Grenzen

Het kwam tot me toen ik na een aantal jaren afwezigheid weer eens op een conferentie was. Ik schrok van het niveau en de onderwerpen van de presentaties. Ging mijn vakgebied eigenlijk wel vooruit? Met duizenden publicaties per jaar zou je toch verwachten dat je na een paar jaar amper meer kon volgen waar het over ging. Maar ik zag meestal jonge, net afgestudeerde onderzoekers soortgelijke projecten presenteren als die ik zelf gedaan had; op de manier waarop dat zelf jaren terug ook gedaan had. En ik hoorde discussies aan die ik jaren geleden ook gehoord had. Precies dezelfde dingen werden besproken. Ik was een aantal jaar niet wetenschappelijk actief geweest, maar toch was ik eigenlijk sneller gegroeid dan mijn vakgebied als geheel.

Dat was best een bevreemdende ervaring, maar ik realiseerde me snel dat dat niet aan mij of aan mijn vakgebied lag, maar dat het onderdeel was van hoe wetenschap werkt. Natuurlijk zijn conferenties plekken waar de stand van zaken in het vak besproken worden, maar het zijn vooral ook opleidingsinstituten.

Op conferenties treden voornamelijk jonge onderzoekers aan die zich, door peer-review en interactie met hun vakgenoten, oefenen in de mores van het vakgebied. Ze leren de regels van het vak en ze hebben toegang tot bestaande kennis en contacten die hen kunnen helpen om hun projecten verder te brengen. Daar komt die herhaling van zetten vandaan. Er is steeds een nieuwe generatie jonge onderzoekers die het vak nog moet leren. De basis, dat wat Imre Lakatos de harde harde kern van het vakgebied zou noemen, moet door elke nieuwe generatie opnieuw aangeleerd worden en daar spelen conferenties een belangrijke rol in.

Kunnen vakgebieden dan eigenlijk wel vooruit gaan? Als conferenties opleidingsinstituten zijn, zijn onderzoekers mensen die hun hele leven studeren. Een onderzoeker heeft vanaf het moment dat hij van de middelbare school komt, op zijn 18^e bijvoorbeeld, tot aan zijn pensioengerechtigde leeftijd, zo rond de 65, bijna vijftig jaar om beter te worden in zijn vak. De slimste en meest senior mensen in het vakgebied kunnen dus wat je in vijftig jaar kan leren. En dat zal altijd zo blijven. Vakgebieden worden nooit beter dan wat je in vijftig jaar aan kennis kan opdoen. Als je de stand van zaken in een wetenschappelijke discipline ziet als de gezamenlijke kennis van alle beoefenaars, dan zijn er maar een paar manieren waarop het kan groeien; twee ervan zijn demografisch.

Ten eerste kan het vakgebied vergrijzen. In dat geval worden de beoefenaars meer senior en hebben dus gemiddeld meer leerjaren achter de rug. In een vergrijzend vakgebied gaat de gemiddelde kennis vooruit, maar het is toch niet echt een gezonde situatie. Het grote nadeel van een vergrijzend vakgebied is dat het ook versmalt. Er is beperkte mankracht, nieuwe ideeën kunnen niet opgepikt worden en het gebrek aan aanwas betekend ook dat bestaande ideeën niet meer in twijfel getrokken worden.

Ten tweede kan het vakgebied verjongen. In een verjongend vakgebied is veel mankracht beschikbaar is en ontstaan er veel nieuwe ideeën. Oude ideeën worden ook getoetst en eventueel vervangen. Het nadeel is dat de gemiddelde kennis per onderzoeker omlaag gaat. Veel tijd gaat dus ‘verloren’ door dat nieuwe leden basiskennis bijgebracht moet worden. Een verjongend vakgebied verbreed zich prima maar het verdiept zich minder gemakkelijk.

Er is ook nog een derde manier. De efficiëntie van het vakgebied kan groter worden. Dat wil zeggen dat de senioren hun kennis beter kunnen overdragen aan jongere leden. Niet al hun kennis natuurlijk, maar wel de meest essentiële dingen, waar de jongeren dan op voort kunnen bouwen. Die jongeren hebben dan meer kennis die zich bewezen heeft, die blijkbaar wezenlijk was voor het vakgebied, en minder kennis die er blijkbaar minder toe doet.

In deze derde vorm van vooruitgang hebben veel mensen veel vertrouwen. Dit komt door het grote verschil in de moeite die gaat zitten in het opdoen van een nieuw idee en het opdoen van een bestaand idee. Charles Darwin heeft lang gedaan over het ontwikkelen van zijn evolutietheorie, maar nu het er is kun je het zelfs al aan middelbare scholieren uitleggen. Één lesje is eigenlijk genoeg. Dat lijkt toch een flinke winst.

Ik ben zelf minder optimistisch over dit idee van vooruitgang door het steeds verder uitbouwen van overgedragen kennis en ik zal dat later nog eens uitdiepen. Voor nu is het misschien genoeg om in te zien dat deze derde vorm sterk lijkt op wat er bij het vergrijzen van een vakgebied gebeurd. Oude ideeën worden sterker waardoor het vakgebied zich verdiept, maar dit gaat ten koste van de breedte en de frisheid van het geheel. De prijs die een vakgebied betaalt voor verdieping is specialisatie en verminderd onderhoud van haar kernideeën.

De paradox is dus dat op conferenties eigenlijk alle individuen leren, terwijl het vakgebied als geheel – de verzameling van al die individuen samen – daar relatief weinig mee op schiet. Erg is dat niet, want dat was het andere inzicht dat ik destijds op die conferentie opdeed: het gaat uiteindelijk om de kennis van die individuen en wat zij er verder mee doen. Als het vakgebied jaren op ‘het zelfde niveau’ blijft is dat geen teken van falen, maar dan betekent dat dat er jaren lang nieuwe mensen getraind worden die op dat niveau over het vak na kunnen denken. De vraag is niet “is elke generatie van nieuwe mensen in het vak beter dan de vorige”, maar “hebben we wat aan een nieuwe generatie mensen met deze kennis”. Zolang het antwoord op die vraag ja is, hebben we wat aan het vakgebied – en, want ik denk niet dat die uitroeibaar is, aan haar bijbehorende mythe van intellectuele vooruitgang.

Meer lezen?

Ik sprak over de nadelen van specialiseren in Helpt Specialiseren? De visie op kennis die ik in dit blogje hanteer lijkt veel op die van Karl Popper die ik in Groeit Kennis? besprak. Ook in de blog Kennisstroom vind je ideeën die gerelateerd zijn aan deze blog.

2 reacties Een reactie plaatsen

De drie werelden van Popper

Bestaat er kennis van de wereld buiten je brein? Zit er bijvoorbeeld kennis in boeken, in TV programma’s of in computergames? Zit er kennis in pac-man? Dit lijken makkelijke vragen, maar het is knap lastig om tot goed onderbouwde antwoorden te komen. Ik ben er zelf vrij zeker van dat er kennis buiten mijn brein bestaat. Over boeken ben ik al minder zeker en aan het pac-man vraagstuk waag ik me maar niet. Het zal je niet verbazen dat filosofen zich al sinds de oudheid met het probleem van buitenbreinse kennis bezig houden en dat hun antwoorden ook enorm uiteen lopen. Dit blogje gaat niet zo zeer over die hele discussie, maar over één van die antwoorden: de drie werelden theorie van Karl Popper. Dit omdat ik die theorie, in tegenstelling tot veel andere antwoorden op deze vraag heel praktisch vind.

Wetenschapsfilosoof Karl Popper zag de wetenschap als een collectief project waarbij wetenschappers over de hele wereld samenwerken om onze kennis van die wereld te verbeteren. Hij stelde dan ook dat er drie werelden van kennis zijn. De eerste kenniswereld, wereld I, is de echte wereld. De echte wereld is onderwerp van de kennis van wetenschappers, maar ze is ook een belangrijke bron van kennis. Wetenschappers doen veel kennis van de wereld op door de wereld te bestuderen. De tweede kenniswereld, wereld II, is kennis in ons hoofd. Dit is zo’n beetje de enige vorm van kennis waar zelfs filosofen niet aan twijfelen. De derde kenniswereld, wereld III, is kennis buiten het hoofd: het is gedeelde kennis. De evolutietheorie, bijvoorbeeld, is gemeenschappelijke kennis: we hebben hem samen opgebouwd en onderhouden hem samen. Maar, vooral over deze derde kenniswereld bestaat veel discussie.

