From WouterBeek.com

Contents 1 Inleiding 2 De klassieke natuurwetenschappelijke traditie 3 Het Baconiaanse experimentalisme 4 De notie van het experiment in de huidige wetenschapsbeoefening 5 Conclusie 6 Bibliography 7 References 8 Publicatiegeschiedenis

Inleiding

Wat wordt er eerder geassocieerd met ‘de natuurwetenschapper’ dan zijn gehuld zijn in een witte jas en het hem omringende steriele laboratorium? Deze omgeving is speciaal ontworpen om experimenten te kunnen doen die in het alledaagse leven niet voorkomen (of slechts binnen deze kunstmatige setting voldoende kunnen worden geïsoleerd en/of uitvergroot zodat het verdere theoretisering toestaat). Echter is dit standaardbeeld van de natuurwetenschapper zeer recent. De natuurwetenschap bestond reeds zeer vele eeuwen alvorens de moderne notie van het experiment, en de daaraan verbonden zijnde praktijk van het laboratorium, hun intreden deden.

Alvorens wij een korte blik zullen werpen op de notie van het experiment in de klassieke natuurwetenschappen, is het noodzakelijk in aanmerking te nemen dat het gebruik van de term ‘natuurwetenschappen’ voor de designatie van een wetenschapsgebied ten tijde van de klassieken, de Middeleeuwen of de moderne tijd een anachronistisch gebruik van de term behelst. Aangezien ons hier de ruimte ontbreekt om het verschil steeds afdoende duidelijk te maken, zullen wij met de term 'natuurwetenschappen' de wetenschapsgebieden aanduiden die in vroeger tijden het meest aansloten bij ons hedendaagse begrip van die term.^[1]

De klassieke natuurwetenschappelijke traditie

In de klassieke natuurwetenschappen^[2] werden geen experimenten gedaan. Dit wil niet zeggen dat deze wetenschappen daardoor ook niet-empirisch waren, dit waren zij wel degelijk. Ze baseerden zich dus wel op waarnemingen, maar niet op experimentele waarnemingen. De waarnemingen waarop de klassieke wetenschappen zich baseerden waren veelal de alledaagse waarnemingen die niet-wetenschappers eveneens maken. Er was, in die zin, geen sprake van waarneming als actief proces. Men hoefde zijn blik niet specifiek te richten op het een of andere aspect van de werkelijkheid. Het ligt in de alledaagsheid van de waarneming van de werkelijkheid besloten dat er geen sprake is van actieve observatie. Bekendheid met het functioneren van de natuur werd zo voorondersteld. De zijdelingse observaties die gedaan werden hadden meestal een kwalitatief karakter. Meetinstrumenten die speciaal waren ontworpen voor metingen in de wetenschappelijke praktijk ontbraken. We vinden in deze periode dan ook geen omvangrijke kwantitatieve observaties.

Dit is ook de reden waarom er in de klassieke natuurwetenschappen zo vaak sprake is van het gebruik van gedachtenexperimenten. Aangezien de kennis van de wereld die men in deze wetenschapspraktijk gebruikte common-sense kennis was, kon men een experiment evenzogoed in zijn hoofd doen voltrekken. Het opzetten van dit experiment in de echte wereld was niet nodig. Zelfs het epitoom van de wetenschappelijke revolutie, Galileo zelf, maakte nog uitgebreid gebruik van gedachtenexperimenten om zijn theorie te onderbouwen.^[3] Gedurende de bloei die de niet-experimentele klassieke wetenschappen gedurende de latere Middeleeuwen (vanaf de dertiende eeuw) ondervonden, ontstond een in institutioneel opzicht weinig opzienbarende, maar in intellectueel opzicht zeker niet te verwaarlozen parallelle wetenschapsvisie, die aan het experiment een centralere rol toedichtte. Deze traditie vangt al zeer vroeg aan, in ieder geval met het werk van Grosseteste (1168-1253), en loopt door de hele latere Middeleeuwen heen.^[4]

