Wetenschap – hemels en aards

Natuur en wetenschap

De belangrijkste doelstelling van alle wetenschap is het vinden van betrouwbare verklaringen voor de werkelijkheid, zoals die zich aan ons voordoet.
We hebben ons voorgenomen om empirische kennis te vergaren over het geweten. Maar is dat wetenschap?

Wie op zoek gaat naar de wieg van de empirische wetenschap komt uit bij de Oude Grieken en met name bij Aristoteles.
Hij wordt als de vader van onze westerse wetenschapsbeoefening beschouwd.

In zijn Scala Naturae (zie Ons mensbeeld verandert.) gaf hij aan alles in de wereld een plaats, op een ladder waarop, van laag naar hoog, alles naar hun mate van perfectie gerangschikt stond. Zowel het levende, als het levenloze en het goddelijke hadden een plaats en vormden samen de Natuur.
De Scala kwam tot stand door observatie, beschrijving, logische redenering en systematische ordening en was daarom een vroege vorm van empirische natuur-wetenschap.
De Scala bleef eeuwenlang het uitgangspunt voor elke natuurvorser. Maar daarna volgden nieuwe ontwikkelingen.

Hemelse wetenschap

Kosmologie

Zon en maan, planeten en sterren zijn onderwerp van een oeroude, ‘hemelse’ wetenschap, de kosmologie. Hierbij gaat het er om de fysieke plaats van de hemellichamen ten opzichte van de aarde te bepalen en om de bewegingen ervan aan de hemel te verklaren.
Maar op de eerste plaats was de kosmologie de leer van de wereldorde, van de plaats van de mens in het heelal.

Zoals we hebben gezien, hebben de opvattingen over die kosmische orde grote invloed op ons wereldbeeld, mensbeeld en zelfbeeld gehad ( zie Ons wereldbeeld verandert.)
Die opvattingen hadden eveneens invloed op onze ideeën over wetenschap.
Ook hierbij komen we Aristoteles weer tegen.

De sferen van Aristoteles

De kosmos met de bolvormigge sferen van Aristoteles.
De sferen volgens de kosmologie van Aristoteles. De maansfeer verdeelt de kosmos in boven- en ondermaans.De kosmologie was, voor de oude Grieken, de wetenschap van de kosmos: de goddelijke wereldorde.

Volgens Aristoteles was de kosmos verdeeld in een aantal sferen:
concentrische, doorzichtige bollen die rond de aarde draaiden en waarop alle hemellichamen hun plaats hadden.

De buitenste sfeer was, volgens Aristoteles, alleen voor God, de Onbewogen Beweger. Plato sprak over: de Wereldbouwer of Orde Schepper.

De binnenste bol, de sfeer waarop de maan haar plaats had, verdeelde de kosmos in een bovenmaans en een ondermaans deel.

Het bovenmaanse vertegenwoordigde het hemelse, eeuwige, onveranderlijke, tijdloze, volmaakte en goddelijke.
Het ondermaanse stond voor het aardse, tijdelijke, veranderende, imperfecte en menselijke.

Omwenteling in de wetenschap

Kosmische wetenschap: Galileo Gallilei met telescoop
Dankzij een verbeterde telescoop kon Galilei aantonen dat het geocentrische wereldbeeld van Aristoteles en Ptolemaeus niet klopte.

Dit wereldbeeld heeft lang standgehouden,  maar viel in duigen toen Galileo Galilei 1 in het begin van de 17e eeuw 2, met zijn waarnemingen de berekeningen van Copernicus 3 over ons zonnestelsel bevestigde (zie Ons wereldbeeld verandert).

Dit markeerde ook het begin van een wetenschappelijke revolutie die ruim een halve eeuw later haar hoogtepunt zou krijgen in het werk van Isaac Newton. 4

Isaac Newton

Wetenschap: Isaac Newton met de appel die hem op het idee van de zwaartekracht bracht
Newton met de appel die hem op het idee van de zwaartekracht bracht

Newton bedacht theorieën voor de beweging van voorwerpen door de ruimte (mechanica) en voor de zwaartekracht. 5
Daarmee kon hij, op een mathematische manier, verklaren hoe en waarom de planeten van ons zonnestelsel om de zon en de manen rond hun moederplaneet draaien .
Hij ontwikkelde wiskundige modellen voor zijn verklaring van de fysische werkelijkheid. Die modellen leverden wetten op waarmee hij de elliptische banen van de planeten om de zon kon beschrijven en voorspellen.
Sindsdien hebben zijn mathematische methode en bewijsvoering model gestaan voor al het onderzoek binnen de natuurwetenschappen.

Bovenmaans en ondermaans

De indeling in boven- en ondermaans was, na de omwenteling die Galilei in gang zette, uit de wetenschap verdwenen.
Maar, ironisch genoeg, lijkt het er op dat de wetenschapsfilosofie deze indeling niet echt kwijt wilde. Voor wie het wil zien, is deze tot op heden terug te vinden in de opvattingen over wat echte wetenschap nu eigenlijk is.

Bovenmaans

Ons zonnestelsel was een ideaal object voor Newton's 'hemelse' wetenschap. Animatie.
Het zonnestelsel was een ideaal object voor Newton’s ‘hemelse’ wetenschap: bollen die wrijvingsloos door de ruimte bewegen. (animatie 10 sec.)

Newton legde de basis voor de moderne natuurwetenschap die voor een gigantische toename van kennis en daarop gebaseerde technologie zou gaan zorgen.
Zijn wetten werden lange tijd beschouwd als ordeningsprincipes die door de Schepper voor de eeuwigheid waren vastgesteld.

Formule van Newton's eerste wet: F = m x a/ Wiskunde in de wetenschap.
Kracht = massa x versnelling ( F = m x a ) Newton’s eerste wet in een wiskundige formule .