Wereld III is de plek voor gezamenlijke ideeën, theorieën, ontwerpen, plannen en andere soorten kennis die we met elkaar in elkaar knutselen. Maar, stel je bijvoorbeeld eens voor dat er een kernoorlog uitbreekt en iedereen sterft. Bestaat de evolutietheorie dan nog? Waarschijnlijk niet. Tegenstanders van wereld III, gebruiken dit als argument om te zeggen dat er dus geen kennis buiten het hoofd is. Alle gemeenschappelijke kennis kun je terugvoeren op kennis in individuele hoofden. Verdwijnen die individuen, dan is de kennis weg. Gemeenschappelijke kennis is in deze visie dus een optelsom van individuele kennis, geen aparte kennisvorm; laat staan een ‘wereld’. Voorstanders kunnen tegenwerpen dat er vast nog wel ergens een exemplaar van ‘The Origin of Species’ ligt en dat aliens die de verwoeste aarde bezoeken deze theorie kunnen ‘herontdekken’. Maar dat is een problematische tegenwerping.

De vraag of aliens die tekst zouden kunnen begrijpen dringt zich namelijk op. Om The Origin of Species te kunnen begrijpen heb je een heleboel kennis nodig die aan het einde van de 19e eeuw voor de meeste intelectuelen gemeengoed was, maar die voor aliens moeilijk te bevatten zal zijn. Hoe goed is Darwins verhaal over het fokken van dieren bijvoorbeeld te begrijpen als je niet weet wat fokken is? Je kunt dus zeggen dat boeken ‘code’ of ‘informatie’ bevatten en geen kennis. Of tenminste, dat je om toegang tot de kennis in boeken te kunnen krijgen ook veel kennis in je hoofd nodig hebt. Niet voor niets is voor het begrijpen van heel oude teksten heel veel studie nodig.

Het echte probleem met het ‘wat-als-iedereen-sterft-argument’ is dat het geen sluitend argument is tegen het bestaan van gemeenschappelijke kennis. Als ik sterf is mijn kennis ook weg, maar dat betekent niet dat ik op dit moment geen kennis heb. Het ‘wat als …’ argument is dus net zo goed een argument tegen kennis in het hoofd – en daar twijfelt bijna niemand aan.

Toch is het lastig dat je wereld III kennis niet kan aanraken of aanwijzen. We weten wel zo’n beetje wat we zelf weten (wereld II), maar we hebben geen idee van de meeste dingen die zich in wereld III afspelen. Wereld II verhoudt zich ongeveer tot wereld III als mieren tot een mierenhoop. Elke mier werkt aan een stukje van de mierenhoop, maar heeft geen overzicht over het geheel. Als een mier iets verandert aan de hoop kan dat een ander deel in doen storten, maar daar heeft de mier geen weet van. Meestal heeft wat de mieren doen maar een klein effect op de mierenhoop als geheel.

Zo is het ook met ons ‘kenniswerk’. We proberen elke dag theorieën te begrijpen, te verwerken en een beetje te veranderen, maar het meeste daarvan heeft nauwelijks effect op het geheel. Popper stelde zelfs dat wereld III kennis ‘autonoom’ is. De hoop heeft als het ware een eigen leven. Ik kan het plan wel opvatten om de evolutietheorie een flinke schop te geven, maar tenzij ik de honderden andere mieren die er aan werken mee krijg, zal dat weinig effect hebben. Het grote voordeel van die autonomie is dat kennis stabiel is: honderden kennismieren onderhouden de evolutietheorie, dus die stort niet zomaar in. Het grote nadeel is dat kennis stabiel is: er zij ook immers honderden kennismieren die het creationisme onderhouden, waardoor die discussie maar nooit beslecht wordt.

Volgens mij volgen er een aantal belangrijke lessen uit de drie werelden theorie. De eerste is natuurlijk bescheidenheid. We kennen maar een stukje van wereld III en dat is prima. We hebben ook maar weinig invloed op wereld III en dat is ook prima. Een tweede les is onderhoud. Popper stelde eigenlijk dat wereld III kennis meteen in elkaar zakt als er niemand meer aan werkt. Dit beschrijf ik uitgebreider in mijn blogje ‘groeit kennis? ‘. De derde is samenwerking. Er zijn wel kamergeleerden (geweest) die in hun eentje een briljant idee hebben uitgewerkt dat we nog steeds gebruiken, maar Popper richt onze aandacht op iets anders. De kamergeleerde heeft nieuwe wereld II kennis gemaakt. Het is zijn grote schare navolgers die er wereld III kennis van maken. Als we iets willen met de kennis moeten we ons dus ook mengen in die groep.

De drie werelden theorie biedt een eenvoudige en praktische manier van denken over de kennis van een groep mensen. Hij roept ook een aantal lastige vragen op die ik in latere blogjes misschien nog wel eens oppak.

Meer lezen?

Voor het schrijven van dit blogje heb ik gebruik gemaakt van het boek ‘Education and Mind in the Knowledge Age’ van de onderwijskundige Karl Bereiter.

In mijn blogje Groeit Kennis“, besprak ik eerder al Poppers gelijkstelling van kennisopbouw en kennisonderhoud. Poppers beeld van wereld III kennis komt overigens aardig overeen met moderne ideeën over het brein zoals ik die in Geheugenmachine besprak. En ook het idee van een Kennisstroom is gerelateerd.

Over de evolutietheorie sprak ik eerder al uitgebreider in de blogjes evolutiesnelheid en memen.

4 reacties Een reactie plaatsen

Big Science

“Vandaag de dag hebben we het voorrecht om aan tafel te zitten met de reuzen op wiens schouders we staan”

Niet zo lang geleden opperde ik op een conferentie gekscherend dat het een goed idee zou zijn om alle publicaties die niet gemakkelijk met Google Scholar gevonden kunnen worden (dat zijn meestal publicaties van voor 1995), voortaan maar gewoon te vergeten. Dat zou een duidelijke tweedeling geven. Pre-internet wetenschap is voor historici en post-internet wetenschap voor wetenschappers. Zou het echt slecht zijn voor ons vakgebied als er niemand meer zou zoeken naar een obscuur paper over usability testen uit 1988?

Erg serieus was dat niet bedoeld. We hebben er toen in ieder geval smakelijk om gelachen. Ik ben zelf iemand die juist graag graaft naar dat soort papers; ongeveer zoals ik het ook fijn vind om muziek te spotten die nog weinig mensen kennen – en ik weet dat veel van mijn collega wetenschappers een soortgelijk temperament koesteren. Maar, zoals zo vaak, zat er wel kern van waarheid in de grap en daar moest ik aan denken toen ik het boekje “little science, BIG SCIENCE” van Derek, J. de Solla Price nog eens las.

Het boekje, verschenen in 1963, beschrijft een kwantitatieve studie naar de geschiedenis van de wetenschap. De Solla Price vroeg zich niet af wie de leidende figuren waren geweest in of hoe de prioriteitsstrijd tussen twee bekende wetenschappers was gelopen. Nee, in plaats daarvan stelde hij vast dat de wetenschap enorm gegroeid was sinds haar begindagen. Vervolgens handelde hij op een atypische manier voor een historicus: hij begon die groei zo precies mogelijk te meten, hij probeerde wetmatigheden vast te stellen en daaruit weer af te leiden wat die wetmatigheden betekenden voor de structuur van de wetenschap als geheel. Nu en in de toekomst. Hij bedreef dus een soort ‘natuurkunde’ van de wetenschapsgeschiedenis.

Groei, groei, groei

Eigenlijk is het boekje rondom één enkel prikkelend feitje opgebouwd: 80% tot 90% van alle wetenschappers die ooit geleefd hebben leven vandaag nog. Er zijn dus nu bijna 10x zoveel wetenschappers dan in de hele geschiedenis van de wetenschap bij elkaar. Wetenschap is dus heel erg iets van nu; het is modern; het is hedendaags. Terwijl wij onze kinderen op de middelbare school lastig vallen met lessen over Darwin, Newton en Einstein, weten we eigenlijk allang dat deze namen horen tot de tien procent van de wetenschappers is die er niet meer toe doen. Ik vond het al een knap duizelingwekkend idee dat alle belangrijke wetenschap recht onder onze neuzen gebeurt, maar het feitje waar ik mijn hoofd pas echt moeilijk omheen kreeg was het volgende. Dit is sinds 1600 altijd zo geweest.

Sinds die tijd, zo laat De Solla Price zien groeit de wetenschap namelijk al exponentieel. Natuurlijk is wetenschap gegroeid sinds het bedreven werd door berooide zonderlingen die alleen voor hun passie leefden en hooguit met brieven correspondeerden met een handjevol andere vreemde snuiters die zich in de wetenschap gestort hadden. Maar ook toen groeide de wetenschap al exponentieel.

Dit moet betekend hebben dat zij ook het gevoel hadden dat het wetenschappelijk wezen explodeerde en dat het niet meer bij te houden was welke nieuwe ontdekkingen elke dag overal gedaan werden. Ook in hun tijd verdubbelde het aantal wetenschappers, het aantal publicaties, het aantal leden van wetenschappelijke instellingen en het aantal ontdekkingen al elke 10 jaar. Dat zijn drie of vier verdubbelingen in één wetenschappelijke carière. Met de kennis van nu is het je misschien moeilijk voor te stellen dat iemand als Newton zich overweldigd voelde door de explosie van nieuwe wetenschap, maar er is voldoende bewijs dat wetenschappers uit die tijd dit zo beleefden. Ook zij zaten om tafel met de reuzen op wiens schouders ze stonden.

