Kleine geschiedenis van de wetenschap Rienk Vermij
U ITGEVERIJ N I EUW E Z IJDS
Uitgegeven door: Uitgeverij Nieuwezijds, Amsterdam Zetwerk: Holland Graphics, Amsterdam Omslag: bos&Co, Amsterdam Copyright © 2006, R. Vermij isbn 90 5712 224 3 nur 738 Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfi lm, geluidsband, elektronisch of op welke andere wijze ook en evenmin in een retrieval system worden opgeslagen zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Hoewel dit boek met veel zorg is samengesteld, aanvaarden schrijver(s) noch uitgever enige aansprakelijkheid voor schade ontstaan door eventuele fouten en/of onvolkomenheden in dit boek.
Voorwoord
De wetenschappelijke kennis, maar ook het hele wetenschappelijke bedrijf, hebben hun huidige gedaante bereikt in de loop van een lange historische ontwikkeling. Enkele eeuwen geleden bestond er amper zoiets als natuurwetenschap. In een eerder boek, De wetenschappelijke revolutie, heb ik laten zien hoe pas in de zeventiende eeuw een herkenbaar programma van natuuronderzoek ontstond. Pas vanaf dat moment kunnen we spreken van natuurwetenschap. Die natuurwetenschap stond echter nog altijd mijlenver af van de huidige kennismaatschappij. Onderzoek was een zaak van een handjevol mensen en duidelijke successen werden slechts behaald op een beperkt aantal terreinen – vooral sterrenkunde, mechanica en optica. De maatschappelijke invloed van dit onderzoek was bovendien gering. Het succes van De wetenschappelijke revolutie liet zien dat er belangstelling bestaat voor een begrijpelijk overzicht van de geschiedenis van de wetenschap. Vrij snel nadat dit boek verscheen, vroeg de uitgever mij of het niet mogelijk was om het uit te breiden met een vervolg, waarin ook de verdere geschiedenis van de wetenschap de revue zou passeren. Ik heb die suggestie geruime tijd afgewimpeld. Zijn de gebeurtenissen tot de zeventiende eeuw nog wel te overzien, sindsdien heeft de wetenschap een stormachtige ontwikkeling doorgemaakt. Er zijn voortdurend nieuwe ontdekkingen gedaan en al die ontdekkingen gaven aanleiding tot nieuw onderzoek, nieuwe theorieën en opnieuw nieuwe ontdekkingen. Het onderzoek heeft zich opgedeeld in allerlei nieuwe vakgebieden, disciplines, subdisciplines en specialismen. In een enkel specialistisch deelgebied werken nu meer mensen dan er in de hele achttiende eeuw onderzoekers waren op alle vakgebieden bij elkaar. Wie een enigszins volledig overzicht
vi
K l e i n e g e sc h i e de n i s va n de w e t e nsc h a p
wil geven van de ontwikkeling van de wetenschap in de laatste drie eeuwen, moet geen boek schrijven, maar een complete bibliotheek. Tegelijkertijd is het natuurlijk zo dat juist vanwege dit onoverzichtelijke karakter er grote behoefte bestaat aan een beknopt overzicht waaruit enkele hoofdlijnen duidelijk worden. Uiteindelijk heb ik daarom besloten de handschoen op te pakken en deze uitgebreide versie te schrijven. Het eerste deel bevat (met enkele aanpassingen) de tekst van het eerder verschenen De wetenschappelijke revolutie, de twee volgende delen een overzicht van de ontwikkelingen sindsdien. Gezien het gecompliceerde en veelomvattende karakter van de moderne wetenschap zal de lezer begrijpen dat ik niet heb kunnen streven naar volledigheid. Allerlei interessante aspecten, tal van belangrijke onderzoekers en zelfs hele vakgebieden worden eenvoudig overgeslagen. Dat betekent niet dat ik alleen bestaande overzichten heb samengevat en ‘ingedikt’. Er komen ook onderwerpen aan bod die doorgaans worden overgeslagen. Ik heb voornamelijk die onderwerpen behandeld die mij voor het begrijpen van de historische ontwikkeling relevant leken, niet de onderwerpen die het belangrijkst