Streven. Jaargang 60

[p. 637]

Wetenschap binnenste buiten
Uitvindingen of ontdekkingen?
Geert Verschuuren

Wetenschappelijk onderzoek maakt op de buitenwereld vaak een soepele en gestroomlijnde indruk. Volgens de regels van de kunst - met een mooi woord heet dat methodologie - schrijdt de wetenschap verder. Elke volgende rationele beslissing brengt ons een stap dichter bij de grote waarheid. Maar soms wordt die geleidelijke voortgang plotseling verstoord door revolutionairen; denkt u maar aan de astronoom Copernicus, de bioloog Darwin of de fysicus Einstein. Dergelijke revolutionairen halen de wetenschappelijke wereld overhoop en komen met iets heel nieuws aandragen. Soms hebben ze succes - zoals Copernicus en Einstein. Maar soms ook niet - en dan blijven ze naamloos of worden pas na lange tijd erkend (bijvoorbeeld de geneticus Mendel). Hoe is dat te verklaren?

Een boeiende speurtocht

Wetenschappers laten zich het beste vergelijken met ontdekkingsreizigers. Zoals Stanley en Livingstone ooit de witte vlekken op de kaart van Afrika hebben ingekleurd, zo zijn wetenschappers voortdurend bezig de nog onbekende gebieden van materie en leven in kaart te brengen. Zij zijn op speurtocht naar de verborgen geheimen van de ons omringende micro- en macrokosmos. Elke dag betreden zij nieuwe paden en openen zij nieuwe vergezichten. Wetenschap is een boeiende speurtocht vol onverwachte ontdekkingen.

Dit klassieke beeld van de wetenschap laat er geen twijfel over bestaan: wetenschappers zijn ontdekkers - en geen uitvinders! Na-

[p. 638]

tuurlijk kunnen ze vaak niet zonder uitvinders. Zonder de uitvinding van de telescoop en de microscoop zou de microkosmos en de macrokosmos voor geen enkele wetenschappelijke ontdekkingsreiziger toegankelijk zijn geweest. Om nog maar niet te spreken van deeltjesversnellers, spectrometers en seismografen. Maar laten we wel wezen: uitvindingen zijn slechts praktische hulpmiddelen om sommige ontdekkingen mogelijk te maken. Verder zijn ze totaal verschillend. Ontdekkingen zijn ontdekkingen, en dus geen uitvindingen. Of niet soms?

Nee, soms niet. Of misschien wel nooit. Vele ontdekkingen zijn begonnen als uitvindingen in het hoofd van de onderzoeker. Daar zijn talloze voorbeelden van te geven, maar misschien is het volgende geval wel het meest illustratief.

Op zoek naar een bloedsomloop

Op school hebben we geleerd dat mensen (en vele dieren) een circulerend en gesloten bloedvatensysteem hebben, dat door een hartpomp wordt aangedreven. Deze ontdekking hebben we te danken aan William Harvey. Een geweldige ontdekking, want vóór zijn tijd werd daar heel anders over gedacht.

Volgens Galenus (150 v.C.) is de bloedsomloop geen ‘omloop’, maar beweegt het bloed zich in de vaten met op- en neergaande bewegingen, zoals we die kennen van eb en vloed. Een soort twee-richtingsverkeer dus. Het enige contact tussen aderlijk en slagaderlijk bloed zou dan plaatsvinden via de tussenwand van het hart, waarin zich poriën voor de passage van bloed zouden bevinden.

Cesalpino (1550 n.C.) was een van de eersten die 17 eeuwen later de moeilijkheden van dit systeem onder ogen durfde te zien. Waar blijft het bloed dat voortdurend in de slagaders zou worden gestuwd? Hij zocht een oplossing in de kleppen van de aders, die als ‘mondjes’ of sluizen zouden kunnen regelen dat er bloed teruglekt van de slagaders naar de aders. Serveto (1550) stootte op een andere moeilijkheid. Hoe kan er via onzichtbare poriën bloed van de rechterharthelft naar de linkerhelft stromen? Het leek Serveto logischer dat het bloed via de longen naar de andere helft stroomt - en daarmee introduceerde hij een gedeeltelijk eenrichtingsverkeer. Eigenlijk was ook dat een gewaagde veronderstelling: de onzichtbare poriën in de hartwand werden in feite vervangen door onzichtbare vaten in de longen.

