De nieuwste boeken van Nieuwezijds - Deze download is ... - Diesels droom WEB.… · alleen híj in...

Deze download is uitsluitend voor eigen gebruik bedoeld.

Doorsturen per e-mail of anderszins, kopiëren, op websites of

anderszins op internet plaatsen, of verhandelen is niet toegestaan.

De boeken van Uitgeverij Nieuwezijds zijn verkrijgbaar

in de boekhandel en via www.nieuwezijds.nl

�iesels droom en �onders’ bril

hoe wetenschap werkt

Bert Theunissen

Uitgegeven door: Uitgeverij Nieuwezijds, AmsterdamOmslagontwerp: Marjo Starink, AmsterdamAfbeelding omslag: Mariet Numan, AmsterdamZetwerk: CeevanWee, Amsterdam

Copyright © 2004, Bert Theunissen

isbn 90 5712 199 9

nur 910

Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaargemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm, geluidsband,elektronisch of op welke andere wijze ook en evenmin in een retrie-val system worden opgeslagen zonder voorafgaande schriftelijketoestemming van de uitgever.

Voorwoord

Het idee voor dit boek ontstond toen de eerste leerboekenvoor het schoolvak Algemene Natuurwetenschappen (anw)op de markt kwamen. Doel van anw is de leerlingen uit teleggen ‘hoe wetenschap werkt’. Het zijn leuke boeken en jeleert er veel van, over de natuurwetenschappen en over demaatschappelijke betekenis van kennis. Maar de vraag hoewetenschap werkt, beantwoorden de meeste methodes niet,of niet goed. Over veel populair-wetenschappelijke literatuurkun je hetzelfde zeggen: leerzaam en interessant, maar onbe-vredigend als je wilt weten hoe wetenschap werkt.

Sommige anw-leerboeken gebruiken de geschiedenis vande wetenschap om duidelijk te maken hoe kennis tot standkomt. De wetenschapsgeschiedenis leent zich daar inderdaaduitstekend voor. De manier waarop de leerboeken met histo-risch materiaal omspringen, laat echter veel te wensen over.Er is dan ook stevige kritiek geuit.

Maar alleen kritiek leveren op niet-specialisten – want datzijn de leerboekenschrijvers – is niet genoeg. Je moet ook metvoorbeelden laten zien hoe je denkt dat het wel moet. Datprobeer ik hier te doen. Dit boek is bedoeld voor een alge-meen publiek, maar ik hoop dat in het bijzonder anw-do-centen, docenten Natuur en Gezondheid, en andere ‘inter-

mediairs in de wetenschapscommunicatie’ er iets aan hebben. Ik dank mijn Utrechtse collega’s voor hun adviezen en

commentaar.

Maurik, zomer 2004

Voor Sanne

Inhoud

1 Inleiding 11

Kennis in de maak2 Flemings penicilline 15

Hoe doe je een ontdekking?3 Darwins vinken 29

Van waarneming naar theorie, en terug4 Joule’s meetkunst 47

Door meten tot weten?5 Diesels droom 59

Van theorie naar toepassing6 Wie gelooft er in telepathie? 75

De betrouwbaarheid van een experiment7 Donders’ wetenschappelijke bril 89

Wetenschap als bondgenoot8 Morgans fruitvliegen 101

‘The making of ’ het ideale proefdier9 Pasteurs geheim 117

Achter de schermen van de roem10 Twee keer van aap tot mens 129

Wetenschap en cultuur11 Epiloog 147

Hoe werkt wetenschap?

Verantwoording 156

1Inleiding

Kennis in de maak

Natuurwetenschappers zijn nerds. Ze houden zich bezig metsaaie, abstracte onderwerpen en moeten erg hard werken.Het maatschappelijk aanzien van een wetenschapper is maarzozo, en rijk word je er niet van. Je moet dus wel een beetjewereldvreemd zijn om exact te kiezen als je een behoorlijk stelhersens hebt.

Natuurwetenschappers zijn helden van de geest. Ze wer-ken aan de grenzen van het weten. Met hun briljante invallenvergroten ze ons inzicht in de natuur. Ze ontdekken dingendie levens redden en de maatschappij vooruitbrengen. Na-tuurlijk gaat het ze niet om geld. Ze doen het om de mens-heid te helpen. De beloning is eeuwige roem.

Natuurwetenschappers moet je scherp in de gaten hou-den. Ze zeggen dat ze de waarheid blootleggen. Ze vindenniet dat ze verantwoordelijk zijn voor de gevolgen, want dewaarheid is niet goed of slecht. Daardoor zitten wij nu met deatoombom en met een gat in de ozonlaag. En wie weet watons nog meer boven het hoofd hangt, nu wetenschappers be-ginnen te sleutelen aan de oercode van het leven.

De wetenschapper als nerd, als held of als gevaar voor demensheid. Het zijn stereotypen natuurlijk, maar ze zeggeniets over het beeld dat veel mensen van natuurwetenschap-

pers hebben. De karikatuur van de nerd werkt als antireclamevoor de exacte vakken. Het gaat slecht met de belangstellingvoor bètastudies, en deels komt dat door het suffige imagodat natuuronderzoekers hebben. Het beeld van de held duiktnog steeds op in populaire literatuur en tv-programma’s overwetenschap. En tot slot vinden niet alleen kritische actiegroe-pen dat wetenschap gevaarlijk kan zijn, maar ook veel bezorg-de burgers.

Hoe ze wetenschappers ook zien, de meeste mensen erken-nen voluit dat de maatschappij niet zonder natuurweten-schappelijke kennis kan. En dat de invloed van die kennis al-leen maar groter wordt. Wetenschap is al lang niet meer eenexclusieve zaak van de universiteiten en de industrie. Iedereenkrijgt ermee te maken. En heel direct – kijk maar naar de ont-wikkelingen in de gentechnologie. Wij hebben daarom nietalleen goede onderzoekers nodig, maar ook goed geïnfor-meerde burgers. Zodat bij democratische besluitvormingover wetenschappelijke ontwikkelingen iedereen zijn stand-punt kan bepalen.

Voorwaarde is wel dat de natuurwetenschappen op hunwaarde worden geschat. Aan het negatieve nerd-imago moetiets gebeuren als we geen kennisachterstand willen oplopen.Het beeld van de onderzoeker als belangeloze held is geen al-ternatief. Het is niet meer aantrekkelijk en niet meer geloof-waardig. Aan de andere kant is het beeld van de wetenschap-per als dr. Frankenstein net zo goed overtrokken. Het is allang niet meer zo dat alles wat kan ook mag.

Om nieuwe ontwikkelingen in het wetenschappelijk on-derzoek te kunnen beoordelen, moet je er iets van afweten.Maar feitenkennis is niet het enige. Zeker zo belangrijk is in-zicht in hoe die kennis tot stand komt, wat je wel en niet vanwetenschappelijk onderzoek mag verwachten, en hoe je deresultaten moet interpreteren. Wie begrijpt hoe iets gemaakt

12 diesels droom en donders ’ bril

wordt, is beter in staat zich een oordeel te vormen over heteindproduct.

Stereotypen als de held en de nerd hebben gemeen dat zewetenschappers afschilderen als vreemde vogels die in hun ei-gen wereldje leven. Wetenschap is voor veel mensen iets datbuiten het alledaagse leven staat, dus moeten wetenschapperswel een apart slag zijn. Maar wie bekijkt hoe kennis wordt ge-maakt, ziet mensen van vlees en bloed die met vallen en op-staan proberen iets van de natuur te begrijpen. Zoals elkemenselijke bezigheid is wetenschapsbeoefening ingebed ineen maatschappelijke omgeving. Met hun werk beïnvloedenwetenschappers de maatschappij waarin ze leven, maar diemaatschappij heeft ook invloed op hun werk.

Om dit in te zien kun je het best naar de geschiedenis vande wetenschap kijken. De wetenschapsgeschiedenis is eenhaast onuitputtelijke bron van voorbeelden van wetenschapin wording, van kennis in de maak. Bovendien, als je alleen jeeigen tijd kent, lijkt alles vanzelfsprekend te moeten zijn zoalshet is. Door het ‘vreemde’ van een andere tijd realiseer je jegemakkelijker dat wetenschap mensenwerk is. Een voordeelvan de historische invalshoek is ook dat er genoeg stof is dieweinig voorkennis vereist. Alleen experts kunnen het moder-ne natuuronderzoek tot in de details volgen, maar veel onder-zoek uit een wat verder verleden is ook voor niet-wetenschap-pers best te behappen.

Mijn bedoeling is met voorbeelden uit de geschiedenis te il-lustreren hoe wetenschappelijke kennis tot stand komt. Deideeën hierover zijn de laatste vijfentwintig jaar nogal veran-derd. Vroeger dacht men dat de wetenschapper een onfeilbaremethode had om de natuur te leren kennen: de zogenoemde‘wetenschappelijke methode’. Maar helaas, zo’n waterdichtemethode bestaat niet. Wetenschappelijk onderzoek is een gril-lig proces dat niet volgens vaste regels verloopt. Lang heeft

inleiding 13

men ook gedacht dat wetenschap iets tijdloos was: mensenveranderen, de wetenschap blijft altijd wat ze is. Ook dit ideeis achterhaald. Wetenschap maakt deel uit van onze cultuur,en als de cultuur verandert, verandert ook de wetenschap.

Er is veel literatuur over deze nieuwe visie op wetenschap.Maar die is vaak erg specialistisch of theoretisch. Ik heb ge-probeerd toegankelijke voorbeelden te kiezen en ze zoveelmogelijk voor zichzelf te laten spreken. Voorbeelden uit de le-venswetenschappen zijn in de meerderheid. Dat komt doormijn biologische achtergrond. Maar de biologie heeft ook alsvoordeel dat het niet snel al te technisch wordt.

Niemand kan een sluitende omschrijving geven van hoekennis wordt gemaakt. Daarvoor is het een veel te ingewik-keld proces. Maar opgeteld geven de voorbeelden in dit boekwel een idee van hoe wetenschap werkt. Tegelijkertijd gevenze hopelijk een realistischer beeld van de onderzoekers zelf:natuurwetenschappers zijn eigenlijk net mensen. Zo moethun werk ook beoordeeld worden: als mensenwerk.


2Flemings penicilline

Hoe doe je een ontdekking?

Alexander Fleming was de laatste tien jaar van zijn leven zopopulair als een popster. Bij officiële gelegenheden moest hijzich door hagen van bewonderaars heenwerken. Zijn naamwerd gescandeerd, studenten tilden hem op de schouders,mensen probeerden hem aan te raken, sommigen barstten intranen uit.

Een wetenschapper als publieksidool, dat is een zeldzaam-heid. Dat het Fleming overkwam, is al helemaal verbazend.Einstein was ook zo iemand, maar die had charisma. Van zijnmanenkop worden nog steeds posters gemaakt. Flemingdaarentegen was een zwijgzame Schot die nooit lachte, eengrijze muis die alleen opviel door zijn boksersneus.

Natuurlijk, Flemings populariteit was te danken aan zijnontdekking van penicilline in 1928. Penicilline redde levensen doet dat nog steeds. Maar het blijft dan toch vreemd datalleen híj in de schijnwerpers stond. Niemand keek om naarde twee mannen die minstens zo belangrijk waren voor deontwikkeling van penicilline, Howard Florey en Ernst Chain.Zij waren het die de werking van penicilline tegen ernstigeinfecties aantoonden, en zij brachten de massaproductie alsgeneesmiddel op gang. Wetenschappelijk kregen ze wel er-kenning: in 1945 deelden ze de Nobelprijs voor medicijnen

met Fleming. Maar bij het grote publiek bleven ze onbekend.De verklaring is te vinden in de tijdsomstandigheden en

de macht van de media. Het nieuws over de wonderbaarlijkegenezingskracht van penicilline werd bekend in 1942, mid-den in de Tweede Wereldoorlog. Engeland had het zwaar teverduren en het eind van de oorlog was nog lang niet in zicht.Goed nieuws was in die moeilijke dagen meer dan welkom,en de pers stortte zich massaal op de ontdekkers.


