Fundamentele Kennis | Kennis in Actie

De week waarin de Nobelprijzen worden uitgereikt vind ik altijd spannend. Zelf ben ik natuurlijk geen kanshebber en vaak ken ik de prijswinnaars ook helemaal niet. Maar de Nobelprijs is een bijzondere prijs. Zeker de prijzen voor natuur en scheikunde – en vaak ook die voor economie – zetten onderzoek in het zonnetje dat toen het werd uitgevoerd heel fundamenteel en soms onzinnig leek, maar waarvan door de jaren heen gebleken is dat er veel nuttige toepassingen uit zijn voortgevloeid. Dat is vrij uitzonderlijk: veel fundamenteel onderzoek is helemaal niet zo direct tot toepassingen te herleiden; en het levert altijd een mooi verhaal op: hoe een of andere bizarre zoektocht van een of andere wetenschapper ons uiteindelijk allemaal raakt.

Dit jaar ging de Nobelprijs voor de chemie bijvoorbeeld naar John Goodenough, Stanley Whittingham en Akiray Yoshina voor fundamenteel onderzoek dat de basis legde voor de oplaadbare batterijen in onze telefoons en andere draagbare apparaten – en natuurlijk elektrische auto’s. Dit werk stamt uit de jaren 70 van de vorige eeuw. Geen van deze moderne toepassingen was in die tijd in het zicht. Het was toen al prachtig werk, en het bleek een noodzakelijke schakel te vormen in latere technische ontwikkelingen die het gezicht van de huidige tijd bepalen. .

Of niet? Hoewel veel mensen de Nobelprijs op deze manier aangrijpen om het belang van fundamenteel onderzoek voor de maatschappij nog eens te onderstrepen, denk ik dat ze het Nobel-verhaaltje te serieus nemen. Natuurlijk ben ik een voorstander om stevig te investeren in fundamenteel onderzoek, maar dat er soms jaren later nuttige toepassingen uit voortvloeien vind ik een slecht, onwetenschappelijk, argument voor dat type onderzoek.

De drogredenering die onder de letterlijke interpretatie van het Nobelprijsverhaaltje zit doe ik uit de doeken in mijn blogje stokoude kennis . Zoals ik daar al stel: je kunt voor elke bestaande toepassing wel fundamentele kennis aanwijzen die er aan ten grondslag ligt, maar dat zegt niet zoveel. In verreweg de meeste gevallen was die toepassing er ook wel gekomen zonder dat specifieke stukje onderzoek. Soms omdat de toepassing ronduit voor de kennis uitliep: de ontwikkeling van de thermodynamica is een gevolg van de ontwikkeling van de stoommachine en niet andersom, maar meestal omdat de anders gewoon iets later door andere wetenschappers ontwikkeld zou zijn. Niemand is onmisbaar voor de tand des tijds, die kan echt wel wachten op de tweede of derde uitvinder.

Je kunt dus wel fundamenten aanwijzen bij een bepaalde toepassing, maar daarmee heb je geen bewijslast aangeleverd voor de stelling dat dat specifieke onderzoek een noodzakelijke of zelfs maar een belangrijke schakel was in de ontwikkeling van die toepassing. Het beste wat je achteraf kan zeggen is dat het best van pas kwam. Het belang van fundamenteel onderzoek in het algemeen kun je er al helemaal niet uit afleiden, want dan moet je ook al dat fundamentele onderzoek meerekenen waar nooit iets nuttigs uit is voortgevloeid.

Daar komt nog bij dat de Nobelprijs met zevenmijlslaarzen door de geschiedenis fietst. Het is niet het oorspronkelijke, nogal explosieve, 2 V batterijtje van Wittingham dat in onze telefoons zit. Voor dat die gemaakt kon worden waren nog honderden of misschien wel duizenden nieuwe ontdekkingen en ontwikkelingen nodig. Er ging niet voor niets 50 jaar overheen. Hoe verhoudt de mankracht die in het fundamentele onderzoek zit zich eigenlijk tot de mankracht die nodig was om die batterijen echt werkend te krijgen?

