Blog

Ons brein-beeld verandert – deel 1

Onderzoek met nieuwe beeldvormende technieken heeft recent ons inzicht in structuur en werking van ons brein aanzienlijk vergroot.
Dergelijk onderzoek heeft ook al een bijdrage geleverd aan onze kennis van de gewetensfunctie
(zie Blair).

We zullen hier nagaan of bestudering van dit aspect van ons onderwerp ons aan een beter begrip van ons geweten kan helpen.


Inhoud van deel 1

1. Ons brein: een vreemd orgaan
1a. Het hoofd koel houden
***Hippocrates ***Aristoteles

2. Ons brein: zetel van onze geest/ziel?
***Descartes ***De kern van de zaak: een gevoelig punt ***Mind-body in de neurowetenschap ***Psychische functies ***Eigen uitgangspunt

3. Ons brein: een ingewikkeld orgaan
3a. Complexiteit van het brein
***Neuronen ***Synapsen ***Onvoorstelbaar grote capaciteit ***Steuncellen
3b. Waar bevinden zich die neuronen?
***Grote hersenen (cerebrum) ***Kleine hersenen (cerebellum) ***Hersenkernen en ruggenmerg
3c. Neurale netwerken
***Circuits

Inhoud van deel 2 (verschijnt later)

4. Ons brein: product van evolutie
5. Ons zelf-organiserende brein
6. Ons brein: van embryo tot volwassene
7. Ons brein en ons geweten


Enkele stellingen

♦ Onze hersenen laten zich niet gemakkelijk kennen. Ze zijn daarvoor te slecht bereikbaar en te complex.

♦ Bestudering van ons brein confronteert ons meteen met het filosofische geest-lichaam probleem (mind-body problem). Dit heeft consequenties voor onze visie op psychische functies, zoals het geweten.

♦ Ons brein is door zijn complexiteit waarschijnlijk het ingewikkeldste studieobject dat we kennen.


We hebben al gezien hoe veranderingen in onze kennis van de wereld en van onze eigen soort invloed kunnen hebben op ons wereldbeeld, mensbeeld en zelfbeeld (zie Ons wereldbeeld verandert en Ons mensbeeld verandert).

Bijstellen van onze visie op ons eigen brein gaat mogelijk nog een stap verder en raakt ons in onze meest persoonlijke levenssfeer. Dat valt, bijvoorbeeld, op te maken uit reacties op een, voor sommigen wat verontrustende, boektitel als: “Wij zijn ons brein” 1
Een focus op de gewetensfunctie zal een dergelijk gevoel alleen nog naar kunnen versterken.
Laten we bekijken wat het ons brengt.

Ons brein: een vreemd orgaan

Onze hersenen zijn ons vreemd. Ze zijn goed opgeborgen en daardoor niet zichtbaar of tastbaar, of op een andere alledaagse manier makkelijk te leren kennen.

Ons brein, met veel plooien, vanaf de zijkant bekeke,
Het oppervlak van de linker zijkant van ons brein laat alleen hersenschors (cortex) zien. Deze is geplooid om het oppervlak zo groot mogelijk te maken.

Ons brein mist de vanzelfsprekendheid en vertrouwdheid die veel andere delen van ons lichaam voor ons hebben.
Ook wanneer we een afbeelding ervan bekijken, blijft er bevreemding bestaan. Aan de buitenkant zien we een geleiachtige massa met een wirwar aan groeven waarin geen patroon te ontdekken valt.

Het brein op doorsnede. Alle structuren zijn nauw met elkaar verbonden.
Doorsnede, tussen de beide hersenhelften, laat andere structuren zien die nauw met elkaar, met de schors en het ruggenmerg zijn verbonden.

Wanneer we een doorsnede bekijken, zien we allerlei structuren die ook niets van hun functie onthullen.

Wel is te zien dat alles dicht op elkaar is gepakt. Dat komt door de beperkte inhoud van de schedel, maar ook omdat zowat alle structuren nauw met elkaar in verbinding staan.

Elektrischr activiteit in ons brein in een 3-D impressie
De hersendelen communiceren met elkaar door elektrische activiteit van de zenuwcellen. (Klik voor een 3-D impressie van 1,14 min.).