Afbeelding 2.1:Alexander Fleming werd in 1881 als zoon van een boergeboren in Ayrshire, Schotland. In 1906 studeerde hij af in de medicijnenaan St. Mary’s Hospital Medical School in Londen. Daarna bleef hij alsbacterioloog aan dit instituut werken. In 1946 werd hij er onderzoeks-directeur.Van 1928 tot 1948 was hij tevens hoogleraar bacteriologie aande Universiteit van Londen. Fleming overleed in 1955 in Londen.

Maar Florey en Chain gaven niet thuis. Een wetenschap-per moest buiten de publiciteit blijven, vonden zij. Flemingwilde wel meewerken. Het Londense ziekenhuis waar hijwerkte, zat altijd in geldnood en kon de media-aandachtgoed gebruiken. Bovendien had Fleming een verhaal te ver-tellen dat zich prima leende voor sensationele berichtgeving:een typisch ontdekkingsverhaal, zoals we zullen zien. Fle-ming wees wel op het belangrijke werk van Florey en Chain,maar hun aandeel was technischer en minder spannend. Zoging Flemings verhaal de wereld rond en werden zijn mede-ontdekkers vergeten.

Dat Fleming de uitstraling had van een antiheld, bleekgeen nadeel. Het droeg juist bij aan zijn populariteit, zekervlak na de oorlog. Het imago van wetenschapsmensen haddoor de oorlog een flinke deuk opgelopen. De atoombom enandere wetenschappelijke vindingen hadden miljoenen men-sen de dood ingejaagd. Wetenschappers waren verblind ge-raakt door hoogmoedswaan, vonden veel mensen. Van wel-doeners van de mensheid waren ze veranderd in engelen desdoods.

Tegenover dit beeld stond dat van de bescheiden man vanweinig woorden, die met een eenvoudig middel miljoenenmensen juist van de dood redde. In Fleming hervond het pu-bliek het romantische beeld van de wetenschapper als wel-doener. In de pers werd dit ideaalbeeld nog eens flink aange-dikt. Ook voor de historische literatuur over Flemings werkbleef het lang een inspiratiebron.

Flemings ster steeg naar eenzame hoogte, maar op zichzelfis zijn geschiedenis niet uniek. Veel verhalen over beroemdewetenschappelijke ontdekkingen staan bol van de romantiek.Gevolg is dat ze je niet veel wijzer maken over hoe ontdekkin-gen tot stand komen.

Neem bijvoorbeeld het tijdsverloop tussen Flemings ont-

flemings penicilline 17

dekking van penicilline en de eerste toepassing ervan. Fle-ming deed zijn vondst in 1928, maar het duurde tot 1942

voordat de productie als geneesmiddel begon. Het cliché wildat de erkenning altijd pas komt na een periode van misken-ning. Flemings biografen beweerden dan ook dat het belangvan zijn vinding eerst niet werd ingezien. Niemand wildehem helpen penicilline op de markt te brengen. Fleming gafnatuurlijk niet op, maar hij moest wel jarenlang lijdzaam toe-zien hoe zijn ‘geschenk aan de mensheid’ werd genegeerd.

Deze uitleg is typerend voor het romantische ontdekkings-verhaal, maar er klopt niet veel van.

Een toevalsvondst

Het was een gedenkwaardige dag vroeg in september 1928. Inzijn kamer in het Londense St. Mary’s Hospital inspecteerdede bacterioloog Fleming een paar petrischaaltjes met bacte-rieculturen. Het ging om een proef met ziekteverwekkendebacteriën die hij voor zijn vakantie had gedaan. De schaaltjeswaren tijdens zijn afwezigheid op zijn werktafel blijven staanen Fleming wilde er nog een keer naar kijken voor hij zewegdeed.

‘That’s funny’, mompelde hij op een gegeven moment. Ineen van de schaaltjes was een open plek te zien. Daar warengeen bacteriekolonies gegroeid, terwijl de rest van het schaal-tje er vol mee zat. Aan de rand van het schaaltje groeide weliets anders, een schimmel. Fleming begreep direct wat er ge-beurd moest zijn. Sporen van de schimmel waren op een ofandere manier zijn kamer binnengewaaid en in het schaaltjemet bacteriekolonies beland. In de weken van zijn vakantiewas de schimmel gaan groeien. Daarbij had hij een stof uitge-scheiden die de ziekteverwekkende bacteriën in zijn directeomgeving had gedood.


Volgens de overlevering realiseerde Fleming zich meteendat hij een revolutionaire ontdekking had gedaan. De schim-mel gaf hem de sleutel in handen tot de bestrijding van aller-lei gevaarlijke bacteriële infecties bij de mens. Hij sprong opvan zijn stoel en rende naar zijn collega’s om zijn vondst te la-ten zien. Maar die reageerden schouderophalend. Daarmeebegon Flemings lange strijd voor de erkenning van zijn ont-dekking.

De schimmel bleek te behoren tot het geslacht Penicillium.Daarom noemde Fleming de stof die de bacteriën doodde pe-nicilline. Hij schreef enkele artikelen over zijn vondst, maarer kwam geen respons. Toen probeerde hij biochemici te inte-resseren voor het op grote schaal winnen van penicilline.Maar ook zij zagen niets in zijn voorstel. In zijn eentje kwamhij niet verder, ook omdat het erg moeilijk bleek penicillinestabiel te houden. De stof verloor zijn werkzaamheid al naenkele uren.

Jarenlang bleef Fleming een roepende in de woestijn – nogsteeds volgens het gangbare verhaal. Pas in 1938 realiseerdende medicus Florey en de biochemicus Chain van de universi-teit van Oxford zich dat Fleming goud had gevonden. Zijhadden de biochemische kennis om penicilline zuiver en ingrote hoeveelheden in handen te krijgen. Het stabiliteitspro-bleem losten ze op door de vriesdroog-techniek toe te passen:gevriesdroogde penicilline was wekenlang houdbaar. Ze na-men proeven, eerst op dieren en daarna op mensen, en de re-sultaten waren boven elke verwachting. Penicilline bleek demeest agressieve infecties te kunnen stoppen. Toen was het al-leen nog een kwestie van grootschalige productie. In 1942 wa-ren ze hiermee zover gevorderd dat penicilline zijn heilzamewerk voor de mensheid kon gaan doen.

Fleming heeft nooit moeite gedaan deze populaire versievan de ontdekkingsgeschiedenis te corrigeren. Daar had hij


ook geen belang bij, want in deze versie was hijzelf de held, deprofeet die eerst door niemand geloofd werd maar later gran-dioos zijn gelijk haalde. Inmiddels zijn er veel meer detailsover de ontdekking bekend, en dat levert een ander verhaalop. Van Flemings heroïsche rol blijft weinig over, maar daargaat het hier niet om. Interessanter is dat de nieuwe detailseen veel beter beeld geven van hoe ‘iets ontdekken’ in zijnwerk gaat.

Fleming was zonder meer een scherp waarnemer. Hij zagmeteen dat er iets bijzonders was gebeurd in het petrischaaltjedat op zijn bureau was blijven staan. Hij was ook een goedebacterioloog, want hij begreep wat er aan de hand was. Maarwas dit nu een geniale ontdekking die niemand hem hadkunnen nadoen? Het antwoord is ‘nee’, om de eenvoudige re-den dat het effect van penicilline al eerder was waargenomen.

Zonder dat Fleming het wist, hadden een stuk of zes on-derzoekers al jaren eerder hetzelfde gezien. Enkelen haddenzelfs uitgeprobeerd of je met penicilline infecties kon bestrij-den. Maar ze kregen geen overtuigende resultaten en stoptenmet het onderzoek. Er was wel één belangrijk verschil metFlemings waarneming. Van Penicillium komen verschillendesoorten voor, en Fleming trof als eerste een erg zeldzamesoort in zijn schaaltje aan, Penicillium notatum. Deze soortproduceert een hoge concentratie penicilline. Was het eenmeer gangbare soort geweest, dan was het ook met Flemingsontdekking nooit wat geworden.

Er waren meer toevalsfactoren. Na zijn vondst moest Fle-ming allereerst proberen het waargenomen verschijnsel expe-rimenteel te herhalen. Hij zette bacteriën uit in een petri-schaaltje en liet ze uitgroeien tot kolonies. Daarna deed hij deschimmel erbij en wachtte af wat het effect zou zijn. Er ge-beurde niets, de bacteriën bleven leven. Na een tijdje losteFleming het probleem op. Het moest andersom: eerst de


schimmel in het schaaltje, en pas wanneer die flink gegroeidwas de bacteriën erbij. Dan bleek dat de bacteriën in de buurtvan de schimmel niet konden groeien.

De verklaring werd pas in 1957 gevonden, vijftien jaar na-dat penicilline zijn intrede had gedaan als geneesmiddel. Pe-nicilline doodt geen kolonies van volwassen bacteriën. Daar-om gebeurt er niets als je de schimmel aan een schaaltje metkolonies toevoegt. Wel verhindert penicilline de vorming vannieuwe celwanden bij bacteriën die zich net in tweeën heb-ben gedeeld. Door dat delen vermenigvuldigen bacteriënzich en vormen ze de kolonies die je in een petrischaaltje ziet.Zonder celwanden gaan bacteriën dood, dus dan krijg je geenkolonies. En dus kunnen in de omgeving van een schimmeldie penicilline produceert geen nieuwe kolonies ontstaan.

Achteraf kunnen we uit dit gegeven afleiden dat Flemingsontdekking aan een hele reeks toevalligheden te danken was.Kijken we weer naar het petrischaaltje dat Fleming ‘funny’vond. Op het moment dat de bacteriën in dit schaaltje zichbegonnen te delen om kolonies te vormen, moet de schim-mel ook al aanwezig zijn geweest. Want alleen delende bacte-riën worden door penicilline gedood; al bestaande kolonieshebben er geen last van. Maar we weten ook dat de schimmel


Afbeelding 2.2: Flemings fotovan het petrischaaltje metPenicillium. Rond de schimmel(de grote witte vlek) groeiengeen bacteriekolonies.

nog niet zichtbaar kan zijn geweest op het moment dat Fle-ming de bacteriën in het schaaltje uitzette. Want dan zou hijhet schaaltje als ‘verontreinigd’ hebben weggegooid. Welkonden de onzichtbare sporen van de schimmel zich toen alin het schaaltje hebben genesteld.

Om te kunnen uitgroeien had de schimmel koele tempera-turen nodig. Dit betekent dat Fleming na het uitzetten vande bacteriën een fout moet hebben gemaakt. Normaal zettehij de petrischaaltjes in een warme stoof, omdat bacteriën bijlage temperaturen niet gaan delen. Maar de schimmel kanjuist niet in een warme omgeving groeien, dus moet Flemingvergeten hebben het schaaltje in de stoof te zetten. Misschienwas dit wel het moment dat hij met vakantie ging. Hetschaaltje bleef in elk geval weken op zijn bureau achter.

De schimmel gedijde bij de kennelijk gematigde tempera-tuur in het vertrek. De bacteriën deden bij die temperatuurweinig. Maar in het schaaltje dat Fleming na zijn vakantie in-specteerde, waren wel degelijk flinke bacteriekolonies aanwe-zig. Dus moet je aannemen dat het op een gegeven momentdoor zomerse temperaturen flink warm werd in Flemings ka-mer. Daardoor kon de schimmel niet verder groeien maar debacteriën juist wel. Behalve dan op de plekken waar deschimmel penicilline had afgescheiden. Zo ontstond de situ-atie die Fleming begin september aantrof. Kan het onwaar-schijnlijker?

Maar goed, zonder geluk vaart niemand wel.

Bacteriedoder

Het was ook niet alleen maar geluk. Er is wel gezegd dat Fle-ming de Nobelprijs alleen al verdiende omdat hij de beteke-nis van zijn toevalswaarneming inzag. Menigeen zou hetschaaltje met de schimmel gedachteloos hebben weggegooid,


maar Flemings scherpe geest zag er de kiem van een nieuw ge-neesmiddel in. Nu was dit zeker een knappe prestatie, maardan moet toch ook gezegd dat Fleming niet helemaal onvoor-bereid was. Wat hij in het petrischaaltje met Penicillium zag,was hij al vaker tegengekomen.