Het Baconiaanse experimentalisme

De Baconiaanse wetenschappen moeten dus gedeeltelijk als een continuatie van laat-Middeleeuwse denkbeelden worden beschouwd. Dit neemt niet weg dat zij, gedurende de Wetenschappelijk Revolutie, door enige fervente voorvechters onder de aandacht werden gebracht. Er is echter geen sprake van een duidelijke doorbraak van de experimentele traditie in deze periode. Het is niet zo dat de traditionele natuurwetenschappen werden omgevormd door de experimentele methode, en dat vanaf dat moment observatie en experimentatie aan theorievorming vooraf zijn gegaan. De twee tradities, de klassieke natuurwetenschappen en de Baconiaanse experimentele wetenschappen bleven nog geruime tijd in betrekkelijke afzondering van elkaar voortbestaan.^[5] Waar de klassieke wetenschappen zich reeds in de late Middeleeuwen in de curricula van de Europese universiteiten hadden gevestigd, bleven de Baconiaanse wetenschappen nog gedurende de gehele achttiende eeuw van de academiën uitgesloten. Zij werden veelal door amateurs bedreven.^[6]

Er wordt soms aangenomen dat het revolutionaire karakter van de modern-experimentele beweging schuilt in het doen van experimenten in het algemeen. Maar dit is, wanneer men de continuatie met de middeleeuwse experimentele traditie in ogenschouw neemt, niet waar.^[7] Het grote nieuwe element aan de Baconiaanse 'nieuwe wetenschap' ligt in een verandering van visie ten aanzien van het experiment. Daar waar in vroeger tijden het experiment bedoeld was geweest om conclusies te demonstreren die op theoretische wijze al waren bereikt of werden vermoed (het experiment als complementair aan de theorie), moet volgens Francis Bacon en zijn volgelingen het experiment het primaat boven de theorie krijgen. Dit beeld breekt duidelijk met dat van de klassieke traditie, waarin empirische observaties op een alledaagse wijze de theorie ondersteunden. Het experiment bij de moderne experimentalisten is er om de natuur juist van haar alledaagse voorkomen te ontdoen en haar te dwingen zichzelf prijs te geven. Deze agressieve notie van 'dwingen' zou in de klassieke, Aristotelische natuurwetenschappelijke traditie nog ondenkbaar zijn geweest. Wanneer men immers zich ten doel stelt om de natuurlijke orde van de objecten in het universum te bestuderen, zou men deze natuurlijke gang van zaken verstoren door in deze werkelijkheid dwingend in te grijpen.^[8]

Het nieuwe experimentele beeld breekt echter ook met dat van de hierboven aangehaalde laat-Middeleeuwse experimentele traditie. Practiseerders binnen deze traditie maakten weliswaar op grotere schaal gebruik van het experiment, en zij reikten hiermee voorbij de empirische kennis van enkel het alledaagse, maar voor hen fungeerden de experimentele resultaten altijd nog als demonstraties van conclusies die ook reeds op theoretische wijze waren verkregen, of in ieder geval aan de hand van de theorie werden vermoed. Het experiment was dus zeer belangrijk en had als functie de verbondenheid tussen experiment en theorie aan te tonen, maar bleef steeds primair ten opzichte van het experiment. De nieuwe experimentele visie contrasteert hier duidelijk mee, daar het experiment nu primair ten opzichte van de theorie wordt gezien.^[9] Dit uit zich dan ook in een minachting voor theorievorming in het algemeen.^[10]

De overige eigenschappen van de moderne experimentele traditie volgen nu uit de hierboven beschreven fundamentele afwijkingen van de voorgaande wetenschapstradities. Zo is, wanneer empirische kennis 'diepe kennis' is, wanneer zij verkregen wordt door de natuur te dwingen zichzelf prijs te geven, het voltrekken van gedachtenexperimenten geheel nutteloos. Immers door de natuur in een niet-natuurlijke positie te dwingen reageert zij niet zoals men op grond van alledaagse kennis en intuïtie zou vermoeden. Vandaar ook dat de voorstanders van de moderne experimentele methode tegen dit soort gedachtenexperimenten fulmineren.