Je kunt allerlei redenen hebben om fundamenteel onderzoek in het zonnetje te zetten. Dat er soms mooie toepassingen uit voort komen spreekt tot de verbeelding, maar het is misleidend. De rol die het betreffende onderzoek écht heeft gespeeld voor die toepassingen is niet precies te achterhalen en vermoedelijk relatief klein.

Natuurlijk kunnen toepassingen en fundamentele kennis elkaar informeren en het is een Nobel-feestje waard om die bevruchting te vieren, maar dat feestje deugt op haar beurt niet als rechtvaardiging voor het bestaan van fundamenteel onderzoek. Daarom denk ik dat het contraproductief is om (oud) fundamenteel onderzoek te rechtvaardigen door te wijzen op moderne toepassingen. Als het argument niet klopt prikt iemand er op een dag doorheen.

Ik denk dat het beter is om het nut van fundamenteel onderzoek te verdedigen aan de hand van de waarde die het in het hier en nu voor ons heeft. Er zijn verschillende manieren waarop je dit kan doen, maar ik zie het nut van fundamenteel onderzoek vooral vanuit zijn invloed op ander onderzoek. In fundamenteel onderzoek verkennen we wegen die we niet zouden verkennen als we ons druk maakten over toepassingen. Fundamenteel onderzoek vergroot zo onze horizon; het maakt ons slimmer. Als fundamenteel onderzoek andere wetenschappers, fundamenteel, of toegepast op een nieuwe manier aan het denken zet is het goed onderzoek.

En of het ooit de lange weg naar een praktische toepassing vind? Ach.

Meer lezen?
In stokoude kennis bespreek ik uitgebreider waarom de toepassingen van nu niet herleidbaar zijn tot de oude kennis van toen. Ik ben van plan een blogje te schrijven over valorisatie waar ik nog eens in ga op kennis die wel tot toepassingen moet leiden.

Voor de informatie over de Nobelprijzen van dit jaar heb ik vooral gebruik gemaakt van het artikel daarover in het NRC, ik kende het onderzoek zelf niet voor de prijs uitgereikt werd. Ik heb me in deze post geconcentreerd op de verbinding die in de Nobelprijzen wordt gelegd tussen onderzoek en toepassing, maar ook andere aspecten van de Nobelprijs, zoals de focus op een individueel genie zijn kritiek waar. In Chemistry World verscheen daarover dit artikel.

Hoe wapenen wetenschappers zich tegen de tijd? In mijn vorige blogje betoogde ik dat wetenschappelijke kennis een halfwaardetijd heeft: hoe belangwekkend een vinding ook is, over tijd wordt de waarde ervan langzaam minder. Hierdoor zitten onderzoekers in een lastig spanningsveld.

Immers:

1 het kost (veel) tijd en moeite om aan nieuwe kennis te komen

2 die kennis gaat maar een beperkte tijd mee

Hoe gaan ze daar eigenlijk mee om? Hoe zorgen ze dat de kennis die ze opleveren de moeite waard is, ook als ze een houdbaarheidsdatum heeft? Ik denk dat er een paar strategieën te bedenken zijn die onderzoekers tot hun beschikking staan. Je zou aan elke strategie een type onderzoeker kunnen toekennen en misschien ook van elke strategie kunnen zeggen in welke disciplines ze het meest gangbaar zijn, maar ik denk dat de meeste onderzoekers een combinatie van deze strategieën gebruiken.

1 De fundamentswerker: richt je op het ontwikkelen van fundamentele kennis

Zou het niet wat zijn om zoiets als de evolutietheorie of de wetten van de logica ontdekt te hebben? Het fijne van het ontwikkelen van dit soort fundamentele kennis is dat deze op allerlei problemen toepasselijk is en daardoor ook lang meegaat. Deze theorieën hebben een lange halfwaardetijd, waardoor het de moeite waard kan zijn om veel te investeren in het maken ervan.