Waarom is het eigenlijk moeilijk je voor te stellen dat voor Newton de wetenschap even explosief groeide als voor ons? Een probleem is natuurlijk die mythe van de wetenschapper als eenzame zonderling. Daar klopt niet zoveel van. Ook in Newtons tijd was wetenschap al een bedrijf, maar wel een minder groot bedrijf met andere structuren. Het was bijvoorbeeld minder gespecialiseerd, het salarisgebouw zag er nog niet uit zoals nu en er waren ook andere communicatiemiddelen. Ook de taakstelling van de little scientist was eigenlijk heel anders. Wetenschappers uit de tijd van Newton rekenden het overzien van zo’n beetje alle kennis in de wereld nog tot hun taak, maar er is geen hedendaagse wetenschapper die zich dat nog in zijn hoofd haalt. Zo zijn er nog wel wat verschillen in structuur op te noemen en een aantal daarvan hangen samen met die explosieve groei van de wetenschap. Om dit soort verbanden tussen groei en interne structuur is het De Solla Price in zijn boekje te doen.

Stagnatie?

Laten we eerst maar even iets beter naar die groei zelf kijken. De wetenschap groeit al bijna 400 jaar exponentieel. Kan dat nog lang zo doorgaan? Nee natuurlijk. Voor wetenschap heb je mensen nodig met een bovengemiddelde intelligentie. Je kunt met goede scouting zorgen dat meer van die mensen in het wetenschappelijk bedrijf terecht komen en met goede scholing valt ook wel wat te bereiken, maar ergens is het potentieel wel op. Wetenschap kost bovendien veel geld, geld dat zich mogelijk op de lange termijn wel terug verdient, maar dat niet onmiddelijk brood op de plank brengt. Door de bank genomen is wetenschap een luxeproduct. Er zijn dus grenzen aan de groei. De Solla Price stelde de groei van de wetenschap dus als volgt voor.

logistische curve

Wat je ziet is een logistische curve. Eerst is er exponentiele groei, maar er is een limiet, waardoor na een bepaald moment de groeisnelheid afneemt zodat de groei steeds langzamer naar de limiet toe gaat. Interessant in dit plaatje is ook het pijltje met 30 jaar. Dit is de tijd die gezien de verdubbelingstijd van de wetenschap nodig is om het keerpunt in de curve te bereiken vanaf het moment dat de exponentiele groei over gaat in de logistische. In nog eens 30 jaar zit je effectief dicht bij de limiet. Als De Solla Price het pijltje met ‘present state’ goed heeft geplaatst (hij waagt zich in het boekje niet aan een echte voorspelling) zijn we, bijna 60 jaar verder, dus over de top heen en neemt de groei van wetenschap nu rap af.

Is dat een probleem? Het is zeker een gevaar voor onze wetenschappelijke concurrentiepositie. Landen die wetenschappelijk minder ver zijn hoeven namelijk het wiel niet opnieuw uit te vinden. Aan de hand van data over Japanse natuurkundigen laat De Solla Price zien dat het, met maar een handjevol “geïmporteerde” wetenschappers, maar een paar generaties kost om wetenschappelijk volledig mee te tellen.

Dat maakt het extra interessant naar het einde van de logistische curve te kijken. Is stagnatie het enige scenario voor het einde van de curve? De Solla Price bespreekt verschillende andere scenario’s, zoals wilde oscillatie rondom het plateau of een terugval naar een lager niveau. Maar, één denkbaar scenario is ook dat we op de een of andere manier in slagen de regels van het spel te veranderen, waardoor weer nieuwe exponentiele groei mogelijk wordt. Zo iets is er bijvoorbeeld in het verleden gebeurd met deeltjesversnellers. Steeds als die aan de grenzen van hun kunnen kwamen werd er een nieuw type versneller uitgevonden.

Als de grenzen van de groei van wetenschap bepaald worden door het percentage van de bevolking dat er geschikt voor is lijkt het zeker niet waarschijnlijk dat het plafond makkelijk doorbroken kan worden. Toch zijn er ook dan wel een paar mogelijkheden. We kunnen artificele inteligentie inzetten bijvoorbeeld: eerst door nog meer samen te werken met computers, later misschien door de inzet van breinversterkende medicijnen en elektronische breinimplantaten.

Iets minder wild en futuristisch is de opkomst van het onderzoek buiten de traditionele wetenschap. Zo is een van de doelen van het moderne hoger beroepsonderwijs, met haar ‘universities of applied sciences’ om professionals sneller in contact te brengen met wetenschappelijke kennis. De groei van kennis mag dan stagneren, het gebruik ervan kan nog verbetert worden. Waardoor we de kenniseconomie misschien een nieuwe impuls kunnen geven.

Onzichtbare colleges

En dan de kernvraag van het boekje. Welke structuurwijzigingen hangen samen met de groei van wetenschap? De Solla Price laat zien dat niet alle aspecten van de wetenschap even snel groeien. Het aantal excellente wetenschappers groeit bijvoorbeeld veel langzamer dan het totaal aantal wetenschappers. Het wordt dus een steeds hiërarchischer systeem. Daarmee wordt het ook competitiever.

Dat heeft tot gevolg dat wetenschappelijke output fragmentarischer, gemeenschappelijker en specialistischer wordt. Fragmentatie is nodig vanwege de prioriteitsstrijd die ontstaat bij groei.

Het wetenschappelijk artikel is een voorbeeld. In Newtons tijd werden alle wetenschappelijke bevindingen nog door boeken verspreid. Maar, het is natuurlijk een beetje jammer als iemand anders net iets eerder een soortgelijk boek publiceert. Door informatie in artikelen te verwerken kun je sneller eigenaarschap claimen van een bepaald idee. Hoe groter de wetenschap, hoe kleiner het publicon (de kleinst publiceerbare eenheid).

Dat heeft weer tot gevolg dat wetenschap een gezamenlijker proces wordt. Als wetenschappers hun resultaten en gedachten eerder delen, zijn ze ook eerder in staat gebruik te maken van elkaars werk. Maar, zelfs bij kleinere publicatie eenheden zijn er grenzen aan hoeveel informatie je tot je kan nemen. Elke individuele onderzoeker moet een balans zien te vinden tussen het lezen van artikelen, het uitvoeren van wetenschappelijk werk en het schrijven van artikelen. Om dat zo efficiënt mogelijk te kunnen doen is het handig je te richten op een klein deel van het materiaal dat voor handen is. Specialiseren dus.

Deze drie ontwikkelingen samen brengen De Solla Price tot de hypothese van onzichtbare colleges. Volgens hem is het in de hedendaagse wetenschap nodig om intensieve samenwerkingen aan te gaan. In de onzichtbare colleges werken wetenschappers op veel intensievere basis samen dan in de publicatie cyclus (die nog altijd meer dan een jaar beslaat) mogelijk is. Deze groepen, van maximaal 100 wetenschappers sturen elkaar pre-prints hebben regelmatig contact tussen conferenties door. Ze combineren, fragmentatie, specialisatie en samenwerking om zoveel mogelijk output te bereiken en het hoofd boven water te houden in de steeds groeiende wetenschap.

Tot slot

Hoewel ik altijd wat sceptisch ben over het getalsmatig benaderen van een in en in inhoudelijk onderwerp als geschiedenis is “little science, big science” een onderhoudend en prikkelend betoog. Het is verleidelijk om eens met een paar eenvoudige basisprincipes en vogelvlucht over de wetenschap na te denken. En het geeft je, zeker, als wetenschapper eens de afstand om na te denken over je eigen rol in dit hectische exploderende wetenschappelijk bedrijf.

En Google Scholar? Ik ken veel onderzoekers die een sterke wil hebben om op zoek te gaan naar de bron van de ideeën die ze gebruiken. Dat kan natuurlijk beleefdheid zijn: ze hopen zelf ook ooit op deze manier als bron behandeld te worden, maar het kan ook wel een tegengif zijn tegen de hectiek die Big Science met zich mee brengt. Er wordt in de output gestuurde wetenschap natuurlijk heel veel ruis geproduceerd. In een context van wetenschappelijke overproductie brengen artikelen uit voorgaande tijden, die op de een of andere manier de tand des tijds overleeft hebben een relatieve zuiverheid en eenvoud. Dat maakt het de moeite waard er naar op zoek te gaan, zelfs als Google even niet meewerkt.

Meer lezen?

Over de zin en onzin van wetenschappelijke specialisatie schreef ik eerder in Helpt Specialiseren? In Grenzen betoog ik dat groei van kennis niet altijd nodig is. Over de nostalgische houding van veel wetenschappers en de houdbaarheid van de argumenten die ze daarvoor aanvoeren schreef ik in Stokoude Kennis. Ik schreef eerder over wetenschapssociologie in Lableven.