Het is niet zo dat er vóór 1600 niemand was die experimenten deed die de natuur in een niet-natuurlijke positie trachtten te dwingen om zo haar ware aard te doorgronden, maar degene die dit soort van experimenten voltrokken werden (en worden) over het algemeen niet tot de wetenschappelijke traditie gerekend. Het waren de alchemisten die reeds ver voordat Francis Bacon zijn programma voor het hervormen van de wetenschappen presenteerde, experimenteerden en de natuur trachtten bloot te leggen. En zelfs ten tijde van Francis Bacon en Robert Boyle, en de twee eeuwen daarna, bleef deze vorm van experimentatie van vele officiële instituties buitengesloten (zoals hierboven reeds is aangegeven).

De notie van het experiment in de huidige wetenschapsbeoefening

Laten we nu in retrospectie kijken naar de veranderingen die de Baconiaanse notie van het experiment heeft teweeg gebracht in de huidige wetenschapspraktijk. Deze retrospectieve visie wordt mogelijk door de intensivering van de afgelopen halve eeuw in de bestudering van de geschiedenis van de wetenschap (een ontwikkeling die veel raakvlakken heeft met de filosofie van de wetenschap^[11]).

Het standaardbeeld van de hedendaagse wetenschap werd aan het begin van dit artikel reeds kort besproken. Bij dit beeld hoort een tweeledige notie van het experiment. In de eerste plaats wordt het experiment gezien als een manier om een voorgestelde theorie te testen. Hierin herkennen we de notie van het experiment zoals ontstaan in de laat-Middeleeuwse traditie. Daarnaast wordt het experiment gezien als exploratiemiddel, als het middel bij uitstek op grond waarvan nieuwe theorieën kunnen worden opgesteld. In dit tweede aspect van de moderne notie van het experiment herkennen we de Baconiaanse opvatting. Het eerste aspect is zonder meer van toepassing. In de moderne natuurwetenschappen wordt veelvuldig geëxperimenteerd. Er worden speciale instrumenten ontwikkeld en speciale omgevingen (laboratoria) gebouwd om de werkelijkheid in overeenstemming te doen laten blijken met de aangehangen theorie. Het Baconiaanse, exploratieve aspect van het experiment, vinden we echter niet terug in de dagelijkse praktijk van de onderzoeker. Experimenten worden nooit om wille van zichzelf voltrokken, zij zijn niet de basis voor verdere theorievorming. Vooral in de moderne natuurkunde ligt de experimentele methode zo ver ingebed in de theorie en is het in de experimentele setting gebruikte instrumentarium gebaseerd op zo vele aannames die met een specifieke theorie geassocieerd zijn, dat er van het onbezonnen, exploratieve experiment geen sprake kan zijn.^[12]

Conclusie

De Baconiaanse notie van het experiment wordt vaak als centraal aan de moderne wetenschapspraktijk of aan wetenschap in het algemeen gedacht. Bestudering van de wetenschapsgeschiedenis toont aan dat een dergelijke notie niet noodzakelijk is voor het bestaan van een natuurwetenschappelijke traditie (zij heeft eeuwen zonder haar bestaan). Bestudering van de hedendaagse wetenschapstraditie toont aan dat deze notie van het experiment eigenlijk nooit voorkomt. Het experiment is altijd zeer ver ingebed in de theorie en de verkregen uitkomsten zijn altijd van tevoren geprognosticeerd (anders zou men at random meetinstrumenten moeten maken).

Bibliography

Burtt, E.A. 1932. The Metaphysical Foundations of Modern Physical Science. London: Routledge&Kegan Paul.

Crombie, A.C. 1953. Robert Grosseteste and the Origin of Experimental Science, 1100-1700. Oxford.

