorstellen.
Yong beschrijft niet alleen al deze wonderlijke zintuiglijke werelden, hij nodigt ons ook voortdurend uit om ons voor te stellen hoe de wereld er uitziet voor deze dieren. Hoe beleven zij hun omgeving — hun omwereld, hun eigen unieke werkelijkheid? De stap naar bewustzijn maakt Yong bewust níet, en dat is waarschijnlijk maar verstandig ook. Het is al ingewikkeld genoeg om de waarneming zélf te begrijpen, laat staan het innerlijke beleven daarvan.
Het is voor ons als mens eigenlijk onmogelijk om écht te begrijpen hoe andere dieren de wereld waarnemen. We zullen dat altijd doen door onze eigen waarneming als basis te nemen en dan een stukje verder te denken. Maar de enorme diversiteit van de natuur laat zien dat dit antropomorfisme waarschijnlijk misplaatst is. Dieren nemen hun omgeving waar op manieren die subtiel, of soms zelfs fundamenteel, anders zijn dan de onze. En ze hebben vermoedelijk ook een ander soort bewustzijn dan wij.
Voor mij was dat geen nieuw feit, maar ik zou het boek toch een openbaring willen noemen. Het was een beetje zoals het lezen van De reis met de Beagle of The Origin of Species van Darwin. Je kent de evolutietheorie wel, maar door alle stukjes bewijs die Darwin heeft verzameld te volgen, en te zien hoe hij op basis daarvan zijn theorie opstelt, wordt het iets dat je niet alleen begrijpt, maar ook echt gaat voelen. Voor mij is dat nu zo voor dierenwaarneming. Yong heeft voor mij invoelbaar gemaakt dat dieren in een andere omwereld leven en vooral hoe radicaal die verschilt van de onze.
Meer lezen? Ik schreef over de manier waarop wormen waarnemen en kennis en zintuigen gekoppeld zijn in kenvermogen, in poetsvissen sprak ik over het zelfbewustzijn van deze visjes en in ervaring over hoe papegaaien en vleermuizen de wereld beleven. Mijn blogje de Chinese Kamer, tot slot, bespreekt het idee dat niet elk bewustzijn gelijksoortig is.
Zouden wijnkenners geen brood zien in een serie workshops over vinologiedenken? Dat bepaalde denkwijzen die in de bestudering van wijn van enorm belang zijn, ook waardevol zijn voor allerlei andere vakgebieden zoals beleid maken of bankieren?
Vast wel. Iedereen die een specialistische opleiding heeft gedaan, heeft daar een nieuwe manier van kijken en redeneren geleerd. En iedereen kent de ervaring dat die kijk- en denkwijze ineens toepasbaar bleek op andere problemen buiten het eigen vakgebied – vaak met verrassende resultaten.
Soms leidt dat tot een ware emancipatiebeweging. Ontwerpers zijn hun vak gaan verkopen aan andere disciplines onder de noemer ‘Design Thinking’; wiskundigen en informatici onder de noemer ‘Computational Thinking’; een bont gezelschap van disciplines hangt ‘Systems Thinking’ aan. Dit zijn op dit moment de grote drie, maar er zijn ook anderen: Entrepreneurial Thinking, Historical Thinking, Anthropological Thinking, Evolutionary Thinking, of zelfs Policy Thinking.
Ik kan er grappen over maken, zoals met de vinologen of met politieagenten – die zijn immers experts in wetshandhavingsdenken -, maar misschien is dat niet zo aardig. Misschien zit er genoeg in dit, ja sorry, ‘ambassadeursdenken’, om het eens serieus te bekijken. Dat is precies wat Nathan Crilly dus doet in zijn boekje Design Thinking & Other Approaches.
Ik vond het boekje een verademing, want mensen uit de Design Thinking hoek, zijn altijd bezig hun benadering te verkopen als enorm uniek en belangrijk voor iedereen. Dat is precies wat Computational Thinkers doen. En… Nou ja. Het zijn allemaal ambassadeurs voor de waarde van hun vak in andere disciplines, maar ze houden zich weinig bezig met wat ambassadeurs van andere disciplines te zeggen hebben.
Heel weinig. In één procent van de Computational Thinking papers beginnen auteurs ook over Design Thinking. En zo voor elke combinatie van denksoorten waar veel over geschreven wordt. 1%.
Daardoor is het moeilijk te vergelijken: is Design Thinking wezenlijk anders dan Systems Thinking of Computational Thinking? Ze verwijzen niet naar elkaar of naar een gedeelde taxonomie van denksoorten. Dus wat moeten we dan denken over een claim als ‘ontwerpers hebben een hele unieke manier van denken waar ze problemen mee oplossen’? Als je Design Thinking niet tenminste vergelijkt met andere denkwijzen, hoe kun je dan zeggen dat het uniek en belangrijk is?
En dan zijn er nog twee andere problemen, die beide samenhangen met het ambassadeurschap. Een eerste vraag is of die manier van denken echt uniek is voor een discipline. Denken ontwerpers echt anders dan ondernemers? En zijn de verschillen tussen disciplines dan groter dan de verschillen tussen professionals binnen een discipline? Misschien zul je zoiets antwoorden als: ja luister, mijn broer is psycholoog en die denkt echt anders dan ik. Maar om te bewijzen dat psychologiedenken een aparte denksoort is, moeten we laten zien dat die denksoort ook bruikbaar is als het niet over gedrag of hersenen gaat. Dus los van het onderwerp.
Misschien denken psychologen over diepere oorzaken na van complex gedrag, maar dat doen sociologen, biologen, en natuurkundigen ook. Zijn dat allemaal psychologiedenkers? Ontwerpers lossen problemen op, net als ingenieurs, natuurkundigen, ondernemers en, wie weet, vinologen. Er blijkt eigenlijk nergens een denkelement te zijn dat echt uniek is voor een specifieke denksoort.
Dat wil niet zeggen dat er geen verschillen tussen disciplines zijn, maar het maakt de bewering dat de manier van denken van een discipline nuttig kan zijn in een andere discipline wel ingewikkelder. Wat ons bij het tweede probleem brengt: namelijk de gedachte dat mensen uit een andere discipline die denkwijze kunnen aanleren zonder ook de inhoud van de discipline mee te nemen. Kortweg: helpt een cursus Design Thinking om een ontwerpende wetshandhaver te worden?
Crilly’s antwoord hierop is vergelijkbaar met wat ik eerder schreef over 21st century skills. Volgens Crilly zijn de elementen die geclaimd worden voor een bepaalde denksoort meestal ‘hogere denkvaardigheden’ zoals kritisch denken, oorzakelijk denken of creativiteit. Voor die vaardigheden is overtuigend bewijs dat ze niet los van vakinhoud aangeleerd en uitgeoefend kunnen worden. Mensen kunnen kritisch denken in het vak waar ze in opgeleid zijn, maar er blijft heel weinig van over in andere vakgebieden.
Crilly zegt dat het voor disciplinedenksoorten zoals Design Thinking ook zo werkt. Industrieel ontwerpers kunnen prima inventieve oplossingen voor producten bedenken, maar slechts matig voor wetswijzigingen. Als dat zo is, is er ook weinig hoop voor de wetshandhaver met interesse in ontwerp: hij zal een uitgebreide opleiding moeten doen met kennis en opdrachten over wetshandavingsontwerp. Als ik wil leren schrijven als een vinoloog, zal ik moeten leren hoe wijn werkt.
Natuurlijk is Nathan Crilly veel genuanceerder dan ik, maar hij rolt flink wat beren op de weg voor beweringen van de aanhangers van verschillende denksoorten. Meer dan er met een beetje Design-, Systems- of Computational Thinking weer af te krijgen zijn.
Zijn oproep is niet om te stoppen met het bestuderen van wat er bijzonder is aan de manier waarop ontwerpers, informatici of wetshandhavers hun problemen oplossen. Zijn betoog is eerder om dat in vergelijking met andere disciplines, en met meer wetenschappelijke grondigheid te doen dan nu gebruikelijk is. Die oproep kan ik van harte steunen.
Meer lezen? Ik schreef aardig wat over ontwerpdenken. In Ontwerpkennis ging ik in op verschillende soorten kennis die nodig zijn om tot een ontwerp te komen. In doelkennis besprak ik dat kennis van alternatieven, doelen en idealen daar in ieder geval bij horen. In ontwerperig ging ik in op het idee dat ontwerpdenken zo verschilt van de mens- en natuurwetenschappen dat het meer status zou moeten krijgen in het basisonderwijs.
In kencultuur ging ik in op het verschil in onderzoekscultuur tussen verschillende wetenschapsdisciplines. In adaptief de 21e eeuw in besprak ik hoe hogere orde denkvermogens gebonden zijn aan disciplines.
Het boekje van Nathan Crilly is zeer de moeite waard, hoewel het kort is en meer een kritiek geeft op de moeilijkheid van denksoorten in plaats van een concrete vergelijking van denksoorten.
Natuurlijk wil iedereen die zich met wetenschap bezighoudt wel toegeven dat de kennis die we nu als ‘waar’ zien er via een allegaartje van aanpakken gekomen is. Dat respectabele wetenschappers zoals Isaac Newton er vreemde, occulte ideeën op nahielden, die we nu zeker niet meer serieus nemen. Historisch gezien is er niet één vaste wetenschappelijke methode. Onze kennis heeft zich nu eenmaal op een rommelige en onstuimige manier ontwikkeld. Maar dat vinden we blijkbaar best ongemakkelijk.
Dat merken we wanneer we de geschiedenis van de wetenschap gaan beschrijven. Op een of andere manier zou het dan comfortabel zijn als één aanpak de beste bleek te zijn. Dat bepaalde principes, hoe abstract ook, steeds weer bleken te werken. En als dat niet kan, dan beschrijven we de geschiedenis van de wetenschap graag als een ontwikkeling. In dat verhaal hebben we onze wetenschappelijke methodes in de loop der tijd zodanig verfijnd, dat we inmiddels weten wat werkt en wat niet. Met de kennis van nu kunnen we beslissen welke oude aanpakken onzuiver waren, en aan welke grote denkers we ons succes van nu te te danken hebben.
Ik voel me niet senang met deze verhalen. Ze zijn me te dwingend. De geschiedenis wordt geschreven door overwinnaars, en zij leggen daarmee ook het verleden hun wil op. Onschuldig is dat niet. Het leest natuurlijk een stuk lekkerder als een verhaal over het verleden een beetje orde aanbrengt in al die verschillende wetenschappelijke probeersels – en nog eens bevestigt dat we nu lekker bezig zijn. Maar kunnen we echt niets beters verzinnen dan: “oude wetenschap is minder goed dan moderne wetenschap”? Kunnen we geen orde aanbrengen zonder Jan en alleman bij voorbaat te diskwalificeren? Kunnen we, anders gezegd, de diversiteit van onze zoektocht naar kennis niet vieren, in plaats van ze te ontkennen?
Chunglin Kwa doet in “De ontdekking van het weten” een dappere poging precies dat te bereiken. In plaats van één moderne visie op wetenschap op het verleden af te beelden, probeert hij verschillende aanpakken naast elkaar te beschrijven. Hij verdeelt de wetenschap in ‘stijlen’ en beschrijft de geschiedenis van elke stijl apart. Perfect is die aanpak niet, maar ik vind het idee erg verfrissend.
Het idee van een ‘wetenschappelijke stijl’
Misschien is het goed het concept van een wetenschappelijke stijl, zoals Kwa dat gebruikt, even iets meer toe te lichten. Een wetenschappelijke stijl is een manier om aan kennis te komen. Wetenschapsstijlen hebben hun eigen criteria voor goede wetenschap, eigen voorkeuren voor aanpakken die helpen ‘waarheid’ te produceren. Kwa onderscheidt zes stijlen: de deductieve, experimentele, analogisch-hypothetische, taxonomische, statistische en evolutionaire stijl. Zoals veel wetenschapshistorici laat hij techniek -of engineering- buiten beschouwing, maar hij erkent dat dit mogelijk een zevende stijl zou kunnen zijn en dat zijn set misschien nog andere elementen mist.
