Hoofdstuk 9: Wetenschap van vandaag

In dit hoofdstuk komen onderwerpen en thema’s aan bod die in de film niet of nauwelijks ter sprake konden komen. We doen dat vanuit twee invalshoeken.

In Over Wetenschap wordt de wetenschap zelf onder de loep genomen. Wetenschap wordt immers hoe langer meer zelf het voorwerp van onderzoek. Dit relatief nieuwe onderzoeksdomein noemt men Science Studies. In Science Studies onderzoekt men dan bijvoorbeeld hoe wetenschappers zich in verenigingen organiseren, hoe de houding tegenover wetenschap is¸ hoe het aantal wetenschappers in verschillende plaatsen van de wereld en met de tijd verandert, wat de materiële impact vanwetenschap op het leven van mensen en hoe we met de wetenschappelijke vooruitgang op een menselijke manier moeten omgaan.

In ‘Foute wetenschap’ laten we aan de hand van enkele concrete voorbeelden zien hoe wetenschap in de de populaire media aandacht vraagt en (soms) ook krijgt. Het gaat dan niet altijd om nieuwe wetenschappelijk doorbraken of ontdekkingen maar over het misbruik van wetenschap en over de reactie van wetenschappers daarop of over de soms minder wetenschappelijke praktijken in het wetenschapsbedrijf zelf.  De gekozen voorbeelden zijn illustratief en representatief voor thema’s die regelmatig in de media terugkeren en die – naast natuurlijk de verwezenlijkingen van de wetenschap- bepalend zijn voor de perceptie van wetenschap door het ‘grote publiek’.

Over wetenschap

Wetenschap en passie

Wetenschap  is mensenwerk dat wordt opgebouwd met liefde en passie, dat groeit door conflicten en door de botsing van ideeën en waar ook persoonlijke, economische en politieke belangen een rol spelen. Meningsverschillen of controversen over wie het eerst een ontdekking heeft gedaan of tussen aanhangers van verschillende wetenschappelijke theorieën worden vaak met veel passie uitgevochten.

‘Ik kwam terug van Parijs in 1884 en begon nauw samen te werken met Thomas Edison, uitvinder van o.a. de gloeilamp. We experimenteerden dag en nacht, ook tijdens de zon- en  feestdagen. Edison sliep en werkte in zijn lab. Hij had geen hobby, deed niet aan sport of vertier en leefde in totale onverschilligheid tegenover de meest elementaire regels van de hygiëne. Ik twijfel niet dat als hij geen vrouw had ontmoet die buitengewoon intelligent en voortdurend voor hem zorgde, hij vele jaren geleden zou zijn overleden van pure verwaarlozing. Zo groot en oncontroleerbaar was zijn passie voor werk.’ Nikola Tesla (1856 - 1943)

Over zijn bezoek aan het laboratorium van Thomas Edison.

Vliegenoog uit Micrographia van Robert Hooke uit 1665. In de 17de eeuw ontstaat de passie voor het onderzoek van de natuur en wordt de moderne wetenschap geboren.
‘Soms wordt beweerd dat wetenschappers niet romantisch zijn, dat hun passie om te ontdekken de wereld van haar schoonheid en mysterie berooft. Maar is het niet opwindend te begrijpen hoe de wereld werkt – dat wit licht bestaat uit kleuren, dat kleur de manier is waarop wij de golflengte van licht waarnemen, dat doorschijnende lucht het licht weerkaatst en dat ze daardoor kleuren van elkaar scheidt, en dat de hemel blauw is voor dezelfde reden als dat de zonsondergang rood is. Het schaadt de romantiek van de zonsondergang helemaal niet door er iets over te weten.’ Carl Sagan (1934 - 1996)

Over de passie van de wetenschapper.