Het boekje “little science, BIG SCIENCE” is alleen nog 2e hands te verkrijgen of via een universiteitsbibliotheek, maar het is het lezen zeker waard.

10 reacties Een reactie plaatsen

EPR

In mijn blogje over gedachtenexperimenten haalde ik het Einstein – Podolsky – Rosen (ofwel het EPR) experiment al even aan. Ik beloofde toen dat ik er nog eens een apart blogje over zou schrijven. Nu het EPR experiment in Delft opnieuw in het echt is uitgevoerd en opnieuw Einsteins ongelijk aantoont kom ik daar natuurlijk niet meer onder uit. Opnieuw, inderdaad, want het experiment was al eens uitgevoerd, maar daar kom ik zo op terug. Eerst maar even de kwestie zelf. Om te kunnen snappen waarom het EPR experiment zo tot de verbeelding spreekt is het misschien nodig iets van de geschiedenis van de moderne natuurkunde te weten.

Het EPR experiment draait om de rol van toeval in de quantummechanica. Die quantummechanica is de natuurkunige theorie die het gedrag van kleine deeltjes (atomen en nog veel kleiner) beschrijft. De theorie is altijd onderwerp geweest van hevige discussie vanwege haar vreemdheid. Op het niveau van de kleinste deeltjes gebeuren dingen die je in het alledaagse leven weinig tegen komt. Zo blijkt dat de warmte in een warm voorwerp alleen vrij kan komen in de vorm van kleine energie brokjes, die een minimum grootte hebben. De manier waarop warmte uit een voorwerp komt is dus eerder te vergelijken met een emmer knikkers, waar je er één voor één een uit kan halen, dan met een emmer water waar je ook hele minuscule druppeltjes uit kan halen. Eigenlijk kun je zeggen dat de natuur digitaal is en niet analoog. Of zoals natuurkundigen het zien: energie blijkt gekwantiseerd te zijn; daaraan dankt de quantummechanica zijn naam. Dit idee is voor het eerst geopperd door Max Planck in 1900.

Misschien vind je het idee van gekwantiseerde engerige geen opzienbarende ontdekking, maar Planck vond het idee van kwanta zo raar, dat hij er zelf eerst niet echt in geloofde. De enige reden dat hij het opperde was dat de straling die van een warm voorwerp af komt op deze manier goed te beschrijven is. Albert Einstein gaf de quantumtheorie vervolgens een flinke impuls toen hij in 1905 liet zien dat ook het foto-elektrisch effect, het ontstaan van elektriciteit als licht op een metalen plaat valt, goed te verklaren is door de aanname van gekwantiseerde energie. Nu waren er dus twee verschijnselen waar het idee van kwanta voor werkte en two makes a crowd. Voor deze ontdekking kreeg Einstein later de Nobelprijs. Wat volgde in de natuurkunde, waren een aantal duizelingwekkende jaren. Na het idee van energiepakketjes volgde namelijk nog een reeks natuurkundige theorieën die elkaar in vreemdheid naar de kroon staken, maar waarmee wel vaak de uitkomsten van experimenten verklaard en voorspeld konden worden. Einstein zelf was niet onverdeeld positief over deze nieuwe natuurkunde. Hoewel hij er eigenlijk zo’n beetje het startschot voor gegeven had en hoewel hij met zijn relativiteitstheorie toch had laten zien niet wars te zijn van vreemde ideeën over de natuur, zat één aspect van de quantummechanica hem erg dwars. Dit was de rol die toeval toebedeeld kreeg.

Einstein was namelijk een determinist. Hij geloofde, dat als je vandaag een oneindig precieze meting zou doen van het universum en je zou perfecte natuurkunde hebben, dat het universum van morgen precies te voorspellen moest zijn. De quantummechanica sprak dit idee tegen. Één probleem was het onzekerheidsprincipe van Werner Heisenberg. Dit principe was een van die nieuwe natuurkundige theorieën. Heisenberg stelde dat je nooit tegelijk de snelheid en de plaats van een deeltje precies kon vaststellen. Volgens Heisenberg kon je de eigenschap van een deeltje alleen te weten komen door het te beïnvloeden. Als je de snelheid van een deeltje probeerde te meten beïnvloedde je de plaats en andersom. Met dit onzekerheidsprincipe stak hij een spaak in het deterministische wiel. Hij stelde namelijk dat het heelal onmeetbaar was. Je kun nooit precies weten hoe snel alle deeltjes gingen, tenminste niet als je ook wist waar die deeltjes waren. Het heelal voorspellen zat er dan ook niet in en teletransportatie trouwens ook niet. Toen de schrijvers van Star Trek kritiek kregen op hun verhalen over teletransportatie, omdat dit volgens het principe van Heisenberg onmogelijk was, bedachten ze snel een apparaat dat de Heisenberg compensator genoemd werd. Zo werd de serie gered van de werkelijkheid.

Nu is stellen dat de toestand van het heelal niet precies meetbaar is, nog iets anders dan stellen dat de natuur zich in het geheel niet voorspelbaar gedraagt. Heisenberg beweerde ook niet dat de natuur niet deterministisch is, maar anderen deden dat al heel snel wel. Onzekerheid, zo stelden zij, zit in de natuur ingebakken. Zelfs met een precieze meeting van het heelal, perfecte natuurkunde en eventueel een Heisenberg compensator, zou je volgens hen nog niet kunnen weten hoe het heelal er morgen uit ziet. Dat hangt helemaal van het toeval af. Hun kernidee was het idee van superpositie. Een deeltje dat in superpositie is, is in meerdere toestanden tegelijk. Electronen hebben bijvoorbeeld spin, ze kunnen bij wijze van spreken ¹ rechtsom en linksom draaien. Het idee van superpositie stelt dat elektronen tegelijk linksom en rechtsom kunnen draaien. Pas als we de spin gaan meten ‘kiezen’ de elektronen een kant. Dit is een absurd idee en dat vond Einstein ook. Maar dat elektronen blijkbaar twee kanten tegelijk op kunnen draaien, was helemaal niet wat hem het meest dwars zat. Wat Einstein niet beviel was een gevolgtrekking uit deze theorie: als deeltjes in meerdere toestanden tegelijk kunnen zijn totdat ze gemeten worden, dan is de natuur niet deterministisch meer. Zij wordt fundamenteel onvoorspelbaar. Dat vond Einstein maar niets: “God dobbelt niet”, zei hij.

En dus ging Albert Einstein met Boris Podolsky en Nathan Rosen zitten om een gedachtenexperiment te verzinnen waardoor je meteen kon zien dat het idee van superpositie gewoonweg niet waar kon zijn. Om het ongelijk van aanhangers van superpositie aan te tonen gebruikten Einstein, Podolsky en Rosen het idee van tweelingdeeltjes. De toestanden van die deeltjes zijn gekoppeld. We kunnen dus twee deeltjes hebben waarvan we niet weten in welke toestand ze zijn (volgens het superpositieprincipe), maar waarvan we wel weten dat ze een tegengestelde spin hebben. Stel je een tweelingdeeltje voor zeiden de EPR auteurs, waarvan de afzonderlijke deeltjes heel ver, misschien wel een lichtjaar uit elkaar zijn gedreven. Vervolgens meten de we de spin van één deeltje. Dat springt volgens het superpositieprinciepe pas door die meting in een bepaalde spin. Het andere deeltje moet dat dan ook doen: maar… hoe ‘weet’ het ene deeltje dat een ander deeltje een lichtjaar verderop gemeten wordt?. Volgens Einstein kan er niets sneller bewegen dan het licht, dus even een boodschap over zenden kan niet. Er moet een magische werking op afstand zijn òf het superpositieprincipe klopt niet.

In het EPR experiment staat dus met het superpositieprinciepe de vraag of de natuur deterministisch is op het spel. Dat is nogal wat. Toegegeven: het EPR experiment is niet het makkelijkst te begrijpen gedachtenexperiment dat ooit bedacht is, maar als gedachtenexperiment is het vrij overtuigend. Het superpositieprincipe zelf is al niet erg intuïtief, maar als er ook nog magische werking op afstand bij komt kijken, dan kan het toch bijna niet waar zijn. Exit toeval in de kwantummechanica. Toch? Nee dus. De man die Einstein in het ongelijk stelde heette Alain Aspect. Hij voerde in de jaren 80 van de vorige eeuw een experiment uit in de kelders van zijn laboratorium in Parijs waarmee door metingen aan deeltjes vastgesteld kon worden of de werking op afstand die in het EPR gedachtenexperiment zo een belangrijke rol speelt, bestaat. En zijn antwoord was ja. Deze deeltjes blijken te reageren zoals het superpositieprincipe voorspelt. Einstein had ongelijk en de natuur was ondeterministisch.