Het idee van een wetenschappelijke stijl is verwant aan het concept van een epistemische cultuur, zoals ik in mijn blogje kencultuur besprak. Karin Knorr Cetina, die dat begrip introduceerde, toonde aan hoe de gewenste aanpak en methoden, welke kwaliteiten van wetenschappers belangrijk worden gevonden, en de sociale organisatie van een laboratorium samenhangen met het studieonderwerp. Een wetenschappelijke stijl lijkt op een epistemische cultuur omdat er verschillen zijn in welke aanpakken legitiem worden gevonden, maar Kwa laat de sociale structuur buiten beschouwing. Hij richt zich op de opvattingen van wetenschappers over ‘waar’ of ‘niet waar’, en niet op ‘macht’, ‘reputatie’ en ‘aanzien’.
Het is ook verwant aan het idee van Paradigma’s van Thomas Kuhn. Maar het gaat bij Kwa niet om inhoudelijke stromingen die elkaar opvolgen en vaak uitsluiten. Wetenschapsstijlen kunnen naast elkaar bestaan en gemengd worden; en ze overstijgen vakgebieden. Het concept van een stijl is dus zuiverder en abstracter dan dat van een epistemische cultuur of paradigma. Daar zijn er ook veel meer van dan de zes stijlen van Kwa. Deze inperking is een groot voordeel bij geschiedschrijving: niemand wil twintig parallelle geschiedenissen doorworstelen.
De zes stijlen van Kwa.
De deductieve stijl
Kwa begint zijn boek met de deductieve stijl. Dit idee houdt in dat je de waarheid afleidt uit basisprincipes. Het gaat terug naar de oude Grieken, vooral Plato, Aristoteles en Euclides. Aristoteles is hierin misschien wel het belangrijkst. Hoewel hij meerdere wetenschappelijke stijlen gebruikte, beval hij de deductieve methode aan. Deze voorkeur is begrijpelijk, omdat deductieve redeneringen logisch sluitend zijn. Als je de ‘eerste principes’ kent waarmee de wereld is opgebouwd en daaruit andere kennis kunt afleiden, heb je een stevig bouwwerk dat niet gemakkelijk omvergegooid kan worden. Wie wil dat nou niet? Aristoteles had veel invloed.
Ik heb de deductieve redenering al eens uitgebreid bekritiseerd, maar naast inhoudelijke tegenargumenten zijn er ook historische beperkingen. Het deductieve model sloot namelijk bepaalde manieren van kennisontwikkeling uit. Deductief denken maakte waarneming ondergeschikt en experimenten zinloos, waardoor deze in de oudheid weinig status hadden. De focus op het abstracte en het eeuwige zorgde dat veel kennis waar we nu baat bij hebben buiten beschouwing werd gelaten en past minder goed bij onze huidige wereldbeschouwing.
De deductieve stijl raakte verloren met de oude Grieken, maar werd nieuw leven ingeblazen in de christelijke filosofie van de middeleeuwen. Deze filosofie beriep zich op Aristoteles’ advies, waarbij zijn ‘eerste principes’ werden geïnterpreteerd als ‘de wil van God’. Hieruit kwam het idee van een natuurwet voort: God zou de natuur zijn wil kunnen opleggen via wetten, die wetenschappers op hun beurt konden ontdekken. Dit idee van natuurwetten ontwikkelde zich verder, waardoor het langzaamaan ook geaccepteerd werd om natuurwetten te ontdekken die niet terug te voeren waren op abstracte eerste principes. Deze bevrijding van het Aristotelische ideaal was een belangrijke stap in de ontwikkeling van de experimentele stijl van wetenschap.
De experimentele stijl
Het is nu misschien moeilijk voor te stellen dat de wetenschap ooit niet experimenteel was, maar Kwa laat zien dat het experiment niet vanzelf zijn hoge status kreeg. De Grieken deden eigenlijk geen experimenten, en de ontwikkeling ervan vroeg om dingen die in de deductieve stijl ongebruikelijk waren. Om experimenten te doen zijn technische instrumenten en praktische, rekenkundige wiskunde nodig. Beide hadden in de tijd van Galileo Galileï een lage status en werden niet gezien als onderdeel van de wetenschap. Het was destijds gewoon geen optie om met technische meetinstrumenten vast te stellen hoe de wereld werkt. Galileï, die vaak wordt gezien als de eerste experimentele wetenschapper, maakte wel gebruik van deze instrumenten, maar ontstak daarmee niet in zijn eentje de experimentele revolutie. De tijd was nog niet rijp.
De culturele ruimte voor experimenten als bron van kennis ontstond misschien pas tijdens de Reformatie. Toen Maarten Luther zijn stellingen op de kerk van Wittenberg spijkerde, plantte hij ook een zaadje voor het experimentalisme. Hij stelde bijvoorbeeld dat zijn eigen geweten, en niet het gezag van de Kerk in Rome, de uiteindelijke toets was of iets voldeed aan de wil van God. Evenzo moesten experimentele wetenschappers durven hun eigen waarneming te vertrouwen, zelfs als die botste met de gangbare eerste principes van God. Filosofisch werden ze daarbij geholpen door het scepticisme, dat uit de Griekse tijd stamt maar onder protestanten aan populariteit won. Sceptici twijfelen aan alles en een gezonde dosis twijfel is nodig om experimenten aan te durven gaan.
Een andere ontwikkeling die het experimentalisme steunde, was de alchemie. In hun zoektocht om gewone metalen in goud te veranderen, voerden alchemisten veel experimenten uit. Dit was een wildere, meer verkennende manier van experimenteren dan de afgemeten en doelgerichte experimenten van Galileï. De alchemisten werkten ook vanuit een mengelmoes van theoretische inzichten, waarvan sommige nu als wetenschappelijk worden gezien en andere als occult. Precies die mix gaf een bepaalde vrijheid die in het deductieve model ongebruikelijk was. Ze konden allerlei ideeën met elkaar verbinden en zo tot nieuwe theorieën komen.
De alchemistische praktijk werd op haar beurt weer inspirerend gevonden door Francis Bacon, die in het protestantse Engeland het experimentalisme de nodige status en gezag gaf. Hoewel Bacon’s invloed op Nederlandse experimentele wetenschappers uit die tijd, zoals Christiaan Huygens, niet heel groot lijkt, deelden ze dezelfde praktische instelling. Met een experiment kan de onderzoeker de natuur zijn wil opleggen en haar daardoor beter leren kennen.
De hypothetisch-analogische stijl
De ontwikkeling van techniek gaf ruimte aan nog een nieuwe wetenschappelijke stijl: het opstellen van hypothesen over de werkelijkheid op basis van analogieën met techniek. Er zijn veel voorbeelden van deze benadering. René Descartes’ wereldbeeld zat vol mechanische vergelijkingen; hij probeerde alle natuurverschijnselen te verklaren als botsingen van deeltjes. Een concreter voorbeeld is William Harvey, die de bloedsomloop ontdekte door het hart te vergelijken met een pomp.
Het succes van deze analogieën leidde tot een mechanische kijk op de natuur, die in het werk van Isaac Newton het sterkst naar voren komt. Zijn ideeën stuitten wel lange tijd op weerstand omdat zijn zwaartekrachtstheorie een ‘kracht op afstand’ suggereerde; wat tijdgenoten als een occult idee beschouwden. Veel tevergeefs werk werd verzet om Newtons theorie te weerleggen of een mechanische verklaring voor zwaartekracht te vinden, maar omdat die pogingen niet succesvol waren, groeide Newtons invloed.
De technische analogie heeft een blijvende rol in de wetenschap, net zoals het gebruik van analogieën in het algemeen. Tegenwoordig zijn computers en informatica belangrijke bronnen van inspiratie voor dit soort analogieën. Veel moderne theorieën in de biologie, zoals die over het brein en de celbiologie, zijn gebaseerd op informatiekundige concepten. Ook in andere wetenschappelijke gebieden, zoals de kwantummechanica in de natuurkunde, vinden we informatiekundige begrippen terug.
De taxonomische stijl
Hoewel taxonomieën belangrijk zijn in veel wetenschapsgebieden en ook in veel alledaagse kennispraktijken, hebben ze als wetenschapsstijl geen hoge status. Een taxonomie is een systeem om bijvoorbeeld dingen, dieren, planten, begrippen of feiten te rangschikken, wat overzicht biedt. Als het ordeningsprincipe sterk is, kunnen taxonomieën heel nuttig zijn. Een klassiek voorbeeld is het periodiek systeem van elementen, dat heeft geholpen bij het ontdekken van nieuwe elementen en waar later theoretische inzichten aan zijn gekoppeld.
Maar het nut van taxonomieën gaat verder dan een opstapje naar diepere theoretische inzichten. Ze zijn belangrijk voor iedereen die grote hoeveelheden informatie moet ordenen, zoals in archeologie, biologie en medicijnen. In de biologie is de indeling van planten door Linnaeus een goed voorbeeld. Het herkennen van plantensoorten en hun eigenschappen is belangrijk voor biologen. In de geschiedenis is er alleen verschillend gedacht over welke kenmerken de indeling moesten bepalen. Linnaeus gebruikte geslachtskenmerken van planten, wat een basis legde voor moderne indelingen die nu op genetica zijn gebaseerd.
De statistische stijl
De statistiek helpt orde in de chaos te scheppen door individuen, of dat nou mensen zijn of waarnemingen vergelijkbaar te maken. Daarin gaat iets verloren: we reduceren dingen tot getallen. Maar we winnen ook iets: we kunnen iets leren van de vergelijking die dan mogelijk wordt. Mede daarom is de statistiek een wetenschappelijke stijl geworden die niet meer weg te denken is uit allerlei wetenschapsgebieden.
Statistiek ontstond aan het einde van de 18e en het begin van de 19e eeuw, met de bedoeling om de sociale wereld in objectieve gegevens te vangen en een wiskundige basis te vinden voor deze gegevens. Aanvankelijk was statistiek vooral beschrijvend, gericht op het verzamelen van gegevens. De Nederlander Adolphe Quetelet breidde het begrip uit met waarschijnlijkheidsrekening en foutenanalyse. De wiskundige basis voor waarschijnlijkheidsrekening werd ontwikkeld door Pascal, Fermat en Christiaan Huygens. De eerste toepassing was in het verzekeringswezen, terwijl foutenanalyse aanvankelijk werd toegepast in de astronomie.
In moderne tijden is de inferentiële statistiek onmisbaar. Deze statistiek maakt het mogelijk om variabelen met elkaar in verband te brengen. Inferentiële statistiek is ontwikkeld door Ronald Fisher en Egon Pearson en maakt een verantwoorde vorm van inductie mogelijk. Dit heeft misschien wel een revolutie teweeggebracht, zeker in de sociale wetenschappen. In de psychologie is deze statistiek bijvoorbeeld zo dominant geworden dat sommige tijdschriften het als voorwaarde stellen voor publicatie. Hierdoor verdringt dit type statistiek zelfs andere onderzoeksmethoden die niet met deze technieken werken.
De evolutionaire stijl
Bij de evolutionaire stijl denkt iedereen onwillekeurig aan Charles Darwin. Dat is terecht, maar een historische blik op dit werk is wel leerzaam. Twee patronen die je bij veel grote theorieën ziet gelden ook voor de evolutietheorie. Ten eerste moet de tijd ‘rijp’ zijn voor een bepaald soort idee. Dit zagen we bij de evolutietheorie doordat anderen rond die tijd met vergelijkbare ideeën kwamen. Ook stonden ideeën die als tegenargument voor de evolutietheorie konden gelden, zoals de ouderdom van de aarde, juist in Darwins tijd ter discussie. Daardoor was er ruimte om juist met deze inzichten te komen. Ten tweede is de evolutietheorie net als andere grote theorieën niet zonder slag of stoot geaccepteerd. Omdat evolutie op lange tijdschalen werkt was er lang geen tastbaar bewijs voor evolutie. Pogingen om aan te tonen dat over verschillende generaties heen nieuwe eigenschappen konden ontstaan mislukten. De evolutietheorie staat nu nog nauwelijks ter discussie, maar het heeft een eeuw geduurd voor de theorie deze status bereikte.
Wat interessant is aan de evolutietheorie, is dat het een nieuw tijdsbeeld introduceerde: de tijd als een ontwikkeling naar een betere of rijkere wereld. Tot Darwin was het lineaire (waarbij alles in wezen hetzelfde blijft) of cyclische (waarbij elementen eeuwig terugkeren) tijdsbeeld dominanter. Het evolutionaire denken heeft niet alleen de biologie beïnvloed, maar ook andere vakgebieden. Zo bevatten de thermodynamica en de sociale wetenschappen elementen van evolutionaire uitleg.