Wiskunde speelde daarbij een speciale rol.
Getallen zijn, al in de vroegste tijden en in allerlei culturen, in verband gebracht met de godenwereld.
Bij de Oude Grieken, bijvoorbeeld, beschouwde Pythagoras zijn stellingen en rekenwerk als iets heiligs, als een vorm van contact met de goeden. Daarom mochten alleen ingewijden er volledig kennis van nemen. 6
Ook Galilei schreef verheerlijkend over geometrische figuren die, volgens hem, de sleutel zouden zijn tot het plan van de Schepper. 7

Newton beschouwde wiskunde als een soort geheimtaal waarin de hele Schepping zou zijn geschreven. De mens hoefde deze geheimtaal alleen nog maar door wetenschappelijk onderzoek bloot te leggen om de goddelijke natuurwetten, en daarmee de waarheid over onze wereld, aan het licht te brengen.
Door het succes van zijn ‘hemelse’ methode leken de mogelijkheden ervan onbegrensd.

Newton's formule voor de zwaartekracht. Wiskunde in de wetenschap.
Newton’s formule voor de zwaartekracht. F = aantrekkingskracht, G = zwaartekrachtconstante, m = massa, r = afstand

Deze opvattingen over wetenschap hebben lange tijd het wetenschappelijk denken beheerst. Het gaf aan Newton’s vorm van natuurwetenschap kwaliteiten die bij Aristoteles’ bovenmaanse sferen pasten: het eeuwige, onveranderlijke, tijdloze, volmaakte en goddelijke.
Een waarlijk ‘hemelse’ wetenschap.

Nu heeft het zonnestelsel, Newton’s object van onderzoek, een aantal eigenschappen die het geloof in ‘hemelse’ wetten mogelijk maakten.
Een van de belangrijkste daarvan is een grote mate van onveranderlijkheid. De planeten draaien immers onverstoorbaar hun rondjes om de zon en de manen rond hun moederplaneet. Hun bewegingen zijn daardoor steeds hetzelfde. Ze vertonen vrijwel geen variatie en zijn daardoor goed te onderzoeken en te voorspellen.

Ondermaans

'Aardse" wetenschap: de dubbele spiraal van het DNA brevat de erfelijke informatie bij alles dar keeft.
Van de ‘aardse’ wetenschappen richt de biologie zich op levende organismen. Deze hebben DNA als drager van erfelijke informatie. Variatie is de regel.

Hoe anders is dat met het ondermaanse: de aarde en al wat daarop leeft. Vergeleken met het zonnestelsel, heerst hier chaos.
Vooral in de levende natuur blijft niets constant: alles groeit, beweegt en ontwikkelt zich, plant zich voort, veroudert, sterft, en vertoont daarbij grote variatie.
Bovendien is er, voortdurend beïnvloeding door en uitwisseling met de omgeving.

Dit maakt elk levend object zeer complex en onvoorspelbaar. Zelfs zozeer dat je moet constateren dat toeval, –het tegendeel van wetmatigheid–,  in de levende natuur een belangrijke rol speelt. 8
Hier, in het ondermaanse, dus geen perfectie, geen geniale orde of tijdloze, goddelijke condities, maar aardse ‘wanorde’ en ‘menselijke’ onvolkomenheid.

Aardse wetenschap

Hemel op aarde – Echte Natuurwetenschap

Toch vond Newton’s methode ook op aarde veel toepassingen. Daarvoor moesten wel voldoende ‘hemelse’ condities worden gerealiseerd.
Dat kwam meestal neer op het controleren van de onderzoekscondities door het isoleren van de experimenten van invloeden uit de omgeving, oftewel de vorming van een gesloten systeem. Pas dan konden experimenten worden herhaald en resultaten worden getoetst.

Op die manier ontstonden, bijvoorbeeld, de wetten voor behoud van impuls (Newton), of van massa (Lavoisier), of van energie (thermodynamica), of de botsingswetten (Huygens) en zijn de gaswetten (Boyle) getoetst en bewezen.
Ze werden, door toepassing van die ‘hemelse’ methode, onderdelen van de klassieke natuurwetenschappen, ook wel exacte wetenschappen genoemd.

De hemelse methode

De ‘hemelse’ methode werkt het beste voor levenloze materie. Levende organismen laten zich niet of nauwelijks isoleren. Ze staan altijd in contact met hun omgeving en vormen daarmee een open systeem.
Dat maakt het moeilijk om er op ‘hemelse’ manier onderzoek naar te doen. En dus ontbreken vaak de condities om de wetenschappelijke methode te volgen.

Vooral het ontbreken van mogelijkheden om het onderzoek exact te herhalen (replicatie) geeft problemen. Replicatie is nodig voor toetsing  van het onderzoek en die is cruciaal om het als wetenschappelijk geaccepteerd te krijgen.

Aardse Natuurwetenschap

Bestaan er ook vormen van wetenschap, hier in het ondermaanse, die wel voor de aardse omstandigheden geschikt zijn?

Ook hiervoor is Aristoteles’ natuur-wetenschap het beginpunt. Zoals reeds werd opgemerkt, bleef zijn Scala Naturae, voor de levende en levenloze natuur op aarde, lange tijd gezaghebbend en uitgangspunt voor iedere natuurvorser.

Carl Linnaeus

Systema Naturae van Linnaeus, uit 1735. 'Aardse" wetenschap.
Carl Linnaeus publiceerde in 1735 zijn eerste Systema Naturae, met een indeling van mineralen, planten en dieren.