Het was William Harvey (1600) die uiteindelijk de meeste stukjes van de legpuzzel in elkaar wist te passen. We weten niet wat hem het meeste obsedeerde - het vinden van een uitlaatklep voor het wegge-

[p. 639]

pompte bloed of de gedachte van Aristoteles dat de cirkelvorm een perfecte vorm is - maar hij stelde de hypothese op van een tweevoudig circulatiesysteem met eenrichtingsverkeer en een hartpomp in het centrum. Aldus wist hij enkele oneffenheden op te lossen: geen onzichtbare poriën meer, geen ophoping meer van bloed in de slagaders, geen eb en vloed meer en geen zinloze kleppen. Maar tegelijkertijd schiep hij nieuwe oneffenheden, want hoe kan slagaderlijk bloed in aderlijk bloed overgaan, en waar gebeurt dat dan precies?

Zoals Galenus onzichtbare poriën nodig had in de tussenwand van het hart, zo had Harvey andere verbindingen nodig om een gesloten systeem te krijgen. Omdat hij deze verbindingen nooit heeft gezien, sprak hij bij voorkeur van ‘poreusheid van het vlees’, dat bloed zou doorlaten buiten de vaten om. Pas later ging Anthonie van Leeuwenhoek uit van een ononderbroken vatensysteem, ofschoon de wand van de kleinste vaten ook met de eerste microscopen niet te zien was. Bovendien kon men op de plaats van de ‘capillairen’ - zoals Swammerdam ze noemde - het bloed soms zelfs even in de omgekeerde richting zien stromen. Het is dan ook moeilijk vol te houden dat de haarvaten de bloedsomloop zichtbaar hebben gemaakt. Eerder is het omgekeerd gegaan: de ‘uitvinding’ van een gesloten bloedsomloop heeft tot de ontdekking van de haarvaten geleid. Alles wijst erop dat we hier met een uitvinding te maken hebben. En het succes van Harvey bestond hierin dat zijn uitvinding een ontdekking is geworden.

Zonder uitvindingen geen ontdekkingen.

Momenteel twijfelt geen enkel (geschoold) mens er meer aan of er zoiets is als een circulerend en gesloten bloedvatensysteem. Ooit werd de bloedsomloop ontdekt zoals Columbus ooit op Amerika is gestoten. Maar was Amerika werkelijk ‘ontdekt’ zolang het nog China of India heette? Ik betwijfel het. Zolang Columbus nog niet het begrip Amerika had uitgevonden, was Amerika nog niet ontdekt. Zonder uitvindingen geen ontdekkingen!

Maar het omgekeerde geldt niet zondermeer: een uitvinding maakt nog geen ontdekking. Stel dat Amerika al was uitgevonden in het hoofd van Columbus. Mogen we nu zeggen dat Amerika werd ontdekt op het moment dat Columbus op land stootte? Nee, beslist niet. Misschien was dat land wel India of China. Kortom, een uitvinding in de wetenschap is nog niet automatisch een ontdekking. De bewijslast rust bij de uitvinder van de ontdekking. Elke wetenschapper heeft de taak om aan te tonen dat de uitvinding in zijn hoofd tevens een

[p. 640]

ontdekking in de werkelijkheid is. Er is dus vraag naar bewijsmateriaal en daarmee betreden we het terrein van de methodologie.

Methodologie is een rationele onderneming. Zij helpt ons op weg om na te gaan of een uitvinding ook een ontdekking is. Maar ook methodologie heeft haar beperkingen. We kunnen niet alles van haar verwachten, om de eenvoudige reden dat nooit te bewijzen valt dat iets onomstotelijk wáár is. Waarheid is hooguit waarschijnlijk maar nooit zeker. De wetenschapsfilosoof Karl Popper heeft gelijk: alleen onwaarheid is aan te tonen. Dat noemen we falsificatie. Maar helaas. Ook onwaarheid valt slechts aan te tonen met een tegenargument dat op waarheid berust - en dat laatste bleek nu juist onzeker te zijn. En daarmee stoten we op de grenzen van de methodologie.