leken vanuit het standpunt van het natuuronderzoek zelf. Zoals eerder in De wetenschappelijke revolutie, zijn de voorbeelden vooral gekozen om het algehele betoog te ondersteunen. Het schrijven van een geschiedenis van een omvangrijk en complex onderwerp als de natuurwetenschap lijkt misschien een wat overambitieuze onderneming. Ik stond er echter niet geheel alleen voor. Aan de Nederlandse universiteiten bestaat op het gebied van de geschiedenis der natuurwetenschappen een respectabele traditie. Op verschillende deelgebieden bestaan specialisten op wie ik een beroep kon doen. Ik ben mijn collega’s dankbaar voor de tijd en de moeite die ze hebben besteed aan mijn werk. Dat betreft in de eerste plaats Frans van Lunteren, Bert Theunissen en Ernst Homburg, die het hele manuscript meerdere keren hebben gelezen en van uitvoerig commentaar voorzien. Andere collega’s die commentaar hebben geleverd zijn Fokko Jan Dijksterhuis, Lodewijk Palm en Geert Somsen. Ik moet bekennen dat ik hun adviezen soms in de wind heb geslagen en mijn eigen weg ben gegaan, maar op tal van andere punten hebben zij mij op het rechte spoor gehouden en voor uitglijders behoed. Voor wat er nu nog eventueel mis is aan de inhoud van het boek, ben ik uitsluitend zelf verantwoordelijk.
Inhoud
Inleiding Deel I De wetenschappelijke revolutie 1
Oudheid en Middeleeuwen De Griekse filosofen en de natuur De Griekse wiskunde De antieke geneeskunde De klassieke traditie in middeleeuws Europa
2
De zestiende eeuw: het aristotelisch wereldbeeld in verval Nieuwe geestelijke stromingen: humanisme en hermeticisme Natuurlijke historie en geneeskunde Wiskunde en ‘natuurlijke magie’ Sterrenkunde Filosofie der natuur
3
De zeventiende eeuw: een nieuw wereldbeeld Galilei en de vernieuwing van de hemel Descartes en de mechanische natuurwetenschap Het ontstaan van een experimentele traditie Mathematisering van de natuurwetenschap De wiskundige natuurwetenschap van Isaac Newton Een revolutie in het wereldbeeld?
1 5 9 10 16 20 22 31 32 37 45 51 60 67 67 76 84 90 93 100
viii
K l e i n e g e sc h i e de n i s va n de w e t e nsc h a p
Deel II Een zelfstandige wetenschap – methoden, theorieën en onderzoekers 1700-2000
107
4
De achttiende eeuw: verbreiding van het idee van wetenschap Wetenschap en praktijk: instrumenten Verzamelen en classificeren: natuurlijke historie Van alchemie naar scheikunde De newtoniaanse mechanica en haar problemen
5
De negentiende eeuw (I): natuuronderzoek in dienst van rationalisering van de samenleving Een ‘wetenschappelijk’ maatsysteem Het moderne ziekenhuis Observatoria, meetstations en een wereldwijde wetenschap Wetenschap en westers imperialisme
141 146
6
De negentiende eeuw (II): professionele wetenschap Universiteiten en hoogleraren Laboratoria Classificatie en congressen De opkomst van het experiment: fysiologie Meten en experimenteren in het natuuronderzoek Verdere mathematisering Statistiek
151 151 154 156 160 164 166 170
7
De twintigste eeuw: industriële wetenschap De opkomst van een industriële wetenschap De wetenschap van het meten Onderzoeksinstellingen Beheersing en modellering Onafhankelijkheid onder druk
177 177 181 184 188 192
113 113 120 124 128 137 138 139
i n hou d
ix
Deel III Het wetenschappelijke wereldbeeld
199
8
De oorsprong van de wereld De bijbel en het nieuwe beeld van de wereld De ontwikkeling van de geologie De oorsprong van het heelal
205 205 209 214
9
De aard van het leven en de oorsprong van de mens Vroege wetenschappelijke ideeën over de mens en zijn plaats in de wereld Het idee van evolutie De bijdrage van Darwin Afstamming De raadsels van de geest Het mechanisme van de erfelijkheid Erfelijkheid en evolutie Een wetenschap van de mens?