 

Ons brein gebruikt ongeveer evenveel energie als een lamp van 15 Watt.
Een deel daarvan is elektrische activiteit, die met een EEG-apparaat kan worden geregistreerd.

Maar deze wetenschap brengt ons niet veel verder.

Enig houvast vinden we wanneer we ontdekken dat het achterste deel van de hersenen doorloopt in het ruggenmerg en dat deze twee gedeelten de oorsprong zijn van veel zenuwen (op de afbeelding niet te zien). Deze staan in verbinding met de zintuigen en de rest van het lichaam.

Hersenen, ruggenmerg en zenuwen vormen ons zenuwstelsel.
De eerste twee vormen samen het centrale zenuwstelsel.
Deze opbouw doet een centrale rol voor het brein vermoeden.

Het hoofd koel houden

Er zijn, in het verleden, al veel pogingen gedaan om de aard en de werking van onze hersenen te begrijpen. Dat heeft uiteenlopende ideeën opgeleverd die soms ver af liggen van wat we er nu over weten.

Hippocrates

Bij de oude Grieken was Hippocrates van Kos 2 daarop een opvallende uitzondering.
Hij wordt als de vader van de westerse geneeskunde beschouwd. 3
Hij was, in onze streken, de eerste die voor ziekten een rationele verklaring zocht. Daarmee haalde hij ze uit de sfeer van magie en bijgeloof.

Een mooi voorbeeld daarvan is zijn verhandeling over epilepsie (“Sacred Disease”), waarvan hij, al in de eerste zin, aangeeft dat het daarbij om een gewone ziekte gaat en niet om een door de goden gezonden straf, of heilige conditie.

In dit betoog geeft hij ook zijn visie op de functie van onze hersenen.
Deze doet zelfs modern aan. Namelijk dat alles wat we waarnemen, denken, voelen, ons herinneren en doen zijn oorsprong vindt in ons brein.
Ook voor epilepsie en geestesziekten wijst hij het brein als bron aan.

 

Hippocrates was een nuchtere geneesheer die op zijn verre reizen veel ervaring opdeed en eigen inzichten ontwikkelde.
Zo had hij veel aandacht voor een gezonde leefstijl en gezond eten (“Maak van uw voedsel uw medicijn en niet van medicijnen uw voedsel”). Ook dat doet modern aan.

Zijn werk behield lange tijd invloed in de medische wereld.
Maar zijn visie op het brein werd niet overgenomen. Hiermee was hij zijn tijd blijkbaar veel te ver vooruit.

Aristoteles

Al voor zijn tijdgenoten was “de Grote Hippocrates” een begrip. Toen hij overleed was Aristoteles 4 nog een jongen, maar ook hij kreeg grote bewondering voor hem. Toch deelde hij diens opvattingen over de hersenen niet.

Volgens Aristoteles was het hart de zetel van ons verstand en dus van de door hem zo hoog gewaardeerde ratio.
Om die ratio zo goed mogelijk te laten functioneren, moest, volgens hem, het hart worden gekoeld. En dat was de taak van de hersenen die het bloed moesten afkoelen en via de bloedvaten weer naar het hart moesten terugsturen, zodat daar helder kon worden nagedacht.
Zo verklaarde hij ook dat mensen, met hun relatief grote hersenen, beter konden redeneren dan dieren.

Zelfs Aristoteles, die toch een begenadigd natuuronderzoeker was, ontwikkelde geen juist beeld van ons brein. Zelfs niet terwijl hij bekend was met de ‘moderne’ ideeën van Hippocrates.
Geen wonder dus, dat dit ons ook niet gemakkelijk afgaat.

Ons brein: zetel van onze geest/ziel?

Aristoteles kon er niet toe komen onze hersenen als centrum van ons verstand, en daarmee van onszelf, aan te wijzen. De vraag waar dat centrum gezocht moet worden is tot op heden onderwerp van felle debatten.
Descartes wordt vaak genoemd als verlicht denker die aan dit debat een belangrijke bijdrage heeft geleverd.

Descartes

Heel wat eeuwen na Aristoteles worstelde ook Descartes 5 met de vraag welke rol hij aan het brein moest toeschrijven. Temeer daar hij dacht dat ons lichaam, en dus ook het brein, een soort machine was die door de ziel werd bestuurd.