Jaren eerder, in 1919, had Fleming vastgesteld dat mensenen allerlei dieren een stof produceren, lysozyme, die een anti-bacteriële werking heeft. Hij vond deze stof toen hij de reac-tie van allerlei lichaamsvochten (tranen, neusslijm) op bacte-riën onderzocht. Het enzym lysozyme breekt de celwandenvan volwassen bacteriën af. Voor het oog geeft een druppel ly-sozyme in een schaaltje met bacteriën hetzelfde effect als pe-nicilline: rond de druppel zie je een open plek zonder bacte-riën.

Ook bij deze vondst dacht Fleming direct aan de mogelij-ke toepassing in de ziektebestrijding. Maar zijn verwachtin-gen kwamen niet uit. Alleen voor de mens ongevaarlijke bac-teriën bleken gevoelig voor de stof lysozyme. Ziekmakendebacteriën reageerden er niet op. Voor de bestrijding van infec-tieziekten had je er dus niets aan. Het enzym bleek alleennuttig als hulpmiddel om allerlei andere ongewenste bacte-riën te elimineren.

Fleming werd dus niet totaal verrast door de waarnemingdie hij in september 1928 deed. Zijn eerdere ervaring hielphem de situatie te herkennen. Maar die ervaring had ook eennadeel. In de literatuur heet het dat Fleming jarenlang streedvoor de erkenning van penicilline. Maar in werkelijkheiddacht hij dat penicilline, net als lysozyme, maar een beperktetoepassing had.

Vlak na zijn ontdekking had Fleming nog goede hoop datpenicilline inzetbaar zou blijken tegen infectieziekten. Hijdeed dan ook de nodige tests. Eerst controleerde hij of peni-cilline niet schadelijk was voor de lichaamscellen van mens en


dier. Proeven met bacteriën in bloedserum lieten zien dat hiergeen probleem lag: de bacteriën gingen dood, de bloedcellenbleven intact. Levende, gezonde dieren bleken een injectiemet penicilline meestal ook goed te verdragen.

Bij deze proeven werd wel duidelijk dat penicilline heelsnel zijn werkzaamheid verloor. Bij rechtstreekse injectie inhet bloed verloor de stof zelfs al binnen een paar minuten veelvan zijn activiteit. En dat terwijl voor het doden van bacte-riën enkele uren nodig waren. Proeven met mensen wezen indezelfde richting. Bij oppervlakkige ontstekingen zoals oog-ontsteking werkte de behandeling met penicilline prima.Maar bij de behandeling van voorhoofdsholteontsteking ofontstekingen in diepe wonden was de werking onvoldoende.De penicilline was dan uitgewerkt voordat ze de dieper gele-gen infectiehaarden bereikte.

Dit was een domper. Fleming concludeerde dat penicillineniet bruikbaar was als geneesmiddel tegen interne infectie-ziekten. Vanwege de korte werkzaamheid zou injectie van pe-nicilline in de bloedbaan van een zieke zinloos zijn. Een testdie dat had moeten bevestigen, voerde hij niet eens meer uit.

Dat hij het niet eens probeerde, is wel merkwaardig. Mis-schien speelde hier mee dat zijn eerdere ervaringen met lyso-zyme ook teleurstellend waren geweest. Bovendien: ter be-strijding van inwendige infecties werkte Fleming in dezejaren vooral met vaccinatietherapie en met synthetische stof-fen. Waarschijnlijk dacht hij dat die methoden de toekomsthadden en dat je met natuurlijke stoffen als lysozyme en pe-nicilline niet verder kwam.

Fleming stelde nog wel twee biochemici aan om penicil-line in zuivere vorm en in grotere hoeveelheden te produce-ren. Zij ontdekten dat je penicilline weken kunt bewaren ineen licht zure oplossing en bij lage temperaturen. Het lukte zeook om behoorlijke hoeveelheden in handen te krijgen. Ge-


noeg in elk geval om de tests op zieke dieren of mensen tedoen die Fleming overbodig vond. Flemings latere beweringdat niemand hem hielp de problemen met de stabiliteit en deproductie van penicilline op te lossen, klopt dus niet.

Fleming had wel een toepassing voor de penicilline die zijnbiochemici produceerden. Die leek veel op de toepassing vanlysozyme. Penicilline doodde de meeste, maar niet alle ziekte-verwekkende bacteriën. De stof werkte niet tegen een bacte-rie waarvan Fleming (ten onrechte) dacht dat die de beruchteSpaanse griep veroorzaakte. Om zuivere culturen van dezebacterie te krijgen, voegde Fleming penicilline aan de schaal-tjes toe: die ruimde dan de andere ziekteverwekkende bacte-riesoorten op.

Afgezien van deze toepassing deed Fleming in de jaren1930 niets met penicilline. Zijn hoop op een nieuw genees-middel was blijkbaar vervlogen. In zijn publicaties is maaréén keer een opmerking over medische toepassing te vinden.Die opmerking staat in een artikel in een tandheelkundigtijdschrift, dus je mag aannemen dat Fleming hier doelde opuitwendige toepassing bij niet te diepe wonden.

Toch een geneesmiddel

Zou penicilline in 1942 beschikbaar zijn geweest als het alleenaan Fleming had gelegen? Het lijkt er niet op. De bijdragevan Florey en Chain was onmisbaar. Zij wisten van Flemingsexperimenten. Florey had zelf jaren met lysozyme gewerkt. In1938 namen ze het initiatief om het onderzoek van penicillinevoort te zetten.

Volgens het populaire verhaal werkten de twee mannen inOxford onder leiding van Fleming. In werkelijkheid was erde eerste jaren geen enkel contact. (Chain dacht zelfs dat Fle-ming al overleden was.) Daardoor konden Florey en Chain


niet eens profiteren van het ongepubliceerde werk van Fle-mings biochemici. Zij moesten opnieuw uitzoeken hoe je pe-nicilline het best kunt winnen en bewaren.

In 1940 waren ze zo ver met de productie dat tests op die-ren mogelijk waren. Ook Florey en Chain wisten dat penicil-line in het lichaam snel wordt afgebroken. Maar terwijl Fle-ming om die reden had afgehaakt, besloten zij gewoon deproef op de som te nemen. Kon je niet met hoge en frequentedoseringen toch je doel bereiken? Proeven met muizen wareneen groot succes, maar er was inderdaad veel penicilline no-dig. Voor mensen zou dus nog veel meer beschikbaar moetenzijn. Met primitieve middelen bouwden Florey en Chain hunlaboratorium daarom om tot een penicillinefabriekje.

Na een aantal maanden met man en macht werken, had-den ze eindelijk zoveel penicilline in handen dat een proefmet een patiënt mogelijk was. Deze proefpersoon knaptezienderogen op na een aantal penicilline-injecties. Maar depenicilline-voorraad raakte snel op, ook omdat het middel ra-zendsnel via de urine weer werd uitgescheiden. De patiëntredde het uiteindelijk niet: zijn infectie kwam in alle hevig-heid terug, en toen was de voorraad penicilline op.

Zo kwamen Florey en Chain voor misschien wel het moei-lijkste deel van hun taak te staan: het opvoeren van de pro-ductie. Maandenlang liepen zij zich het vuur uit de sloffenom Britse fabrikanten te interesseren voor de massaproductievan penicilline. Zonder succes. Niet dat de fabrikanten twij-felden aan de werkzaamheid; de resultaten waren overtui-gend genoeg. Maar het was oorlog, en de grote farmaceuti-sche industrieën gebruikten hun hele productiecapaciteitvoor het aanmaken van bekende middelen zoals vaccins. Bo-vendien waren de fabrikanten bang dat chemici snel zoudenuitvinden hoe je penicilline synthetisch kunt maken. Danzouden hun investeringen om de stof uit Penicillium te win-nen voor niets zijn geweest.


Florey ging uiteindelijk naar Amerika om mensen te zoe-ken die met hem in zee wilden gaan. Hier had hij succes. De-cember 1941 raakten ook de Verenigde Staten bij de oorlogbetrokken, door de aanval op Pearl Harbor. Enkele Ameri-kaanse ondernemers lieten zich overtuigen dat penicillinevoor de behandeling van oorlogsslachtoffers belangrijk was.Zij zetten een grootschalige productielijn op, die al snel dui-zenden malen meer werkzame stof opleverde dan Florey’skleine fabriekje in Oxford.

In 1942 konden meer proeven met mensen worden ge-daan, en ze lieten over de effectiviteit van het middel geentwijfel bestaan. Daarna ging het snel. In 1944 werd in Ameri-ka genoeg penicilline geproduceerd om alle gewonden vanD-Day te kunnen behandelen.

Fleming had in deze ontwikkelingen maar een klein aan-deel. In 1941 meldde hij zich voor het eerst in Oxford om devoortgang van het onderzoek van Florey en Chain te bekij-ken. In 1942 voerde ook hij een succesvolle test op een patiëntuit, met een dosis penicilline die hij van Florey had gekregen.De media pikten de berichten over Florey’s en Flemings ge-slaagde proeven op en kwamen massaal in actie. De rest is ge-schiedenis.

Ontdekken

In de wetenschap gaat het om ontdekkingen doen. Dus zouje graag willen weten hoe ontdekken in zijn werk gaat. Na-tuurlijk is er geen recept voor – dan zou iedereen ontdekkin-gen bij de vleet kunnen doen. Sterker nog, het valt zelfs nietmee om vat te krijgen op wat ontdekken nu eigenlijk is. Al-leen in populaire verhalen ontdekt de onderzoeker net zo ge-makkelijk een nieuw natuurverschijnsel als de kok een muisin de keuken ontdekt.


Zelfs de vraag wie de eigenlijke ontdekker van een nieuwfenomeen is, valt vaak al moeilijk te beantwoorden. Immers,wie ontdekte penicilline: Fleming of Florey en Chain? Ofmoeten we de eer geven aan een van de vergeten onderzoe-kers die de werking van penicilline al veel eerder op het spoorwaren? En waar vond de ontdekking eigenlijk plaats: in Fle-mings lab, in dat van Florey, of nog ergens anders? En watwas precies het moment van ontdekken: toen de werking vande schimmel duidelijk werd of toen bleek dat penicillinemensen kon genezen?

Eigenlijk zijn dit allemaal verkeerde vragen. Ontdekken isniet één duidelijk aanwijsbare gebeurtenis maar een proces.En in plaats van één ontdekker heb je vaak een groep betrok-kenen die een grotere of kleinere rol spelen in dat proces.

Bij ontdekken komt meer kijken dan een flits van inzichtof een slimme zet van een briljante wetenschapper. Zo’n hel-der moment kan een rol spelen, maar daarmee begint het pas.Flemings waarneming in september 1928 sloeg niet bepaaldin als een bom. Ook niet bij hemzelf, want hij kende het ef-fect al van lysozyme. Had je in medisch opzicht iets aan peni-cilline? Fleming dacht lang van niet, en daar had hij goede re-denen voor. Florey geloofde er wel in, maar niet omdat hijbetere informatie had. Zijn stelregel was: gewoon uitprobe-ren.

Ten slotte is er nog een heel belangrijke factor: de rest vande wereld. Die moet wel brood zien in je vondst, ook in let-terlijke zin, anders stokt het hele proces. Zolang de farmaceu-tische industrie niet mee wilde doen, bleef de ontdekking vanpenicilline alleen van academisch belang. Hier hebben weeen parallel met het hoofdstuk over Diesel in dit boek: het lotvan een nieuwe vinding is ook afhankelijk van de markt.


3Darwins vinken

Van waarneming naar theorie, en terug

Op een mooie najaarsdag zat Isaac Newton uit te rusten inzijn achtertuin. Opeens werd zijn aandacht getrokken dooreen vallende appel. Hier was een natuurwet aan het werk, flit-ste het door Newton heen. De theorie van de zwaartekrachtwas geboren.