Hoe spectaculair het experiment van Alain Aspect ook was, het probleem met echte experimenten is dat de uitkomst ook bepaald kan zijn door de experimentele opstelling. Werden de metingen in Aspects experiment wel snel genoeg uitgevoerd? En zaten er geen andere fouten in de opstelling? Het experiment dat de Delfste wetenschappers eind Oktober gedaan hebben zou waterdicht moeten zijn. Alle mogelijke fouten in het experiment van Aspect, zijn geadresseerd. Er is ongelofelijk precieze apparatuur gebruikt. De opstelling gebruikt daarnaast glasvezels die over de hele campus liggen en is daarmee kilometers groot. Met al deze verbeteringen toonde het definitief Einsteins ongelijk aan. Nou ja definitief… ook het Delftse experiment zal wel weer ten prooi vallen aan allerlei kritiek op de details van de opstelling. Want dat is natuurlijk het probleem met echte experimenten: dat er foutjes in kunnen sluipen.

En dat soort foutjes geven weer ruimte om de controverse nog een tijdje te laten bestaan. Tot een nog groter en nog duurder experiment Einsteins ongelijk opnieuw aantoont of tot dat er een theorie bedacht wordt die ook de metingen verklaart, maar die intuïtiever is. Ik zou zelf inzetten op het laatste denk ik. Maar tot een dergelijke theorie gevonden is, is de wereld nog even ondeterministisch. Is dat erg? Ach, misschien is het ook alleen maar erg voor theoretisch natuurkundigen.

Meer Lezen?

Er is rondom het Delftse experiment natuurlijk veel pers geweest, waarvan ik het beeldverhaal over het experiment, dat de Volkskrant publiceerde het meest leeswaardig vond.

Ik schreef zelf al eerder een blogje over gedachtenexperimenten in het algemeen. En over het nut van echte experimenten in de blogjes “waardendragers” en “eksters”. Ook het blogje lableven over Bruno Latour’s studie naar de gang van zaken in een biomedisch laboratorium is gerelateerd aan dit blogje.

[1] Dit is echt ‘bij wijze van spreken’. Electronen kun je niet ‘zien’, ze zien er niet uit als balletjes en ze draaien waarschijnlijk al helemaal niet. Spin is een van de eigenschappen van electronen, maar het is een heel theoretisch/wiskundig concept.

5 reacties Een reactie plaatsen

Gedachtenexperimenten

Een van mijn favoriete gedachtenexperimenten is dat van het “hamer en aanbeeld”. Het is van Galileo Galilei die tot de conclusie was gekomen dat de valsnelheid niet afhankelijk is van het gewicht van een voorwerp. In de menselijke ervaring komen bewegende dingen vanzelf tot stilstand en vallen zware dingen sneller dan lichte. Dat het gewicht niet van invloed is op de valsnelheid was in de 16^e eeuw dan ook een revolutionair idee. Op de middelbare school leer je het met een “echt” experiment. Je docent heeft een buis met daarin een veertje en een kogeltje. Het veertje valt langzamer dan het kogeltje, de docent zuigt vervolgens de buis vacuüm en daarna vallen het veertje en de kogel wel even snel. Slaapverwekkend.

Het probleem met dat experiment, behalve dat het gewoonweg te snel gaat, is dat het voortbouwt op een idee waar Galilei helemaal niet over kon beschikken: dat van lucht en luchtdruk. Ja, zal je zeggen, maar hoe kan hij dat nou niet geweten hebben? Hij ademde toch, dan voel je de luchtdruk toch gewoon? Oh wat zou ik graag willen dat ik hem dat kon vragen, maar het idee dat lucht een gas is, uit bewegende deeltjes bestaat en dat het druk en wrijving uitoefent was nog niet geland in de 16e eeuwse wetenschap. Hij wist het niet.

Een echt experiment uitvoeren zat er dus ook niet in. Hij kon al niet op het idee komen van een vacuüm, laat staan dat hij het echt kon maken. Hij kon natuurlijk wel zware en lichte voorwerpen met dezelfde vorm laten vallen en in de praktijk dokterde hij zijn valtheorie uit met rollende ballen die van hellingen met verschillende steilheden rolden. Ook al niet iets dat tot de verbeelding spreekt.

Daarom bedacht hij het volgende gedachtenexperiment. Stel, zei Galilei, dat je een aanbeeld en een hamer aan elkaar knoopt. Ongeveer zo.

Valt dit geheel nu sneller of langzamer dan een aparte hamer en een apart aanbeeld? Als de hamer langzamer gaat, remt zij het aanbeeld en gaat het geheel dus langzamer dan het aanbeeld alleen. Maar het geheel van aanbeeld en hamer is zwaarder dan het aanbeeld alleen, dus zouden aanbeeld en hamer samen juist sneller moeten vallen. Het probleem kan worden opgelost door aan te nemen dat hamer en aanbeeld even snel vallen.

Prachtig, nietwaar? Een bewijs is het natuurlijk niet. Dan had de Griekse filosoof Zeno ook wel bewezen dat een pijl nooit tegen een muur geschoten kan worden en dat een konijn een schildpad nooit kan inhalen. Maar toch is het verschil tussen een goed experiment en een goed gedachtenexperiment kleiner dat je zou denken.

Een goed experiment, of je het nou uitvoert of niet, moet retorisch goed werken: het verhaal moet kloppen. Het experiment moet je gedachten zo op een spoor zetten dat de uitkomst werkelijk als een bom inslaat. De eerste stap in die vertelkunst in de vraag die het experiment stelt. Vallen zware voorwerpen wel echt sneller? Zetten mensen hun morele kompas onder druk van autoriteit uit, of in een groep? Het moeten als het even kan alledaagse, onschuldige vragen zijn. Het is voor het effect van het experiment namelijk belangrijk dat je het antwoord op de vraag allang denkt te weten. Als je geen verwachtingen hebt werkt een experiment niet. Daarom richten onderzoekers het experiment zo eenvoudig en zo puur in als het maar enigszins kan. Je denkt echt dat je zeker weet wat er uit gaat komen. Maar dan komt het natuurlijk. In de uitvoering blijkt het tegendeel. De ontluisterende uitkomst van een goed experiment is dat je al die tijd ongelijk had. Alle voorwerpen vallen even snel. De morele standvastigheid van de mens is flinterdun.

Ik kan erg genieten van goed ontworpen experimenten. Maar ik vind gedachtenexperimenten er toch de mooiste vorm van. Een gedachtenexperiment hoef je niet eens uit te voeren om het overtuigend te laten zijn. Vaak gaat dat natuurlijk mis. Veel theoretisch natuurkundigen zijn goed in gedachtenexperimenten. Einstein was er een kei in. Maar een van zijn bedenksels: het Einstein, Poldofsky, Rosen experiment werd later echt uitgevoerd en stelde hem in het ongelijk. Over dat experiment schrijf ik nog wel eens een blogje. Tot die tijd is het aan de makers van gedachtenexperimenten om te overtuigen zonder dat hun hersenspinsels in het echt getoetst kunnen worden.

Meer lezen?

Ik ga op de waarde van echte experimenten in Waardendragers. Ook mijn blogjes Eksters en Lableven raken aan dit onderwerp.

5 reacties Een reactie plaatsen

Memen

Memen vormen de spil in wat je wel een culturele evolutietheorie kan noemen. Richard Dawkins wijdt er in zijn boek ‘The Selfish Gene’ niet meer dan een hoofdstukje aan, maar het idee blijkt aanstekelijk en duikt op veel plekken op. Eigenlijk gebruikt Dawkins de evolutietheorie als metafoor voor de verandering van ons ‘gedachtengoed’. Memen – ideeën eigenlijk – verspreiden zich door communicatie en zijn onderhevig aan een cultureel selectieproces; net zoals genen zich door voortplanting verspreiden en aan natuurlijke selectie onderhevig zijn. Een soort heeft een genenpool, een cultuur een memenpool. Met het begrip memen in de hand kunnen allerlei concepten uit de evolutietheorie één op één ingezet worden voor het begrijpen van kennisontwikkeling.

Van mementheorie kun je van alles vinden, maar voor ik daar wat meer over zeg is het misschien goed om iets verder op de boodschap van het boek ‘The Selfish Gene’ zelf in te gaan. Dawkins is namelijk een reductionist pur sang. Het kernbetoog van Dawkins is dat de evolutie niet een evolutie van organismen of soorten is, maar een evolutie van genen. De genen vormen de bouwplannen van de organismen die ze gebruiken om de competitie met andere genen aan te gaan in hun strijd om het bestaan. Organismen zijn dus slechts “fenotypen”, machines die de genen (het “genotype”) om zich heen bouwen om zich succesvoller voort te planten. Alle zichtbare eigenschappen van die organismen zoals intelligentie of fysieke kracht zijn dus uiteindelijk terug te voeren op het succes van de genen die eigenschappen veroorzaken. Een gen in een sterk dier heeft nu eenmaal meer kans zich voort te planten dan een gen in een zwak dier. Het hele boek lang hamert Dawkins er in dat evolutie blind is; erg blind.