Daar kwam pas verandering in toen Linnaeus, –een Zweedse arts, plantkundige, zoöloog en geoloog–, 9 met een heel nieuwe benadering kwam.
Vanaf 1735 publiceerde hij een reeks werken met daarin een eigen systematische classificatie (taxonomie) voor mineralen, planten en dieren.

Hij gebruikte dezelfde ‘aardse’ methode als Aristoteles voor zijn Scala had gebruikt: observatie, beschrijving, logische redenering en systematische ordening,

Linnaeus bedacht wetenschappelijke, Latijnse namen voor planten en dieren.
Geleidelijk aan kregen Zijn nauwkeurige en prachtig geïllustreerde indelingen steeds meer waardering. Ze werden de nieuwe standaard voor wie een studie wilde maken van de voortbrengselen van de natuur op aarde.
Hij wordt dan ook beschouwd als de vader van de moderne taxonomie.

Natuurlijke Historie

Deze vorm van natuurstudie was in Darwins tijd heel populair, onder de naam Natuurlijke Historie. Daaronder vielen plant- en dierkunde, –wat we nu biologie zouden noemen–, maar ook aardwetenschappen, zoals geologie (gesteenten, fossielen), de studie van de atmosfeer (meteorologie), van water (oceanografie) en ijs (glaciologie). 10

De Natuurlijke Historie werd door de exacte wetenschap niet serieus genomen. De vele verzamelingen van planten, vlinders, fossielen, e.d. werden hooguit als een interessante hobby beschouwd, zonder enige waarde voor de wetenschap.
Toch zouden dergelijke verzamelingen de grondslag vormen voor het werk van, bijvoorbeeld, Mendel en Darwin.

Gregor Mendel

Mendel's proeven met erwtenplanten.
In de aanleg voor de hoogte van de plant domineert ‘tall’ over ‘short’. Bij kruising wordt de nakomeling ‘tall’. Bij zelfbestuiving zijn er vier varianten mogelijk, waarvan drie ‘tall’ opleveren en één ‘short’.

Mendel 11. was een augustijner monnik in Silezië (indertijd Oostenrijk). Vanwege zijn interesse in plantkunde, deed hij, medio 19e eeuw, in de kloostertuin van zijn abdij experimenten met erwtenplanten.
Hij wilde uitzoeken hoe, bij het kruisen ervan, de overdracht van eigenschappen verloopt. Hij ontdekte daarbij patronen die later de ‘wetten van Mendel’ zouden worden genoemd.
Zo bleken bepaalde eigenschappen bij het kruisen van de planten dominant te zijn en andere recessief (‘overheersbaar’).

Hij was de eerste die overervingspatronen op de juiste manier beschreef. Hij wist toen nog niet van het bestaan van chromosomen, genen, geslachtscellen en DNA. Maar zijn bevindingen zijn door modernere methoden bevestigd. Daarom wordt hij de vader van de genetica genoemd.

Mendel publiceerde zijn onderzoeksresultaten al in 1865, maar de reikwijdte ervan werd toen door zijn collega’s niet gezien. Het zou Darwin erg geholpen hebben wanneer dat toen wel was gebeurd, want ze ondersteunen zijn evolutietheorie.
Pas rond 1900 werd Mendels werk ‘herontdekt’ en werd dat belang wel ingezien. Dat betekende een grote stap voorwaarts voor het wetenschappelijk gehalte en aanzien van de biologie.

Een halve eeuw later zou de ontcijfering van de DNA-code en de opkomst van de moleculaire genetica zowel voor de genetica, als voor de evolutietheorie de definitieve doorbraak betekenen om als wetenschappelijk te worden erkend.

Charles Darwin

Spotprent van Darwin als aap, uit 1871.
In 1871 verscheen Darwin’s omstreden boek ‘Descent of Man’. Daarop publiceerde een satirisch tijdschrift deze spotprent: Darwin als aap.

Het was Darwin’s grote ambitie om aan het vakgebied van de Natuurlijke Historie een bijdrage te leveren.
Zo was hij op zijn reis met de Beagle niet alleen met de studie van planteen en dieren bezig, maar ook met geologie (vulkaanactiviteit en beweging van aardschollen).

Darwin gebruikte de ‘aardse’ methode van zijn geliefde Natuurlijke Historie: observatie, beschrijving, logische redenering en systematische ordening.
Daarbij hoorde aandacht voor de ‘aardse’ processen van ontstaan en verandering, dus voor de historie van de levende en levenloze natuur.

Variante snavelvormen bij Galapagos-vinken.
Variante snavelvormen bij Galapagos-vinken, of Darwinvinken, inspireerden Darwin tot zijn theorie over het ontstaan van soorten.

Soortvorming
Een voorbeeld daarvan zijn de Galapagos-vinken, later ook Darwin-vinken genoemd. Hij trof een aantal variante vormen van deze verwante dieren op de Galapagos-eilanden aan. Opvallend was het verschil van snavels en hij vroeg zich af hoe dat had kunnen ontstaan.
Op deze vraag zou hij pas later het antwoord vinden. Namelijk dat van elkaar gescheiden groepen van eenzelfde soort (deelpopulaties) zich onafhankelijk van elkaar aan hun omgeving aanpassen. Wanneer er daarbij verschillen in het beschikbare voedsel zijn, dan kan dat tot verschillen in aanpassing leiden.
Bij de vinken was de vorm van de snavel veranderd om beter geschikt te zijn voor het eten van, bijvoorbeeld, voornamelijk zaden of voornamelijk insecten.
Darwin realiseerde zich dat voor het ontstaan van die verschillen heel veel tijd nodig was geweest.
Zo kwam hij op het idee over het ontstaan van verschillende soorten uit één verwante voorouder. Een van de basisprincipes van zijn evolutietheorie.