Kuhn, T.S. 1977a. 'Concepts of Cause in the Development of Physics.' In: The Essential Tension. Selected Studies in Scientific Tradition and Change. Chicago&London: The University of Chicago Press. p. 3-20.

Kuhn, T.S. 1977b. 'Mathematical versus Experimental Traditions.' In: The Essential Tension. Selected Studies in Scientific Tradition and Change. Chicago&London: The University of Chicago Press. p. 31-65.

Kuhn, T.S. 1977c. 'The Function of Thought Experiment in Modern Physical Science.' In: The Essential Tension. Selected Studies in Scientific Tradition and Change. Chicago&London: The University of Chicago Press. p. 178-224.

Kuhn, T.S. 1977d. 'The Relations between the History and the Philosophy of Science.' In: The Essential Tension. Selected Studies in Scientific Tradition and Change. Chicago&London: The University of Chicago Press. p. 3-20.

References

1. ↑ Het domein, de methode en de institutionele vormgeving van het wetenschapsgebied van de fysica, zoals wij dat heden ten dage kennen, is gedurende de laatste eeuwen ontstaan. Men kan deze term derhalve niet eenduidig toepassen op de wetenschapstraditie van de oudheid, waarin er bijvoorbeeld nog een nauw verband bestond tussen wat wij nu astronomie, astrologie, wiskunde, optische natuurkunde en statische natuurkunde noemen. Merk op dat het huidige onderscheid tussen astronomie en astrologie – de eerste een volwaardige wetenschap, de tweede een pseudo-wetenschap – in de klassieke periode nog niet bestond. Het is evident dat een groot aantal fenomenen, wiens behandeling wij nu tot de natuurwetenschappen rekenen, destijds daarin niet werden behandeld. Voorbeelden hiervan zijn elektriciteit en chemie. Daarnaast behoorde tot de bovengenoemde klassieke wetenschap een gebied wat men met de term ‘harmonica’ aanduidt, maar wat tegenwoordig niet meer bestaat. Dit was een onderdeel van het klassieke wetenschappelijke onderzoek, waarin toonsoorten en intervallen op wiskundige wijze werden beschreven, en hun onderlinge werking werd bepaald. (Merk op dat het klassieke deel-onderzoeksgebied van de harmonica ook niet overeenkomt met (of een onderdeel is van) de moderne muziekwetenschappen, die weliswaar gedeeltelijk hetzelfde domein bestuderen, maar dit aan de hand van fundamenteel andere aannames en met behulp van fundamenteel andere methodes doen. Een indicatie van het verschil tussen beide vormen van muziekwetenschap wordt duidelijk door de reeds beschreven distantie die er heden ten dage bestaat tussen de natuurwetenschappen en de moderne muziekwetenschap, die dan ook bij de humaniora is ondergebracht.)
2. ↑ Met deze term duid ik de natuurwetenschappelijke traditie gedurende zowel de Oudheid als ook de continuatie daarvan gedurende de Middeleeuwen aan. Deze traditie bleef gedurende deze periode qua onderzoeksdomein, methode en experimentatie (voor zover deze bestond) relatief gelijk en verkreeg pas tijdens de Wetenschappelijke Revolutie een fundamenteel ander karakter.
3. ↑ Onder de Galileo-exegeten bestaat er onenigheid over de mate waarin deze gebruik maakte van het gedachte-experiment. Het blijkt vaak lastig na te gaan te zijn of een door hem beschreven experiment in het echt of slechts in gedachte ten uitvoer is gebracht. In een aantal gevallen is er wel zekerheid: de resultaten die worden beschreven komen op moderne onderzoekers absurd over en ze kunnen niet op eenvoudige wijze uit de beschreven experimenten volgen; soms ook was de in die tijd voorhanden zijnde apparatuur niet voldoende ontwikkeld om de beschreven experimenten te kunnen uitvoeren. Zie Kuhn1977c. p. 193-194. And: “On some occasions he [=Galileo] proclaimed that the power of his mind made it unnecessary for him to perform the experiments he described. On others, for example when considering the limitations of water pumps, he resorted without comment to apparatus that transcended the capacity of existing technology.” Kuhn1977d. p . 49.