De waarde van wetenschappelijke stijlen als historische bril
Nu we de zes stijlen hebben besproken, is het goed om even afstand te nemen. Hoe pakt deze alternatieve wetenschapsgeschiedenis uit? Hoewel ik het idee om wetenschappelijke stijlen te onderscheiden en de geschiedenis ervan uit te vlooien heel charmant vind, voelt het project voor mij niet af. Dit komt door Kwa’s keuze van wetenschappelijke stijlen, het concept van wetenschappelijke stijl zelf, en hoe een wetenschappelijke stijl werkt als historische lens.
Laat ik dat toelichten. Bij Kwa’s keuze van wetenschappelijke stijlen valt op dat engineering er niet tussen staat. Net als veel van zijn collega’s plaatst Kwa techniek buiten de wetenschap, maar dat is niet terecht. Veel van onze kennis is technische kennis, en als we Kwa’s bespreking van de experimentele en hypothetische stijl volgen, heeft techniek altijd een belangrijke rol gespeeld in de geschiedenis. Misschien mist Kwa nog andere stijlen, maar deze had zeker niet mogen ontbreken.
Ik vraag me ook af of Kwa het idee van een wetenschappelijke stijl scherp genoeg heeft afgebakend. Evolutie lijkt bijvoorbeeld meer een verklaringsmodel dan een manier om nieuwe kennis te verwerven. Als evolutie een plek krijgt, zouden andere verklaringsmodellen zoals economische rationaliteit dan niet ook in de lijst moeten staan? Het is altijd lastig om iets als stijl, cultuur, of werkwijze goed af te bakenen, maar ik had gehoopt dat Kwa hier meer over zou zeggen.
En dan is er nog de vraag of wetenschapsstijlen een interessante blik geven op geschiedenis van de wetenschap. Een lens op de geschiedenis moet helderheid geven en nieuwe inzichten blootleggen. Dat doet het idee van wetenschappelijke stijl zeker. Kwa laat zien dat onze opvattingen over het denken in de loop van de tijd veranderd zijn en brengt die veranderingen in kaart.
Dit levert soms verrassende inzichten op, zoals de afhankelijkheid van experimentele wetenschappen van technische ontwikkelingen en de moeite die het kostte om experimenten geaccepteerd te krijgen als bron van kennis. Maar op andere plekken voegt het weinig toe. De besprekingen van de taxonomische en evolutionaire stijl blijven bijvoorbeeld binnen de biologie, waardoor het een beetje gissen blijft naar de bredere impact van deze denkmodellen.
Daarbij blijven de onderwerpen die Kwa bespreekt dicht bij de gebruikelijke thema’s in de wetenschapsgeschiedenis, namelijk de geschiedenis van de natuurwetenschappen in de context van de wetenschappelijke revolutie. Ik zou graag meer willen lezen. Waar is de psychologie in dit overzicht, met introspectie en behaviorisme als wetenschappelijke stijlen? Of breder, hoe hebben wetenschappelijke criteria in de geesteswetenschappen zich ontwikkeld?
Ik vind Kwa’s uitgangspunten erg veelbelovend. Misschien is de tijd rijp om de wetenschapsgeschiedenis breder te gaan zien en misschien kunnen we wetenschapsstijlen dan als breekijzer gebruiken. Kwa plant hiervoor veel zaadjes in zijn boek, zoals in het laatste hoofdstuk, waarin hij laat zien dat het begrip van wetenschap zelf samenhangt met je opvatting over wetenschapsstijlen. Het boek smaakt, kortom, naar meer.
Een andere benadering om de wetenschapsgeschiedenis te verbreden is te vinden in de wetenschapsgeschiedenis van Rens Bod, die de geschiedenis wil ontdoen van zijn focus op westerse natuurwetenschap.
Ik scheef ook al eerder hoe ons denken over wat goede wetenschap is zich ontwikkeld heeft in anachronismen en waar en over de veranderende opvattingen over hoe we over de tijd denkenin vooruitgang en verandersnelheid. En over geschiedenis als vakgebied.
Het idee van een wetenschappelijke stijl is verwant aan die van een epistemische cultuur, waarover ik al eens blogde. Ik schreef ook al eens over inductie en deductie.
Veel onderzoekers waar ik mee werk verwonderen zich over hoe ingewikkeld het is om samen te werken. Nu is samenwerken in het algemeen lastig, maar het blijkt extra lastig als jij en je collega’s andere studies gevolgd hebben en nòg lastiger als je dan ook nog samen iets nieuws wilt ontdekken. Dat kan namelijk op verschillende manieren en als je niet begrijpt waarom de ander een andere aanpak wil volgen en wat de waarde daarvan is, dan wil het nog wel eens ingewikkeld worden.
In samenwerkingen tussen onderzoekers uit verschillende disciplines spelen epistemische culturen een rol. Althans dat is wat Karin Knorr Cetina beweert in haar boek met deze titel. K.K. – zoals ze het zelf afkort – is een sociologe die de totstandkoming van wetenschappelijke kennis bestudeert. Ze heeft maandenlang in een laboratorium observaties gedaan en mensen gesproken, en daar conclusies uit geprobeerd te trekken over hoe die wetenschappers te werk gingen bij het doen van Heel Belangrijke Ontdekkingen.
Om precies te zijn vergelijkt K.K. in haar boek twee verschillende laboratoria. De deeltjesversneller in CERN, waar kernfysici kleine deeltjes met hoge energie op elkaar laten botsen in de hoop beter te begrijpen hoe subatomaire deeltjes zich gedragen. En een microbiologie-lab waar wetenschappers zich bezighouden met genetica, genetische modificatie en klonen, en waar proeven doorgaans gedaan worden door proefdieren te opereren.
Die keuze is van belang. Stel dat K.K. de praktijken van taalwetenschappers en natuurkundigen vergeleken had – en daarna tot de conclusie gekomen dat die heel anders werken – dan was niemand heel verbaasd geweest. Maar kernfysica en microbiologie zijn allebei harde bètawetenschappen, dus je zou misschien kunnen verwachten dat ze ongeveer hetzelfde werken.
Niet dus. Het CERN is een hoogtechnologische omgeving met apparaten die zo ingewikkeld zijn dat de meeste onderzoekers ze amper begrijpen. Elke botsing levert een ton aan data op. Er gaat heel veel werk zitten in het interpreteren van die data en uitsluiten dat de metingen op toeval berusten. Dat kan alleen collectief. Het CERN is een wereld van apparaten, symbolen en berekeningen; het Higgs-boson vinden teamwerk.
Het microbiologielab is heel anders. Onderzoekers moeten hun handen vuil maken, ze moeten met reageerbuisjes, microscopen, preparaten kunnen werken. Ze moeten muizen kunnen opereren met mini-scalpeltjes. In de microbiologie telt de directe waarneming en de fysieke vaardigheid van de onderzoeker. Het is een veel individuelere discipline waar onderzoekers parallel aan elkaar aan hun eigen onderzoek werken in plaats van samen op zoek te gaan naar een deeltje dat alleen nog in theorie bestaat.
Door deze vergelijking te trekken laat K.K. zien dat er verschillen zijn tussen de manieren waarop verschillende wetenschappen aan kennis komen en verschillen in hoe ze toetsen of die kennis ook boven elke twijfel verheven is; en dat die verschillen zich weer vertalen in de technische omgeving waarin wetenschappers werken, de werkpraktijken die ze onderhouden, en de sociale structuren die daar uit voortvloeien. Samen noemt ze dit ‘epistemische culturen’, wat ik voor dit blogje even in ‘kencultuur’ vertaald heb.
Het zou natuurlijk kunnen dat je nog altijd niet verrast bent. Dat je wel wist dat wetenschap veelvormig is. En dat je het vanzelfsprekend vindt dat de praktijken die je kiest voortvloeien uit datgene wat je probeert te leren kennen. Ik moet zeggen dat ik dat zelf ook had. Ik vond K.K. niet superscherp op het verschil tussen ‘culturen’ en ‘aanpakken’, ik was weinig verrast door de verschillen in de twee labs die ze bezocht en ik vond de schets daarvan wel wat karikaturaal.
Toch is de analyse van K.K. een belangrijke reality-check. In de eerste plaats voor die wetenschapsfilosofen die wetenschap wèl als uniform benaderen of die vooral uitgaan van de discipline die ze het beste kennen. Het zou natuurlijk kunnen dat er op een bepaald niveau van abstractie wel principes zijn te formuleren die voor alle wetenschappen gelden. Ik moet bijvoorbeeld denken aan het falsificatie-idee van Karl Popper. Maar als je aan dat soort principes vasthoudt, weet je meteen dat ze zo abstract zijn dat ze weinig met de alledaagse praktijk van wetenschappers te maken hebben.
En in de tweede plaats voor wetenschappers die de grenzen van hun discipline willen overstijgen. Daar begon ik dit blogje mee. Vanuit de cultuur waarin je bent opgegroeid krijg je natuurlijk waarden en normen mee. Je hebt ideeën over wat werkt en wat nodig en goed is. Het is al een ding te herkennen dat anderen het anders doen, laat staan om te erkennen dat die cultuur misschien beter past bij het soort problemen waar zij aan werken. Sociaal psychologen zijn misschien niet gebaat bij een ‘natuurkundige manier van denken’, hoeveel moeilijke problemen die laatsten er wel mee opgelost hebben. Taalkundigen zijn misschien niet, of maar zeer ten dele, gebaat bij kwantitatief onderzoek. En zo kunnen we wel even doorgaan. Het overstijgen van je eigen discipline vraagt om bescheidenheid en een culturele sensitiviteit die niet iedereen gegeven is.
Een uitgebreide bloemlezing van kenculturen schreef ik niet, maar ‘ontwerpen’ als discipline kreeg wel bijzondere aandacht in ontwerpkennis, doelkennis en ontwerperig.
De titel van dit blogje is natuurlijk een wat flauwe vertaling van ‘Designerly’, maar ik kon niet goed om de ironie heen dat de bekendste emancipatiebeweging van ontwerpers, zich van zo’n guitig begrip bedient. Een betere vertaling is eigenlijk ontwerperserig, maar de kans dat je in een blogje met die titel tot hier was gekomen, leek me wel heel klein – dus dat durfde ik niet goed aan.
Afijn; wat is er aan de hand? Het gaat om de stelling dat ontwerpers over een ander soort kennis beschikken dan andere professionals en dat daar in het onderwijs en de wetenschap meer aandacht voor moet zijn. Ontwerpen zou door alles en iedereen veel serieuzer genomen moeten worden omdat er zich in de hoofden van ontwerpers heel bijzondere dingen afspelen: “designerly ways of knowing”.
Het is een populaire gedachte. Waar ik zelden iets lees over de unieke denkwijze van natuurkundigen, politieagenten of stratenmakers, rollen de boekjes over de denkwijzen van ontwerpers haast uit mijn boekenkast. Niet in de laatste plaats door de opkomst van ‘design thinking’, hoewel dat vaak meer over aanpak gaat dan over denkwijzen.
Er zit ook wel iets in. Zelf betoogde ik op dit blog al eens dat feitenkennis over de wereld niet genoeg is voor het doen van technische uitvindingen en ook niet voor allerlei andere veranderprocessen. Het is dus geen overbodige luxe om na te denken over wat voor soort kennis we hiervoor nodig hebben en hoe we zorgen dat voldoende van ons die kennis ook hebben. Maar of ontwerperserige manieren van kennen ons daarbij gaan helpen?
Het begrip ‘Designerly ways of knowing’ is gemunt door Nigel Cross. Cross was onderzoeker aan de faculteit voor industrieel ontwerp in Delft, een van de eerste universitaire ontwerpopleidingen. Hoewel harde ingenieurs zoals technisch natuurkundigen, elektrotechnici en werktuigbouwers in die tijd hun weg al hadden gevonden in de wetenschap, hadden minder technische opleidingen zoals architectuur en ontwerp iets uit te leggen. Hoezo waren dit academische disciplines? Hoe ziet een ontwerpwetenschap er uit? Welke standaarden voor wetenschappelijkheid worden daarbij gehanteerd?