Kunst en wetenschap hebben verwondering gemeen, © Danielle Vick
Sommigen zijn het met deze visie niet eens. ‘Science is the tree of death’ schreef de Engelse dichter en schilder William Blake omstreeks 1800. De bioloog Richard Dawkins schreef een gans boek om beweringen zoals deze te ontkrachten.
‘Science is the tree of death’ William Blake (1757-1827)

Meer Weten?

Nullius in Verba, embleem van de Royal Society. Letterlijk betekent Niets in het woord of vrij vertaald Alleen de feiten tellen. Het is het motto van de moderne wetenschap.

Wetenschappelijk onderzoek vroeger en nu

Tot het einde van de 19de eeuw waren universiteiten vooral onderwijsinstellingen. Wetenschappers deden hun onderzoek veelal geïsoleerd, vaak in zelf gefinancierde laboratoria. Ze ontmoetten elkaar in wetenschappelijke verenigingen zoals de Royal Society of de Accademia del Cimento, of ongeregeld op diners en banketten.

Waar ontdekkingen vroeger gedaan werden  door individuen, komen er vandaag hele teams van tientallen of honderden mensen aan te pas. In de theoretische fysica zijn er wel nog zelfstandige werkende individuen, die dikwijls in een wereldwijd netwerk van onderzoekers rond hetzelfde thema verbonden zijn. Dit kan ook niet anders, met gigantische experimenten als de Large Hadron Collider in CERN, welke een mooi voorbeeld is van ‘big science’. Honderd jaar geleden lag dat heel anders. Het elektron werd bijvoorbeeld ontdekt door één persoon, met een behoorlijk kleine opstelling.

Big Science: the Manhattan Project

Het Manhattan project dat leidde tot de ontwikkeling van de atoombom was het eerste voorbeeld van big science. Het startte in 1939 en stelde op het einde van WOII meer dan 130 000 mensen te werk. De kostprijs: 26 miljard dollar (2016). Little Boy ontploft over Hiroshima, Japan, 6 Augustus 1945 (links); Fat Man ontploft over Nagasaki, Japan, 9 Augustus 1945 (rechts).

De analyse van verwijzingen in 1,7 miljoen publicaties over computerwetenschappen toont het relatieve belang van de onderzoeksdomeinen (grootte van de rode cirkels) en de onderlinge verwijzingen tussen de disciplines.
De Solvayraden hebben in deze ontwikkeling een pioniersrol gespeeld. De eerste raad bracht voor het eerst alle hoofdrolspelers in een wetenschappelijk domein bij elkaar. Elk geschiedenisboek over de moderne fysica bevat minstens een foto van het verzamelde gezelschap in hotel Métropole. Een kleine week samenzitten voor grondige discussie rond één onderwerp met een select publiek heeft model gestaan voor vele congressen die daarna zijn gevolgd over de hele wereld. Ook vandaag spelen de Solvaycongressen voor chemie en voor fysica een heel belangrijke rol in het wereldwijd samenbrengen van experten.
De eerste publicatie van de Philosophical Transactions of the Royal Society, 6 maart 1655.Volgens de titelpagina is het een verslag van de ‘ondernemingen, studies en inspanningen van ingenieuze mensen in verschillende belangrijke delen van de wereld’.
Philosophical Transactions of the Royal Society A, het nummer van 13 september 2016.
Impactfactor voor verschillende wetenschappelijke tijdschriften, 2008.

Wetenschappelijke tijdschriften

Het eerste wetenschappelijke tijdschrift werd ‘Philosophical Transactions’ genoemd. Het verscheen voor het eerst in 1665. Intussen is het aantal wetenschappelijke tijdschriften fenomenaal gegroeid: voor fysica alleen al, verschijnen er momenteel meer dan 400 tijdschriften per jaar.