221 221 223 224 227 231 233 235 237
10 De aard van de werkelijkheid Een rationele wereld? De bouwstenen van de werkelijkheid Onderzoek aan straling De relativiteitstheorie De kwantummechanica Op zoek naar de theorie van alles
239 239 241 245 247 250 252
11 De invloed van de wetenschap op het algemene wereldbeeld Verwetenschappelijking? Accommodatie van wetenschappelijke bevindingen Verwerping van wetenschappelijke bevindingen
255 255 259 261
Slotbeschouwing Literatuur Illustratieverantwoording Index
265 269 271 273
Inleiding
Natuurwetenschap heeft vandaag de dag een grote maatschappelijke betekenis. Industrie, landbouw en tal van andere sectoren beroepen zich op wetenschappelijke theorieën. In discussies over allerlei maatschappelijke vraagstukken wordt het advies van wetenschappelijke deskundigen ingewonnen. Zelfs onze eigen denk- en leefwereld blijft niet onbeïnvloed. Zoiets basaals als ons idee van ziekte en gezondheid is tegenwoordig grotendeels gebaseerd op wetenschappelijke bevindingen. Als je er over nadenkt, is dit geen vanzelfsprekende situatie. Natuurwetenschap is geen natuurlijk gegeven. Het is een door mensen geconstrueerd geheel dat beantwoordt aan bepaalde behoeften, idealen en doelstellingen. Het feit dat wetenschappelijke kennis zoveel gezag geniet, ook bij mensen die zich verder niet met wetenschap bezighouden, is welbeschouwd vrij merkwaardig. Wetenschap is een heel technische en specialistische bezigheid. De meeste mensen zijn absoluut niet in staat om deze kennis te toetsen of om te beoordelen wat wetenschappelijk mag heten en wat niet. Hoe konden de voor de meeste mensen onbegrijpelijke ideeën en dromen van een paar geïsoleerde denkers uit de zeventiende eeuw zoveel invloed verwerven dat onze kennis, ons onderwijs en onze hele samenleving er tegenwoordig in belangrijke mate op zijn gebaseerd? Het is niet zo dat de moderne natuurwetenschap in de zeventiende eeuw eenvoudig uit de hoge hoed sprong en sindsdien vrolijk door het leven gaat. Kennis is sindsdien niet enkel vermeerderd. Zij heeft zich aan nieuwe omstandigheden en nieuwe vragen moeten aanpassen en is daardoor ook getransformeerd. Willen wij begrijpen hoe onze huidige wetenschap is geworden tot wat zij nu is, dan zijn
2
K l e i n e g e sc h i e de n i s va n de w e t e nsc h a p
de ontwikkelingen van de laatste eeuwen minstens zo belangrijk als haar ontstaan. Overzichten die uitgaan van het standpunt van het natuuronderzoek zelf concentreren zich meestal op de groei van de wetenschappelijke theorie. Dit mondt vaak uit in een opsomming van de belangrijke ontdekkingen en ontdekkers. Op die manier wordt vooral de groei van wetenschappelijke kennis zichtbaar gemaakt. De ontwikkeling van de wetenschap houdt echter meer in dan de groei van wetenschappelijke kennis – hoe belangrijk dat laatste aspect ook is. Wetenschap gaat niet alleen over formules en theorieën, maar ook over meetinstrumenten, laboratoriumhulpen, tijdschriften, en over geld. Willen we begrijpen hoe wetenschap kon worden tot wat het nu is, dan zullen we ons om te beginnen rekenschap moeten geven van de verschillende aspecten van het verschijnsel. Natuurwetenschap is geen vastomlijnd begrip. Wetenschappelijke kennis geldt weliswaar in hoge mate als objectief, maar dat neemt niet weg dat in verschillende perioden de mensen verschillende wetenschappelijke idealen en doelstellingen hebben gekoesterd. Met andere woorden, zij hebben de wetenschap op verschillende manieren gedefi nieerd. Ook tijdgenoten hoeven het niet altijd over de defi nitie van wetenschap eens te zijn. Wetenschap kan voor verschillende mensen verschillende dingen betekenen. De Duitse dichter Friedrich Schiller schreef: Wissenschaft: Einem ist sie die Hohe, die himmlische Göttin, dem andern / eine tüchtige Kuh die ihn mit Butter versorgt.