Jammer genoeg komen deze fundamentswerkers, verschillende hindernissen tegen. Zo is het een strategie met een hoog risico. Ik zou helemaal niet durven beweren dat fundamentele kennis in het algemeen een langere halfwaardetijd heeft dan toegepaste kennis in het algemeen. Dan moet je ook alle fundamentele theorieën meetellen die ooit bedacht zijn, maar die al snel niet bleken te kloppen of die niemand ooit begrepen heeft waardoor toepassingen uitbleven. Het is dus een beetje alles of niets: als het lukt gaat je theorie een hele tijd mee, maar verreweg de meeste fundamentele theorieën die bedacht zijn, zijn nooit of amper gebruikt.

Een tweede nadeel van deze strategie is dat fundamentele kennis vaak abstract en algemeen is. Daardoor is ze niet direct toepasbaar en haar toepasbaarheid is moeilijk te voorspellen. Als je een onderzoeker op radio geprikkeld hoort reageren op de vraag naar (latere) toepassingen van een onderzoeksprogramma dan weet je bijna zeker dat je met een fundamentswerker te maken hebt. Voor dit soort onderzoekers leiden toepassingen immers alleen maar af van de kern van de zaak. Toch is de vraag naar mogelijke toepassingen een goede vraag die een doordacht en concreet antwoord verdiend. Fundamentele kennis ontleent zijn waarde namelijk aan toepassingen; een toepassing zonder fundament is een heel stuk waardevoller dan een fundament zonder toepassingen.

2 De tijdreiziger: richt je op toepassingen die ver in de toekomst liggen

Een alternatieve strategie, die door engineers veel wordt toegepast, is om je op een verre toekomst te richten. Voor dit soort onderzoekers tellen toepassingen wel degelijk, dus proberen ze op een andere manier tijd te winnen. Dit doen ze door alvast vooruit te werken; aan een toepassing die “ergens in de toekomst” mogelijk kan worden. Hoe verder dat punt in de toekomst ligt hoe meer tijd de onderzoekers kunnen steken in het ontwikkelen van de kennis die er voor nodig is.

Er zijn drie overduidelijke nadelen aan deze strategie die alledrie te maken hebben met het feit dat de toekomst nu eenmaal onvoorspelbaar is.

Het eerst nadeel dat deze tijdreizigers hebben is dus dat de toepassing waar je aan werkt er misschien wel nooit gaat komen. Veel onderzoekers brengen tegen dit bezwaar dat de kennis die voor de ene toepassing ontwikkeld wordt ook heel nuttig kan zijn bij het maken van andere toepassingen. Helaas kleven er aan dit tegenargument dezelfde bezwaren als aan fundamenteel onderzoek. Dat er wel eens nuttige kennis gekomen is uit het maken van nutteloze toepassingen betekent nog niet dat het in het algemeen een effectieve manier is om aan je kennis te komen. Daarvoor zijn er gewoon teveel mislukkingen.

Het tweede nadeel is dat de technologie die beschikbaar is op het moment dat de toepassing er komt niet de technologie is die je nu moet gebruiken om de toepassing te demonstreren. Het zou dus zomaar kunnen zijn dat de kennis die je nu ontwikkeld niet de kennis is waarmee de uiteindelijke toepassing mogelijk wordt.

Het derde nadeel is dat niet alleen de komst van je toepassing zelf en de technologie waarmee die gerealiseerd moet worden onzeker is, maar ook toepassingscontext waar je het ding voor maakt veranderd. Mensen krijgen andere behoeftes en er komen andere technische mogelijkheden waardoor je toepassing overbodig. .Je kunt aan een toepassing voor het jaar 2300 werken zoveel je wilt, maar of mensen in dat jaar echt zitten te wachten op hydrofibrilators is natuurlijk maar de vraag. We bedenken oplossingen voor de wereld van nu, maar in de toekomst zijn andere problemen waarschijnlijk belangrijker.