Sommige onderzoekers reageerden hierop met een poging de activiteit van het ontwerpen te verwetenschappelijken. Het ontwerpproces moest voortaan zodanig worden uitgevoerd dat alle ontwerpbeslissingen herleidbaar waren – en zodoende aan wetenschappelijke kritiek onderworpen konden worden. Anderen stelden dat we in plaats daarvan juist ontwerp een volwaardigere plek in de wetenschap moesten geven, met respect voor de werk- en denkwijzen van ontwerpers. In plaats van het ontwerpen te verwetenschappelijken, moest er een vorm van wetenschap komen waar ontwerpers zich thuis in konden voelen. Eén van de auteurs die dat laatste betoogde was Nigel Cross – en de emancipatiegolf die hij hiermee startte is nog altijd volop gaande.
Cross ging daarbij verder dan de wetenschap alleen. Hij betoogde dat ontwerpen een derde ‘gebied’ in het hele onderwijs moest worden, naast de natuur- en menswetenschappen. Op de basisschool zou dit betekenen dat naast taal en rekenen ook techniek- of maakonderwijs een plek zou moeten krijgen. Op de middelbare school zouden de talen, zaakvakken en natuurwetenschappen aangevuld moeten worden met verschillende engineeringdisciplines en op de universiteiten zouden de ontwerpwetenschappen meer voeten aan de grond moeten krijgen.
Cross plaatst design naast de natuur- en menswetenschappen omdat die “intrinsieke waarde” hebben. Daarmee bedoelt Cross dat het onderwijs verder gaat dan de praktische, direct zichtbare uitkomsten. Bij natuurkunde leer je niet alleen de wet van Ohm; je krijgt ook iets mee van een natuurkundige blik op de wereld. Een focus op feiten, experimenten, de wetmatigheid van de natuur, bijvoorbeeld. De natuurwetenschappen dragen dus een bepaalde kenniscultuur met zich mee die belangrijk is in het leven. Design omvat volgens Cross ook zo’n diepere kenniscultuur, met een eigen blik op de wereld en intrinsieke waarde.
Nu vindt iedereen dat zijn vak meer aandacht verdient en dat kinderen het al vroeg moeten leren, maar de analyse van Nigel Cross is zeker interessant. Hij betoogt, net als ik, dat voor ontwerp andere kennis nodig is dan alleen de feitenkennis die natuurwetenschappers als hoogste doel lijken te zien. Daarnaast stelt hij dat er andere denkwijzen aan het ontwerpen ten grondslag liggen dan aan de wetenschappen: aandacht voor concrete oplossingen in plaats van abstracte ideeën, een idee voor hoe dingen anders kunnen zijn dan ze nu zijn, en het beheersen van niet-talige manieren om ideeën uit te drukken. Als ontwerpers op een andere manier, met andersoortige kennis, moeten leren omgaan, is dat dan niet flink wat onderwijs waard, liefst op vroege leeftijd?
Voordat we ja zeggen op deze vraag is het zinvol om er toch even wat kritischer naar te kijken. Immers, kan eenzelfde analyse niet gemaakt worden door een politieagent? Zou die niet kunnen betogen dat er drie ‘gebieden’ zijn: natuurwetenschap, geesteswetenschap en wetshandhaving? Het klinkt belachelijk misschien, maar de analyse kun je best rond krijgen. Zeker als je het niet beperkt tot politiewerk, maar naar een iets bredere categorie zoals handelingskennis. Kinderen moeten dan leren lezen, schrijven, maken en doen. Dat klinkt eigenlijk heel plausibel, maar als we zo makkelijk van twee naar drie, naar vier ‘gebieden’ kunnen redeneren, dan is een vijfde zo toegevoegd – en waar komen we dan uit?
Cross zou misschien antwoorden dat wetshandhaving een praktische vaardigheid is, terwijl ontwerp intrinsieke waarde heeft, maar dat vind ik geen sterk argument. Ik weet zeker dat je unieke denkwijzen en probleemoplossingsstrategieën kunt identificeren voor allerlei handelingsberoepen. Hebben ze daarmee ‘intrinsieke waarde’? En hoe beslissen we dat?
Wat sterk is aan het betoog van Cross, is dat hij vragen stelt bij de dominantie van de natuur- en menswetenschappen in ons onderwijs. Moet onderwijs gaan over hoe de wereld nu eenmaal is, of moeten kinderen leren om de wereld mede vorm te geven? Dat laatste lijkt hard nodig en als ontwerperserig denken daarvoor nodig is, vooruit dan maar.
Het zwakke punt van Cross’ betoog is dat hij alle antwoorden zoekt vanuit de ontwerpdiscipline waar hij zo thuis in is. Natuurlijk, we leven in een diep ontworpen wereld, maar dat maakt ontwerp nog niet het antwoord op alle vragen. Waar de natuurwetenschappen macht zoeken in wetmatigheden en de menswetenschappen in duiding, zoeken de ontwerpwetenschappen hun macht in maakbaarheid. Maar we weten allang dat die maakbaarheid beperkt is. Is ontwerp dan altijd het antwoord? Of vinden we het antwoord eerder in een slimme combinatie van wetmatigheid, duiding en maakbaarheid? Of is er nog meer nodig?
Mijn verwachting is dat we er daarmee niet zijn. We hebben eerder vier of vijf vertrekpunten nodig, en we moeten ons vooral richten op hoe die verschillende zienswijzen elkaar kunnen versterken. De emancipatie van het ontwerpstandpunt was daar misschien een noodzakelijk begin voor, maar nu moeten ontwerpers van de barricaden af en de synergie met andere disciplines beter onderzoeken.
Meer lezen?
Ik sprak eerder over de unieke kennis die voor ontwerpen nodig is in de blogjes ontwerpkennis en doelkennis. Dat de emancipatie die Cross startte nog niet af is blijkt uit de wetenschapsgeschiedenis van Rens Bod, waar engineering geen rol in lijkt te spelen. Ik vroeg me eerder af wat leerlingen op de basisschool echt moeten leren in basiskennis.
Voor dit blogje maakte ik vrij intensief gebruik van hoofdstuk 1 van ‘Designerly Way’s of Knowing‘, van Nigel Cross. Het boekje is inmiddels wat lastiger te verkrijgen, maar zeer het lezen waard.
Arbeiders, sporters, coaches, uitvinders, ontwerpers, ingenieurs, beleidsmakers, nou ja – eigenlijk allerlei mensen- veranderen de wereld met een bepaalde bedoeling. Ze willen iets bereiken, ze hebben een idee van wat er kan en ze gaan er dan voor, of ze roepen dat anderen dat zouden moeten doen. Ik hoop eigenlijk niet dat ik je iets nieuws vertel, zelfs niet als ik eraan toevoeg dat ze dat met kennis van zaken doen. De vraag die in dit blogje centraal staat, is over wat voor kennis we het dan hebben.
Dat dat niet, of in ieder geval niet alleen, om feitenkennis kan gaan, besprak ik al in mijn vorige blogje. Edison had een boel uit te dokteren om een gloeilamp te kunnen maken, en veel daarvan blijkt slecht terug te voeren te zijn op feitenkennis. Het idee dat het slim was om aan een gloeilamp te werken was geen feit, en veel dingen die Edison moest achterhalen om de gloeilamp te maken ook niet. Niet alleen omdat het ging om dingen die nog niet bekend waren, maar ook omdat ze, zelfs met de kennis van nu, geen feitelijk karakter hebben. Doelen, functies, wensen en kansen; ze zijn enorm belangrijk en we hebben er kennis van, maar die kennis zit anders in elkaar dan die van feiten en natuurwetten.
Een pragmatische benadering
Nu denk ik dat er een slimmere manier is om naar dit probleem te kijken dan door een onderscheid te maken tussen feiten en ‘de rest van de kennis die mensen hebben’. Van feiten hebben we inmiddels aardig in kaart gebracht hoe ze tot stand kunnen komen, maar voor ‘de rest van de kennis’ niet. Het gaat om kennis, dus, die mensen gebruiken, maar die niet feitelijk van karakter is. We hebben daar niet eens een goede indeling van. Laat staan dat we begrijpen hoe je eraan kan komen. Toch hoeven we niet te wanhopen over de kans om daar meer over te leren. Volgens mij kunnen we een aanpak lenen van de pragmatische taalkunde.
De taalkunde is grofweg verdeeld in de formalistische school en de pragmatische school. De formalistische school bestudeert de eigenschappen van talen alsof taal een natuurlijk verschijnsel is. Ze proberen de structuur van taal in kaart te brengen en de onderliggende regels (wetten) te achterhalen, zonder al te veel om te kijken naar de mensen die die talen gebruiken en hun bedoelingen. Taal komt voort uit de natuur – en dient dus bestudeerd te worden als iets natuurlijks. Daar staat de pragmatische school tegenover, die taal vooral als een sociaal verschijnsel ziet. Ze probeert te onderzoeken hoe mensen taal gebruiken om dingen van anderen gedaan te krijgen. Een pragmatische taalwetenschapper kijkt ook naar de techniek en structuur van taal, maar altijd op basis van wat mensen ermee willen bereiken. Voor een formalist is de frase ‘dag schoonheid’ een constructie waarin een zelfstandig naamwoord wordt ingezet om iemand te identificeren; voor een pragmatist is het een versierpoging.
Nou ja, de vraag is dus: kunnen we de pragmatische denktrant ook op kennis loslaten? Kunnen we kennis begrijpen door te kijken naar de sociale doelen die mensen ermee nastreven? Ik denk van wel. Wat we volgens mij kunnen doen, is eerst kijken naar waar mensen kennis voor gebruiken – dus wat ze doen met kennis – en dan terug redeneren naar wat voor kennis daarvoor nodig is. We stellen ons eerst de vraag welke kennis mensen gebruiken voor activiteit x of y, en als we daar antwoord op hebben, vragen we ons af wat de eigenschappen van die kennis moeten zijn om gebruikt te kunnen worden voor x of y. We redeneren dus van het nut van de kennis terug naar het karakter van de kennis. Als we dat karakter eenmaal kennen, kunnen we misschien ook iets zeggen over hoe we aan dat soort kennis kunnen komen – maar dat is voor een later blogje.
Een pragmatische blik op ontwerpkennis
De spannende vraag is natuurlijk wel wat we kiezen voor x en y. Als we voor (x) handballen nemen, dan kunnen we over het karakter van de kennis zeggen dat handbalkennis voor een belangrijk deel in het lijf zit (balgevoel), en dat het meteen tot actie moet leiden (spelinzicht), en niet via ingewikkelde redeneringen moet verlopen. Dat is heel anders dan de kennis die nodig is om (y), een boek te lezen, want dan gaat het om kennis in het hoofd (taal) en kennis die helpt om het verhaal te volgen en te begrijpen. Dan is er veel meer tijd om die kennis te activeren. Althans, als je zo langzaam leest als ik.
Er is duidelijk andersoortige kennis nodig voor handballen en lezen, maar voor een theorie over kennissoorten is het misschien niet zo handig om zulke concrete voorbeelden te nemen. Met zulke voorbeelden richt je je aandacht op de inhoud van de kennis (handballers hebben balgevoel nodig) en minder op het karakter van de kennis (snelle kennis versus langzame kennis). Daarbij komt nog de vraag hoe je het kan generaliseren. Voor je het weet, heb je meer soorten kennis geïdentificeerd dan er letters in het alfabet zijn; en wat moet je dan?
Kennisintensieve taken in het ontwerp
Het is dus zoeken naar een kernachtige manier om verschillende dingen die mensen kunnen doen samen te vatten, zodat we het bos door de bomen blijven zien. Als we het over ontwerpen hebben, dan kan het ontwerpproces misschien een goede basis zijn. Ontwerpprocessen geven weer welke activiteiten ontwerpers uitvoeren om tot een oplossing te komen. Misschien kunnen we daar karakteristieken van de onderliggende kennis uit afleiden.
Nu zijn er heel veel beschrijvingen van het ontwerpproces – en sommige hebben wel meer dan 26 activiteiten, helaas -, maar de meest grofmazige samenvattingen van ontwerpen beperken zich tot drie fasen, of taken. Ten eerste (1) analyseren ontwerpers de huidige situatie om te ontdekken wat er beter kan. Ten tweede (2) beelden ontwerpers zich in hoe het beter kan; en ten derde (3) vertalen ontwerpers die ideeën in oplossingen die in de praktijk gerealiseerd kunnen worden. Ik noem die taken vaak |is|, |kan| en |zal|, maar je zou ook van diagnose, doel en resultaat kunnen spreken.