Een aardige anekdote, maar ging het echt zo? Het verhaal-tje wil ons laten geloven dat de wereld een open boek is voorwie er onbevangen naar kan kijken. Talloze mensen voorNewton hadden appels zien vallen zonder er iets bijzondersbij te denken. Ze waren ziende blind. Newtons open geestmoest eraan te pas komen om in de vallende appel het begin-sel van de zwaartekracht te zien. Niet voor niets wordt de ge-niale wetenschapper vaak vergeleken met een kind: dankzijzijn onbevangen blik kijkt hij de waarheid recht in het ge-zicht.

Nu zijn goede wetenschappers inderdaad meestal scherpewaarnemers, dat zagen we ook al bij Fleming. Maar de stapvan goed kijken naar begrijpen is toch meestal ingewikkelder.Zelfs als het om briljante geleerden gaat. Of de anekdote vanNewton en de appel waar gebeurd is, weet niemand. Zeker iswel dat er daarna nog twintig jaar overheen gingen voordatNewton zijn theorie van de zwaartekracht rond had. De


Afbeelding 3.1: Charles Darwin werd in 1809 geboren als zoon van eenarts in het Engelse Shrewsbury. Hij studeerde enkele jaren medicijnen inEdinburgh en theologie in Cambridge, maar had meer belangstellingvoor de biologie.Van 1831 tot 1836 reisde hij als natuuronderzoeker dewereld rond met het marineschip de Beagle. Na zijn terugkeer vestigdehij zich als privé-geleerde in Down, in Kent. Hier bleef hij de rest vanzijn leven en schreef hij zijn beroemde werken. Darwin overleed in1882.

appel mag geholpen hebben, maar dan alleen als een zetje inde goede richting.

Een mooie illustratie van hoe kijken en begrijpen samen-hangen, leveren de vinken van de Galápagos-eilanden, de be-roemde darwinvinken. Ruim anderhalve eeuw geleden wer-den ze voor het eerst beschreven. Maar tot op de dag vanvandaag blijven biologen de darwinvinken observeren. Ennog steeds is er discussie hoe de waarnemingen begrepenmoeten worden.

Darwin op Galápagos

De darwinvinken zijn het beroemdste voorbeeld van hoeevolutie werkt. Ze lijken de perfecte illustratie van de stelling‘wie goed kijkt, begrijpt’. Dat is ook waar het historische ver-haal van de darwinvinken om draait. Charles Darwin be-zocht de Galápagos-archipel in 1835, tijdens zijn reis met hetexploratieschip de Beagle. In de vijf weken dat hij deze eilan-dengroep voor de westkust van Zuid-Amerika doorkruiste,zou hij evolutionist zijn geworden. Dankzij de vogels die laterdarwinvinken gingen heten. In zijn onderzoeksjournaal lijktDarwin het zelf te bevestigen: in de Galápagos-archipel lag‘de oorsprong van al mijn latere ideeën’.

Elk handboek over evolutie bevat wel een groepsportretvan de verschillende soorten darwinvinken. Voor de modernelezer spreekt zo’n plaatje bijna voor zichzelf: zo werkt evolu-tie. Op de eilanden komen diverse vinkensoorten voor, dieherkenbaar zijn aan de vorm van hun snavel. De verschillenin snavelvorm hebben te maken met de leefwijze van de vo-gels. Het zijn aanpassingen aan het soort voedsel dat ze eten.En die aanpassingen zijn ontstaan door evolutie.

De evolutie van de vinken verliep als volgt. De oorspron-kelijke vlucht vinken die in een ver verleden op de Galápagos

darwins vinken 31

neerstreek, bestond uit individuen van één soort. Op de ei-landen troffen ze verschillende milieus aan met verschillendesoorten voedsel. Nu zijn de individuen van een soort nooitprecies aan elkaar gelijk. Ze variëren in al hun eigenschappen.Zo ook de Galápagos-vinken. Sommige individuen blekenbeter aan het ene, en andere individuen beter aan een andermilieu aangepast. In een gebied dat bijvoorbeeld vooral klei-ne plantenzaadjes als voedsel te bieden had, waren vinkenmet relatief kleine en fijne snavels in het voordeel. Zulke vo-gels waren in dit gebied succesvoller dan andere: ze kregenmeer nakomelingen dan vogels met een grovere snavel. Ookonder hun nakomelingen waren het weer de vogels met defijnste snavels die het het best deden. Met als gevolg dat er opden duur alleen nog maar vinken met fijne snaveltjes in hetgebied voorkwamen.

Hetzelfde gebeurde met vinken die andere snavelvariatieshadden. Sommige snavelvormen waren bijvoorbeeld handigin milieus met veel insecten. Sterke snavels kwamen goed vanpas in gebieden waar veel harde zaden voorhanden waren,lange snavels waren nuttig voor honingeters, enzovoort. Opdeze manier ontstond er op de Galápagos-eilanden, na enkelemiljoenen jaren van evolutie, een groep van zo’n veertien ver-wante soorten met duidelijk verschillende snavels. Darwinzou later spreken van ‘evolutie door natuurlijke selectie’: inelk milieu werden de best aan hun omgeving aangepaste vo-gels als het ware door de natuur uitgeselecteerd.

Het verhaal wil nu dat Darwin de vinken eigenlijk maarhoefde te zien om op het idee van evolutie door natuurlijkeselectie te komen. Bij aankomst in de archipel verwachtte hijniet dat er meer dan één soort vink zou voorkomen. De eilan-den lagen dicht bij elkaar en Darwin zag geen grote milieu-verschillen tussen de eilanden. Wel merkte hij direct op dat eronbekende vogelsoorten leefden. Dus besloot hij een verza-


meling aan te leggen. Van de eerste twee eilanden die hij be-zocht, nam hij allerlei soorten mee, zonder er op te letten wel-ke vogels van welk eiland kwamen. Maar al bij het derde ei-land begon hem iets te dagen.

Het eerste dat Darwin opviel, was dat er verschillendesoorten spotlijsters op de Galápagos leefden, maar niet elkesoort kwam op elk eiland voor. Een tweede hint kreeg hij vaneen plaatselijke bestuursambtenaar. Die beweerde dat hij aanhet schild van een Galápagos-schildpad kon zien op welk ei-land het dier leefde. Vanzelf vroeg Darwin zich toen af hoehet met de vinken zat. Kon het zijn dat elk eiland ook zijn ei-gen, karakteristieke vinkensoorten had? Met dit idee in hetachterhoofd zou Darwin zijn vogels in het vervolg netjesapart, per eiland, hebben gelabeld.

Ondertussen, zo gaat het verhaal verder, begon Darwin nate denken over de betekenis van deze gegevens. Of beter ge-zegd, die betekenis drong zich vanzelf aan hem op. Waaromzou de Schepper een groepje dicht bij elkaar gelegen eilandenzoveel verschillende soorten hebben gegeven? Eén type vinkof spotlijster voor alle eilanden leek toch wel genoeg? Was hetniet veel aannemelijker dat de soortenrijkdom het gevolg wasvan evolutie? Leverden de vinken niet een prachtig bewijs datde klassieke opvatting van de onveranderlijkheid van de soor-ten op de helling moest?

Volgens sommige schrijvers kreeg Darwin zelfs woordenover de kwestie met de kapitein van de Beagle, Robert Fitz-Roy. Voor de streng-gelovige FitzRoy waren Darwins evolu-tionaire speculaties godslasterlijke onzin. God had de soortengeschapen, en al konden ze kleine variaties vertonen, eensoort bleef een soort. Maar Darwin liet zich niet afschrikkenen redeneerde verder. Hij zou zelfs al ingezien hebben dat devariatie in de vinkensnavels op een verschil in dieet wees.

In detail zou Darwin zijn evolutietheorie pas na de reis

darwins vinken 33


Afbeelding 3.2: Enkele darwinvinken, de grondvinken (1, 2, 3, 4) zoekenhun voedsel op de grond of in lage struiken. De boomvinken (5, 6) etenhoofdzakelijk insecten, evenals het insectenvinkje (7).

1

2

3

4

5

6

7

met de Beagle uitwerken. Maar de basis voor de gedachte-gang van de Origin of Species uit 1859 werd in 1835 gelegd, opde Galápagos-eilanden. En natuurlijk zouden de vinken in deOrigin als spectaculair voorbeeld van evolutie dienen. Zoraakten de evolutietheorie en de darwinvinken onlosmakelijkmet elkaar verbonden.

Een rommeltje

De geschiedenis van de wetenschap kent heel wat van ditsoort verhalen. Eigenlijk zijn ze te mooi om niet waar te zijn.Maar helaas, meestal zijn ze het niet, en de darwinvinken zijngeen uitzondering. Het verhaal van de vinken heeft in deloop van de tijd fabelachtige vormen aangenomen. Wie hetverhaal in de Origin of Species wil nalezen, komt daar snelachter. Het staat er namelijk niet in. Darwin noemt de Galá-pagos-eilanden wel in zijn boek, maar over de vinken zegt hijniets. Ook in zijn andere publicaties komen we het verhaalniet tegen.

De reden is eenvoudig. Het verhaal zoals wij het kennen,komt voor het eerst voor in een boek uit 1945, geschrevendoor de bioloog David Lack. Darwin zelf heeft niet veel overde vinken gezegd, eenvoudigweg omdat hij er niet veel over tezeggen had. Hij begreep namelijk maar weinig van hun evo-lutie. De gegevens die hij in de Galápagos-archipel had verza-meld, vond hij voornamelijk verwarrend. Zodat hij er in zijnboeken maar liever zijn mond over hield. Dat Darwin dank-zij de vinken op de Galápagos tot zijn evolutietheorie kwam,is een mythe. Darwin had wel naar de vinken gekeken, maarbegrepen had hij ze niet.

Wat Darwin wel over de vinken dacht, blijkt uit zijn dag-boekaantekeningen en brieven. Daaruit valt op te maken dathij tijdens zijn verblijf op de Galápagos maar weinig interesse

darwins vinken 35

had voor de vinken. Zoals gezegd vielen de verschillen tussende spotlijsters van sommige eilanden hem op, en ook noteer-de hij wat hem over de schildpadden werd verteld. Later zouhij schrijven dat deze gegevens hem duidelijk maakten dat hijnauwkeurig moest bijhouden welke dieren van welk eilandkwamen. Maar deed hij dat ook?

In het geval van de vinken zeker niet. Pas in 1837, toen hijalweer een half jaar terug in Engeland was, begon hij uit tezoeken of er per eiland specifieke soorten vinken waren.Maar toen was het te laat. Want waar de vinken in zijn verza-meling vandaan kwamen, kon hij toen niet meer precies ach-terhalen. Van de meeste vinken had hij namelijk helemaalgeen vindplaats genoteerd.

We weten dit omdat Darwin in 1837 raad vroeg aan eenpaar Beagle-reisgenoten die ook vogels hadden verzameld.Hadden zij misschien wel opgetekend welk dier waar van-daan kwam? Dat hadden ze, en met hun hulp kon Darwin deherkomst van enkele soorten reconstrueren. Althans, datdacht hij. Hij maakte nogal wat fouten en zijn vinkencollec-tie bleef een rommeltje. Darwin publiceerde deze ‘gerecon-strueerde’ vindplaatsgegevens wel, en dat heeft onder laterevogelkenners nog voor een hoop verwarring gezorgd.

Dat Darwin op de Galápagos niet meer aandacht voor devinken had, wijst erop dat hij toen nog niet in evolutionairetermen dacht. De eerste notitie van Darwin waaruit blijkt dathij in de veranderlijkheid van soorten begon te geloven, da-teert van negen maanden na zijn bezoek aan de eilanden. Enpas midden 1837 realiseerde hij zich dat de Galápagos-vinkenals bewijs voor zijn evolutionaire ideeën konden dienen.Maar toen kwam hij er dus achter dat hij zijn vinken niet se-cuur genoeg had gelabeld om iets over hun vindplaats te kun-nen zeggen.