Voor sommigen was wetenschap een voorwerp van verering, een speurtocht met een bijkans religieus karakter naar diepere waarheden over de werkelijkheid. Voor de ander een melkkoe, een handige manier om praktische problemen op te lossen. Beide houdingen waren belangrijk in de geschiedenis van de wetenschap, en beide hebben een bijdrage geleverd aan de manier waarop wetenschap thans in onze maatschappij verankerd is. In elk overzicht blijven noodzakelijkerwijs aspecten buiten beeld, maar in het onderhavige overzicht heb ik mij althans rekenschap willen geven van het bestaan van zulke tegenstrijdige kanten en geprobeerd daartussen een zeker evenwicht te vinden. Noch de godin,
i n l e i di ng
3
noch de melkkoe kunnen straffeloos worden weggelaten. Wetenschap is niet alleen een zaak van grote vragen, maar ook van kleine details. Dit boek valt in drie delen uiteen. Het eerste deel is het deel dat eerder afzonderlijk werd behandeld onder de titel De wetenschappelijke revolutie. Dit deel behandelt de voorgeschiedenis van de moderne ideeën over de natuur in Oudheid en Middeleeuwen en de omwenteling op dat gebied in de zestiende en zeventiende eeuw. Het tweede deel is getiteld ‘Een zelfstandige wetenschap’. Hier wordt een overzicht gegeven van hoe de wetenschap zich sinds de zeventiende eeuw verder heeft ontwikkeld. Leidende vraag is hoe het komt dat de wetenschap steeds meer vaste voet heeft gekregen in allerlei onderdelen van de samenleving en steeds meer gezag heeft verworven. Daarbij wordt vooral gekeken naar de materiële basis en het praktische gebruik van wetenschappelijke kennis. Wie deden natuuronderzoek en waarom, hoe was het onderzoek georganiseerd en waarom vond de samenleving zulk onderzoek op een gegeven moment de moeite waard? Wetenschap is echter een inhoudelijke bezigheid en het veldwinnen van de wetenschap valt onmogelijk los te zien van de ontwikkeling van die inhoud. De nadruk ligt hier echter niet zozeer op specifieke theorieën, als wel op de algehele houding tegenover de natuur, en op instrumenten, technieken en praktijken. De vooruitgang van de wetenschap is vaak beter af te lezen aan de standaarduitrusting voor laboratoria dan aan hoogvliegend getheoretiseer. Een vraag die enkele keren de kop zal opsteken, is in hoeverre het gebruik van specifieke methoden of instrumenten ook de algehele theoretische houding beïnvloedt. Het derde deel betreft de invloed van de wetenschap op ons algehele wereldbeeld. Hier valt de volle nadruk op de ontwikkeling van de wetenschappelijke theorie. Daarbij ben ik opnieuw zeer selectief te werk gegaan. Waar in het tweede deel vooral de praktische aspecten van de wetenschap centraal stonden, gaat het hier vooral om de filosofische en levensbeschouwelijke betekenis. Met andere woorden, het gaat om die ideeën die bij uitstek onze kijk op de wereld hebben beïnvloed. Opvallend genoeg zijn dat vaak theorieën die ook puur wetenschappelijk gezien veel aandacht hebben getrokken. Dat geeft
4
K l e i n e g e sc h i e de n i s va n de w e t e nsc h a p
al aan dat de betekenis van de wetenschap nog altijd sterk filosofisch geladen is.