Hij bedacht dat er uit het hart heel fijne partikeltjes via de bloedbaan de hersenen bereikten, waar ze in een soort ‘levens-gas’ veranderden dat, via holle zenuwen, door het hele lichaam kon worden gepompt.
Door de kleine, centraal in het brein gelegen, pijnappelklier te bewegen kon het vitale gas naar de gewenste bestemming worden gestuurd en, bijvoorbeeld, spieren in werking zetten.

Hij vergeleek dit proces met de werking van een orgel 6 waarbij de organist met het toetsenbord de lucht naar de orgelpijpen dirigeert.
Volgens Descartes was dit ‘bespelen’ de taak van de ziel. 7

In Descartes’ model kregen de hersenen een centrale rol, maar als een vergankelijk werktuig voor de onsterfelijke ziel. Hij maakte nadrukkelijk onderscheid tussen de totaal verschillende ‘substanties’ waaruit hij dacht dat het lichaam (res extensa) en de ziel (res cogitans) waren opgebouwd.

Deze visie op lichaam en geest/ziel wordt dualisme genoemd.
Hij was de eerste die vond dat ook de ziel op rationele wijze moest worden bestudeerd.

Descartes’ ideeën hebben sindsdien veel filosofen geïnspireerd.
Voor sommigen bood hij een rationeel mensbeeld dat plaats gaf aan de ziel als onsterfelijke en alles bepalende kern.
Voor anderen betekende het dat het bestaan van de ziel ter discussie kon worden gesteld.

De kern van de zaak: een gevoelig punt

Discussies over de rol van de hersenen in relatie tot de menselijke geest/ziel zijn altijd al beladen geweest en zijn dat nog steeds. Het gaat immers om het ‘centrum van de macht’, en/of van ons verstand en gevoelsleven, en/of over onze vrije wil en onze sterfelijkheid.
Kortom, aspecten van onze eigen persoon die we ook aanduiden met ‘ik’, of ‘zelf’ en die de kern van ons wezen uitmaken.

Mind-body in de neurowetenschap

De relatie tussen brein en geest (mind-body problem) houdt ook bij onderzoekers de gemoederen bezig.
De meesten beschouwen de geest als het ‘product’ van processen in de hersenen, met name van complexe neurale circuits  8 9 10
Dus volgen ze niet Descartes in zijn dualisme, maar nemen ze een standpunt in dat monisme, of materialisme, wordt genoemd en dat inhoudt dat ons stoffelijke lichaam, en met name de neuronen van ons brein, de geest voortbrengt.

Hogere psychische functies

Over de werking van onze hersenen is al veel kennis verzameld. Toch weten we nog niet hoe, op moleculair of cellulair niveau, de activiteit van de zenuwcellen kan leiden tot bewuste psychische ervaringen.

Dit gaat om bewuste waarneming van de wereld om ons heen, zoals in beeld en geluid, maar vooral om meer abstracte ervaringen die wel de hogere psychische functies worden genoemd, zoals bewust ervaren voorstellingen, gedachten, intenties, herinneringen, fantasieën, taal, abstracte redeneringen, zelfreflectie, morele afwegingen, etc. Ook emoties en gevoelens worden door sommige onderzoekers daartoe gerekend. 11

Voor sommigen is het ontbreken van een sluitende ‘materiële’ verklaring reden om aan te nemen dat er ‘iets‘ immaterieels moet zijn (geest, ziel) dat ervoor zorgt dat die psychische fenomenen kunnen ontstaan en bestaan.
Dit is echter een filosofisch standpunt dat daarom niet valt te verifiëren, of te falsificeren (zie Wetenschap).

Er zijn nog meer onderwerpen waarbij de filosofie een belangrijke rol speelt, zoals over ons bewustzijn en de vrije wil.
Maar ook over emoties en gevoelens bestaat in de filosofie en de wetenschap nog lang geen consensus.