Terug naar de memen. De kracht van mementheorie zit vast in haar eenvoud en herkenbaarheid. Als soorten kunnen evolueren door toedoen van genen, waarom kunnen culturen dan niet evolueren door toedoen van memen? Memen springen van het ene naar het andere brein, planten zich daar, bevrucht door andere ideeën, voort en springen weer over. Sommige ideeën zijn succesvol en invloedrijk en springen van brein naar brein, andere ideeën zijn minder invloedrijk en zijn dus een kort ‘leven’ beschoren. Dit is een intuïtief idee en als de evolutietheorie zoveel verklaringskracht heeft voor het begrijpen van het ontstaan van soorten waarom kan mementheorie die rol dan niet voor de evolutie van culturen spelen?

Als metafoor vind ik mementheorie ook mooi. Ze lijkt erg op het idee van een kennisstroom dat ik eerder besprak. Het dwingt tot bescheidenheid over je eigen rol de ontwikkeling van ons gedachtengoed. Eigenlijk zegt mementheorie dat jouw ideeën niet bij jou ontspruiten, maar dat je ze te leen hebt en ze hooguit wat kan veranderen voor je ze weer de wereld in stuurt. Het beeld helpt ook om te begrijpen dat ideeënvorming iets is wat je samen doet. Je vormt ideeën door het gesprek aan te gaan met anderen; waarbij zowel de ideeën zelf als het gedachtengoed waarbinnen ze succesvol kunnen zijn zich moeten ontwikkelen. Een co-evolutie, zoals ook soorten en hun ecosysteem co-evolueren.

Maar, als theorie vind ik mementheorie nogal overschat. In tegenstelling tot genen kunnen we memen niet onder de microscoop leggen en bekijken hoe ze veranderen. Er zijn maar een beperkt aantal genen, terwijl er oneindig veel memen kunnen bestaan. De koppeling tussen genen en organisme lijken me veel harder dan die tussen memen en cultuur. Dawkins laat in zijn boek heel goed zien dat de evolutietheorie zijn kracht voor een belangrijk deel dankt aan de moderne interpretatie ervan en het wetenschappelijke apparaat dat daar omheen gebouwd is. Dat kun je niet zo maar overzetten naar de wereld van gedachten. In die zin is mementheorie op dit moment waar de evolutietheorie was toen Darwin hem net publiceerde. Een wervend inzicht en een begin, misschien.

Een goede theorie helpt vaak om de juiste vragen te stellen. Maar, ik vraag me af of mementheorie ons niet eerder op het verkeerde dan op het goede spoor zet. In mementheorie doet alleen de aanstekelijkheid van een idee er toe. Hoe we ideeën verwerken of verbeteren doet er niet toe. Het maakt niet uit hoe we aan informatie komen, hoe we leren en zelfs niet hoe we communiceren. De inhoud van de ideeën is ook niet van belang. Mementheorie vindt het niet interessant wie Martin Luther King was en wat er van zijn visie van belang is voor de mensheid. Het enige waar mementheorie zich op richt is hoe hij zijn ideeën kon verspreiden en mogelijk wat maakte dat ze in goede aarde vielen.

En dan is er nog die extra reductiestap. Dawkins betoog voor het organisme als fenotype: een machine die door de genen gebouwd wordt om zichzelf succesvoller te kunnen voortplanten is vrij overtuigend. In mementheorie kun je een zelfde stap zetten. Vaak worden dan instituten zoals de kerk aangehaald. Zijn dat niet ook hele complexe machines, met als enige doel de verspreiding van het idee van God? Is God niet gewoon een succesvolle meme, die de kerk gebruikt om zich te handhaven tussen andere ideeën? Overtuigde atheïsten vinden dit wel een mooi plaatje, maar hetzelfde recept kan je natuurlijk op elk instituut of cultuurdrager toepassen. TV kan je zien als memencentralisatie, boeken als memenconservatie, scholen zijn er om de meme van scholing voor te planten, universiteiten voor de meme van wetenschap, parlementen voor de meme democratie, en zo voort. Ik vraag me af wat we daar mee opschieten. Dat een cultuur rust op breed gedragen basisideeën is wel algemeen aanvaard; het woord mentaliteit verwijst daar ook naar. Het is ook wel een houdbare stelling dat cultuurdragers de manifestaties zijn van de basisideeën van een cultuur. We kunnen ook nog zeggen dat ze helpen om die ideeën in stand te houden, maar om dat nu het enige doel te noemen. Dat is misschien wat ongepast.

Terwijl je dit las hebben allerlei ideeën zich in je hoofd genesteld en lekker liggen seksen met andere ideeën. Sommige voortbrengsels daarvan zullen mij weer inspireren tot een nieuw blogje vol potentiële ideeënsex. Toch? Vergeet die dus niet te delen, voor het voorbestaan van onze cultuur 🙂

Meer Lezen?

Ik beschreef eerder 2 andere metaforen voor kennis in kenniscontainers en in kennisstroom.

Ook schreef ik al eens over de evolutietheorie zelf in evolutiesnelheid.

14 reacties Een reactie plaatsen

Kennisstroom

Metaforen zijn belangrijk voor de manier waarop we dingen begrijpen. Daarom is het misschien goed om eens stil te staan bij de metaforen die we voor kennis hebben. In dit blogje wil ik me daarbij richten op het idee van een kennisstroom. Ik kwam het woord tegen in een boek door Joan van Aken en Daan Andriessen, waar het samen met het begrip praktijkstroom gebruikt wordt. Mooi vind ik dat: de kennis en de praktijk die steeds veranderen, zich altijd maar ontwikkelen en elkaar beïnvloeden. Zo brengen van Aken en Andriessen het tenminste. In dit blogje wil ik nog een stap verder gaan en puur eens nadenken over wat het betekend om kennis als een stroom te zien en niet als een bouwwerk of iets heel anders. Dat is niet per sé zoals het in het boek beschreven staat natuurlijk, maar het geeft misschien wel te denken.

Het eerste wat in je gedachten komt bij een stroom is natuurlijk dat het niet ophoudt. Bij een stroom denk ik aan de Rijn of Maas, die steeds nieuwe dingen met zich mee brengen. In een stroom verdwijnen dus ook weer dingen. Dat idee staat wel op gespannen voet met het idee dat wetenschappelijke kennis voor de eeuwigheid is, maar in een technische wetenschap, zoals de mijne is, het idee van tijdelijkheid weer heel normaal. Met het voortschrijden van de techniek, veranderd ook de kennis er over.

Wat ik ook mooi vind aan het beeld van een kennisstroom is dat het je als wetenschapper tot bescheidenheid dwingt over je bijdragen. In een vorig blogje stelde ik al dat er wereldwijd zo’n 5000 wetenschappelijke artikelen per dag worden gepubliceerd. Over een stroom gesproken! Ik werk vaak een jaar of meer aan een wetenschappelijk artikel. En al dat werk ten spijt is het dus maar één van de duizenden steentjes in de stroom in plaats van een rotsvast anker dat mijn unieke ideeën voor eeuwig vast legt. Verreweg de meeste artikelen zullen verdwijnen in de stroom en over een tijdje totaal vergeten zijn. Een enkel artikel heeft misschien een andere werking. Deze zal een verandering veroorzaken, omdat het tegen de heersende ideeën ingaat (en opgepikt wordt, wat zelden zo is). Maar verreweg de meeste artikelen ondersteunen de bestaande stroom door die voort te drijven. Of dat nou nut heeft of niet.

Wat ik zelf interessant vind aan het idee van kennis als stroom is dat kennis in deze visie wel verandert maar niet groeit. Een stroom heeft misschien een oorsprong, ze kan groeien, maar eeuwigheidswaarde heeft het allemaal niet. Ik denk wel eens dat er bepaalde ideeën bestaan die steeds terugkeren, omdat mensen er nou eenmaal opkomen: zoals idealisme of empirisme en waar nieuwe mensen steeds weer nieuwe woorden aan geven om hun tijdgenoten te overtuigen. Die ideeën zijn dan wel ‘eeuwig’ maar ze zijn eerder geleend dan bedacht. Plato was heus niet de eerste idealist en er komt ook geen laatste idealist. Er is eerder een bedding voor idealisme, steeds nieuwe ideeën vinden via idealisme hun weg.

Ik denk dat een kennisstroom een goede metafoor is voor kennis, maar ik merk ook dat ik het makkelijker vind om onze gemeenschappelijke kennis als stroom te zien, dan om mijn eigen kennis zo te zien. Natuurlijk stromen er ook ideeën door mijn hoofd, ongeveer zoals ik dat hier beschreven heb, maar het idee dat mijn gedachten alleen maar langs komen, in plaats van dat ik daar sturing aan geef, zit me dwars. Ik zou willen dat mijn ideeën, die ik met moeite uit de wildernis gebikt heb, bouwstenen zijn en dat mijn kennis een stevig bouwwerk wordt, in plaats van iets wat gewoon maar langs rolt. Ik denk dat dat gevoel: dat je het anders zou willen; dat je wil dat je werk er toe doet, de reden is waarom we kennis vaker als gebouw dan als stroom zien. Jammer eigenlijk.