4. ↑ Voor een karakterisering van deze Middeleeuwse experimentele wetenschapstraditie, zie Crombie1953. Een voorbeeld van de propagatie van de ideeën binnen deze traditie is de invloed van de optica van Roger Bacon (1214-1292) op Pecham en Witelo, en via hen op Kepler.
5. ↑ “Into the nineteenth century the two clusters, classical and Baconian, remained distinct.” Kuhn1977b. p. 48.
6. ↑ Kuhn1977b. p. 51.
7. ↑ Men kan ook stellen dat men met de term ‘Baconiaanse wetenschappen’ in deze algemene vorm niet enkel aan Francis, maar ook zijn voorganger Roger moet refereren.
8. ↑ Deze agressieve inmengingen in de natuurlijke gang van zaken worden binnen de Aristotelische oorzakelijkheidsleer geclassificeerd als causa efficiens. Deze werden niet bestudeerd in de klassieke fysica. Binnen deze wetenschap stond de causa formalis centraal. Zo ziet men dat de klassieke wetenschapsopvatting, door de nadruk te leggen op een ander soort oorzaken, de notie van experiment en de notie van het laboratorium uitsluit. Het is niet toevallig dat de notie van causaliteit die in de moderne wetenschappen heerst in termen van wat men in de Aristotelische oorzakelijkheidsleer met de term causa efficiens zou aanduiden (het zogenaamde 'trekken en duwen'). Kuhn1977a. p. 24-25. De andere drie oorzaken (causa materialis, causa formalis en causa finalis) komen op ons vreemd over, het primaat van de causa efficiens in onze tijd is duidelijk aanwezig. Het is heel erg moeilijk om de andere drie causa toe te passen op een natuurkundig probleem. We hebben het meestal over het standbeeld in Athene (het idee van de kunstenaar, het materiaal waar het uit gemaakt is en het nut van meer beelden in Athene), maar we zijn niet in staat om ver voorbij dit voorbeeld te reiken. (Het beeld in Athene is een voorbeeld van een manier van denken is ons geheel vreemd is.)
9. ↑ Experimentatie als verificatie van of als ondersteuning voor een reeds bestaande theorie, de notie van het experiment in de Middeleeuwse experimentele traditie van Grosseteste en Roger Bacon, valt niet geheel weg en blijft naast de notie van het experiment als basis voor theorievorming bestaan. Deze twee noties spreken elkaar niet tegen en worden dan ook vaak in één en dezelfde persoon verenigd. Bijvoorbeeld in Boyle: “Boyle notes that the new assumptions [van de aanhangers van de mechanische filosofie] lacked as yet extensive experimental verification.” [Burtt1932. p. 163]
10. ↑ "Since the reach of human knowledge is so small in comparison with the totality of being, it is ridiculous to attempt the projection of great systems; better to have a little knowledge which is certain because based on experiment, and is growing, though always incomplete and fragmentary, than to construct large speculative hypotheses of the universe." [Boyle, Robert. Collected Works. Vol. I. p. 695]
11. ↑ Voor de banden tussen wetenschapsgeschiedenis en -filosofie, zie Kuhn1977d.
12. ↑ Wat geldt voor de ontwikkeling van theorieën, geldt ook voor de aanpassing ervan. Helaas staat de toegestane ruimte mij niet toe hier over uit te wijden, maar de explicatie hiervan moet gezocht worden in de volgende richting: er is geen criterium op basis waarvan een voltrokken experiment een wetenschapper kan dwingen om zijn of haar theorie aan te passen.

Publicatiegeschiedenis

Dit artikel is geschreven voor het vak 'Inleiding Wetenschapsfilosofie', gegeven door Drs. Dix. Het is daarna nauwelijks aangepast.