Deze discussies zijn voor ons onderwerp ook van belang.
Beschouwingen over ons bewustzijn leunen vaak aan tegen die over het mind-body probleem.
De vrije wil is relevant voor ‘gewetensvragen’ over eigen verantwoordelijkheid  en toerekeningsvatbaarheid.
En een beschrijving van het geweten zonder emoties is incompleet.

 

Eigen uitgangspunt


Ik ga er vanuit, dat processen in complexe circuits van neuronen bij ons ervaringen teweeg brengen die we gewend zijn in psychologische termen te beschrijven.
Die processen kunnen echter op meerdere niveaus worden bestudeerd: moleculair, cellulair, op orgaanniveau (neurologisch), psychologisch en sociaal-cultureel. 25 die daarvan een voorbeeld geeft.

Ons brein: een ingewikkeld orgaan

We gaan er hier dus vanuit dat dat het geweten, net als de andere hogere psychische functies, bestaat en werkt dankzij processen in ons brein. Voor meer inzicht in die processen zullen we ons in bouw en functie van ons brein moeten verdiepen.

Complexiteit van het brein

Onder neurowetenschappers kun je heel uiteenlopende meningen over ons brein tegenkomen. Echter over één kenmerk bestaat grote overeenstemming: het is een uitzonderlijk complex orgaan. Misschien wel het ingewikkeldste studieobject dat we kennen.
We zullen daarom hier slechts beknopt enkele kenmerken kunnen bekijken.

Neuronen

Neuronen brengen via uitlopers elektrische signalen over.
Impressie van neuronen met hun cellichamen en uitlopers. Elektrische actiepotentialen  zorgen voor signaaloverdracht. De bijbehorende gliacellen zijn hier niet afgebeeld.

Zenuwcellen (neuronen) zijn de bouwstenen van ons brein.
Dat bevat, op volwassen leeftijd, ongeveer 85 miljard neuronen.
Ieder neuron heeft een cellichaam met vele duizenden uitlopers waarmee ze met andere neuronen en enkele andere cellen (zoals in zintuigen en spieren) contact kunnen maken.
Sommige van die uitlopers (axonen) kunnen meer dan een meter lang worden. De kortere worden dendrieten genoemd.
Er zijn ongeveer 200 verschillende soorten neuronen, die verschillen in vorm en grootte, afhankelijk van hun functie.

In de neuronen wordt, door chemische processen, een elektrische actiepotentiaal opgebouwd die het neuron kan laten ‘vuren‘. Daarmee kan, via de vele uitlopers, een signaal worden doorgegeven aan andere neuronen, of andere cellen waarmee contact is gemaakt.

Synapsen

Synapsen zijn de verbindingsplaatsen tussen twee neuronen.
Wanneer die al met elkaar verbonden zijn, zal de elektrische impuls ongehinderd van het ene naar het andere neuron overspringen. Dat gebeurt bij een ‘elektrische’ synaps.

Chemische synaps met overdracht van neurotransmitter van het uiteinde van een axon, via de synapsspleet, naar een dendriet van het v0olgende neuron.

Bij (nog) niet verbonden neuronen verloopt de prikkeloverdracht iets trager, door chemische stoffen, de neurotransmitters. Dat gebeurt in een ‘chemische’ synaps.

Diverse andere chemische stoffen (zoals medicatie of drugs) en bepaalde hormonen (zoals oxytocine en vasopressine) kunnen de werking van de zenuwcellen beïnvloeden.

Bepaalde neurotransmitters en de aard van het doorgegeven signaal kunnen of een activerende, of een inactiverende uitwerking (inhibitie) hebben op de doel-cel. 26


Onvoorstelbaar grote capaciteit

De signaaloverdracht in de synapsen biedt enorm veel variatie en flexibiliteit.
In combinatie met het onvoorstelbaar grote aantal mogelijke verbindingen, geeft dat een potentieel vermogen tot informatieverwerking en -opslag waarbij vergeleken de grootste supercomputer niet meer dan een speeltje is. 27

Een dergelijk, niet te bevatten groot vermogen maakt beter voorstelbaar dat zoiets gecompliceerds als hogere psychische functies, inclusief de gewetensfunctie, door processen in ons brein kan worden gerealiseerd.
En dan weten we daarover hoogstwaarschijnlijk nog maar een fractie van wat er te weten valt. 28


Steuncellen

Gliacellen vormen een beschermlaag voor een axon.
Gliacellen ondersteunen het functioneren van neuronen. Hier vormen ze een beschermlaag (myeline) voor een axon.