Ok. Drie activiteiten, drie soorten kennis, met elk andere karakteristieken… komen we daar uit? Ons plan was om vanuit het nut van kennis terug te redeneren naar het karakter van de kennis. Om, eens en voor altijd, vast te stellen wat voor soort dingen je nodig hebt om tot ‘|is|, |kan| en |zal|’ of ‘diagnose, doel en resultaat’ te komen in het ontwerp. Zal ik het enige goede antwoord meteen maar geven? Ik heb het tenslotte zelf bedacht…
Kennisfuncties in het ontwerp
Om de huidige situatie te kunnen analyseren, moeten we hem kunnen beschrijven en verklaren. Het beschrijven helpt om te ontdekken wat er speelt en het verklaren om te achterhalen waarom het gaat zoals het gaat. Bij het herontwerpen van een park stellen ontwerpers bijvoorbeeld vast dat mensen zich er nu onveilig voelen (wat) omdat er veel ongure donkere plekken zijn (waarom).
Om te kunnen bedenken hoe het anders kan, moet je je alternatieven moeten kunnen inbeelden, en zul je die alternatieven moeten kunnen waarderen (op waarde kunnen schatten). Bij het inbeelden bedenk je wat je zou kunnen veranderen, en bij het waarderen waarom dat een goed idee zou zijn. Bij het herontwerpen van een park, kijk je bijvoorbeeld naar verschillende manieren om het park lichter te maken. Dat kan bijvoorbeeld door beplanting weg te laten, zodat er minder donkere hoekjes zijn of door meer straatverlichting te plaatsen (wat). Beplanting weghalen verdient de voorkeur, omdat het gevoel van ruimte vermoedelijk bijdraagt aan gevoelens van veiligheid (waarom).
Om een oplossing te bedenken die in de praktijk kan werken, moet je voorspellen hoe dingen kunnen uitpakken en die moeten vertalen in voorschriften over wat er nodig is in de situatie waar je voor ontwerpt. Voorspellingen richten zich op waarom dingen gaan zoals ze gaan, en voorschriften op wat er nodig is om die dingen ook waar te maken. Er is bijvoorbeeld een vuistregel die stelt dat, om een veilig gevoel te hebben, je altijd zicht moet hebben op een rand van het park (waarom). Daarom mag maximaal een derde van het grondoppervlak bedekt zijn met struiken en bomen (wat).
De structuur van verschillende soorten kennis…
We hebben dus drie soorten kennis, en zes gewichtige zaken waarvoor die soorten kennis nuttig zijn. Prachtig! Je zou bijna zeggen: knal het even in een plaatje.
Mooi hè. Het plaatje vat keurig samen waar we tot nu toe waren: er zijn 3 taken in het ontwerp, die om hun eigen soort kennis vragen diagnosekennis (|is|), doelkennis (|kan|), en resultaatkennis (|zal|). Diagnosekennis helpt met beschrijven en verklaren, Doelkennis met inbeelden en waarderen (|kan|) en Resultaatkennis met voorspellen en voorschrijven (|zal|). Dat is allemaal mooi maar het zegt nog steeds weinig over het verschil in karakter tussen die verschillende vormen van kennis.
Toch zegt het raamwerk daar ook iets over. Het probeert te zeggen hoe kennis in elkaar zit die helpt met beschrijven en verklaren, met inbeelden en waarderen, en met voorspellen en voorschrijven. Het raamwerk probeert vervolgens te benoemen waar een bepaalde soort kennis iets over probeert te zeggen en wat voor soort abstracties daar behulpzaam bij zijn.
Om bij het eerste setje te beginnen: er is altijd iets dat je wilt beschrijven. We noemen dat fenomenen: dingen die ‘zijn’ of die ‘gebeuren’ in de wereld. En er is ook altijd iets wat je daarvan wil ‘vangen’. In het model worden dit de essenties genoemd. Beschrijvingen en verklaringen brengen dingen die in de wereld gebeuren terug tot hun essentie. Ze leggen vast wat er speelt en hoe we dat het beste kunnen begrijpen. Als we daarbij heel zeker van onze zaak zijn spreken we van feiten, anders misschien van interpretaties of zienswijzen. Het karakter van diagnosekennis is dat ze fenomenen terug kan brengen tot hun essentie.
De professionals waar we dit blogje mee begonnen zullen hun werk graag op een bepaalde manier willen benaderen en gebruiken daar de diagnosekennis voor die ze tot hun beschikking hebben. Een verpleegkundige kijkt naar het gedrag van een patiënt (fenomeen) om vast te stellen of deze nog erg vermoeid is (essentie) na een operatie, bijvoorbeeld. Als de patiënt meer slaapt dan gebruikelijk is, is die nog erg vermoeid. Verpleegkundigen brengen patiëntengedrag in kaart om om de essenties die bij een goed herstel horen te kunnen inschatten.
Voor de meeste mensen is diagnosekennis bekend terrein en dat kun je ook zeggen van resultaatkennis, de laatste kolom in het plaatje. Als je weet hoe dingen werken, kun je voorspellen hoe dingen of mensen zich in bepaalde situaties zullen gedragen. Die zekerheid kun je weer gebruiken om concrete oplossingen voor te stellen die gebaseerd zijn op deze voorspellingen, of wetmatigheden, of – om de taal van het model te blijven volgen – mechanismen. Als je een magneet door een spoeldraad beweegt ontstaat er een elektrische stroom. Dit mechanisme kun je gebruiken om een dynamo te maken, die er voor zorgt dat de beweging van een windmolen omgezet kan worden in elektriciteit.
Resultaatkennis verbind dus (de effectiviteit van) oplossingen met onderliggende (bewezen) mechanismen. Het is maar wat handig als je al weet wat werkt en waarom. Technici gebruiken resultaatkennis om effectieve oplossingen te bedenken, verpleegkundigen om patiënten op een goede manier te behandelen.
De ontdekking van doelkennis
Maar dan is er volgens het model nog een soort kennis. Weliswaar zit ze wat ingeklemd tussen diagnose- en resultaatkennis, maar dat maakt het niet minder een derde soort: doelkennis. Mensen hebben niet alleen kennis van hoe dingen zijn, of wat werkt, maar ook van wat ze willen en hoe dat zou kunnen.
Doelkennis helpt om alternatieven in te beelden en te waarderen. Waar diagnosekennis fenomenen aan essenties verbindt, en resultaatkennis oplossingen aan mechanismen, verbindt doelkennis alternatieven aan idealen. Je zou, helemaal in lijn met het model, kunnen zeggen dat doelkennis gaat over wat zou kunnen en wat fijn (of.. goed) zou zijn. Doelkennis is wat ons drijft: we willen dingen bereiken in het leven en we zoeken naar mogelijkheden, manieren, om dat voor elkaar te krijgen. Arbeiders willen hun werk gedaan krijgen, sporters willen de beste worden in iets, beleidsmakers willen de wereld in een bepaalde richting duwen; daarvoor hebben ze doelkennis nodig.
Het woord doelkennis is misschien niet zo goed gekozen. De suggestie is een beetje dat doelkennis vooral gaat over wat we willen, maar de belangrijkste waarde van het model hierboven is juist dat het laat zien dat wat we willen niet onafhankelijk is van wat we denken dat mogelijk is. Aan de ene kant heeft het weinig zin dingen na te streven die onmogelijk zijn, dingen waarvan we ons niet eens kunnen voorstellen hoe ze in de praktijk gerealiseerd kunnen worden. Aan de andere kant heeft het weinig zin een idee te presenteren, een alternatief, zonder daarbij in te gaan op wat de doelen en waarden zijn die je met dit alternatief zou willen omarmen.
Doelkennis is dus ‘af’ als de hele verticale kolom is ingevuld. Er zijn bepaalde idealen, die zich vertalen in bepaalde doelen en waarden. Die kunnen worden gerealiseerd met bepaalde soorten oplossingen (alternatieven) die voldoen aan de geformuleerde idealen. Of andersom: een bepaald alternatief is interessant of kansrijk omdat het voldoet aan bepaalde waarden, die te koppelen zijn aan nastreefbare idealen. Alternatieven en idealen gaan hand in hand. Doelkennis verbindt die verschillende elementen.
Doelkennis is overal!
Inhaar, zeer voorzichtige, column over activistische wetenschap in NRC stelt Loïse el Fresco over de klimaatwetenschap: “De (bijna) unanieme wetenschappelijke diagnose – versnelde opwarming van de atmosfeer door de sterke uitstoot van broeikasgassen sinds de industriële revolutie – leidt (nog) niet tot wetenschappelijke consensus over hoe het verder moet. Vervangen van fossiele brandstoffen vraagt om zorgvuldiger discussie over wat, waar en hoe snel.”
Ze doet eigenlijk een oproep voor doelkennis: welke alternatieven zijn er (?) en aan welke (mix van) doelen voldoen deze (?). Deze doelkennis is volgens haar niet per se wetenschappelijk van karakter. Politici debatteren over doelen en mogelijkheden, terwijl wetenschappers over feiten debatteren. En terwijl we de taken keurig netjes hebben verdeeld brand de natuur de aarde op, op weg naar haar ondergang.
In haar oproep tot doelkennis is ze lang niet de enige, doelkennis vinden we in de sustainable development goals, een opdracht aan de wereld om bepaalde doelen boven andere te stellen. We vinden het in elke organisatie die missie- en visiedocumenten opstelt. We vinden het bij individuen, jij en ik, die het ene belangrijker vinden om te doen dan het andere. En die opzoek zijn naar manieren om nog gezonder of gelukkiger te worden.
Maar als doelkennis, zo belangrijk is, moet je je afvragen waarom we de wetenschappers er niet bij betrekken. Hoe kan het dat we de politiek verantwoordelijk stellen voor kennis over doelen en de wetenschap voor kennis over feiten. Wat nou, als we de scheiding van verantwoordelijkheden – die er blijkbaar is – opheffen (?). Wat nou als we stellen dat kennis over doelen en mogelijkheden wél onderdeel uitmaken van de wetenschap. Als we de wetenschap de taak geven om te verbeelden hoe dingen anders kunnen en wat daarin wenselijk en (on)wenselijk is. Verliezen we dan de wetenschap?
Een andere wetenschap…
Het antwoord is natuurlijk nee. Ten eerste omdat wetenschap nooit waardenvrij geweest is en ten tweede omdat ze nooit waardenvrij zal worden. De objectiviteit van de wetenschap is een streven – of een ideaal -, of als je wat cynischer bent, een masker waarachter ze zich verbergt om haar gezag niet te verliezen.
Zelfs als je wetenschap uitsluitend ziet als een neutrale zoektocht naar hoe de natuur functioneert, en de natuur ziet als een neutrale scheidsrechter in deze zoektocht, zul je moeten erkennen dat datgene wat we in de natuur zoeken een persoonlijke of maatschappelijk geïnspireerde keuze is. De scheidsrechter is misschien neutraal, maar het spel dat we hem voorleggen is dat niet.
Daarmee is de wetenschap allang een politieke speler. Ze gebruikt haar beroep op de feiten om politici te beïnvloeden, of aan te manen, of te informeren – en geen van deze acties is ongemotiveerd (lees: waardenvrij, neutraal, feitelijk). Beter zou het zijn een wetenschap te ontwikkelen waarin we ons richten op de échte vragen: wat doen we ermee, wat kan, wat willen we? En waarin we de kracht van de wetenschap: haar kritiek, haar twijfel, haar inventiviteit ten volle inzetten om die échte vragen te beantwoorden.
Nu zijn er natuurlijk wetenschappen die dat allang doen. De menswetenschappen, de filosofie en de ethiek, ‘kritische’ theorie in allerlei disciplines en kritisch- en speculatief ontwerp dragen bij aan ons begrip van wat we willen, van wat we zouden moeten willen en hoe dat eventueel zou kunnen. Geen van deze wetenschappen heeft een ‘natuurlijke’ scheidsrechter tot zijn beschikking, maar deze wetenschappen dragen enorm bij aan onze belangrijkste vragen in het leven: waar willen we heen?, waarom?, en hoe kan dat?
De grote wetenschapsfilosofische vraag van vandaag is volgens mij niet óf wetenschap een rol kan spelen in het ontwikkelen van doelkennis, maar meer hoe we de scheidslijn kunnen beslechten tussen die wetenschappen die zichzelf als neutraal zien en die wetenschappen die hun normatieve karakter erkennen.
Wat is de juiste manier om de kruisverbanden tussen essenties, idealen, en mechanismen en fenomenen, alternatieven en oplossingen in kaart te brengen? Welke verbanden bestaan tussen die drie soorten kennis en welke bewijslast willen we daarvoor zien? Als we die vragen beantwoorden, kunnen we wetenschap een plek geven in het vormen van de wereld. Anders leggen we ons lot in handen van politici.