Om van een uitvinding een ontdekking te maken is er dus meer nodig dan zogenaamd rationeel bewijsmateriaal. En daarmee komen we onvermijdelijk in het schemergebied van de irrationaliteit, waarmee ook wetenschappelijk onderzoek is omgeven. De vraag is nu of er irrationele middelen zijn om van een (persoonlijk gekoesterde) uitvinding een (algemeen geaccepteerde) ontdekking te maken.

Ook in het geval van Harvey bleek dat het lang kan duren voordat een uitvinding als ontdekking wordt aanvaard. Toen Harvey een subsidie-aanvraag indiende voor zijn onderzoek naar de bloedsomloop, schreef een van de ‘juryleden’: ‘Ik heb nooit enige aanwijzingen gevonden voor het bestaan van bloedvaten die een verbinding zouden vormen tussen slagaders en aders, zoals Dr. Harvey in zijn opzet aanneemt; zulke vaten zouden zo uiterst fijn gebouwd moeten zijn dat ze voor het oog onzichtbaar zijn en ze zouden een onoverkomelijke weerstand vormen voor de bloedstroom. [...] Dr. H. houdt ons dus een cirkelredenering voor: hij wijst de bestaande opvatting als ongeldig af omdat hij een van de wezenlijke onderdelen ervan niet heeft kunnen waarnemen. Daarentegen zoekt hij zijn toevlucht tot een theorie die gebaseerd is op één wezenlijk onderdeel dat niet te zien is, namelijk de uiterst kleine bloedvaten die de verbinding zouden moeten vormen tussen slagaders en aders’. Een duidelijk oordeel! Er moest nog meer gebeuren voordat de uitvinding van Harvey als ontdekking werd geaccepteerd.

Hoe worden uitvindingen ontdekkingen?

Naast rationeel bewijsmateriaal heb je ook medestanders nodig die in jouw uitvinding geloven. In de wetenschap wordt elke uitvinding namelijk voorgelegd aan een ‘jury’ die het bewijsmateriaal op zijn

[p. 641]

waarde schat. Zo'n jury hanteert bij haar beoordeling uiteraard de rationele maatstaven van de methodologie, maar daarnaast spelen ook irrationele motieven een rol.

De vraag is nu hoe een onderzoeker zijn kansen zodanig kan vergroten dat zijn uitvinding sneller en gemakkelijker als ontdekking wordt geaccepteerd. Misschien spelen er wel motieven mee die wij niet tot het domein van de rationaliteit maar tot het domein van de emotionaliteit zouden rekenen. Stel je voor: wetenschap gestuurd door emotionaliteit in plaats van rationaliteit!

De Amerikaanse wetenschapsfilosoof David Hull heeft zich met deze mogelijkheid uitvoerig beziggehouden. Hij heeft onderzocht of en hoe wetenschappelijke begrippen en theorieën op grond van andere dan methodologische criteria worden ‘geselecteerd’ door collega-wetenschappers. Daarvoor keek hij naar de sociale structuur van de wetenschappelijke gemeenschap. Voor het gemak beschouwt hij hersenen, boeken en tapes als de voertuigen die rivaliserende begrippen en theorieën vervoeren. Welke theorieën hebben de beste kansen om zich via dit netwerk voort te planten? Welke theorieën halen de krantenpagina's, maar vooral de wetenschappelijke tijdschriften? Anders gezegd: welke uitvindingen worden als ontdekkingen erkend?

Hull heeft dit proces geanalyseerd in termen van voortplantingssucces. ‘Voortplantingssucces’ bestaat hierin dat jouw ideeën een bredere verspreiding vinden dan die van anderen. Zou dit succes werkelijk alleen afhangen van de rationele vraag: klopt de theorie of niet? Of zouden er ook andere factoren mee kunnen spelen - factoren die gebaseerd zijn op een min of meer onbewuste kosten-en-baten-analyse?

Misschien wordt er door vele wetenschappers wel onbewust ‘gerekend’ en ‘afgewogen’ hoe men de meeste kans op ‘voortplantingssucces’ heeft. Zo in de trant van: als ik bij het vermelden van mijn bronnen te veel referenties opgeef, doet dat afbreuk aan de originaliteit van mijn onderzoek; maar noem ik te weinig referenties, dan geeft mij dat onvoldoende steun in de wetenschappelijke wereld. Bijgevolg worden alleen de namen van die collega's vermeld die de kansen op verspreiding van een wetenschappelijke uitvinding zouden kunnen verhogen.