Aparte hulpcellen (gliacellen) ondersteunen de activiteit van de neuronen op veel gebieden. Dat gebeurt door deze te voeden, te beschermen, de prikkelgeleiding te faciliteren, bij hun uitgroei te sturen, ze bij afsterven op te ruimen, etc.
Er zijn in ons brein minstens evenveel gliacellen als er neuronen zijn.

Waar bevinden zich die neuronen?

Grote hersenen

Een belangrijk deel van onze neuronen bevindt zich in de twee hersenhelften (hemisferen) die samen de grote hersenen (cerebrum) vormen. Hun oppervlak is sterk geplooid waardoor veel extra ruimte is ontstaan voor neuronen. Want hun cellichamen en bijbehorende dendrieten liggen aan de oppervlakte en vormen de buitenste laag, de hersenschors, ook cortex, of grijze stof genoemd,

Onder de cortex bevindt zich de witte stof, die uit de bijbehorende lange uitlopers, de axonen, bestaat. Deze maken verbindingen met andere hersendelen en met het ruggenmerg. De hoeveelheid witte stof is in ons mensenbrein relatief groot, omdat er bij ons relatief veel informatie tussen de verschillende hersengebieden wordt uitgewisseld, zodat daar die extra verbindingen voor nodig zijn.

De kleine hersenen

Diep in ons achterhoofd zitten de kleine hersenen (cerebellum). Ze hebben ook een geplooid oppervlak en bestaan ook uit grijze en witte stof.
Ondanks een veel kleiner volume, bevatten ze veel meer neuronen (de kleine korrelcellen) dan de grote hersenen. Ook bestaan er zeer veel verbindingen met andere delen van het brein en de rest van ons lichaam (via het perifere zenuwstelsel). Dat alles wijst erop dat hier complexe taken worden uitgevoerd.

Hersenkernen, ruggenmerg en zenuwen

Neuronen vinden we in het hele zenuwstelsel. Ook buiten de grote en kleine  hersenen komen ze dus voor.
Zoals in de hersenkernen (nuclei) die uit dicht opeengepakte neuronen bestaan. En in het ruggenmerg, waar verbindingen met de perifere zenuwen worden gemaakt.
Deze perifere zenuwen bestaan uit bundels axonen die naar de spieren e.d. toelopen.

Neurale netwerken

Schema van informatie-uitwisseling tussen een aantal delen van ons brein.delen.
De meeste hersenfuncties komen tot stand door samenwerking binnen circuits die zich over meerdere hersengebieden uitstrekken. In dit voorbeeld gaat het om het oproepen van een emotionele reactie. Merk op dat de uitwisseling meestal wederkerig is.

Groepen van neuronen kunnen samen neurale netwerken vormen.
Dat kunnen clusters, of kernen binnen hetzelfde hersengebied zijn, maar vaak zijn bij zo’n netwerk juist neuronen-groepen uit meerdere delen van het brein betrokken.

Deze netwerken kunnen voor heel korte tijd (bijvoorbeeld in het kortetermijn-geheugen), maar ook voor heel lange tijd ( zoals in het langetermijn-geheugen) blijven bestaan.

Circuits

Circuits zijn blijvende netwerken. Ze zijn genetisch bepaald voor het uitvoeren van specifieke taken, zoals het reguleren van vitale functies. of voor het coördineren en uitvoeren van bepaalde motorische taken.
Maar ze kunnen ook bestemd (“pre-wired”) zijn voor het opnemen (geheugen) of verwerken van specifieke informatie, zoals visuele, auditieve, reuk- en tactiele informatie.

Dit proces van opnemen van allerlei informatie begint al rond de geboorte, waarbij het opdoen van ervaringen de vorming van synapsen stimuleert (synapto-genese) en dus de eigenschappen van de neuronen verandert. Het opdoen van ervaringen bouwt dus letterlijk onze hersenstructuren op. Temeer daar niet-gebruikte circuits, na verloop van tijd, voor andere taken worden gebruikt, of worden verwijderd (“pruning”). 29
Dit is een belangrijk proces. Daarom zullen we daar bij de bespreking van de persoonlijke ontwikkeling van ons brein nog op terugkomen.