Darwin dacht nog wel uit zijn gegevens te kunnen afleiden


dat vier van de vinkensoorten in zijn collectie elk maar op ééneiland voorkwamen. Maar hier blijkt opnieuw dat hij tijdenshet verzamelen niet goed had opgelet. De vier soorten inkwestie komen allemaal op twee of meer eilanden voor. Ergernog: we weten nu dat alle Galápagos-vinken op meer eilan-den voorkomen – op één na dan, maar die soort kende Dar-win niet. Hij zat er, kortom, helemaal naast. De vinkensoor-ten zijn niet netjes over de eilanden verdeeld, ze komen naastelkaar voor.

Er is nog een gegeven dat niet met het klassieke verhaalover de darwinvinken spoort. Darwin had tijdens zijn verblijfop de eilanden niet eens door dat het om een groep van nauwaan elkaar verwante vinkensoorten ging. Eén van de soortennoemde hij bijvoorbeeld een winterkoninkje. Pas toen hijzijn collectie in Engeland aan een doorgewinterde vogelken-ner voorlegde, kreeg hij te horen dat het om één groep ging.

Alles bij elkaar blijft er van het klassieke verhaal over dedarwinvinken niet veel over. Darwins pad naar de evolutie-theorie was heel wat moeizamer dan het vinkenverhaal sugge-reert. Een paar waarnemingen van vinken met curieuze sna-vels waren niet genoeg om hem op het idee van evolutie tebrengen. Zijn waarnemingen van spotlijsters evenmin, al zouhij die later in de Origin wel noemen.

En de schildpadden? Daarvan was Darwin toch verteld datelke soort zijn eigen eiland had? De Beagle-bemanning zeul-de inderdaad een flink aantal zware Galápagos-schildpaddenmee naar het schip. Maar toen de Beagle weer op zee was,gingen ze in de pan, en de schilden werden overboord gekie-perd. Waaruit valt op te maken dat Darwin het evolutionairebelang ervan toen nog niet inzag.

Het is best mogelijk dat Darwin tijdens de Beagle-jaren altwijfelde over de stabiliteit van de soorten. Maar hij was noglang niet de evolutionist die de Origin of Species schreef. Ook

darwins vinken 37

een fabeltje is dat Darwin al tijdens zijn bezoek aan de Galá-pagos bedacht dat de snavelvormen van de vinken met hunvoedingspatroon te maken hebben. Daarover heeft hij nooitiets gezegd, ook niet in latere jaren.

De stelling dat de Galápagos-vinken Darwin op het ideevan evolutie brachten, kun je beter omdraaien: pas toen hijover evolutie nadacht, kwam Darwin op het idee dat de vin-ken als bewijsmateriaal voor zijn theorie konden dienen.

Terug naar de Galápagos

De moderne opvattingen over de evolutie van de darwinvin-ken zijn vooral te danken aan onderzoek van de al even ge-noemde David Lack. Deze Engelse vogelkenner bezocht deeilanden vlak voor de Tweede Wereldoorlog en publiceerde erin 1945 een klassieker over, Darwin’s Finches. Dit boek werdde basis voor de mythe van de darwinvinken.

Lack was opgegroeid in een tijd dat Darwins evolutietheo-rie veel aanhang verloor. Zo tussen 1900 en 1930 geloofden demeeste biologen wel in evolutie, maar ze begonnen steedsmeer te betwijfelen of Darwins idee van natuurlijke selectiewel klopte. Dat kwam vooral doordat het erg lastig was be-wijzen te vinden voor het idee dat natuurlijke selectie in denatuur een centrale rol speelt. Maar Lack presenteerde zijnvinkenonderzoek als een prachtige bevestiging van Darwinsselectietheorie. Daarom gaf hij Darwin in zijn boek veel eer –zelfs voor ideeën die hij nooit had gehad. En het was Lack diemet het verhaal kwam dat de darwinvinken de sleutel warengeweest tot Darwins inzicht in het evolutieproces.

Latere schrijvers gingen nog een stapje verder en schrevenalles wat Lack over de vinken had bedacht voor het gemakook maar aan Darwin toe. Zo zou ook Darwin al hebben be-grepen dat de snavels van de vinken aangepast waren aan hun


voedsel. Eén auteur liet Darwin op de Galápagos zelfs ge-boeid kijken naar een vinkensoort die hij daar in werkelijk-heid helemaal niet gezien had. Het ging hier om een vink diekleine takjes gebruikt om insecten uit spleetjes in boombastte peuteren. Deze soort werd pas dertig jaar na Darwins be-zoek ontdekt. Het merkwaardige peutergedrag werd zelfs pasna Darwins dood opgemerkt. Zo gaat dat met mythevor-ming.

Maar David Lack was niet alleen maar degene die de my-the van de darwinvinken in omloop bracht. Zijn onderzoekop de Galápagos gaf nieuw inzicht in de oorsprong van deverschillende vinkensoorten. Aan Lack is het te danken dat zeals een schoolvoorbeeld van evolutie in de handboeken zijngekomen. Maar daarvoor moest hij eerst de evolutietheorieverder uitwerken dan Darwin had gedaan.

De kern van Darwins betoog is dat een soort in de strijdom het bestaan langzaam verandert door variatie en natuur-lijke selectie. Maar een soort die verandert blijft toch nogsteeds maar één soort. Hoe kom je dan aan veertien verschil-lende darwinvinken? Darwin realiseerde zich al dat een eilan-dengroep als de Galápagos je hier verder kan helpen. Als deoervink zich had verspreid over de eilanden, konden de vo-gels op de verschillende eilanden zich elk in een eigen rich-ting ontwikkelen. De isolatie die de eilanden boden, wasnoodzakelijk om verschillende soorten te laten ontstaan.Want zolang dieren zich op één eiland onderling blevenvoortplanten, bleven ze tot één soort behoren.

Maar hiermee zijn we er nog niet. De situatie van de dar-winvinken is ingewikkelder. Op de meeste eilanden vind jemeerdere vinkensoorten naast elkaar. En er was toch isolatienodig om meerdere soorten te laten ontstaan? Darwin heeftin latere jaren wel het principe uitgedokterd waarmee je dezesituatie kunt verklaren, maar hij heeft het nooit op de dar-

darwins vinken 39

winvinken toegepast. Dat kon hij ook niet. Want dan had hijmoeten weten wat de achtergrond is van de verschillende sna-velvormen, en zover reikte zijn kennis niet. David Lack wisthet vraagstuk wel op te lossen.

Isolatie en specialisatie

Ook Lack beschouwde isolatie als de sleutel. De eerste vinkendie op de Galápagos terecht waren gekomen, verspreiddenzich geleidelijk over de eilanden en maakten op elk eiland eeneigen, geïsoleerde ontwikkeling door. Daarbij speelden aller-lei factoren een rol, zoals kleine milieuverschillen tussen deeilanden. Maar de eilanden liggen niet erg ver van elkaar af,en vroeger of later vlogen er opnieuw vinken van het ene ei-land naar het andere en andersom. Stel nu dat de periode vanisolatie en gescheiden ontwikkeling maar kort was geweest.Dan waren er waarschijnlijk geen al te grote verschillen tus-sen de vogels op de diverse eilanden ontstaan. Kwamen zulkevogels weer op één eiland bij elkaar, dan vermengden ze zichweer tot één groep. Dan was er dus geen nieuwe soort ont-staan. Maar neem nu aan dat de isolatie veel langer had ge-duurd en dat de gescheiden groepen zich elk in een andererichting hadden kunnen ontwikkelen. Dan was het mogelijkdat de vogels elkaar bij hereniging niet meer als soortgenotenherkenden of onderling niet meer vruchtbaar waren. Danheb je dus verschillende vormen naast elkaar op eenzelfde ei-land.

Deze vormen waren dan nog steeds wel nauw aan elkaarverwant. Waarschijnlijk gebruikten ze ook nog allemaal on-geveer hetzelfde voedsel. Dat gaf dan heftige onderlinge con-currentie. Met als gevolg dat de verschillende vormen zich zosnel mogelijk specialiseerden in een bepaalde voedselsoort.Als een bepaalde groep vinken bijvoorbeeld al een iets sterke-


re snavel had, dan concentreerden deze vogels zich op grotezaden die andere vogels lieten liggen. Selectie zorgde er ver-volgens voor dat ze meer en meer in die richting gespeciali-seerd raakten, want dat verminderde de voedselconcurrentie.Zo gingen de verschillende vormen die met elkaar een eilandbevolkten steeds minder op elkaar lijken. Het werden uitein-delijk aparte soorten met duidelijk verschillende snavels. Zokun je dus meerdere vinkensoorten op één eiland krijgen.

Het model van isolatie, gevolgd door weer samenkomen,gevolgd door snelle specialisatie, is het standaardmodel voordarwinistische soortvorming geworden. En niet alleen voorsoortvorming op eilanden, maar ook op het vasteland. Voorhet vasteland geldt evengoed: zonder een periode van isolatiegeen soortvorming. Bij isolatie op het vasteland kun je den-ken aan dieren die tijdelijk gescheiden raken aan twee kantenvan een rivier of een bergketen. Voor de rest verloopt alleshetzelfde als op eilanden.

Lack kon dit model opstellen omdat hij veel meer waarne-mingen had gedaan dan Darwin. Hij kende de soorten beteren wist precies welke soort waar voorkwam. Maar ook voorhem gold dat waarnemingen alleen hem niet tot zijn modelbrachten. Volgens Lack waren de snavels van de darwinvin-ken door voedselconcurrentie ontstaan. Bij een bepaald typesnavel hoort dus een bepaald type voedsel. Nu is het wel heelplausibel dat sterke snavels voor harde zaden bedoeld zijn ensubtiele snaveltjes voor insecten, maar directe bewijzen hadLack hier nauwelijks voor. Dan zou je van alle soorten moe-ten nagaan wat ze precies eten, en dat had Lack niet gedaan.

Bovendien, als je in het broedseizoen naar de Galápagosgaat, krijg je niet te zien wat je verwacht. Er is in de broedtijdveel voedsel voorhanden, en je ziet dan verschillende soortenvinken, met heel verschillende snavels, gezellig naast elkaarhetzelfde voedsel verorberen. Dat de vogels gespecialiseerd

darwins vinken 41

zijn, blijkt pas in tijden van droogte. Dan ontstaat er voedsel-schaarste en wordt de concurrentie om voedsel in alle hevig-heid gevoerd. De vogels concentreren zich dan op het voedselwaar ze een speciale snavel voor hebben. Je moet dus over eenlangere periode nagaan wie wat eet om het verband tussensnavelvorm en voedselbron te bewijzen.

David Lack had dit verband zoals gezegd niet nauwkeurigonderzocht. Als darwinist ging hij er eenvoudig vanuit dat desnavelverschillen door natuurlijke selectie waren ontstaan.En voedselconcurrentie leek hem een aannemelijke verkla-ring voor het ontstaan van de verschillen. Hij had hier ookwel wat aanwijzingen voor, maar geen overtuigende bewij-zen. Lacks model berustte dus maar voor een deel op waarne-mingen. Het weerspiegelde ook zijn theoretische verklaringvoor de vinkenevolutie.

Wordt vervolgd

Het tijdrovende onderzoek naar voedselconcurrentie is delaatste dertig jaar met succes gedaan door het Amerikaansebiologen-echtpaar Peter en Rosemary Grant. Zij zochten indetail uit welke soorten voedsel er voor de darwinvinken be-schikbaar zijn. Vervolgens observeerden ze met eindeloos ge-duld welke vogels welk voedsel aten. En inderdaad, er bleekeen duidelijke samenhang tussen snavelvorm en voedsel-voorkeur te bestaan. Dat betekende dus steun voor Lacksmodel.

De Grants kwamen nog veel meer aan de weet over de evo-lutie van de darwinvinken. De vulkanische Galápagos-archi-pel bestaat nog niet zo heel lang, en de evolutie is er bij wijzevan spreken nog maar net begonnen. De verschillen tussen devinkensoorten zijn dan ook nog betrekkelijk klein. Zelfs ken-ners hebben soms moeite ze uit elkaar te houden. Maar de


vinken bieden zo wel een unieke mogelijkheid om ‘evolutiein actie’ te bestuderen.