Meer lezen.

Dat en hoe metaforen belangrijk zijn voor ons begrip besprak ik in in mijn blogje metaforen voor het leven. In kenniscontainers besprak ik de bekendste kennismetafoor ‘het brein als container’. Het idee van de ‘groei van kennis’ besprak ik in groeit kennis? Ik sprak over empirisme en idealisme in het blogje waarheidsinjecties.

Het boek van van Aken en Andriessen waar ik het idee van een kennisstroom uit haalde heet: Handboek ontwerpgericht wetenschappelijk onderzoek: wetenschap met effect. Boom Lemma uitgevers, 2011.

8 reacties Een reactie plaatsen

Lableven

In het begin van het boek verontschuldigd Bruno Latour zich haast aan de werkemers van het laboratorium waar “Laboraratory Life” over gaat. Niets uit het boek, zo zegt hij, zal hen verbazen: het boek geeft gewoon een beschrijving van hun werk zoals zij dat uitvoeren, iets nieuws zullen ze daar dus niet van leren. Is Latour hier oprecht? Ik vermoed van wel maar hij weet ook donders goed hoe zo’n positionering retorisch werkt. “Laboratory life” is een klassieker in de wetenschapssociologie. Om dat te kunnen begrijpen moet je het boek misschien in zijn tijd kunnen plaatsen. We spreken hier het einde van de jaren 70. Wetenschap is in die tijd uitgegroeid tot het miljoenenbedrijf dat het nu nog is. In de jaren 70 komen de sociale wetenschappen tot grote bloei. Er is optimisme over de maakbaarheid van de samenleving en goede sociaal wetenschappelijke kennis speelt daarin een grote rol – net zoals onze kennis van de natuur eerder de techniek heeft voortgestuwd.

Een van de projecten die deze sociale wetenschappers oppakken bevraagt de status van wetenschappelijke kennis. Een dominante opvatting van wetenschap is het “positivisme”. De wetenschap beroept zich van oudsher op een aanpak die tot zekere, ware, kennis kan leiden. De positivistische mythe is dat de wetenschap slechts feiten bloot legt: het is een neutrale, objectieve onderneming waarin de wetenschapper slechts een instrument is. In de kritische jaren 70 komt er een tegenbeweging op gang die het sociaal constructivisme heet. Volgens het sociaal constructivisme zijn feiten geen waarheden die toevallig ontdekt zijn door wetenschappers, maar als de uitkomst van complexe sociale processen waarin machtsstructuren en onderhandelingen een belangrijke – zo niet allesbepalende – rol hebben. Veel sociaal constructivisten hebben een relativistische wetenschapsvisie. In deze visie houden we dingen niet waar omdat ze “bewezen” zijn, maar omdat de aanhangers van een bepaalde theorie toevallig sterker zijn gebleken dan de tegenstanders.

En dan krijgt Bruno Latour, een jonge antropoloog de kans om twee jaar lang door te brengen in een biomedisch laboratorium. Hij bestudeert de wetenschappers alsof ze een onontdekte stam zijn. Hij probeert grip te krijgen op hun werkprocessen, hun gebruiken en cultuur en hij geeft antwoord op een actuele vraag: hoe komen feiten nu precies tot stand? In Laboratory Life schetst Latour een beeld van het lab als een productiebedrijf van wetenschappelijke teksten. Alle activiteiten zijn er op gericht invloedrijke wetenschappelijke publicaties te schrijven. Daarvoor worden met de grootste zorgvuldigheid metingen verricht en geïnterpreteerd.

Een belangrijk thema in het boek is de rol van theorie, of bestaande feiten, in de constructie van nieuwe feiten. De apparatuur in het laboratorium bijvoorbeeld. De metingen die deze apparaten doen bouwen sterk op bestaande kennis uit de natuur- en scheikunde en hun resultaten kunnen niet zonder deze kennis geïnterpreteerd worden. Meetmachines zijn gematerialiseerde theorie. Verderop in het boek laat Latour zien hoe, in een zeer uitgebreid programma een poging gedaan wordt de werking een bepaald hormoon aan te tonen. Vanaf het moment dat het hormoon gemeten kan worden en als feit verondersteld wordt ontstaat er bloeiend wetenschappelijk programma om het hormoon heen.

Latour beschrijft het lab dus als een hermetisch bolwerk, waarin specialistische kennis nodig is om specialistische kennis te krijgen en waarin feiten vooral gewaardeerd worden om hun vermogen nieuwe feiten op te leveren. Reputatie speelt bij deze acceptatie van feiten een allesbepalende rol. Latour laat zien hoe reputatie op micro niveau in het lab de uitkomst van discussies beïnvloed en hij maakt ook een macro analyse van de rol van reputatie in het grotere wetenschappelijke bedrijf. Je reputatie hangt af van de waardering die je vakgenoten opbrengen voor je werk, hetgeen weer sterk samenhangt met de vruchtbaarheid van je bevindingen voor het doen van nieuwe bevindingen. Ook dit versterkt zichzelf: met reputatie komt geld om onderzoek te doen en met de resultaten van dit onderzoek komt reputatie.

Het briljante van Laboratory Life is dat Latour met zijn gedetailleerde empirische studie een gevoelige klap uitdeelt aan beide kampen uit die tijd. Zowel de positivisten als de sociaal constructivisten moeten zich na het lezen van het boek achter de oren krabben. De positivisten halen bakzeil omdat het knap moeilijk is om na het lezen van Laboratory Life nog te beweren dat wetenschappelijke feiten niet sociaal geconstrueerd zijn. Latour laat immers in detail zien hoe deze constructie plaats vindt. Maar de relativistische sociaal constructivisten komen er niet beter af. Het is na het lezen van het boek ook gans onmogelijk om te stellen dat feiten slechts sociale constructies zijn. Het hele boek ademt de zorg en betrokkenheid van de wetenschappers bij het waarheidsproject dat zij in het lab aan het uitvoeren zijn. Als zij meer dan anderen de waarheid in pacht beweren te hebben, is het niet omdat zij “toevallig” gewonnen hebben: ze hebben er harder en met meer wetenschappelijke zorgvuldigheid aan gewerkt.

Latour moet geweten hebben dat zijn werk een grote controverse zou kunnen veroorzaken. Waarom is het boek dan zo bescheiden van toon? Het antwoord is simpel. Latour gebruikt bescheidenheid om zijn interpretatie van het leven in een laboratorium kredietwaardig te maken: hij wil dat we het lezen als een feitelijk relaas, niet als een betoog dat een bepaalde visie ondersteund. Juist daarmee slaagt hij er in om zulke rake klappen uit te delen aan de verschillende visies die er over het wetenschappelijk werk bestaan. Door al zijn bevindingen oncontroversieel te verklaren – zeker voor de werknemers van het lab zelf – portretteert hij zijn eigen werk als feitelijk. En feiten zijn nu eenmaal moeilijk te negeren.

Nog even dit. Zowel vanwege haar inhoud als vanwege haar subtiele retoriek vind ik dat elke wetenschapper Laboratory Life gelezen zou moeten hebben.

Meer lezen?

Dit blogje is gebaseerd op de meest recente versie van: Latour, Bruno, and Steve Woolgar (2013) Laboratory life: The construction of scientific facts.

Ik schreef eerder over wetenschapsfilosofie in waarheidsinjecties en over de macht en kracht van de experimentele wetenschap in Eksters en waardendragers.

12 reacties Een reactie plaatsen

Groeit Kennis?

Er worden elke dag ongeveer 5000 wetenschappelijke artikelen gepubliceerd. Dat is geen exact getal want er bestaan alleen schattingen van de aantallen gepubliceerde artikelen – zoveel zijn het er: duizelingwekkend veel. Met dit soort getallen is het meer de vraag of kennis ons niet boven het hoofd groeit dan of kennis überhaupt groeit, maar ik wil me in deze blog toch even tot die tweede vraag beperken.