De meeste hersenfuncties komen tot stand door processen in neuronengroepen binnen circuits die zich over meerdere hersendelen uitstrekken. Die groepen leveren, in onderlinge samenwerking, ieder een eigen bijdrage aan het verwerken van de binnengekomen informatie.



Tot zover deel 1.

Deel 2 zal over de volgende onderwerpen gaan:

4. Ons brein: product van evolutie
5. Ons zelf-organiserende brein
6. Ons brein: van embryo tot volwassene
7. Ons brein en ons geweten

————————————–—————————— ©2018 horsey

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

  1. Swaab, D. F. (2011). Wij zijn ons brein : van baarmoeder tot Alzheimer (12e herz. dr. ed.). Amsterdam :: Contact.
  2. Hippocrates ca 460-370 vC
  3.  Aan zijn studenten leerde hij hoge ethische principes die ook in de eed van Hippocrates doorklinken. Een aangepaste versie van die oude eed wordt nog steeds door a.s. artsen, na hun artsexamen, afgelegd.
  4. Aristoteles 384 – 322 vC
  5. Descartes 1596 – 1650
  6. Swaab, D.F. (2011). Wij zijn ons brein : van baarmoeder tot Alzheimer (12e herz. dr. ed.). Amsterdam: Contact.
  7. zie Wiki Descartes
  8. Damasio, A. R. (1994). Descartes’ error : emotion, reason, and the human brain. New York: Putnam
  9. Edelman, G. M. (2004). Wider than the sky : the phenomenal gift of consciousness. New Haven: Yale University Press
  10.  Swaab, D.F. (2011). Wij zijn ons brein : van baarmoeder tot Alzheimer (12e herz. dr. ed.). Amsterdam :: Contact.
  11. Damasio, A. R. (2003). Looking for Spinoza : joy, sorrow, and the feeling brain (1st ed.). Orlando, Fla.: Harcourt.
  12. zie Wiki Affective science
  13.  Immordino-Yang, M. H., & Damasio, A. (2007). We Feel, Therefore We Learn: The Relevance of Affective and Social Neuroscience to Education. Mind, Brain, and Education, 1(1), 3-10.
  14.  Damasio, A. R. (2003). Looking for Spinoza : joy, sorrow, and the feeling brain (1st ed.). Orlando, Fla.: Harcourt.
  15. zie van Dale online 2018
  16. Zie Wiki Ockhams scheermes 
  17. Damasio, A. R. (2010). Self comes to mind : constructing the conscious brain (1st ed.). New York: Pantheon Books.
  18.  Dennett, D. C. (1991). Consciousness explained (1st ed.). Boston: Little, Brown and Co.
  19. Edelman, G. M. (2004). Wider than the sky : the phenomenal gift of consciousness. New Haven: Yale University Press.
  20. Damasio, A. R. (2010). Self comes to mind : constructing the conscious brain (1st ed.). New York: Pantheon Books.
  21. Lamme, V. (2010). De vrije wil bestaat niet : Over wie er echt de baas is in het brein. Amsterdam: Bakker.
  22. Swaab, D.F. (2011). Wij zijn ons brein : van baarmoeder tot Alzheimer (12e herz. dr. ed.). p.218. Amsterdam Contact.
  23. Dennett 11 maart 2016 te Utrecht, op het congres ‘Bestaat de vrije wil?
  24. Singer W. (2009) The Brain, a Complex Self-organizing System. European Review, Vol. 17, No. 2, p.321–329.
  25. zie bijvoorbeeld de website The Brain
  26. voor meer informatie: zie The Brain
  27. Edelman, G. M. (1992). Bright air, brilliant fire : on the matter of the mind. New York, N.Y.: BasicBooks.
  28. Edelman, G. M. (1992). Bright air, brilliant fire : on the matter of the mind. New York, N.Y.: BasicBooks.
  29. zie The Brain, blog

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

Ontdekkingstocht: wereldbeeld, mensbeeld, zelfbeeld

Ontdekkingstocht door ons zonnestelsel

Juno bij Jupiter
De ruimtesonde Juno. bij Jupiter. Een ‘artist impression’van deze ontdekkingstocht.