Het proces van isolatie, weer samenkomen en specialisatiegaat natuurlijk gewoon door, ook bij de veertien nu bekendesoorten. De Grants werken al bijna dertig jaar op de eilanden.Heel lang voor een team van onderzoekers, maar in evolutio-naire termen heel kort. Toch kunnen de gegevens die ze jaarna jaar verzamelden iets zeggen over hoe Lacks soortvor-mingsmodel in de praktijk werkt.

De Grants bekeken bijvoorbeeld hoe een geïsoleerde groepvogels reageerde op een periode van extreme droogte. Hetbleek dat forse individuen met grote snavels in zo’n periodede beste overlevings- en voortplantingskansen hadden. Tij-dens een droogteperiode die enkele jaren voortduurde, liet debestudeerde groep een ontwikkeling zien in de richting vangrote vogels met stevige snavels.

Op het eerste gezicht is dit verrassend. Je zou denken datgrote vogels veel voedsel nodig hebben, en hoe droger het is,hoe minder voedsel er voorhanden is. Kleine vogels houdenhet dan toch langer uit? De verklaring is dat harde zaden ineen droogteperiode het langst beschikbaar blijven als voedsel-bron. Zolang het kan, eten alle vinken liever kleinere en zach-tere zaden. De grote harde zaden blijven over. Bij extremedroogte is er op den duur niets meer te eten voor vogels diegeen harde zaden kunnen kraken. Alleen de grotere individu-en met forse snavels blijven dan in leven. Zo lieten de Grantszien dat het wel degelijk mogelijk is natuurlijke selectie opheterdaad te betrappen. Evolutie gaat dan wel heel langzaam,maar met intensieve observatie zijn de effecten ervan op mi-cro-schaal toch te zien.

De waarnemingen van de Grants leiden ook weer tot nieu-we ideeën over het evolutieproces. De toepassing van dna-technieken liet zien dat sommige vinkensoorten op basis van

darwins vinken 43

hun genetisch materiaal nauwelijks uit elkaar te houden zijn.Nu hoeft dat ook niet. Soorten hoeven geen grote genetischeverschillen te vertonen om toch als (voor elkaar en voor ons)duidelijk herkenbare soorten door het leven te gaan. De vin-kensoorten in kwestie verschilden bijvoorbeeld duidelijk inde zang die de mannetjes lieten horen. Soortgenoten kondenelkaar zo zonder moeite herkennen. Toch bleef het vreemddat sommige soorten nauwelijks dna-verschillen lieten zien,terwijl andere Galápagosvinken genetisch wel duidelijk vanelkaar verschilden.

De Grants onderzochten daarom of er niet af en toe krui-singen tussen de soorten optraden, waardoor hun dna ver-mengde. Nu houden biologen niet van het idee dat diersoor-ten kruisen. Dat een soort niet met andere soorten kruist, isnu juist wat een soort tot soort maakt. Als soorten willekeurigkonden kruisen, zouden de onderlinge verschillen gauw ver-dwijnen. Je begrijpt in dat geval ook niet meer hoe er doorevolutie zoveel aparte soorten zijn ontstaan. Voor biologen ishet hele idee daarom zoiets als vloeken in de evolutionistischekerk. Hoe het ook zij, de Grants namen gewoon de proef opde som en ze stelden vast dat er wel degelijk kruising op-treedt, en vaker dan men ooit had vermoed. Wat een verkla-ring gaf voor de geringe genetische verschillen tussen sommi-ge soorten.

Een volgende vraag is nu of de bastaarden die uit zulkekruisingen voortkomen een rol spelen in het evolutieprocesop de eilanden. Bastaarden zijn vaak onvruchtbaar, maar deGrants hebben al geconstateerd dat sommige vinkenbastaar-den zich wél voortplanten. Of ze belangrijk zijn voor het ver-loop van de vinkenevolutie is nog een open vraag, maar zekeris dat de evolutie van de darwinvinken op deze manier eenerg complexe geschiedenis kan worden.

De Grants zitten er niet mee. Eens te meer maken de vin-


ken hun reputatie als voorbeeld van ‘evolutie in actie’ waar.En overal ter wereld houden evolutiebiologen de adem in alser een nieuwe publicatie van de Grants op komst is.

Waarneming en theorie

Voor het wetenschappelijke genie is kijken begrijpen: New-ton zag een vallende appel en begreep de werking van dezwaartekracht; Darwin zag de Galápagos-vinken en door-grondde het evolutieproces. Zulke genieën bestaan niet, kun-nen we veilig zeggen. Darwin was wel degelijk een eersterangsonderzoeker. Velen voor hem hadden rond de wereld gereisden gezien wat hij zag. Alleen Darwin gebruikte zijn waarne-mingen om de stabiliteit van de soorten ter discussie te stel-len. Dat was zijn grote verdienste. Niettemin: de aanblik vaneen paar vinken was niet genoeg om van Darwin een evolu-tionist te maken. Net als Newton had hij meer dan twintigjaar nodig om zijn theorie uit te werken.

David Lack was al evolutionist toen hij de eilanden be-zocht. Hij verzamelde veel meer waarnemingen over de ver-schillende soorten en over hun verspreiding over de eilanden.In het model voor de vinkenevolutie dat hij ontwikkelde, ver-werkte hij zijn darwinistische overtuiging dat natuurlijkeselectie verantwoordelijk is voor het ontstaan van soortken-merken. Zo kwam hij tot de veronderstelling dat de vinken-snavels door selectie aangepast waren aan het dieet van de vo-gels.

Nieuwe observaties van de Grants waren nodig om dit ideete onderbouwen. Op hun beurt deden De Grants waarne-mingen die te denken geven over de evolutietheorie. Onver-wacht bleek het dna van enkele soorten bijna identiek. Datkon wijzen op soortenkruising. Of bastaarden een rol spelenin de evolutie van de vinken, laat zich alleen nog maar raden.

darwins vinken 45

Dat vergt weer nieuwe waarnemingen.Alleen het denkbeeldige genie kijkt en begrijpt. Een we-

tenschapper denkt na over een probleem, doet waarnemin-gen, krijgt een vermoeden, doet nieuwe waarnemingen, be-denkt een theorie, probeert de theorie met waarnemingen teonderbouwen, past de theorie aan, confronteert onverwachtewaarnemingen met de theorie, bouwt de theorie uit, doet op-nieuw waarnemingen... enzovoort. En met elk beetje kennisdat hij opdoet, realiseert hij zich hoeveel hij nog niet begrijpt.


4Joule’s meetkunst

Door meten tot weten?

Korter en krachtiger kun je wetenschap niet karakteriseren:door meten tot weten. Natuurlijk, wetenschap is meer danmeten. Het doel is theorieën te bedenken die de natuurver-schijnselen verklaren. Maar een theorie over iets hebben isnog geen weten. Om te weten moet je meten: je moet metin-gen of waarnemingen gaan doen in de vrije natuur of in hetlaboratorium. Hoe mooi je theorie ook lijkt, als je metingenhaar niet steunen heb je een probleem. De metingen zijn devuurproef.

Boeken en krantenartikelen over wetenschap concentrerenzich meestal op de nieuwe theorie die een wetenschapperheeft bedacht en op de experimenten waarmee de theorie isgetest. Ook wordt natuurlijk verteld welke resultaten deproeven hebben opgeleverd. Maar hoe het meten of waarne-men verliep, daar lees je zelden iets over. Dat lijkt ook wel be-grijpelijk: wat valt er meer over te vertellen dan dat de onder-zoekster haar instrumenten heeft afgelezen en haarwaarnemingen heeft opgeschreven? Als een experiment een-maal is uitgedacht en technisch uitgevoerd kan worden, danis het eigenlijke meten toch een peulenschil?

Was dat maar waar. Zeker als je je op onbekend gebied be-vindt, zijn er veel onzekerheden. Hoe nauwkeurig moet je


Afbeelding 4.1: James Prescott Joule werd in 1818 geboren in Salford bijManchester. Hij kwam uit een familie van bierbrouwers. Hij kreeg privé-onderwijs en volgde geen formele opleiding. Hij had ook nooit een offi-ciële baan en leefde van de inkomsten van de brouwerij. De natuurkun-de was voor hem een serieuze hobby. Hij overleed in 1889 in hetEngelse Sale.

meten, en hoe vaak? Hoe weet je of je het goed doet? En meetje eigenlijk wel wat je denkt te meten? Zelfs als je weet hoehet moet, is goed meten geen kinderspel. Dat ondervindenwetenschappers aan den lijve wanneer ze proberen een expe-riment van een andere onderzoeker te herhalen.

Elk experiment moet herhaalbaar zijn. Dat is een van defundamenten van de wetenschap, want alleen zo kunnen we-tenschappers elkaars werk controleren. Op papier is het her-halen van een experiment een fluitje van een cent. Onderzoe-ker B doet gewoon precies na wat onderzoeker A deed, en alshet goed is krijgt B dan hetzelfde resultaat. Maar in de prak-tijk valt dat tegen. Het blijkt meestal een hele toer om A’s me-tingen te reproduceren. Soms is er zelfs advies of hulp van Anodig voordat B erin slaagt tot dezelfde uitkomsten te ko-men. En als A zich er zelf mee moet bemoeien, is het dan nogwel een eerlijke herhaling?

Goed meten gaat blijkbaar niet vanzelf. Wat maakt het zolastig? Dat illustreert het volgende voorbeeld, waarin de her-haling van een experiment van de Engelsman James PrescotJoule centraal staat.

Energiebehoud

Veel mensen kennen de naam Joule omdat de eenheid vanenergie naar hem genoemd is. Die eer viel hem niet voor nietste beurt: Joule was een van de onderzoekers die rond het mid-den van de negentiende eeuw de wet van behoud van energieformuleerden.

Deze wet houdt het volgende in. Alle natuurkrachten, zo-als elektriciteit, warmte, kinetische energie of magnetisme,kunnen begrepen worden als vormen van energie. Deze na-tuurkrachten zijn in elkaar om te zetten. Dus bijvoorbeeldelektriciteit (elektrische energie) is om te zetten in magnetis-

joule ’s meetkunst 49

me (magnetische energie), en omgekeerd. Dit omzetten ge-beurt altijd in equivalente hoeveelheden, zodat er voor en naeen omzetting precies evenveel energie aanwezig is. Er gaatdus bij de omzetting van de ene vorm van energie in een an-dere geen energie verloren en er komt geen energie bij. Daar-om spreken we over de wet van behoud van energie.

Een van zijn beroemdste experimenten rond dit thema pu-bliceerde Joule in 1850 in de Philosophical Transactions, eenvooraanstaand wetenschappelijk tijdschrift. De vraag die hijmet dit experiment wilde beantwoorden was: als ik een be-paalde hoeveelheid kinetische energie opwek en omzet inwarmte, hoeveel warmte-energie ontstaat er dan precies?

Volgens de wet van behoud van energie ontstaat er dan na-tuurlijk precies zoveel warmte-energie als je kinetische ener-gie hebt omgezet. Daar hoef je geen experiment voor te doen.Maar ‘energie’ is een abstract begrip, terwijl Joule geïnteres-seerd was in de verhouding tussen de alledaagse groothedenwaarin kinetische energie en warmte-energie worden uitge-drukt. ‘Kinetische energie opwekken’ betekent in gewone ter-men ‘arbeid verrichten’. En ‘warmte-energie’ verwijst naar detemperatuur van iets, bijvoorbeeld van water. Wat Joule wil-de weten was: als ik een bepaalde hoeveelheid arbeid verrichten ik zet die om in warmte, hoeveel graden temperatuurstij-ging van een bepaalde hoeveelheid water geeft die warmtedan? Kort gezegd: met hoeveel temperatuurstijging is een be-paalde hoeveelheid arbeid equivalent?

Om deze equivalentie te bepalen, bedacht Joule de volgen-de opstelling (zie afbeelding 4.2). Twee gewichten zijn elkmet touwen aan een katrol bevestigd en kunnen met eenzwengel worden opgetakeld. Wanneer de zwengel wordt los-gelaten vallen de gewichten naar beneden. De afrollende tou-wen van de gewichten laten een centrale as draaien, die ver-bonden is met een scheprad. Dit rad zit in een vat met water.