Evolutie en genetica
De erkenning van de wetenschappelijkheid van de evolutietheorie is stapsgewijs gegaan. Bij de introductie ervan, rond 1870, was er zowel enthousiasme, als ook twijfel, protest en onenigheid. Dit zou door bijdragen van buitenaf veranderen.
Rond 1900 toonde paleontologisch onderzoek van fossielen aan dat evolutionaire veranderingen inderdaad heel geleidelijk en niet sprongsgewijs tot stand komen.
In die tijd werd ook het werk van Mendel (genetica) herontdekt. Toen konden diens inzichten in het overerven van eigenschappen en Darwin’s ideeën over de verspreiding van voor overleving gunstige eigenschappen binnen populaties met elkaar in verband worden gebracht.

Het bleek mogelijk wiskundige modellen voor die processen te ontwikkelen (populatiegenetica). Dat heeft er veel toe bijgedragen dat een grote stap naar erkenning van beide theorieën binnen de biologie kon worden gezet.

Deze ontwikkelingen, de Nieuwe Synthese genoemd, bevestigden voor een groot deel Darwin’s oorspronkelijke ideeën. Men spreekt wel van Neo-Darwinisme.
Daarmee wordt bedoeld:
evolutie door natuurlijke selectie binnen populaties,
onder invloed van mutaties en re-combinaties van genen. 12 7

Toen decennia later de moleculaire genetica (DNA-techniek) beschikbaar kwam, werd een volgende stap gezet waarbij voor veel natuurwetenschappers  de laatste twijfels over Darwin’s theorie werden weggenomen.

Omwenteling in de wetenschap

Om zijn theorie te kunnen ontwikkelen moest Darwin, ook bij zichzelf, heel wat vastgeroeste ideeën overboord zien te zetten.
Door het verzamelen van heel veel materiaal, door observeren, vergelijken en consequent logisch redeneren was hij in staat de evolutietheorie te bedenken. Dat was een enorme prestatie, waarmee hij met deze ‘aardse’ methode een omwenteling teweeg wist te brengen die door velen als een tweede wetenschappelijke revolutie wordt beschouwd waarvan we de hele impact nog niet kunnen overzien. 14 15 16

Wereldse wetenschap

Twee wetenschappelijke revoluties dus. De eerste leverde ons een succesvolle ‘hemelse’ methode op die lange tijd de wetenschap heeft gedomineerd.
Met de tweede werd aangetoond dat ook ‘aardse’ methoden ons betrouwbare verklaringen voor onze werkelijkheid kunnen geven.
Kunnen deze twee naast elkaar bestaan, of zelfs worden geïntegreerd tot een universele wetenschap?

Hemelse bezwaren

De waarheid
Volgens de strikte regels van de klassieke wetenschapstheorie die voortvloeit uit de exacte wetenschappen, zijn alle verklaringen voor wereldse fenomenen en gebeurtenissen die niet volledig aan die regels voldoen onvolledig of onjuist. 17

Deze stellingname leidt tot uitspraken als:
“Waar psychologen, sociologen, geschiedkundigen, economen en anderen het over verklaringen heb­ben, is vaak van niet meer dan verklaringsschetsen sprake.” 18

Doel van deze ‘hemelse’ vorm van wetenschap is het vinden van de ‘waarheid‘. 19
Dit doet denken aan de ideeën van Galilei en Newton, en nog velen na hen, over het goddelijke ontwerp dat ze wilden blootleggen. Wie aan dit ‘hemelse’ ideaal vasthoudt, heeft blijkbaar weinig neiging om met ‘aardse’ methoden in te stemmen.

Wat opvallend ontbreekt is de constatering dat de methode van de exacte wetenschappen vaak ongeschikt is voor onderzoek van levende objecten, laat staan van mentale en emotionele processen.
Het vinden van de waarheid lijkt mij een overschatting van onze mentale vermogens. Heeft Immanuel Kant niet voldoende duidelijk gemaakt dat daar grenzen aan zijn?  20

Het vinden van betrouwbare en bruikbare verklaringen lijkt mij al moeilijk genoeg voor ons kleine denkraam. 21

De hemelse wetenschap wordt aardser

Onzekerheden
Het bolwerk van de ‘perfecte’ natuurwetenschap heeft de laatste decennia averij opgelopen. De erkenning die de evolutietheorie en de genetica in de afgelopen decennia hebben gekregen heeft daar een rol bij gespeeld.

Tekening van een zwart gast
Zwarte gaten zijn vaak in het centrum van sterrenstelsels te vinden. Ze horen bij de kosmische objecten waar de exacte wetenschap mee worstelt. (getekende afbeelding)

Maar ook ontwikkelingen van ‘binnenuit’ zijn er debet aan.
De kosmos vormt niet langer het ideale object voor exact wetenschappelijk onderzoek. want theorieën over het ontstaan van het heelal (de oerknal), over verdeling en verplaatsing van de toen ontstane materie en de ‘uitzonderingstoestand‘ die zowel bij de oerknal moet hebben bestaan, als in zwarte gaten wordt verondersteld aanwezig te zijn, vragen om een veel grotere flexibiliteit dan de klassieke natuurwetenschap tot voor kort wilde toestaan.

Ook de kernfysica is niet langer ‘hemels’ terrein, nu er in de wereld van de  subatomaire deeltjes steeds meer onzekerheden in de theorieën geduld moeten worden.