Juno is in 2011 door de NASA gelanceerd en heeft vorige maand (mei 2017) Jupiter bereikt. Door onderzoek van de grootste planeet van ons zonnestelsel kunnen we meer inzicht krijgen in de evolutie ervan. Daartoe zal de ruimtesonde onderzoeken welke gassen er in de fascinerende wolken aan het oppervlak van Jupiter voorkomen.

 

Gaswolken op Jupiter
Juno vliegt over de wervelende gifwolken aan Jupiter’s oppervlak. Klik op de afbeelding en vlieg een eindje mee ( 47 sec.)

Ook doet ze metingen van de uitzonderlijk krachtige magnetische en zwaartekrachtvelden aan de polen van de planeet. Het is namelijk nog steeds niet bekend of de gigant alleen uit gas bestaat of, net als onze aarde, een vaste kern heeft.
Informatie daarover kan uitmaken hoe Jupiter en de andere planeten zijn ontstaan.

Een indrukwekkende ontdekkingstocht die ons meer inzicht kan geven in het ontstaan en de structuur van de wereld waarin we leven.
Zie ‘Ons wereldbeeld verandert’.

Ontdekkingstocht rond de wereld

De Beagle
HMS Beagle, de brik waarmee Darwin zijn ontdekkingstocht ondernam.

HMS Beagle vertrok in 1831 vanuit Plymouth (UK) voor een reis rond de wereld die vijf jaar zou duren. Aan boord bevond zich Charles Darwin, een natuuronderzoeker die geïnteresseerd was in geologie en in flora en fauna. Hij was vast van plan een bijdrage te leveren aan het vakgebied van de Natuurlijke Historie. 1

Darwin's wereldreis
Wereldreis van Charles Darwin die hem inspireerde tot het opstellen van zijn evolutietheorie.

Darwin’s observaties tijdens deze reis waren de basis voor zijn evolutietheorie. Zijn ontdekkingstocht verrijkte niet alleen de biologie, maar had ook grote invloed op veel andere takken van wetenschap. Ze plaatste de mens, in al zijn aspecten, middenin de Natuur, wat een totaal nieuwe visie op onze soort en de aan ons verwante soorten opleverde. (Zie ‘Ons mensbeeld verandert‘)

Ontdekkingstocht door het dierenrijk

Twee chimpansees.
Twee chimpansees. Door de Waal beschreven als intelligente, ‘politieke’ dieren in een machocultuur. Genetisch voor 99% identiek aan de mensensoort. [Foto Burgers Zoo]
Een Bonobo
De bijna vergeten Bonobo. De Waal beschrijft hen als vredelievend, empathisch en seksbelust, levend in een matriarchaat. Ook voor hen geldt: niets menselijks is hen helemaal vreemd.

Frans de Waal heeft een tocht ondernomen waarmee hij Dartwin’s ideeën over de verwantschap tussen mensen, mensapen en andere dieren met wetenschappelijk onderzoek wist te onderbouwen.
Zijn tocht bracht hem in contact met allerlei vormen van weerstand tegen die ideeën. Zij prikkelden hem om het ongeloof, de verbazing en verontwaardiging over Darwin’s evolutietheorie te beantwoorden met een persoonlijk relaas, in zeer leesbare vorm, dat ook voor niet-ingewijden interessant is en overtuigend werkt. Hij neemt zijn lezers mee op zijn tocht door het dierenrijk die uiteindelijk een ontdekkingstocht door onze sociale wereld, met consequenties voor ons zelfbeeld, blijkt te zijn. Centraal thema daarbij is het ontstaan van onze moraal. Hieraan is het volgende hoofdstuk van deze herontdekking van het geweten gewijd:

De Waal – gewetensontwikkeling

——————————————- —————————— ©2017 horsey

Informatie over de website →  Wegwijs  of  Inhoudsopgave

Plaats een reactie  →  klik op  Discussie

Gebruik de Terug-knop linksboven om terug te gaan naar de vorige webpagina.


  1. Tegenwoordig biologie genoemd