Wanneer het rad ronddraait ontstaat er wrijving in het water,waardoor het water warmer wordt. Volgens de wet van ener-giebehoud moet de temperatuurstijging van het water equi-valent zijn met de ‘arbeid’ die de gewichten verrichten. Wantdeze arbeid wordt door het draaien van het scheprad omgezetin wrijving, en daardoor in een temperatuurstijging van hetwater in het vat.

Op papier een eenvoudig experiment dat een duidelijkeuitkomst moet geven, namelijk: gewichten met gewicht x dieover afstand y naar beneden vallen, geven een temperatuur-stijging van het water van z graden. Daarmee heb je dan deequivalentie gevonden tussen arbeid en warmte.

Maar nu de uitvoering. De Duitse wetenschapshistoricusOtto Sibum heeft in de jaren 1990 Joule’s experiment her-haald. Niet om na te gaan hoe betrouwbaar Joule’s resultatenwaren, maar om zelf te ondervinden wat er allemaal bij ‘me-ten’ komt kijken. Hij bouwde de proefopstelling precies vol-gens Joule’s instructies en tekeningen na en plaatste de opstel-ling in een moderne laboratoriumruimte.


Afbeelding 4.2: Joule’s schematische afbeelding van zijn proefopstelling. Inhet midden het cilindervormige watervat waarin het scheprad rond-draait. In het vat staat de centrale as met bovenaan de zwengel om degewichten op te takelen. Links en rechts de katrollen met daaraan han-gend de schijfvormige gewichten.

Nu was het een kwestie van de gewichten optakelen enweer laten vallen. En dat verschillende keren achter elkaar,om een goed meetbare temperatuurstijging van het water tekrijgen.

Zwoegen met Joule

Maar aan optakelen zou Sibum voorlopig niet toekomen.Toen hij met een assistent de laboratoriumruimte binnen-ging om met het experiment te beginnen, zag hij dat de ther-mometer die de watertemperatuur moest meten direct begonop te lopen. Nog voordat ze de proefopstelling zelfs maarhadden aangeraakt! Blijkbaar was hun lichaamswarmte al ge-noeg om de uiterst gevoelige thermometer te laten reageren.Zo’n gevoelige thermometer was nodig omdat de verwachtetemperatuurstijging van het water erg klein was: het ging omhonderdsten van graden.

Een oplossing leek te zijn het experiment dan maar dooréén persoon te laten doen, waardoor minder lichaamswarmtevrijkwam. Dat was wel lastiger, omdat die ene experimenta-tor dan én moest takelen én de temperatuur aflezen. Sibumbesloot verder om na binnenkomst in de experimenteerruim-te een uur te wachten, zodat de thermometer kon stabilise-ren. Maar telkens wanneer hij de thermometer wilde aflezen,begon die door zijn lichaamswarmte toch nog te schomme-len, en hier was niets aan te doen.

Toen Sibum met het optakelen van de gewichten wilde be-ginnen, stuitte hij op een nieuw probleem. De zwengel waar-mee moest worden getakeld, bleek ongeschikt voor het werk.Er was een veel zwaarder model nodig dan Joule in zijn arti-kel had afgebeeld. Toen er een betere zwengel gemonteerdwas, ging het nog niet goed. Het touw waaraan de gewichtenhingen, brak om de haverklap. Zelfs een sterke vislijn hield


het niet lang. De krachten die op de onderdelen werkten, lie-ten het hele apparaat vervaarlijk schommelen en trillen. Dekatrollen liepen niet netjes gelijk, de centrale as trok scheef endreigde te breken, en het scheprad bewoog hortend en sto-tend door het water.

Al bleef de opstelling nog net heel, een betrouwbaar resul-taat was met al die onregelmatigheden en fricties natuurlijkniet te verwachten. Je zou denken dat de opstelling robuus-ter moest worden gemaakt, maar de draaiende onderdelenwaren niet zonder reden heel licht uitgevoerd. De wrijvings-weerstand van de katrollen en de centrale as moest zo laagmogelijk blijven. Doel van het experiment was immers datde arbeid die de gewichten leverden helemaal in een tempe-ratuurstijging van het water werd omgezet. Frictie in de kat-rollen en de as gaf ongewenst energieverlies, dus die onder-delen moesten zo licht mogelijk zijn. Het enige dat er voorSibum opzat, was net zo lang te oefenen tot alles gladjesging.

Oefenen bleek om nog een andere reden nodig. Joule hadgewerkt met gewichten van zo’n 13 kilo. Om een goed meet-bare temperatuurstijging van het water te krijgen, moesten zetwintig keer tot een hoogte van 1,40 meter worden opgeta-keld en weer losgelaten. En dat in zo kort mogelijke tijd, omwarmteverlies van het water aan de omgeving te voorkomen.Joule schreef dat hij het hele experiment in 35 minuten hadgedaan.

Sibum moest vaststellen dat zijn beroemde voorgangerblijkbaar uit ander hout was gesneden dan hijzelf. Joule’svoorschrift kwam neer op een staaltje krachtpatserij dat hijop geen stukken na kon evenaren, zelfs niet met de hulp vaneen assistent. Bovendien gaf Sibums gezwoeg en gezweet na-tuurlijk weer problemen met de thermometer. Alleen een ge-trainde atleet leek het kunstje te kunnen klaren zonder er al te


hinderlijk bij te zweten. Zou Joule voor het takelwerk eenkleerkast hebben ingehuurd?

Hoe dan ook, Sibum besloot het anders aan te pakken ende gewichten dan maar veel lichter te maken. De thermome-ter bleef desondanks onrustig. Pas na verloop van tijd kreegSibum de handigheid om de schommelingen beperkt te hou-den. Hoe Joule het precies had gedaan, bleef een raadsel. Inzijn artikel zei hij daar niets over, afgezien dan van de drogeopmerking dat hij zelf heel bedreven was in het hanteren vande thermometer. Dit was des te frustrerender omdat Joule hetinderdaad behoorlijk goed had gedaan, zoals we nog zullenzien.


Afbeelding 4.3: Sibum aan het werk in de kruittoren.

Scheprad

Sibums tegenslag was nog niet voorbij. Hoewel hij Joule’s be-schrijving van de experimentele opstelling precies had ge-volgd, gedroeg zijn apparaat zich heel anders. Dat bleek uithet feit dat de snelheid van de vallende gewichten flink af-week van de snelheid die Joule had gerapporteerd. De enigeverklaring was dat Joule’s scheprad op een andere manierdoor het water bewoog dan Sibums kopie. Nu bleek uit Jou-le’s eerdere publicaties dat hij verschillende scheprad-typeshad ontwikkeld. Zou hij, net als bij de zwengel, voor zijn ex-periment een ander type hebben gebruikt dan hij in zijn pu-blicatie van 1850 had afgebeeld?

Sibum had geluk: in het Science Museum in Londen vondhij een ander model dat door Joule was gemaakt. Hij liet ereen kopie van maken en nam die in zijn proefopstelling op.En inderdaad: de gewichten vielen nu met ongeveer dezelfdesnelheid naar beneden als in Joule’s experiment.

Een verdere verbetering bereikte Sibum door zijn opstel-ling te verplaatsten. Joule meldde dat hij zijn proef gedaanhad in een grote koele kelderruimte onder de brouwerij inManchester waarvan de familie Joule eigenaar was. Dat hadeen reden, realiseerde Sibum zich: in zo’n ruimte is de ver-storing door lichaamwarmte minder. Hij verhuisde zijn op-stelling daarom naar een oude kruittoren waar vergelijkbareomstandigheden heersten als in Joule’s kelder. De schomme-lingen van de thermometer bleken hier inderdaad beter te be-heersen.

Maar allerlei grotere en kleinere onzekerheden bleven be-staan. Bijvoorbeeld: wanneer kon de proef als afgerond wor-den beschouwd? Als de experimentator uitgetakeld was, be-reikte de thermometer pas vier tot zes minuten later eenstabiele waarde. Wat was dan de juiste meetwaarde? En hoe-


veel warmte verloor het watervat tijdens het experiment welniet aan de omgeving? Een hele kunst bleek ook het nauw-keurig aflezen van de gevoelige thermometer. Met een ver-grootglas ging dat beter. Hoe Joule zo nauwkeurig had afle-zen als hij opgaf, bleef een open vraag.

Toen Sibum de proef eindelijk naar beste kunnen had her-haald, kon hij gaan rekenen. De totale hoeveelheid energiedie de gewichten door hun arbeid leverden, vond hij doorhun gezamenlijk gewicht te vermenigvuldigen met de afstandwaarover ze naar beneden waren gevallen. En dit getal moestworden vermenigvuldigd met het aantal keren dat de gewich-ten waren opgetakeld en gevallen. De hoeveelheid warmtedie in het water was opgewekt, was gelijk aan de tempera-tuurstijging vermenigvuldigd met het gewicht van het water.

Enige omrekening van deze gegevens gaf het volgendeeindresultaat. Een temperatuurstijging van 1 graad Fahren-heit in 1 Engelse pond water is equivalent met de arbeidsener-gie geleverd door een gewicht van 746,9 Engelse pond datover een afstand van 1 Engelse voet naar beneden valt.

Joule bleek het beter te hebben gedaan: hij had een waardevan 772,7 pond gevonden, en daarmee zat hij dichter bij de776,1 pond die moderne metingen aangeven. Hierbij moet jedan nog bedenken dat Sibum naar een al bekend resultaat toekon werken, terwijl Joule daar geen idee van had. Joule waseen meester in meten.

Meten en weten

Als we het over ‘weten’ hebben, bedoelen we kennis die altijden overal opgaat. De metingen waarop die kennis is geba-seerd, moeten dus altijd en overal herhaald kunnen worden.Maar metingen doen, en dus ook metingen herhalen, is alles-behalve eenvoudig. Metingen herhalen lukt eigenlijk alleen


bij benadering. Er blijven altijd verschillen: in de proefopstel-ling, in de handigheid van de onderzoeker, in de lokale om-standigheden.

Wij vinden nu dat de uitkomst die Joule kreeg in orde is:het is een goede benadering van de beste moderne metingen.Maar Joule’s tijdgenoten hadden alle reden daar sceptischover te zijn. Was Joule’s uitkomst niet een toevallig resultaatdat alleen voor zijn kelder en zijn proefopstelling gold? Zatener niet zo veel foutenbronnen in zijn opstelling dat de gevon-den waarde zelfs niet bij benadering klopte?

Dat Joule’s uitkomst een goede benadering was van een al-tijd en overal geldig resultaat, dat moest eerst maar eens dooranderen worden bevestigd. Sibums pogingen Joule na tedoen illustreren hoe lastig dat kan zijn. Want hoe nauwkeurigeen onderzoeker zijn experiment ook heeft beschreven, erblijven altijd aspecten over die niet te beschrijven zijn.

Net als Sibum moet Joule er bijvoorbeeld voor hebben ge-zorgd dat zijn opstelling regelmatig en schokvrij bewoog.Maar hoe deed hij dat? We zullen het nooit weten. Hoe je hetmoet doen, is ook niet precies uit te leggen. Het is net als metleren zwemmen of fietsen: instructies helpen wel iets, maar zezijn niet voldoende. Om het kunstje zelf onder de knie tekrijgen is handigheid en ervaring nodig, en die krijg je alleendoor oefening.

Dat geldt ook voor Joule’s gebruik van de thermometer.Volgens Sibum dankte Joule zijn handigheid met de thermo-meter waarschijnlijk aan zijn werk in de brouwerij. Ook bijhet controleren van gistende brouwsels is een goed thermo-metergebruik even belangrijk als lastig. Om het experimentvan Joule te kunnen herhalen, moest Sibum zich dit ‘vak-manschap’ eigen maken. Wetenschap bedrijven heeft am-bachtelijke kanten.

Soms is niet uit te leggen hoe iets moet, en soms is het ook


onmogelijk om te controleren of iemand het goed doet. Jou-le’s tijdgenoten konden niet nagaan of hij zijn thermometergoed aflas. Immers: er mocht niemand in de experimenteer-ruimte komen want dat gaf te veel temperatuurschommelin-gen. Om zijn meetgegevens te accepteren moest je vertrou-wen op zijn meetkunst. Geen wonder dat menigeen sceptischwas.