Chaos-theorie
Ook bestaat er, binnen de exacte natuurwetenschap, een groeiende belangstelling voor ‘aardse’ condities.
De Belgische Nobelprijswinnaar Ilya Prigogine, theoretisch fysicus, beschreef een “theorie van het ingewikkelde“, ook wel chaos-theorie genoemd, over complexe systemen. 22
Hij legt uit dat de klassieke natuurkunde geen raad weet met onomkeerbare veranderingsprocessen, terwijl de meeste aardse processen nu juist niet omkeerbaar zijn. Alleen in de tweede wet van de thermodynamica (die overigens door  het biologische concept ‘populatie’ is geïnspireerd) is iets dergelijks terug te vinden.
Geen wonder dus, dat de ‘hemel’ met ‘aardse’ onderwerpen als evolutie of (kinder)ontwikkeling geen raad weet. (Meer hierover in de bijlage Gelezen).

Kuhn’s paradigma-theorie
Door de wetenschapsfilosoof Thomas Kuhn is een socialere variant van wetenschap voorgesteld. 23 Deze gaat uit van het forum van deskundigen dat zich met een wetenschappelijk onderwerp bezighoudt.
Wanneer er binnen zo’n groep overeenstemming bestaat over de aard van het onderwerp en de methoden om dat te bestuderen, is er sprake van een paradigma. Kuhn noemt dat de fase van normale wetenschap.
Aan die fase gaat een pre-paradigmatische periode vooraf waarin over het onderwerp en de methoden nog teveel onduidelijkheid of meningsverschil bestaat onder de leden van het forum. Volgens Kuhn is er dan sprake van proto-wetenschap.
Hiermee bedoelt hij ‘oer-vormen’ van wetenschap, of voorlopers van de echte wetenschap.
Wanneer de voorloper-fase nieuwe, veelbelovende inzichten en resultaten oplevert, kan dat ertoe leiden dat voldoende leden van het forum met de nieuwe stroming mee gaan doen, waarmee er een nieuw paradigma ontstaat. Dan is er, volgens Kuhn, sprake van een wetenschappelijke revolutie.
Als voorbeelden daarvan noemt hij de ontdekkingen van Galilei en Newton, die de moderne natuurwetenschap hebben opgeleverd, en de evolutietheorie van Darwin.

Volgens Kuhn bevinden de sociale wetenschappen (psychologie, sociologie, pedagogiek, etc.) zich nog steeds in het stadium van proto-wetenschap. 24
Kuhn’s visie op de ontwikkeling van kennis en wetenschap heeft, naast kritiek van ‘klassieke’ zijde, ook veel bijval opgeleverd. Zij doet recht aan de manier waarop door velen de wetenschapsbeoefening wordt ervaren, vooral buiten de exacte vakken.
Er bestaat dan ook een groot verschil tussen de eerste, ‘klassieke’ opvatting, waarbij alle niet-exacte wetenschappen slechts pseudo-verklarinhgen kunnen opleveren, en de paradigma-theorie, waarbij sprake is van een voor-fase die de mogelijkheid van nieuwe ontdekkingen inhoudt.
Bij Kuhn dus geen devaluerende, ‘hemelse’ superioriteit, maar meer respect voor het zoeken naar betrouwbare verklaringen buiten het domein van de exacte vakken.

Aardse wetenschap met een hemels randje

Enkele voorbeelden van manieren waarop ‘aardse’ studies van een ‘hemels randje’ kunnen worden voorzien.

Wiskunde
De evolutietheorie en de genetica zijn goede voorbeelden van  verklaringsmodellen die wél raad weten met de ‘aardse’ veranderlijkheid, dus waarin de factor tijd een belangrijke rol kan spelen.
Beide vakgebieden hebben echter wel baat gehad bij de ontdekking dat het mogelijk bleek om wiskundige formules te gebruiken om de verspreiding van eigenschappen binnen een populatie te berekenen (populatiegenetica). Dat ‘hemels randje’ maakte beide theorieën, met name in de ogen van niet-biologen, betrouwbaarder en, door de wiskunde, wetenschappelijker.

Statistiek
De statistiek is een speciale vorm van wiskunde waarmee onderzoeksresultaten getalsmatig (tabellen, grafieken) kunnen worden beschreven, geanalyseerd en gepresenteerd.
Deze methode is belangrijk voor o.a. de sociale wetenschappen. Wanneer er, bijvoorbeeld, in een dataset voor bepaalde hypothesen sterke statistische verbanden kunnen worden aangetoond, dan verhoogt dat de wetenschappelijke overtuigingskracht ervan.
Het correct gebruik van concepten, het operationaliseren daarvan en het juist interpreteren van de resultaten is echter net zo belangrijk.

Techniek
Ook voor onderzoek waarbij van technische apparatuur gebruik kan worden gemaakt, zoals beeldvormende technieken, geldt dat deze kan bijdragen aan een wetenschappelijk ‘image’ van onderzoek.
Zoals we al eerder hebben geconstateerd (zie het hoofdstuk Blair) is voorzichtigheid geboden bij de interpretatie van beelden of biochemische en fysiologische uitslagen. Wanneer dat zorgvuldig gebeurt, kunnen dergelijke resultaten echter grote overtuigingskracht hebben.

Dergelijke ‘hemelse’ middelen vergroten de kans dat hypothesen binnen een wetenschappelijk forum worden geaccepteerd. Ze kunnen ook motiverend werken voor de onderzoeker(s) zelf.

De Mens en wetenschap

Voor ons, aardlingen, bestaan er ook wetenschappen die buiten de natuurwetenschappen vallen.

Geesteswetenschappen

Zo bestuderen de geestes-wetenschappen de voortbrengselen van de menselijke geest, zoals theologie, filosofie, rechtswetenschap, geschiedenis, taal- en letterkunde, muziek- en cultuurwetenschap. Door Van Dale 25 worden deze, nota bene, als tegenpool (antoniem) van de natuurwetenschappen beschouwd.