Iemand die zich erg sterk gemaakt heeft voor de groei van kennis is wetenschapsfilosoof Karl Popper. Popper vindt dat wetenschappelijke kennis moet groeien om wetenschappelijk te kunnen zijn. In “The Growth of Scientific Knowlegde” schrijft hij:

“Ik ben van mening dat voor het rationele en empirische karakter van wetenschappelijke kennis een voortdurende groei essentieel is en dat wetenschap dat karakter zal verliezen, wanneer zij niet langer groeit. Want wetenschap is rationeel en empirisch vanwege de manier waarop zij groeit, vanwege de manier waarop haar beoefenaren tussen de beschikbare theorieën een onderscheid maken en de beste er van uitkiezen.” (Popper, 1978)

Het is misschien goed om even stil te staan bij wat Popper hier zegt. Voor Popper is wetenschap een vorm van proefondervindelijk leren. Steeds moeten we onze kennis aan nieuwe tests onderwerpen. Popper wil dat we proberen om de fouten in wat wel weten op te sporen en te herstellen en dat proces is wat zorgt dat kennis groeit. Met groei van kennis bedoelt Karl Popper dus niet het verzamelen van meer en meer gegevens; ongeveer zoals je ook steeds meer spullen in huis krijgt. Popper doelt op het verbeteren en vervangen van theorieën over die gegevens; ongeveer wat er gebeurd als je je spullen in huis herschikt en opruimt. Voor Popper is de groei van kennis dus ook de groei van de kwaliteit of misschien zelfs de waarheid van wat we weten en niet persé dat we over meer onderwerpen iets weten of meer verschillende dingen weten over een onderwerp.

Als je dit idee toepast op je eigen kennis dan zie je meteen dat er iets tegenstrijdigs in zit. Popper zegt eigenlijk dat kennis die je vaak in twijfel trekt beter is dan kennis waar je dat niet mee doet. Onzekere kennis is volgens Karl Popper ‘wetenschappelijker’ dan zekere kennis. In het dagelijks leven zijn we meestal veel te zeker van onze zaak. Ik weet bijvoorbeeld zeker dat mijn moeder echt mijn moeder is, dat mijn konijnen elkaar lief vinden en dat mijn vrouw niet vreemd gaat. Ik doe dus ook geen enkele moeite om dat te toetsen waardoor de eerlijkheid van mijn moeder, mijn trouwe vrouw en de vriendschap tussen mijn konijnen meer een kwestie van geloof zijn dan een vorm van wetenschap. Het is in Poppers visie nu eenmaal niet ‘empirisch’ en ‘rationeel’ om te geloven dat mijn konijnen elkaar lief vinden als ik ze dat niet af en toe vraag.

Maar wetenschappers zijn ook vaak veel te zeker van hun zaak. Het merkwaardige van de visie van Popper is dat wetenschap zichzelf zo uitholt. Elke wetenschappelijke stroming heeft een harde kern van ideeën die eigenlijk niet meer in twijfel getrokken worden: de wetten van Newton bijvoorbeeld of de principes achter de evolutietheorie. Gaandeweg zijn deze ideeën zo geaccepteerd geworden dat je je moet afvragen of ze in Poppers visie nog wel wetenschappelijk zijn. Er is heel erg veel (nieuwe) wetenschap gebaseerd op deze ideeën, maar omdat wetenschappers ook graag iets nieuws willen ontdekken toetsen ze de basisideeën niet meer. Dat maakt die basisideeën, in Poppers termen dus minder rationeel en empirisch. Wat wel getoetst word zijn allerlei ideeën die in meer of mindere mate afgeleid zijn van kernideeën. We hebben dus een helverlichte ring van echt wetenschappelijke ideeën rondom een donkere kern van puur geloof.

Misschien is het goed dat het zo gaat. Een mens kan nu eenmaal niet aan alles twijfelen. Maar misschien is die combinatie van niet betwijfelde harde kernen met daaromheen ringen van twijfels wel het gevolg van een misverstand over wat ‘groei’ van kennis eigenlijk is. Misschien moeten we ons, als we het idee van groei dat Popper naar voren brengt serieuzer nemen ons minder op de ringen richten en wat meer op de kernen. Zijn we het niet aan onze stand verplicht om ook die basiskennis in twijfel te blijven trekken en in Popperiaanse zin aan proeven te onderwerpen? Hoeveel van die 5000 artikelen per dag doen dat nog?

Meer lezen?

Het citaat in dit blogje kwam uit:

Popper, Karl R. De groei van kennis. Boom Koninklijke Uitgevers, 1978.

In Grenzen ga ik in op de groei van kennis in een vakgebied. De groei van de wetenschap als geheel bespreek ik in Big Science. De groei van kennis, zoals de meeste wetenschappers het invullen, is misschien wel een wetenschappelijke mythe. net zoals die over Stokoude Kennis, die ik in een eerder blogje oppakte. Ook de toenemende specialisatie in de wetenschap, die ik in Helpt Specialiseren? besprak, is gerelateerd aan het idee van de groei van kennis.

9 reacties Een reactie plaatsen

Evolutiesnelheid

De evolutietheorie is misschien wel de meest bekende wetenschappelijke theorie en ze is bedrieglijk eenvoudig, waardoor er veel misverstanden over bestaan – ook bij geleerden. Een van de misverstanden over evolutie waar ik me het meest aan erger is dat het een langzaam proces is. Dat idee leidt tot allerlei denkfouten. Wat je bijvoorbeeld hoort en leest is: de evolutie gaat langzaam en daarom zijn we nog niet aangepast aan onze omgeving vol met computers en andere nieuwe media. Onze genen zijn immers afgestemd op een jagers- verzamelaarsleven op de steppe. Misschien denk je nu: “Ja maar dat klopt toch gewoon? Waar heb je het over”. Nou, dat zal ik uitleggen.

Hoe snel gaat evolutie? Dat hangt van een aantal dingen af. Allereerst zijn er twee soorten evolutie waar je rekening mee moet houden: selectie van genen binnen een soort en verandering van genen zelf. Het eerste proces kan heel snel gaan. Darwin merkte dit in de Origin of Species al op: fokkers die consequent het nageslacht van dieren op bepaalde eigenschappen selecteerden slaagden er binnen een paar generaties al in een soort te veredelen. Laten we deze vorm van evolutie maar even soortveredeling noemen – ook als het om de mens gaat en de natuur de selectie doet en niet een fokker. Soortveredeling komt in de natuur bijvoorbeeld voor als de omstandigheden snel veranderen. Bijvoorbeeld als er andere roofdieren in de omgeving gaan leven. Het gaat niet van de een op de andere dag, maar als we 20 jaar voor een mensengeneratie rekenen kan een snelle soortveredeling van de mens in een paar eeuwen (10-20 generaties) plaats vinden.

Laten we de tweede vorm van evolutie, het veranderen van genen, maar even genverbetering noemen. Dit proces gaat veel langzamer. Nieuwe genen ontstaan door kopieerfouten, die erg weinig voorkomen en die bovendien vaker negatief dan positief uitpakken. Bovendien moet een eventueel succesvol nieuw gen zich nog over de hele populatie verspreiden. Nu worden er per jaar meer dan 100.000 mensen geboren. Dus is het geen gekke gedachte dat er elke generatie tenminste één positieve gen-mutatie plaats vind. Die moet zich vervolgens wel over 6 miljoen mensen verspreiden, wat zeker meer dan 20 generaties duurt. Maar de mens stapte ongeveer 10000 jaar geleden, 50 generaties dus, over op de landbouw. Een ‘landbouw gen’, bijvoorbeeld voor tolerantie tegen lactose heeft dus wel degelijk kans gehad zich over de mensheid te verspreiden.

Zelf denk ik dat het snellere proces van soortveredeling veel belangrijker is dan genverbetering. Natuurlijk hebben we onze genen nog niet aangepast aan iPads, maar veel eigenschappen die handig zijn bij het omgaan met iPads zitten allang in onze gemeenschappelijke genenpool: intelligentie, de mogelijkheid om te gaan met prikkels, abstract redeneren en een reeks andere dingen die handig zijn om met iPads om te kunnen gaan, waren op de steppe ook al handig, en kunnen zich nu gewoon via soortveredeling versterken. Bovendien is die iPad ook niet uit de lucht komen vallen, maar één teken van een maatschappij die allang aan het veranderen is. Lezen doen we sinds de Grieken, de drukpers is in de 16^e eeuw uitgevonden, radio bestaat al meer dan een eeuw. Als omgaan met grote hoeveelheden informatie de mensheid verder helpt dan is de versterking van die genen allang aan de gang.

Ik denk dat het fair is om te stellen dat technologische ontwikkelingen sneller gaan dan de evolutie, maar we moeten niet net doen alsof de mens nog altijd een steppemens is. Dieetgoeroes die stellen dat ons lijf gebouwd is op het eten uit de prehistorie stappen over 10.000 jaar evolutie heen die er echt wel toe doen. Bovendien moeten we niet net doen alsof een technologische uitvinding, zelfs zoiets baanbrekends als het internet,totaal nieuwe dingen van ons mensen vraagt. Een wereld met internet vraagt niet ineens om andere lichaamsdelen, andere perceptie vermogens of intelligentie. Hooguit hebben we een beetje meer nodig van iets dat we al veel langer gebruikten. Evolutie gaat sneller dan je denkt en zelfs als het langzamer gaat dan de ontwikkeling van de technologie, wil dat niet zeggen dat evolutie iets van het verleden is. Onze soort evolueert nog steeds, in een gestaag tempo, elke dag; en zelf vind ik dat een prettige gedachte.

10 reacties Een reactie plaatsen