3 De ontdekkingsreiziger: zoek onbekend terrein op.

De eerste twee strategieën richtten zich er op om kennis op te leveren die lang mee kan, maar je kan ook proberen om sneller aan nieuwe kennis te komen.

Één manier om dat te doen is om volledig onbekend terrein op te zoeken. Als je aan een heel nieuw onderwerp werkt is elk nieuw inzicht een belangrijke ontdekking. Bovendien zullen anderen, zodra die zich op het door jou gevonden, gemaakte of verzonnen terrein begeven, jouw kennis als leidraad nemen. Wat volledig onbekend terrein is veranderd steeds. Vlak na de oorlog was werk aan computers helemaal nieuw, enkele jaren terug was neuropsychologie zo’n onontgonnen terrein.

Maar ook deze wetenschappelijke ontdekkingsrezigers staan bloot aan verschillende gevaren. Zo kan het zijn dat niemand ooit geïnteresseerd raakt in jouw stukje van de kenniswereld. Of, wat vaker voorkomt, dat een andere onderzoeker hetzelfde terrein verkend zonder te weten dat jij er al ooit geweest bent. Een beetje zoals captain Cook na Abel Tasman opnieuw Nieuw Zeeland ontdekte, maar, in tegenstelling tot Tasman, die gewoon weer weggevaren was, er wel een kolonie stichtte. Tot slot kan de toegankelijkheid van het nieuwe terrein natuurlijk tegenvallen. De subjectieve beleving van huisvliegen is een erg interessant nieuw studieterrein, waar elk inzicht belangwekkend is, maar het blijkt toch nog knap lastig die eerste stapjes te zetten.

4 De kennismakelaar: spreek nieuwe doelgroepen aan met bestaande kennis.

Een laatste strategie is om kennis op een slimme manier te hergebruiken. De wetenschap is een verkokerde wereld waar groepen wetenschappers onafhankelijk van elkaar aan gelijksoortige problemen werken, vaak zonder oog te hebben voor elkaars werk. Een strategie is dus om kennis uit een ander, vergelijkbaar, vakgebied toegankelijk te maken voor onderzoekers in je eigen vakgebied, door het op een slimme manier te herverpakken.

Ook deze kennismakelaars komen hobbels op de weg tegen. Zo kan het voorkomen dat de herverpakte kennis helemaal niet herkend wordt als de oplossing voor een probleem in het eigen vakgebied. Of dat erkenning voor het overbruggen van de twee vakgebieden uitblijft: de kennismakelaar zit immers ook tussen twee gemeenschappen in maakt van beide niet echt volwaardig deel uit. En dan is er nog het probleem dat als de brug naar een aanpalend vakgebied eenmaal geslagen is anderen ook gemakkelijker de weg zullen kunnen vinden. Waardoor die eerste brug ook weer snel achterhaald kan zijn.

Tot slot

Ik ben bij het schrijven van dit blogje steeds uitgegaan van wetenschappers, maar ik denk dat een veel bredere groep kenniswerkers dit spanningsveld zullen herkennen. Een compleet overzicht is dit dus zeker niet. Als je vanuit je eigen praktijk dingen toe te voegen hebt dat houd ik me erg aanbevolen!

Meer lezen?

Dit blogje is een vervolg op mijn blogje over halfwaardetijd. Ik schreef eerder impliciet over ontdekkingsreizigers en kennismakelaars in helpt specialiseren. De explosieve groei van wetenschap maakt de tijdsklem alleen maar nijpender. Iets wat ik in Big Science al besprak. In stokoude kennis ging ik in op de mythe dat kennis tijdloos is.

De titel van dit blogje is geleend van de gelijknamige roman van David Mitchell waarin twee rivaliserende groepen verschillende (magische) stratgieën toepassen om het eeuwige leven te hebben en zo aan de tand-des-tijds te ontsnappen. Het leek me niet zo passen om in dit blogje in te gaan op het boek zelf, maar het is zeker lezenswaardig. Het woord hidrofibrilator leende ik uit een liedje Waar blijft de tijd? van Kees Torn.