Filosofie
De filosofie neemt een speciale positie in, omdat zij de grondslagen van alle kennis onderzoekt. Ze hoort daardoor wél en niet tot het domein van de afzonderlijke wetenschappen.
Wetenschapsfilosofie, of – theorie behandelt de reikwijdte en de geldigheid van menselijke kennis en is daarom voor ons verhaal van belang.

Geschiedenis
De geschiedkunde zoekt naar historische feiten en tracht deze door historische gebeurtenissen te verklaren. Zij is voor de bestudering van ‘aardse’ veranderingsprocessen van groot belang.
Darwin’s werk heeft het belang van een historische benadering van de Natuur aangetoond.
Maar ook iemand als Sigmund Freud, –een andere in de 20e eeuw zeer invloedrijke denker–, koos voor een historisch perspectief.
In zijn psychologie legde hij verband tussen ervaringen in de kinderjaren en psychisch functioneren op latere leeftijd. Ook al zijn er allerlei bezwaren tegen zijn theorie gerezen, het besef van dit historisch verband is gemeengoed geworden.

Sociale wetenschappen

Een andere ‘aardse’ groep wordt gevormd door de sociale wetenschappen, ook wel menswetenschappen, of gedragswetenschappen genoemd.
Dit zijn elkaar gedeeltelijk overlappende begrippen waarmee vakken als psychologie, pedagogiek, sociologie, antropologie en aanverwante gebieden worden aangeduid.
Ze bestuderen de mens in zijn sociale context.

De ethologie heeft de gedragingen van mensen en andere dieren als onderwerp, maar valt onder de biologie. Toch bestaan er ook veel overlappingen met de sociale wetenschappen.

Medische wetenschap

Dit is een buitenbeentje, want, strikt genomen, is dit geen aparte wetenschap. Het is veeleer een interdisciplinaire, toegepaste wetenschap waaraan diverse wetenschapsgebieden een bijdrage leveren, zoals biologie, farmacie en psychologie. Ze leveren een soort mozaïek van kennis op.
Desondanks vermeld ik het hier, omdat het, als een soort wetenschap in de ‘aardse’ praktijk, een voorbeeld kan geven van de mogelijkheden en problemen waar we bij onze ‘aardse’ studie van het geweten mee te maken hebben.

De geneeskunde is een bonte verzameling van kennis en kunde waarvan een deel berust op gedegen onderzoek (‘evidence based‘) en een deel op (andermans) ervaring of op gewoonten.
De medicus richt zich op de aard en oorzaken van ziekten en vervolgens op de opsporing en de behandeling daarvan. Maar daarvoor is tevens een grondige kennis van het normale, gezonde functioneren noodzakelijk.
Ook kennis van technische middelen om ziekten op te sporen en te behandelen hoort erbij.

Sommige aandoeningen, zoals botbreuken, zijn gemakkelijker te objectiveren (röntgenfoto, MRI, echo) dan andere. Onderzoek en behandeling kan dan relatief eenvoudig ‘evidence based’ worden uitgevoerd.
Voor andere medische doelstellingen, zoals preventie van psychische stoornissen, is dat, alleen al door het ontbreken van goed doordachte concepten (diagnosen!) en objectiveerbare onderzoeksdoelen, vrijwel onmogelijk.
Ook voor de studie van het geweten moet nog veel voorwerk worden gedaan voordat ‘evidence based’ onderzoek en behandeling mogelijk zullen zijn.

Biologie als overkoepelende wetenschap.

Boekomslag, voorkant, van Ernst Mayr's boek. over biologie.
Een inspirerend boek over de ontwikkeling van de biologie als wetenschap. Beschikbaar als pdf-download (google op auteur en titel).

Ernst Mayr 28 wordt als een van de belangrijkste voorstanders en bevorderaars van de evolutionaire biologie in de 20ste eeuw beschouwd. 29
Hij was ornitholoog, historicus en wetenschapsfilosoof en had een aandeel in de definitieve erkenning van de evolutietheorie (Neo-Darwinisme, Nieuwe Synthese).

Voor de biologie zag hij een grote rol weggelegd bij toekomstige pogingen om ‘aardse’ wetenschap te bedrijven.
Hij stelt namelijk, dat de exacte wetenschap te beperkt is om er de complexiteit van levende organismen mee te beschrijven. Die vraagt om een andere benadering.

Ter vergelijking geeft hij het volgende voorbeeld: de Euclidische meetkunde (planimetrie en stereometrie) voldoet in veel gevallen om bruikbare beschrijvingen van de ruimtelijke eigenschappen van het heelal te leveren.
Door Einstein’s relativiteitstheorie weten we echter, dat dit alleen opgaat voor situaties waarbij het zwaartekrachtsveld niet te sterk is. Wanneer dat wel het geval is, dan wordt de ruimte door de zwaartekracht gekromd en heb je een meer geavanceerde vorm van meetkunde nodig om een goede beschrijving te geven. De normale, Euclidishe meetkunde is voor zo’n complexe situatie te beperkt.

Op een vergelijkbare manier schiet, volgens Mayr, de exacte wetenschap tekort als het om het bestuderen van levende organismen gaat.
Hij beschouwt die vorm van wetenschap wel als een onderdeel van de biologie, omdat ook levende organismen uit materie bestaan. Miljarden jaren van evolutie hebben die materie in systemen veranderd die onvergelijkbaar anders en complexer zijn dan in de niet-levende natuur voorkomt. De biologie is daarvoor beter toegerust, zoals Darwin heeft laten zien. 30

Mayr’s opvattingen hebben dan ook consequenties voor de wetenschappelijke methode die hij voorstaat.
Een van zijn stellingen is, dat de biologie niet met wetten, maar met concepten werkt, zoals: populatie, soort, aanpassing, vertering, dominantieselectie, partnerkeuze, competitie, en dergelijke. Het verhelderen en verbeteren van deze concepten levert, volgens hem, vaak meer bruikbare kennis op dan het verzamelen van nieuwe feiten.