Het strijdtoneel van de wetenschap

Vanuit deze gedachtengang is het te verklaren dat sommige ideeën uit de wetenschap inderdaad een betere kans hebben om overgenomen te worden dan andere. Dit zou ook verklaren dat er scholen van geestverwanten kunnen ontstaan. Binnen die scholen wordt eigen onderzoek

[p. 642]

aanvankelijk kritisch getest om beter tegen aanvallen van buiten bestand te zijn. Maar ná publikatie is de kritische toets vooral bestemd voor het werk van tegenstanders van buiten de eigen school. Het is dan immers veiliger om hún, en niet de eigen inzichten op het spel te zetten. Daarentegen wordt datgene wat wél binnen de eigen opvattingen past veel minder kritisch verwelkomd.

Hoever komen we met de gedachte dat wetenschappelijke uitvindingen een verschil in ‘voortplantingssucces’ kunnen hebben? Het zal duidelijk zijn dat in de praktijk van het onderzoek wetenschappelijke theorieën niet alleen maar op grond van hun ‘voortplantingssucces’ worden geaccepteerd. Er zullen bij de aanvaarding of afwijzing van theorieën ook methodologische overwegingen meespelen - want wetenschappelijke uitvindingen worden niet alleen onderworpen aan selectie door collega's maar ook aan selectie door experimented toetsen. Wat de test niet overleeft (falsificatie), heeft weinig kans op verspreiding in de wetenschappelijke wereld.

Maar methodologie heeft zo haar beperkingen. Omdat falsificatie zich in de praktijk moeilijk hard laat maken - er zijn altijd allerlei ontsnappings-clausules te bedenken - ontstaat er ruimte voor andere dan rationele criteria. Het probleem krijgt daarmee een sociale dimensie: hoe sterk is de groep onderzoekers die het tegenbewijs serieus neemt, en hoe sterk is de groep die de uitvinding toch in bescherming neemt?

En verder mogen we niet vergeten dat er theorieën zijn die nog niet zijn gesneuveld of nog niet rigoureus aan testen zijn onderworpen. Hoe groot is de kans dat zulke theorieën door collega-wetenschappers serieus worden genomen? Met andere woorden, wat bepaalt hun voortplantingssucces? We weten allemaal dat bepaalde theorieën bijna geen schijn van kans hebben om verspreid te worden, laat staan om aanvaard te worden - niet omdat ze zo slecht in elkaar zitten of omdat ze al zo vaak door experimenten zijn weerlegd, maar omdat er geen goede ‘school’ achter zit, of omdat er geduchte tegenstanders zijn die nog erg invloedrijk en/of talrijk zijn in de ‘wetenschappelijke jury’.

Voorbeelden zijn er genoeg. U mag denken aan de ‘dissidente’ opvatting dat er geen ‘kosmische oerknal’ zou zijn geweest, of aan de ‘onorthodoxe’ opvatting dat het principe van natuurlijke selectie alleen kleine overgangen in de evolutie kan verklaren, of misschien zelfs wel aan de verguisde theorie dat aids niet door een virus wordt veroorzaakt. Ik zeg niet dat deze alternatieve opvattingen allemaal even serieus genomen moeten worden, maar ik zeg wél dat hier andere dan methodologische overwegingen een rol spelen. Sommige uitvindingen hebben in het huidige sociale milieu van wetenschappers minder voortplantingskansen dan andere. We hebben hier dus te maken met

[p. 643]

uitvindingen die minder snel ontdekkingen zullen worden. Het sociale tij kan inderdaad gewoon tegenzitten - ook in de zogenaamde exacte wetenschappen.

Om verder te lezen

Bernard Dixon, Wetenschap en samenleving, Natuur & Techniek, Maastricht, 1991.

David Hull, Science as a Process, University of Chicago Press, Chicago, 1988.

Geert Verschuuren, Investigating the Life Sciences, Pergamon Press, Oxford, 1986.