Weten hoe iets zit en hoe iets kan, dat zijn heel verschillende zaken. Het zou voor sommige mannen misschien gezonder zijn om een paar kilo af te vallen, maar hoe ze dat voor elkaar moeten krijgen weten ze niet. Vooruit: misschien weten ze wel hoe het zou kunnen, maar lukt het ze toch niet. Want weten hoe het kan en het daadwerkelijk voor elkaar boksen zijn ook weer heel verschillende dingen.
Het zijn slechte voorbeelden, natuurlijk, maar dat feitenkennis zich niet één-op-één vertaalt in oplossingen voor wereldse problemen wordt eigenlijk door niemand ontkend. Tegelijkertijd blijkt het knap lastig om te zeggen hoe die relatie tussen feiten en oplossingen precies in elkaar zit. Veel mensen houden eraan vast dat oplossingen gebaseerd zijn op feiten, of dat ze dat zouden moeten zijn, maar het valt niet mee om dat uit te werken. De intuïtie zegt toch, dat er om een elektromotor te maken meer nodig is dan wetten over stroom en spanning.
Hoe ver is de wetenschapsfilosofie in het beantwoorden van dit vraagstuk? Zijn er al goede pogingen om vast te stellen dat – en hoe – ontwerpkennis anders is dan feitenkennis en hoe die twee soorten kennis samenhangen? Of lopen filosofen weer achter de feiten aan en discussiëren ze nog altijd of wetenschappers wel goede manieren hebben om de feiten zelf vast te stellen?
Nou ja, het laatste natuurlijk, maar er zijn wel uitzonderingen. Zo doen Anthonie Meijers en Peter Kroes een oproep aan collega-filosofen om dit probleem serieuzer te nemen. Het aardige van hun analyse is dat ze Edisons patent op de gloeilamp als basis gebruiken.
De uitvinding van de gloeilamp
Voor die lezers die de gloeilamp alleen nog uit het museum kennen… Het idee is vrij simpel: als je een elektrisch stroompje door een draad laat lopen wordt die draad warm. Je kunt de draad zoveel verwarmen dat hij gaat gloeien. In principe is dit een manier om elektriciteit in licht om te zetten. In principe, want de praktijk is best complex. Edison stelt:
Ik claim als mijn uitvinding:
1 Een elektrische lamp voor het geven van licht door gloeien, bestaande uit een gloeidraad van koolstof met hoge weerstand, gemaakt zoals beschreven en bevestigd aan metalen draden, zoals uiteengezet.
2 De combinatie van koolstoffilamenten met een geheel uit glas vervaardigde ontvanger en geleiders die door het glas gaan en uit welke ontvanger de lucht wordt afgevoerd voor de beschreven doeleinden.
3 Een koolstoffilament of -strip die opgerold en verbonden is met elektrische geleiders zodat slechts een deel van het oppervlak van dergelijke koolstofgeleiders blootgesteld wordt aan het uitstralen van licht, zoals uiteengezet.
4 hierin beschreven methode voor het bevestigen van de platina-rijdraden aan het koolstoffilament en het carboniseren van het geheel in een gesloten kamer, in hoofdzaak zoals uiteengezet.
Maakt Edison het hier onnodig ingewikkeld? Of is hij juist heel precies over wat er voor een gloeilamp nodig is? Het laatste is het geval. De principes: een geleider wordt warm als er een elektrische stroom doorheen gaat en bij zeer hoge temperaturen gaat hij gloeien, zijn bij lange na niet genoeg om een gloeilamp te bouwen.
Edison moest uitvinden welk materiaal hij het beste voor de gloeilamp kon gebruiken. Dat werd koolstof, omdat dat een hoge elektrische weerstand heeft en er dan minder stroom nodig om de draad te laten gloeien (1). Dat is weer nodig omdat je niet wilt dat de stroomdraad die naar de lamp toegaat ook gaat gloeien (3). Daarbij moest Edison nog zorgen dat de gloeidraad niet verbrandde. Dat zat voor een deel in de keuze voor het materiaal van de gloeidraad, maar wat ook hielp was om de gloeidraad in een glazen omhulsel te stoppen zonder zuurstof (2). Om dit te kunnen bereiken was een techniek nodig die kon zorgen dat er wel stroomdraden het glazen omhulsel in konden gaan, zonder dat er alsnog zuurstof in de lamp kwam (4).
Wat opvalt aan dit voorbeeld is dat er veel meer kennis nodig is dan het basisprincipe. Om dat principe concreet uit te werken moeten keuzes gemaakt worden die vervolgens weer tot nieuwe uitdagingen leiden. Er is meer concrete kennis nodig en die kennis is uitgebreider, ze omvat een veel breder scala aan onderwerpen dan eerst gedacht.
Maar je zou nog altijd kunnen zeggen dat het allemaal feitenkennis is. Er kwamen veel meer feiten bij kijken dan we ons eerst konden voorstellen en soms waren de oplossingen er allang voordat de feiten op een deugdelijke manier bewezen waren, maar dat is allemaal minder belangrijk. Als het lukt om een reconstructie te maken waarin we alle feiten die nodig zijn om een gloeilamp te kunnen maken op een rijtje zetten, dan vergeven we het Edison dat hij niet al die feiten kende, en dan stellen we met terugwerkende kracht dat de gloeilamp gebaseerd is op feitenkennis.
Wat Edison nog meer moest weten…
Je raadt het al, dit is precies wat Anthonie Meijers en Peter Kroes betwisten. Zij wijzen erop dat er allerlei vormen van kennis een rol spelen die niet feitelijk van aard zijn. Laat ik er twee toelichten.
Know-how en voorschrijvende kennis Hoe maak je een gloeidraad die niet opbrandt? Hoe vervaardig je een glazen bol? Hoe zuig je de lucht daaruit? Om een technisch artefact te kunnen maken moet je heel veel hoe-vragen beantwoorden.
Nu zou je kunnen zeggen dat een procedure bewezen kan worden. Als je met een rietje in een bol van gesmolten glas blaast en je laat het afkoelen ontstaat een hol glazen voorwerp. Dat kun je gewoon duizend keer doen en daarmee statistisch aantonen dat het werkt.
Maar Meijers en Kroes stellen dat je dan de werkzaamheid bewijst en niet de waarheid. Je doet geen uitspraak over de natuur, maar over hoe dingen aangepakt kunnen worden. Daar liggen menselijke keuzes aan ten grondslag, en het is dus een andere vorm van kennis dan de feitenkennis waar de meeste filosofie over gaat.
Kennis van functies De functie van een gloeidraad is oplichten als je er een stroompje doorstuurt. Een belangrijk onderdeel van het werk van Edison was om het totale probleem van het maken van elektrisch licht op te delen in losse onderdelen met elk hun eigen functie. De gloeidraad voor het geven van licht, de glazen bol om de gloeidraad te beschermen tegen zuurstof en de aanhechting om te zorgen dat er toch stroom de bol in kan. Is het een vorm van feitenkennis dat je bepaalde onderdelen nodig hebt met specifieke functies?
Net als procedures zijn functies niet los te zien van menselijke keuzes. We willen bepaalde dingen bereiken. Daarom maken we functionaliteiten. Je kunt functionaliteiten kiezen of realiseren, maar niet bewijzen.
Vooruit, je zou misschien wel kunnen bewijzen dat het noodzakelijk is om de gloeidraad te beschermen tegen verbranding. Dan zeg je eigenlijk dat het een feit is dat de ene deeloplossing niet zonder de andere kan. Om twee redenen is dat problematisch. Ten eerste blijkt het vaak wél anders te kunnen. Inmiddels hebben we wél elektrisch licht zonder gloeidraad. Maar ten tweede blijft het om een technische keuze gaan, een keuze waarvan je de effectiviteit kan aantonen, maar niet de waarheid.
Conclusies
Meijers en Kroes beweren dus dat er kennis nodig is voor het maken van technische artefacten die niet feitelijk van aard is. De techniek is niet terug te brengen tot de natuurkunde, zelfs niet bij ogenschijnlijk simpele oplossingen zoals de gloeilamp. Filosofen zouden er dus goed aan doen om ook de andere soorten kennis die nodig zijn voor technische oplossingen te befilosoferen zodat we ontwerp en de technische wetenschappen beter begrijpen.
Of je het daarmee oneens kunt zijn dat weet ik niet, maar het voorbeeld van Edison laat wel zien dat een fundamenteler begrip van wat ontwerpkennis is niet vanzelf leidt tot een beter ontwerp, of tot sterkere ontwerpwetenschappen. Om die stap te zetten hebben we, naast betere basisprincipes, misschien ook concretere en uitgebreidere kennis nodig van de praktijken die we willen verbeteren. We hebben ontwerpkennis over ontwerpen nodig.
Meer lezen? Ik baseerde me in dit blogje op het artikel “Extending the scope of the theory of knowledge.”, dat ik sterk vereenvoudigde, hopelijk zonder het orgineel al te veel geweld aan te doen.
Ik sprak al eerder over dit probleem in het blogje “in opdracht van de tijd”, waar ik bespreek hoe de Russische communistische revolutionairen het onderscheid tussen ontwerp- en feitenkennis niet kenden. In de technische wetenschappen wordt wel beweerd dat de visie van Larry Laudan die wetenschap als een vorm van probleemoplossen ziet de kritiek van Meijers en Kroes omzeilt, maar dat denk ik een stretch. Laudan besteed niet specifiek aandacht aan technische problemen.
Is het mogelijk om de hoeveelheid bewustzijn van mensen te meten? Sommige dingen doe je onbewust en andere dingen bewust. Als je onder narcose bent heb je geen ervaringen; als je slaapt weinig, terwijl je als je wakker bent ‘volledig’ bewust bent. Zou je hier een maat aan kunnen hangen? Kunnen we, met andere woorden, bewustzijn meten zoals je ook temperatuur kan meten? Onze ‘bewusteratuur’?
Onschuld en belofte
Dat is natuurlijk geen onschuldige vraag. Als je iets meetbaar maakt, geef je het ook een nauwkeurige definitie. Vroeger was temperatuur een vaag begrip. Iedereen was het erover eens dat het overdag warmer is dan ‘s nachts en dat het in de schaduw koeler is dan in de zon, maar er waren toen ook kwesties waar discussie over bestond.
De uitvinding van de kwikthermometer was een flinke stap voorwaarts. Hierdoor konden we de verschillen tussen dag en nacht precies duiden, maar we verloren ook iets. We ontdekten dat verschillen in hoe warm iets aanvoelt niet altijd precies samenhangt met de temperatuur. In de zon voelt het bijvoorbeeld warmer aan dan in de schaduw, maar dat ligt niet alleen aan de temperatuur van de lucht, maar ook aan de warmte van de zonnestralen zelf. Door temperatuur meetbaar te maken zijn we ook iets anders gaan bedoelen met het begrip. Vroeger verwees het vooral naar hoe warm iets aanvoelt, nu zien we het als één van de mogelijke oorzaken van dat gevoel. We hebben temperatuur op zijn plek gezet; dankzij de thermometer moest temperatuur een stapje terug doen in ons denken over warmte. Het idee van een gevoelstemperatuur roept eigenlijk nostalgie op naar de tijd dat de temperatuur en ons gevoel erover nog netjes samenliepen.
Om die reden is het bewustzijn ‘meten’ riskant. Er is veel discussie over wat bewustzijn precies is. Als we het meetbaar gaan maken, zijn we niet meer vrij om allerlei ideeën over het karakter van bewustzijn te verzinnen. Hoe we het meten, gaat bepalen wat het is. Maar dat is ook de grote kracht ervan. Als we weten hoe we bewustzijn kunnen meten krijgen we ook antwoorden op vragen die nu buiten ons bereik liggen. Zoals de vraag wie er allemaal bewustzijn hebben. Ik zou er eindelijk achter kunnen komen of de boom buiten mijn raam bewustzijn heeft, en of ze wakker is, of slaapt, of dat ze geniet van het zonnetje, simpelweg door te meten hoe bewust ze is.
Het ontwikkelen van een meetinstrument.
Natuurlijk zijn we nog niet zo ver. Net zoals dat het meten van temperatuur begon met het idee van gevoelstemperatuur, waarna we langzaam gezocht hebben naar manieren om dit idee handen en voeten te geven, moeten dat proces bij het meten van de hoeveelheid bewustzijn ook moeten doorlopen.