Het succes van de evolutionaire biologie schrijft hij niet toe aan experimenten, maar aan: observeren, vergelijken en classificeren, naast het onderzoeken en beoordelen van concurrerende historische verklaringen. Bijvoorbeeld van de mogelijke oorzaken voor het uitsterven van de dinosaurussen. 31
Hij stelt dat, bij de bestudering van levende organismen, met deze methode, minstens even goede resultaten zijn bereikt als met de experimenten volgens de ‘hemelse’ methode bij de bestudering van de levenloze natuur.

Ook voor de sociale wetenschappen is zijn werk van belang. Zo was hij de eerste die onderscheid maakte tussen proximale en distale oorzaken van gedrag. 32

Nayr’s werk is inspirerend. Zijn uitgebreide analyse van de wetenschapsfilosofische achtergronden van Darwin’s werkwijze, in vergelijking met die van de exacte wetenschappen, is verhelderend.

Het geweten en de wetenschap

Hoe staat het met het wetenschappelijk gehalte van onze verkennende studie van het geweten?

Stand van zaken

We hebben ons voorgenomen, zoveel al;s mogelijk, empirische kennis te verzamelen om antwoorden te vinden op vragen die gaan over uiteenlopende thema’s als: aard en kenmerken, werking, ontwikkeling, doel en functie, en disfunctioneren (zie Vragen en antwoorden ).
Dat is een breed spectrum waarin (ontwikkelings-)psychologie, biologie en geneeskunde (psychiatrie) in ieder geval hun plaats hebben.
Geen van deze gebieden van wetenschap hoort tot de exacte wetenschappen, al zijn er, wat biologie en geneeskunde betreft, deelgebieden, zoals biochemie, die daarop aanspraak kunnen maken.

Ook bestaat er geen paradigma (=kader van theorievorming, vlgs. Kuhn) waar ons onderwerp geheel in past.
De wetenschappelijkheid van onze onderneming zal dus, waar mogelijk, moeten worden aangetoond.
Volgens Kuhn betekent dit, dat we ons met ons onderwerp nog in het stadium van proto-wetenschap bevinden. Dat schept verplichtingen, zoals het zo goed mogelijk onderbouwen van alle beweringen, maar ook een zekere vrijheid om nieuwe ideeën te onderzoeken en naar voren te brengen.

Een van de aanbevelingen, die ik ooit ben tegengekomen, om een ingewikkeld onderwerp te bestuderen is het verkennen van de grensgebieden van dat onderwerp. In de afgelopen maanden ging die verkenning in de richting van de biologie.

Vertrouwd …

Via Frans de Waal ben ik terecht gekomen bij Charles Darwin en Ernst Mayr (zie Ons Mensbeeld verandert en De Waal-gewetensontwikkeling). Hun ideeën inspireerden mij deze wetenschaptheoretische verkenningstocht te ondernemen.

Daarbij is mij gebleken dat ik me wel thuis voel bij een wetenschapsopvatting die levende organismen centraal stelt en veranderingsprocessen bestudeert binnen open systemen.

Ook viel me een zekere vertrouwdheid op bij het lezen van Darwin’s theorie en van de uitwerking daarvan door Frans de Waal. Er bleken dan ook veel raakvlakken te zijn met de ideeën van een aantal auteurs die in de hoofdstukken over de gewetensontwikkeling zijn besproken.

Zo was ook Sigmund Freud overtuigd van het belang van iemands historie. Bij hem ging het om de  persoonlijke voorgeschiedenis, de ervaringen vanaf de kindertijd.
Voorts stemde hij in met Darwin’s idee dat het geweten noodzakelijk ontstond toen mensen complexere samenlevingsvormen gingen vormen. 33 Zie Freud – gewetensontwikkeling.
Freud had ook grote bewondering voor Darwin over wie hij altijd sprak als: “De grote Darwin”. 34

Martin Hoffman was geïnteresseerd in modernere varianten van Darwin’s visie op altruïsme. Later kreeg dat een plaats in zijn studie van empathie. 35 Zie Hoffman – gewetensontwikkeling

Robert Emde en Grazyna Kochanska bouwden bij hun infant-research o.a. voort op Bowlby’s ethologisch gefundeerde hechtingstheorie. 36  Zie Emde – gewetensontwikkeling en Kochanska – gewetensontwikkeling.
Bowlby was door de ethologen Lorenz en Tinbergen geïnspireerd, Ook stond hij in nauw contact met de etholoog Hinde en heeft hij Harlow gestimuleerd in zijn onderzoek naar de effecten van “maternal deprivation” bij Rhesusapen. Bovendien heeft hij, in een biografie van Darwin, geprobeerd diens ziekte te verklaren uit het verlies van diens moeder op jonge leeftijd. 37 Darwin’s werk was dus bij de ‘infant researchers’ goed bekend en heeft ook veel invloed gehad. Op mijn beurt heb ik weer veel van Emde geleerd en daarbij hoorde, vaak impliciet, ook Darwin’s gedachtegoed.

Bij Blair komen we geen expliciete verwijzingen naar de evolutionaire biologie tegen, maar in zijn neurobiologisch onderzoek naar de rol van de amygdala bij empathie is de evolutietheorie wel impliciet aanwezig. Zie Blair-gewetensontwikkeling.

Door Haidt wordt vaak naar Darwin verwezen.Wanneer hij zijn ideeën over aangeboren voorkeuren uitwerkt , bouwt hij voort op Darwins visie op de ontwikkeling en uiting van emoties en op Darwins opvattingen over de morele ontwikkeling. Zie Haidt-gewetensontwikkeling.