Voor wetenschappelijke onderzoekers is het erg belangrijk om subsidies voor hun onderzoek te bekomen, van de overheid of van private bedrijven of instellingen. Hierbij spelen hun wetenschappelijk publicaties in gerenommeerde tijdschriften en het aantal keer dat hun onderzoek geciteerd wordt, een zeer belangrijke rol. Het relatieve belang van een wetenschappelijk tijdschrift wordt kwantitatief uitgedrukt door een getal: de impactfactor. Tijdschriften zoals Science of Nature, hebben een impactfactor van rond de 30. Voor andere tijdschriften is dat veel minder. Daarnaast is er ook de Science Citation Index, die aangeeft hoeveel naar een artikel verwezen wordt, van groot belang.

Deze kwantificering van het onderzoek verhoogt de druk op onderzoekers echter vaak dermate dat ze erover klagen niet meer echt aan onderzoek toe te komen of ertoe verleid worden onzorgvuldig onderzoek of zelfs frauduleus onderzoek te produceren. Er komt dan ook hoe langer hoe meer kritiek op deze publicatiedruk.

Meer Weten?

De wetenschap in cijfers en grafieken

De productie van wetenschap

Deze kaart toont de belangrijkste centra van wetenschappelijke publicaties. Rond 1900 waren de landen met de belangrijkste wetenschappelijke productie het Verenigd Koninkrijk, Frankrijk en Duitsland. 100 jaar later zijn er andere belangrijke actoren bijgekomen, vooral in Noord Amerika en Oost en Zuid Azië. In 2003 zijn de belangrijkste centra van wetenschappelijke publicaties Boston, London en New York.

Bron: scimaps.org

Een wetenschappelijke bevolking

In de VS waren er in 1900 ongeveer 38 000 ingenieurs, 9000 chemici en 12 000 andere wetenschappers, samen vormden ze 0,26% van de werkende bevolking. In 1970 was dat aantal gestegen tot ongeveer 2 miljoen ingenieurs en wetenschappers, goed voor ongeveer 2,5 % van de beroepsbevolking.

Bron: scimaps.org

Een explosie van patenten

Het aantal jaarlijkse toegekende patenten is tussen 1880 en 2000 enorm toegenomen. Na de Tweede Wereldoorlog wordt Japan een belangrijke producent van toegepaste wetenschappelijke kennis. Sinds de jaren 2000 heeft China Europa ingehaald.

Bron: scimaps.org

De wetenschap en haar toepassingen

Toepassingen van de wetenschap hebben de laatste 100 jaar de transportsnelheid van de mens spectaculair doen toenemen waardoor de aarde, gemeten in tijd nodig om een afstand af te leggen, veel kleiner is geworden.

Ontdekkingen en ontwikkelingen in de telecommunicatie en de computertechnologie hebben tussen 1900 en vandaag de mogelijkheden om met elkaar en met grote groepen te communiceren enorm doen groeien.

De temperatuurverdeling van het heelal ca. 300 000 jaar naar de oerknal. De temperatuur is nagenoeg homogeen 3 kelvin. De temperatuurvariaties van +/-  0,00 001 kelvin ten opzichte van dit gemiddelde zijn hier sterk uitvergroot.

Op de schaal van de aarde is alles kort en dichtbij geworden, zowel in ruimte als in tijd. Hetzelfde geldt voor andere schalen. Op de allergrootste schaal, het universum zelf, zijn wetenschappers in staat gebleken om beelden te construeren van het geheel: zo brachten ze de verdeling van de achtergrondstraling in het heelal in kaart. Op de tijdschaal is men nu doorgedrongen tot ca. 10-44 s (de zgn. Plancktijd) na de oerknal.

Naar het andere uiterste toe, het allerkleinste, is de nanotechnologische revolutie al begonnen. Ze zal een impact hebben op onze gezondheid, op ons welzijn en op de samenleving. Op nanoschaal treden ten gevolge van kwantumeffecten nieuwe eigenschappen op die reeds in diverse toepassingen aangewend worden.

Toepassingen van wetenschap zoals gentechnologie, stamceltherapie en artificiële intelligentie stellen wetenschappers en de ganse samenleving voor reusachtige uitdagingen op ethisch gebied. Meer dan vroeger, zullen in de 21ste eeuw wetenschap en ethiek steeds nauwer met elkaar verknoopt geraken.