Tegenwoordig meten we de grootheid temperatuur in de eenheid Celsius. Maar hoe zat het voor Celsius? Om een grootheid meetbaar te maken, moeten je hem koppelen aan iets anders dat je al kunt meten. De oude Grieken wisten dat gassen en vloeistoffen uitzetten bij hogere temperaturen – en dat je temperatuur dus kan uitdrukken als een volume van een bepaalde hoeveelheid vloeistof. Kwik zet bijvoorbeeld per graad Celsius 0,018% uit. Zo kun je met de uitzetting en krimp van kwik temperatuurverschillen meten.
Maar alleen een werkprincipe is niet genoeg. Je hebt ook nog of ijkpunten, nodig. Iets waarvan weet dat ze een bepaalde temperatuur hebben. Celsius gebruikte smeltend ijs en kokend water. Dat lijkt een eenvoudige oplossing omdat deze een vaste temperatuur hebben, maar dat konden de uitvinders van de eerste thermometers niet weten, aangezien ze geen thermometers hadden.
Er is dus een Catch-22 situatie bij het ontwikkelen van meetinstrumenten. Je kunt je meetinstrument pas in elkaar zetten als je zeker bent van de ijkpunten en je kunt daar pas zeker van zijn als je een meetinstrument hebt. Eigenlijk is het nog iets ingewikkelder, want ook het werkprincipe was nog onzeker. De uitzetting per graad van veel vloeistoffen is bijvoorbeeld afhankelijk van de temperatuur. En ook dat kun je pas meten als je een betrouwbare thermometer hebt.
Het ontwikkelen van de thermometer was daarom een lang en ingewikkeld proces. We probeerden verschillende vloeistoffen en vaste stoffen, zochten andere ijkpunten, en vergeleken maten. Elke keer werd de techniek een beetje verbeterd. Totdat de metingen stabiel waren. Al die tijd tastten we in het duister over hoe nauwkeurig ze eigenlijk waren. Hoewel de basisideeën voor temperatuur meting al bij de oude Grieken bekend waren, duurde het tot ongeveer 1800 voordat we betrouwbare thermometers hadden
Metingen van de bewusteratuur
Ook bij het meten van bewustzijnsniveaus is het lastig om goede ijkpunten te vinden.
Narcose is een mooie kandidaat voor het nulpunt van bewustzijn. We voelen dan immers geen pijn en kunnen ons later niets herinneren. Helaas zijn er genoeg verhalen van patiënten waarvan men dacht dat ze buiten bewustzijn waren die plotseling hun ogen open deden of die zich konden herinneren wat artsen zeiden tijdens de operatie. Slaap is ook geen ideaal ijkpunt. Mensen dromen en er zijn daardoor grote verschillen in hersenactiviteit tijdens de slaap. Het is onduidelijk hoe die slaapfasen verband houden met bewustzijn.
En ook aan de bovenkant van de schaal zijn er problemen. Een gezonde, wakkere volwassene zou een goed ijkpunt kunnen zijn, maar niet iedereen is even bewust misschien en het fluctueert misschien ook door de dag heen. En wat moeten we met bewustzijnsverruimende middelen zoals LSD? Deze zorgen voor hallucinaties? Veel gebruikers ervaren dit als een ‘hoger niveau’ van bewustzijn, maar veel artsen en onderzoekers op dit gebied betwijfelen dat.
En dan is er het werkprincipe. Wat kunnen we al meten dat samenhangt met bewustzijnsniveau? Ik hoor jullie denken ‘hersenactiviteit (!)’, maar de meeste activiteiten van het brein leiden niet tot bewuste ervaringen. Het lijkt er dus niet op dat algehele hersenactiviteit een goede maat is. Wetenschappers hebben ook geen specifieke plek in de hersenen gevonden waar bewuste ervaringen ontstaan. Hersenactiviteit op één bepaalde plek meten, is daarom ook geen oplossing.
Ergens is dat geruststellend. Blijkbaar is het bewustzijn geen specialisatie van het brein en hoeft het er niet buitenproportioneel hard voor te werken. Maar wat kan het dan wel zijn? Een populaire theorie komt uit een onverwachte hoek: bestandscompressie op de computer. Je hebt vast wel eens een zip-bestand gemaakt van een programma, document of afbeelding zodat het minder ruimte op je harde schijf innam of makkelijker te versturen was. Wat WinZip doet, is de lange reeks enen en nullen in het bestand door te nemen en te kijken of er overbodige informatie in zit. Op het moment dat de combinatie 1101011 vijftien keer achter elkaar voorkomt kun je in plaats van al die enen en nullen uit te schrijven ook een code invoeren die zegt vijftien keer deze serie graag. Dat bespaart ruimte.
Wat interessant is aan deze benadering, is dat het ook iets zegt over de complexiteit van de code. Als een bestand flink kleiner kan worden gemaakt, bevat het veel overbodige informatie en is het blijkbaar niet erg complex. Maar bestanden die moeilijk te verkleinen zijn, hebben complexe code: alle informatie is nodig.
Deze aanpak kun je ook toepassen op hersenactiviteit. Je meet de hersenactiviteit onder gecontroleerde omstandigheden en bekijkt hoeveel overbodige informatie erin zit. Door de hersenactiviteit om te zetten in een reeks enen en nullen, kun je zien hoeveel kleiner het bestand wordt. Het blijkt dat als hersenactiviteit veel overbodige informatie bevat en flink gecomprimeerd kan worden, mensen minder bewust zijn.
Dat is een spannende ontdekking. Het lijkt erop dat bewustzijn te maken heeft met hoe goed de hersenen informatie samenvatten. Het gaat om integratie van informatie, of gerichte hersenactiviteit, niet alleen om hoeveel activiteit of informatie die er is. Dit betekent dat middelen zoals LSD en paddo’s, die vaak bewustzijnsverruimend worden genoemd, eigenlijk je bewustzijn verlagen. Je hersenen integreren informatie dan minder goed. Bewustzijnsverruiming betekent dus juist minder bewustzijn.
De boom der wijsheid
Tegelijkertijd zijn we nog verre van een werkend meetinstrument. De zipmethode kan een ruwe indicatie geven van bewustzijnsniveau, die ongeveer overeenkomt met hoe artsen het ook zien, maar er moet nog heel wat water door de Rijn voordat we een gestandaardiseerde maat hebben die breed toepasbaar is.
Het idee dat ‘het bewustzijnsniveau overeenkomt met de hoeveelheid geïntegreerde informatie’ klinkt goed, maar er zijn veel problemen met de definitie. Wat tel je als ‘informatie’ en wat niet. Integratie betekent dat het geheel meer is dan de som der delen, maar hoe definieer je de delen en het geheel? Aantal hersencellen? Hoeveelheid stroompjes? Wat is de eenheid van informatie in het brein? Dit zijn vragen die nog lang niet beantwoord zijn.
De ontwikkeling rondom het meten van de bewusteratuur laten zien dat het niet ondenkbaar is dat we tot een maat voor de mate van bewustzijn kunnen komen. En dat we daarmee ons begrip van bewustzijn voorgoed veranderen. Als we bewustzijn zien als geïntegreerde informatie, kunnen we nieuwe antwoorden vinden op vragen zoals welke organismen (of apparaten) bewustzijn hebben. Maar we verliezen ook iets. De ‘bewusteratuur’ beantwoordt niet de vraag hoe het voelt om een vleermuis te zijn, en misschien zullen we die vraag in de toekomst dan ook niet meer stellen. Ik zelf zou dat enorm jammer vinden.
Meer lezen?
Dit blogje maakt uit van een serie over het bewustzijn. In bewust besprak hoe het maar de vraag is of het bewustzijn maar één vraagstuk, of eerder een familie van losse problemen die elkaar soms wel en soms niet raken. In ervaring ging ik in op de vraag of dieren ervaringen hebben en hoe we dat kunnen weten. In dualisme zette ik een aantal filosofische posities over het bewustzijn uiteen. In een volgend blogje ga ik nog in op de vraag of computers een vorm van bewustzijn kunnen hebben.
Ik kan me weinig onderwerpen voor de geest halen waar vormonderzoek zoveel impact had als bij het onderzoek naar de structuur van het DNA. De ontdekking van James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins en Rosalind Franklin in 1953 vormde een belangrijke schakel in de bewijsketen van de evolutietheorie. Het was de eerste grote mijlpaal in het vakgebied van de microbiologie en veranderde het onderzoek naar erfelijkheid definitief.
Dat is allemaal mooi, maar het allermooiste aan deze ontdekking is misschien dat er een heel smakelijk boekje over geschreven is door één van de onderzoekers. James Watson gaf in ‘The Double Helix’ een kijkje achter de schermen en liet zien hoe de ontdekking in zijn werk ging. Althans zijn versie ervan, want de bijdragen van de andere onderzoekers – en met name die van Rosalind Franklin – worden als bijzaak weggezet. Nog mooier dan het boekje zelf is misschien de controverse die er over ‘The Double Helix’ ontstond.
De ontdekking zelf hing ook van toeval en intriges aan elkaar. Dat begint al met het onderwerp. Het lag op dat moment helemaal niet voor de hand om de structuur van DNA te gaan onderzoeken. Begin jaren 50 was het nog onzeker of DNA wel een rol speelde in erfelijkheid. Onderzoekers namen aan dat erfelijke informatie in de cel moest worden vastgelegd en dat elke cel deze informatie moest bevatten. Maar er waren allerlei eiwitten in de cel en de informatie zou best eens verdeeld kunnen zijn over verschillende eiwitten. Dit was eigenlijk ook de heersende visie.
Dat de vier onderzoekers zich op DNA gingen toeleggen had te maken met experimenten met bacteriën in de jaren 40, die suggereerden dat DNA wel eens een grote rol zou kunnen spelen bij de erfelijkheid. Maar het was zeker niet zo dat men al dacht dat DNA de enige drager van erfelijk materiaal zou zijn. Dat het blootleggen van de structuur van het molecuul ook kennis zou opleveren over de rol van DNA bij erfelijkheid was ook helemaal niet aannemelijk.
Daarnaast was het lastig te achterhalen. De techniek om de structuur van moleculen bloot te leggen stond nog in de kinderschoenen. Men gebruikte daar röntgenstraling voor, maar dit soort straling kon niet door lenzen worden afgebogen, waardoor er niet zoiets bestond als een röntgenmicroscoop. Wat wel kon was een preparaat met röntgenstraling bestralen en dan kijken hoe de straling afboog. Afhankelijk van de buigingspatronen kon je de kenmerken van de moleculaire structuur herleiden. Het was een zeer pittige experimentele techniek omdat het materiaal dat bestraald werd heel goed geprepareerd moest zijn. Daarnaast viel er bij materialen die te complex waren niets meer te herleiden, omdat de buigingspatronen te ingewikkeld waren. Rosalind Franklin perfectioneerde deze techniek en stelde ons in staat die op zoiets complex als het DNA toe te passen.
Maar in ‘The Double Helix’ gaat James Watson eigenlijk niet in op dit experimentele werk. Het boekje leest eerder als een schelmenroman. Hoofdpersoon James Watson is een 24-jarige onderzoeker, vrij lui, arrogant en egocentrisch, maar wel gedreven om een grote ontdekking te doen. Hij is niet het soort onderzoeker dat zich bezighoudt met details, of het stap voor stap ontwikkelen van een nieuwe techniek om precieze metingen te kunnen doen. Nee, Watson is meer een vrijbuiter die her en der ideeën vandaan plukt en dan op basis van gissingen en intuïties tot nieuwe inzichten wil komen. Die moeten natuurlijk wel een beetje belangrijk en baanbrekend zijn want anders telt het niet. Francis Crick is hierin zijn partner in crime, maar ook wel zijn geweten – iemand met meer senioriteit, die de kritische vragen stelt.
Het balletje gaat rollen als Watson een presentatie ziet van Linus Pauling over een ander biologisch molecuul. Het heeft toevallig ook de vorm van een helix, maar dat is niet wat het meeste indruk maakt. De onderzoeker is achter de structuur gekomen door op basis van de Röntgenbeelden een model te maken van het molecuul. Ongeveer zoals je dat vroeger bij scheikunde gedaan zal hebben door bolletjes die atomen moesten voorstellen met stokjes te verbinden. Dat spreekt Watson aan: het moet voor hem op basis van wat er van DNA bekend is toch ook mogelijk zijn een model van DNA te maken? En misschien levert dat dan wel iets interessants op!