… en nieuw.

De Waal, tenslotte, biedt met zijn evolutionaire benadering van de moraal een theoretisch kader dat goed aansluit bij de hierboven genoemde studies.
Hij heeft mijn psychologische, op de individuele persoon gerichte kijk op de gewetensontwikkeling uitgebreid met een aan die persoonlijke ontwikkeling ten grondslag liggende evolutionaire ontwikkeling van de moraal.
Het artikel over proximale en distale oorzaken van empathisch gedrag was daarbij zeer verhelderend.
Zijn verwijzing naar Mayr, als bedenker van dit onderscheid, liet mij kennis maken met de biologie als wetenschappelijke onderneming en inspireerde mij tot het schrijven van bovenstaand verhaal.

Resumé

Je zou kunnen zeggen dat Darwin aan de mens als individu een evolutionaire geschiedenis heeft gegeven (het distale perspectief), zoals Freud, enkele decennia later, aan de mens als individu een persoonlijke historie gaf (het proximale perspectief) 38

De invloed van deze verkenningstocht zal zijn terug te vinden in de antwoorden op de vragen waarnaar in het begin va deze paragraaf is verwezen. Zie ook Vragen en antwoorden

————————————–—————————— ©2018 horsey

Plaats een reactie  → scroll naar beneden
Informatie  →  Wegwijs  of  Inhoudsopgave
Gebruik de Terugknop om naar de vorige pagina te gaan

  1. 1564 – 1642
  2. 1609
  3. 1473 – 1543
  4. 1642 tot 1727
  5. Newton 1687, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.
  6. Koetsier, T. & Bergmans L. eds. (2004), Mathematics and the divine. A historical study. Elsevier
  7. Mayr, E. (1982). The growth of biological thought : diversity, evolution, and inheritance. Cambridge, Mass.: Belknap Press
  8. Mayr, E. (1982). The growth of biological thought : diversity, evolution, and inheritance. Cambridge, Mass.: Belknap Press
  9. 1707 – 1778
  10. Voor een overzicht van wat momenteel onder ‘aardwetenschappen’ wordt verstaan zie: wiki-aardwetenschappen
  11. 1822-1886
  12. zie Moderne Synthese
  13. Mayr, E. (1982). The growth of biological thought : diversity, evolution, and inheritance. Cambridge, Mass.: Belknap Press
  14. Mayr, E. (2000). Darwin’s influence on modern thought. Sci Am, 283(1), 78-83
  15. Ruse, M. (2009). The Darwinian revolution: Rethinking its meaning and significance. Proceedings of the National Academy of Sciences
  16. Kuhn, T. S. (1962). The structure of scientific revolutions. Chicago: University of Chicago Press.
  17. Cornelisse, F.H. 1985, Inleiding tot de Wetenschapsfilosofie. Amsterdam, Van Loghum Slaterus
  18. idem, p.168
  19. idem, p.24
  20. Kant (1781) Kritik der reinen Vernunft
  21. Met dank aan Kwetal (Marten Toonder)
  22. Prigogine, I., & Stengers, I. (1984). Order out of chaos: Man’s new dialogue with nature. New York: Bantam Books
  23. Thomas S Kuhn (1962). The structure of scientific revolutions, 1st. ed., Chicago: Univ. of Chicago Press
  24. Kuhn, T. S. (1962). The structure of scientific revolutions. Chicago: University of Chicago Press.
  25. Van Dale, online, 2018
  26. Darwin’s Origin of Species: third British edition (1861), page 521
  27. Darwin, The Origin of Species, …. p.576
  28. 1904 – 2005
  29. Rennie, J. (1994), Profile: Ernst Mayr – Darwin’s Current Bulldog, Scientific American 271 (2), 24-25
  30. Mayr, E. (1982). The growth of biological thought : diversity, evolution, and inheritance. Cambridge, Mass.: Belknap Press
  31. Mayr, E. (2000). Darwin’s influence on modern thought. Sci Am, 283(1), 78-83
  32. Mayr, E. (1961) Cause and effect in biology. Science 134:1501-506
  33. Freud, S. (1912/1913) Totem und Tabu. in Studienausgabe, Bd. III, Frankfurt am Main: Fischer 1978
  34. Gay, P. (1988). Freud : a life for our time (1st ed.). New York: Norton. p.36
  35. Hoffman, M. L. (1981). Is altruism part of human nature? Journal of Personality and Social Psychology, 40(1), 121-137.
  36.  Emde, R. N., & Robinson, J. (2000). Guiding principles for a theory of early intervention: A developmental-psychoanalytic perspective. In J. P. Shonkoff (Ed.), (2000). Handbook of early childhood intervention (2nd ed.) (pp. 160-178). New York, NY: Cambridge University Press.
  37. Bowlby, J. (1991). Charles Darwin: A new biography. London: Hutchinson
  38. Mayr, E. (1961) Cause and effect in biology. Science 134:1501-506
avatar
1 Comment threads
1 Thread replies
0 Followers
 
Most reacted comment
Hottest comment thread
2 Comment authors
billMarijke Recent comment authors
Marijke
gast
Marijke

Geweldig, bill, en heel knap, en zelfs voor mij met mijn meer dan alfa-persoonlijkheid begrijpelijk.
Bovendien ben ik het helemaal eens met je reis van de hemel naar de aarde.

Vraag:
Wist Aristoteles iets van een bestaan op de zon, maan en de planeten? Of beschouwde hij die als een soort van lichtende tennisballen?

Bijdrage:
“Wij vermoeden amper de dingen op aarde;
zelfs wat voor de hand ligt
ontdekken wij maar met moeite;
wie speurt er dan na
wat er in de hemelen is?”
De wijsheid van Salomon 9;16-20

LM