‘Foute’ wetenschap

Wetenschap en nepwetenschap

De grens tussen wetenschap en nepwetenschap is niet altijd scherp te trekken. Ze verschuift ook met de tijd. Nog tot begin 20ste eeuw werd het spiritisme door vele beroemde wetenschappers zoals de Curies en de fysicus William Crookes als een belangwekkend wetenschappelijk onderzoeksonderwerp beschouwd.Tegenwoordig neemt geen enkele wetenschapper spiritisme nog ernstig.

De kwantummechanica beschrijft fenomenen en geeft interpretaties die ver van de dagelijkse ervaring afstaan. Hierdoor leent ze zich om wetenschappelijk onaanvaardbare verbanden te leggen met allerlei fenomenen uit de nepwetenschap  zoals reïncarnatie, telepathie of homeopathie.  Gelukkig geven sceptische wetenschappers flink weerwerk.

Wetenschappers zijn feilbaar. Soms slaan ze de bal flink mis. Bijvoorbeeld op het einde van jaren 1980 toen twee wetenschappers dachten atoomkernen bij kamertemperatuur en zonder toevoeging van energie te hebben samen gesmolten. Of in 2011 toen wetenschappers van het CERN zouden gevonden hebben dat bepaalde deeltjes sneller dan licht zouden kunnen reizen.

Tijdens een séance probeerden spiritisten de geest van een overledene op te roepen.
Covers van boeken waarin nepwetenschappen aan de kaak worden gesteld.

Een ander en wellicht nog ophefmakender voorbeeld is de zgn. ontdekking van het ‘geheugen van water’ dat een wetenschappelijke grondslag zou kunnen bieden voor homeopathie. In 1988 publiceerde het wetenschappelijk tijdschrift Nature een onderzoek van onder andere Jacques Benveniste, een Frans immunoloog, waarin werd vastgesteld dat hoge verdunningen van stoffen in water een ‘geheugeneffect’ in dat water vertoonden.

james RANDI

James Randi is een goochelaar die wereldwijde bekendheid verwierf met het ontmaskeren van pseudowetenschappelijke beweringen.

Het artikel veroorzaakte een onmiddellijke ophef in de media. Benveniste stelde zelf dat hij door middel van een homeopathische oplossing van antistoffen witte bloedcellen kon activeren via een mechanisme dat hij het “geheugen van water” noemde. Zijn bewering doorstond echter geen herhalingsonderzoeken. Onafhankelijke wetenschappelijke teams over de wereld konden Benvenistes resultaten niet reproduceren.

Maar ook Bevenistes onderzoeksteam zelf kon het resultaat niet herhalen onder toezicht van de onafhankelijke waarnemers John Maddox, redacteur van Nature, en James Randi, ontkrachter van pseudowetenschap. Opvallend aan het onderzoek van Benveniste was dat de positieve resultaten zelfs niet door Benveniste zelf gehaald werden, maar slechts door twee van zijn assistenten. In eerste instantie was dit Elisabeth Davenas, later een mannelijke assistent genaamd Jamal. Daaropvolgende onderzoeken, waaronder die van James Randi, toonden aan dat het onderzoek niet correct was uitgevoerd. Dit schandaal leidde tot het ontslag van de wetenschapper Benveniste. Of hier sprake was van slecht uitgevoerd onderzoek of van echt bedrog door Benveniste of zijn medewerkers is niet helemaal duidelijk geworden.

Soms is ook van regelrecht bedrog sprake: een wetenschapper vervalst onderzoeksresultaten voor persoonlijke faam of om onderzoeksgeld los te peuteren.De basisovertuiging van de wetenschap, namelijk dat al onze kennis over de natuur op door iedereen controleerbare waarnemingen en experimenten moet zijn gesteund, is de beste garantie tegen schijnkennis, nep- of pseudowetenschap.

Test je kennis!