Dus gaan Watson en Crick aan de slag met hun moleculaire Lego, maar ze hebben er weinig succes mee. Er is simpelweg te weinig van DNA bekend om zo’n structuur meteen te kunnen bouwen. Met behulp van de Röntgentechnieken van Wilkins en Franklin kunnen ze misschien wel iets meer te weten te komen, maar de relaties zijn niet bepaald warm. Daarbij hebben ze andere wetenschapsopvattingen: Wilkins en Franklin willen eerst de data laten spreken en Watson en Crick speculeren er op los. Wat ook niet helpt, is dat Watson en Crick in hun eigen lab weinig steun krijgen: men ziet weinig in het onderwerp en vindt dat ze te weinig progressie boeken.
Toch sprokkelt Watson stukje bij beetje de elementen bij elkaar die hij nodig heeft. Welke moleculen aan de binnenkant zitten en welke aan de buitenkant; het gegeven dat de aminozuren waarmee de dwarsverbindingen in DNA gemaakt worden in gelijke hoeveelheden voorkomen; het feit dat ook DNA een helixstructuur heeft en welke afstand er tussen de verschillende ringen moet zitten. Het meeste hiervan haalt hij uit foto’s van Franklin, die hij door de grote antipathie tussen de twee alleen indirect weet te verkrijgen. Het bouwwerk dat ze uiteindelijk maken is nog altijd een gok, maar het is een erg mooie oplossing. Dit is voor Watson en Crick reden om aan te nemen dat het wel waar moet zijn.
Waarom is die structuur zo van belang? Het is zeker een mooie structuur. Zo mooi dat die nu als symbool voor erfelijkheid dient, maar die culturele betekenis zal de natuur natuurlijk weer worst wezen. Dus wat wel?
Watson en Crick drukken het in hun artikel als volgt uit.
“It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material.”
De ontdekking is dat de structuur van het DNA laat zien hoe je een precieze kopie van een gen kunt maken. De dwarsverbanden in de dubbele helix kunnen uit verschillende aminozuren bestaan, maar er zijn wel vaste paren van aminozuren. Bij celdeling kan het molecuul dus doormidden gesneden worden waarna de twee helften aangevuld kunnen worden met nieuw materiaal. Door de vaste paring kan dat maar op één manier, waardoor de kopie precies hetzelfde moet zijn als het origineel.
Het was destijds een kernprobleem hoe genetisch materiaal zo goed intact kon blijven als het bij elke celdeling opnieuw gekopieerd moest worden. De structuur van Watson en Crick loste dat op. De consequentie van dat inzicht is dat de genetische informatie omsloten zit in de volgorde van de aminozuren die de bruggen vormen. Elke brug vormt dan een letter die exact overgeschreven wordt bij deling. Dit biedt op haar beurt een verklaring voor de diversiteit van levensvormen die allemaal DNA als erfelijk materiaal gebruiken. Er kan immers op deze manier heel verschillende informatie opgeslagen worden in DNA (bijvoorbeeld voor verschillende dieren), die toch exact behouden blijft bij elke nieuwe kopie. Samen leiden deze aspecten van de structuur tot de conclusie dat DNA de drager van het genetische materiaal van levensvormen kan zijn.
‘The Double Helix’ laat zien hoeveel gokwerk er nodig was om tot deze structuur te komen, en hoe dun het bewijs voor deze structuur bij publicatie was. Laat staan voor de verdergaande conclusies die we er nu makkelijk aan kunnen verbinden. Het boekje verkondigt ook Watsons visie dat wetenschap in de eerste plaats om ideeën gaat en pas in de tweede plaats om experimenteel werk. En voor de oplettende lezer laat het zien hoe veel dat wringt. De waardeloze samenwerking tussen Watson en Franklin wordt door Watson bijvoorbeeld breed uitgemeten, maar de schuld wordt natuurlijk bij het karakter van Franklin gelegd en het feit dat ze een vrouw is. Watson lijkt zich niet schuldig te voelen over het feit dat hij haar metingen ‘leende’ zonder daar credits voor de ontdekking tegenover te stellen, terwijl het volstrekt duidelijk is dat ze zonder haar metingen nergens kwamen.
Dit is ook het mooie van het boekje. Het gebruikt een van de belangrijkste ontdekkingen uit de geschiedenis om de slechte kanten van de wetenschap te belichten. Het gaat niet bepaald over de zorgvuldigheid die je van het wetenschappelijk bedrijf mag vragen. Het gaat om het spel en het sociale proces met al haar intriges, die ook een rol spelen binnen dat systeem.
Dat brengt Watson met veel bravoure, waar je kritisch op kan zijn. Hij heeft immers een voorbeeldfunctie. Maar ik zie het meer als een karaktertrek van Watson. De onderzoeker die met Lego de structuur van DNA hielp ontdekken, is dezelfde als de onderzoeker die schaamteloos schreef over de rafelrandjes van die ontdekking. Watson was steeds iemand die zich weinig aantrok van hoe dingen horen. Ik vind het moeilijk om dat niet charmant te vinden.
Wel heb je je als lezer de plicht om je ook te verdiepen in de perspectieven van de andere spelers. Dit kun je bijvoorbeeld doen door ‘Rosalind Franklin and DNA’ van Anne Sayre te lezen. Dit boekje belicht de ontdekking vanuit het perspectief van een persoon die een voorbeeldiger wetenschapper was en die in de geschiedenisboeken thuis hoort. Want als je het mij vraagt is het Rosalind Franklin die, meer nog dan James Watson, aanspraak kan maken op de titel ‘ontdekker van de structuur van het DNA’.
The Idea of the Brain van Matthew Cobb geeft lezers een inkijkje in waar de neurowetenschap vandaan komt en waar deze staat. Je leert ervan over hoe het brein werkt en over hoe de wetenschap werkt. Die dubbele laag maakt het boek zo boeiend.
Cobb is een nuchtere wetenschapshistoricus. Het zou gemakkelijk genoeg geweest zijn om te laten zien dat ideeën die we nu natuurlijk vinden, zoals specialisatie in het brein, al voorkwamen bij de oude Grieken of Islamitische geleerden en dat de voortschrijdende wetenschap steeds meer bewijs gevonden heeft voor die ideeën. Maar Cobb kiest ervoor om te laten zien hoe een idee over het brein ontstond, welke vruchten het afwierp en hoe eigenlijk steeds ook het spoor weer doodliep. Dat doet hij voor ideeën die we nu absurd vinden, zoals het idee dat het brein in het hart zit, maar ook voor ideeën die we nu voor waar aannemen zoals evolutie.
Daarmee laat hij zien dat de wetenschap niet vooruitgaat via een serie briljante ideeën en ontdekkingen, maar dat er evengoed, of zelfs vooral, toevallige ontdekkingen, verwarring en fouten nodig zijn om verder te komen. Cobb beschrijft de ideeën uit het verleden niet als stappen op weg naar ons huidige begrip, maar zoals ze vroeger gebruikt werden. Min of meer volledige theorieën in al hun complexiteit en met de bijbehorende onduidelijkheden. Dat geeft, mits je als lezer de neiging kunt onderdrukken de lijntjes naar de toekomst zelf te leggen een eerlijk beeld van de ontwikkeling van de wetenschap.
Door het boek heen valt steeds op hoe belangrijk technologie is geweest als metafoor voor het brein. Het meest algemeen begrijpen we het brein ‘als een machine’, maar eigenlijk gaf elke opwindende nieuwe technologie ook aanleiding om op een andere manier naar het brein te kijken. Dat werkte zo in twee richtingen. Technologie was een metafoor voor het brein en het brein een metafoor voor de technologie. Het brein werd gezien als een telegraaf, terwijl telegraaflijnen op hun beurt werden geïnterpreteerd in termen van zenuwactiviteit. Daarmee is het begrip van het brein dus sterk cultureel verankerd.
Wat ook opvalt is hoe weerbarstig het brein is als het gaat om het verzamelen van empirisch bewijs over haar werking. Dat gold voor de Aristotelianen die hun kennis moesten vergaren door breinen van verschillende dieren te verzamelen. Het gold ook voor de wetenschappers die stroomstootjes gingen toedienen aan het brein van zieke patiënten, maar het geldt nog steeds voor de hedendaagse neurowetenschappers. Zij komen met hun dure scanners niet verder dan te laten zien welke stukjes, met elk tientallen miljoenen cellen van het brein, een beetje actiever zijn bij het uitvoeren van een bepaalde taak.
Het lukt ook maar niet om het goede niveau van analyse te vinden. Het lijkt erop dat het brein op verschillende organisatieniveaus op een andere manier begrepen moet worden. Losse cellen werken wezenlijk anders dan groepen cellen. Op sommige niveaus is het brein gespecialiseerd en gelokaliseerd, op andere niveaus is het gedistribueerd.
Een mogelijkheid om het gedrag van groepen cellen te begrijpen is het terug te brengen naar eenvoudigere netwerken en dan op te schalen. Onderzoek aan fruitvliegjes en zebravissen kan ons misschien meer leren over het brein, dan de beste fMRI-scanners. Genetische manipulatie kan daarbij mogelijk helpen. Het maakt het mogelijk systematisch te experimenteren met hoe het gedrag van deze dieren beïnvloed wordt door kleine aanpassingen aan het brein.
Maar of we daarmee wél verder komen is nog steeds de vraag. We zullen ook nieuwe ideeën moeten ontwikkelen: nieuwe metaforen en concepten om het brein te begrijpen. Want Cobb laat zien dat de moderne breinwetenschap, met al haar empirisch geweld en technisch vernuft nog steeds beperkingen heeft. De wetenschap die valse herinneringen in dieren kan implanteren en mensen in staat kan stellen computers te besturen met hun gedachten, boekt toch weinig vooruitgang in het daadwerkelijke begrip van de werking van het brein als geheel.
Deze kwestie wordt ook door breinwetenschappers zelf opgeroepen. Eric Jonas en Konrad Paul Koning deden een poging om de technieken die neurowetenschappers gebruiken op verschillende manieren toe te passen op de MOS-6507 processor. De MOS-6507 is de chip die in de jaren ’70 in computers zat en spelletjes als Donkey Kong en Space Invaders mogelijk maakte. Het is een relatief eenvoudig apparaat waarvan de werking volledig bekend is.
Jonas en Koning brachten de structuur in kaart, schakelden sommige delen uit en deden allerlei andere dingen die neurowetenschappers zoal doen met het brein. Ze slaagden er echter niet in te achterhalen hoe informatie in die chip werd verwerkt. Dit mislukte jammerlijk. Ze concludeerden dat de technieken van de neuroscience onvoldoende geschikt waren om het noodzakelijke begrip van dit intelligente apparaat op te bouwen.
Kunnen we, vraagt Cobb, het brein leren begrijpen met de technieken die we nu tot onze beschikking hebben? En hebben we meer techniek of eerder meer verbeelding nodig om dat te doen? Cobb neigt naar het laatste, maar misschien is de vraag die het boek het meeste oproept, wat we eigenlijk bedoelen met het begrijpen van het brein.
Ooit waren we best tevreden met het idee van het brein als een computer, maar nu willen we echt meer. Ooit dachten we dat het brein de complexiteit van een stoommachine zou hebben, nu weten we echt wel beter. Maar als we Cobb’s geschiedenis serieus nemen moeten we ook meenemen dat de invulling van begrijpen mee veranderd is met de wetenschap. Elk hoofdstuk, elke metafoor, elk kernidee, bracht niet alleen begrip, maar ook een veranderende en groeiende behoefte om het brein in detail te begrijpen. Dat zal in de toekomst niet anders zijn. We blijven op reis.
Meer lezen?
Dit is de slotpost van een serie blogjes over breinwetenschap aan de hand van het boek van Matthew Cobb. De serie start met een introductie in het blogje ‘brein quintologie‘, om daarna in op zoek naar het brein in te gaan op de oude breinwetenschappen; in informatieverwerker op de toepassing van het idee van informatie en communicatie op het brein; en in gedachtenmeting op de moderne breinwetenschap.
Ik schreef al eerder over het brein. Bijvoorbeeld in ‘wil‘ waar ik inga op de wetenschappelijke discussie rondom het bewustzijn, en in ‘geheugenmachine‘ waar ik inga op de werking van het geheugen.
Kennis in Actie 