Om die scepsis weg te nemen kun je een experiment her-halen, zoals Sibum deed. Maar als je wilt kun je altijd scep-tisch blijven. Je kunt een experiment immers niet op elkeplek op aarde herhalen om te zien of het daar ook nog klopt.In theorie kan het altijd nog ergens misgaan. Maar normaalgesproken hebben wetenschappers een sterk geloof in de al-gemene geldigheid van hun resultaten. In de praktijk zijn zeal heel tevreden wanneer het lukt een experiment te herhalenmet ongeveer dezelfde uitkomst. Dat kost al moeite genoeg.


5Diesels droom

Van theorie naar toepassing

Het is de droom van elke uitvinder: je naam verbinden aaneen uitvinding die iedereen kent. De Duitse ingenieur RudolfDiesel is het gelukt, en hoe. Alleen de beginletter van zijnnaam is al genoeg, want bijna iedereen weet waar de D achterde typeaanduiding van auto’s voor staat. Op de snelweg hoefje maar even om je heen te kijken en je ziet een diesel rijden.Bijvoorbeeld een vrachtauto van man, de MaschinenfabrikAugsburg-Nürnberg, de fabriek waar de dieselmotor ruimhonderd jaar geleden werd geboren.

Diesels levensverhaal heeft alle kenmerken van een Holly-wood-sprookje: de eenvoudige komaf, de brandende ambitieom beroemd te worden, de jarenlange eenzame arbeid, dedreigende mislukking, en ten slotte de eeuwige roem. Alleen,het sprookje eindigde voortijdig in een drama. In 1913 pleeg-de Diesel zelfmoord. Dat was des te tragischer omdat de die-selmotor juist op dat moment begon door te breken.

Diesel was te ongeduldig geweest. Hij had een nieuw typemotor uitgevonden en een fabrikant bereid gevonden er eencommercieel product van te maken. Het enige dat hem ver-der te doen stond, dacht Diesel, was nog lang en gelukkig televen. Dat was een fatale vergissing. Het sprookje van de die-selmotor werd op dat moment pas echt spannend.


Afbeelding 5.1: Rudolf Diesel werd in 1858 in Parijs geboren uit Duitseouders. Zijn vader was boekbinder. Diesel studeerde in 1880 in Mün-chen af als ingenieur.Als uitvinder en ondernemer werkte hij eerst inFrankrijk en later in Duitsland. In 1913 kwam er een zelfgekozen eindeaan zijn leven.

Het idee

In zijn jonge jaren joeg Rudolf Diesel zichzelf op tot onge-zond lange werkdagen. Hij had maar een passie: een motor teontwikkelen die een hoger rendement had dan de belangrijk-ste krachtbron van de negentiende eeuw, de stoommachine.Diesel werkte voor een fabrikant van koelmachines, wat hemde gelegenheid gaf tot experimenteren. Zo probeerde hij eenmotor te ontwerpen die op ammoniakdamp liep. Ook deedhij proeven met zonne-energie – en dat in de jaren 1880!

Ondanks de vele uren die hij erin stak, bleken het allemaalvalse starts. Pas na acht jaar van proberen vond Diesel in 1890

een aanpak die hoopvol leek. Twee jaar later had hij het basis-ontwerp uitgewerkt van wat de dieselmotor zou worden. Watprecies het nieuwe was aan deze motor is nog niet zo eenvou-dig te zeggen. De meeste basisprincipes die Diesel toepaste,waren al eerder bedacht. Dat zou later dan ook problemengeven bij de patentaanvraag. Nieuw was wel de combinatievan principes die hij bij elkaar bracht. Maar het belangrijkstewas natuurlijk dat Diesel slaagde in zijn opzet: zijn motor hadeen hoger rendement dan de stoommachine. Hoe lukte hemdat?

diesels droom 61

Afbeelding 5.2: Schema van een verbrandingsmotor. (Voor ‘bewegende’motoren zie: www.deutsches-museum.de/mum/interakt/big/vr1.htm enwww.walburgcollege.nl/vakken/natuurkunde/ntnujava/diesel_nl/diesel_nl.html)

In zijn allersimpelste vorm is een verbrandingsmotor tevergelijken met een kanon. De loop van het kanon is de cilin-der van de motor; de kanonskogel is de zuiger. Achter in dekanonsloop wordt het kruit aangestoken, waardoor de kogelwegschiet. Precies zo wordt achter in de cilinder van de motorde brandstof ontstoken, waardoor de zuiger met kracht naarbuiten beweegt. Voor een volgend schot van het kanon moetje een nieuwe kogel in de loop brengen en kruit bijvullen.Hetzelfde bij de motor: voor een nieuwe ‘slag’ moet de zuigerworden teruggeduwd en nieuwe brandstof worden ingespo-ten.

Verschil is er eigenlijk alleen in de manier waarop de kogelen de zuiger hun werk doen. De kogel levert arbeid door uitde loop te schieten en de vijand een kopje kleiner te maken.De zuiger blijft in de cilinder en levert zijn arbeid door krach-tig te bewegen. Je kunt deze zuigerarbeid gebruiken door aande zuiger een drijfstang vast te maken die bijvoorbeeld eenwiel aandrijft.

Diesels leidraad bij al zijn experimenten was de weten-schappelijke theorie van de ideale warmtemotor van de Fran-se ingenieur Sadi Carnot. In zo’n ideale warmtemotor wordttijdens de slag van de motor alle warmte uit de brandstof ge-bruikt om de zuiger te bewegen, dus om arbeid te produce-ren. Dit betekent dat er geen warmte verloren gaat door hetheet worden van de cilinder. Dus hoewel er achter in de cilin-der verbranding plaatsvindt, blijft de temperatuur van de ci-linder tijdens de slag van de motor onveranderd.

Het rendement dat je uit je brandstof krijgt, het zoge-naamde thermisch rendement, is in dit ideale geval honderdprocent: alle verbrandingswarmte wordt omgezet in arbeid.In de praktijk is dit onmogelijk, wist ook Carnot. Er zijn al-tijd verliezen door wrijving en uitstraling. Warm worden vaneen motor valt nooit helemaal te voorkomen. Het thermisch


rendement is in de praktijk dus nooit honderd procent.De stoommachines in Diesels tijd kwamen niet eens in de

buurt. Ze hadden een schrikbarend laag thermisch rende-ment van zo’n zeven procent. Dat moest beter kunnen, dach-ten veel ingenieurs.

Een belangrijke stap in de goede richting was de verbran-ding achter in de cilinder te laten plaatsvinden, zoals we datzonet al hebben beschreven. Bij de stoommachine vond deverbranding namelijk nog buiten de cilinder plaats, in eenkolengestookte oven. Met de verkregen warmte werd water instoom omgezet, en deze stoom werd in een stoomketel onderdruk gehouden. Van daaruit werd de stoom dan naar de cilin-der geleid om de zuiger arbeid te laten verrichten. Voordat destoom de cilinder bereikte, waren er al flinke warmteverliezenopgetreden door opwarming en uitstraling van oven enstoomketel. Vond de verbranding in de cilinder zelf plaats,dan was je van zulke verliezen af.

Vóór Diesel hadden verschillende ingenieurs met dergelij-ke motoren geëxperimenteerd. Bijvoorbeeld de machinebou-wer Otto, die – inderdaad – de ottomotor ontwierp. Ottowerkte niet met kolen en stoom maar met een gasmengsel,dat in de cilinder zelf met een vlam tot ontbranding werd ge-bracht. Het gasmengsel zette dan sterk uit en dreef zo de zui-ger naar buiten. De moderne benzinemotor werkt nog steedsvolgens dit principe. Het thermisch rendement van de otto-motor was lang niet slecht: veertien procent, twee keer zohoog als bij de stoommachine.

Diesel paste ook verbranding binnen de cilinder toe, maardaarmee was hij nog niet tevreden. De cilinder van de otto-motor werd door de verbranding erg heet, en zo ging veelwarmte verloren. In de ideale motor van Carnot wordt de ci-linder geen graad warmer, en Diesel beredeneerde dat dit ide-aal te benaderen was door de volgende maatregelen te nemen.

diesels droom 63

Om te beginnen moest het brandstofmengsel vlak voorhet moment van ontsteken onder hoge druk staan. Dieseldacht aan een druk van wel 250 atmosfeer. Je krijgt dan bijontsteking een enorm krachtige expansie van het mengsel, enbij expansie daalt de temperatuur. Als deze temperatuurda-ling nu precies even groot is als de temperatuurstijging diedoor de verbranding wordt veroorzaakt, dan neutraliseren zeelkaar en blijft de cilindertemperatuur onveranderd.

Om zo’n evenwicht te bereiken was een nauwkeurig gedo-seerde verbranding en dus een doordachte samenstelling vanhet brandstofmengsel noodzakelijk. Volgens Diesels bereke-ningen was een mengsel van veel lucht en een beetje brand-stof (in een verhouding van 100:1) nodig om temperatuurstij-ging te voorkomen. Dat stelde wel eisen aan de verdeling vande brandstof over de lucht, wilde je een regelmatige verbran-ding krijgen. In de ottomotor werd het brandbare mengseleenvoudig in de cilinder gebracht en aangestoken. Dieselging uit van een injectiesysteem dat de brandstof vlak voor deverbranding in de cilinder bracht en heel gelijkmatig over delucht verdeelde.

Een bijzonder element in Diesels ontwerp was dat de ont-steking van de brandstof spontaan verliep. Dat was het gevolgvan de hoge druk die in de cilinder werd opgewekt. Want bijdrukverhoging stijgt de temperatuur, en bij 250 atmosfeer be-reikte de temperatuur in de cilinder een waarde die ver bovende ontbrandingstemperatuur van de brandstof lag. Bij dezezogenoemde compressie-ontsteking was een apart ontste-kingsmechanisme dus niet nodig.

Diesel berekende dat zijn motor een ongekend thermischrendement van ruim zeventig procent zou kunnen halen. Alwerd daarvan in de praktijk maar de helft gerealiseerd, danwas dat nog steeds revolutionair. In momenten van euforiedacht Diesel dat het einde van het stoomtijdperk nabij was.


De ontwikkeling

De wetenschappers die Diesel naar hun mening vroeg, re-ageerden positief op zijn ontwerp. Zij waardeerden Dieselsinzet om volgens wetenschappelijke inzichten te werk tegaan. Theoretisch gesproken was zijn gedachtegang naar hunidee in orde.

Anderen waren sceptischer. Dat bleek toen Diesel patentop zijn motor aanvroeg. Tot vier keer toe kreeg hij zijn aan-vraag terug met verzoeken om verduidelijking. Het patent-bureau had vooral twijfels over de originaliteit van het ont-werp. Zoals gezegd waren bijna alle principes van Dieselsmotor ook al door anderen bedacht. Alleen de compressie-ontsteking was origineel, al waren andere ingenieurs dicht inde buurt gekomen.

Diesel legde in zijn verweer de nadruk op de unieke com-binatie van elementen die hij toepaste en op de wetenschap-pelijke gedachtegang die erachter zat. In zijn motor was alleserop gericht de verbranding en expansie in de cilinder bij ge-lijkblijvende temperatuur te laten verlopen. Niemand voorhem had dit theoretische ideaal zo consequent nagestreefd.Dit argument vond het patentbureau overtuigend. NadatDiesel zijn aanvraag had toegespitst op de gelijkblijvendetemperatuur in de cilinder, werd het patent toegekend. Vandie toespitsing zou hij later nog spijt krijgen.

Ook praktijkmensen, zoals ingenieurs en industriëlen, wa-ren niet direct enthousiast over Diesels ontwerp. In hun ogenwas de dieselmotor een luchtkasteel: aardig in theorie, maarin de praktijk niet te realiseren. Het begon al met de absurdhoge druk van 250 atmosfeer in de cilinder: dat was technischgewoon onhaalbaar.

Een ander bezwaar was dat Diesels eigen berekeningen alhet ergste lieten vrezen voor het nuttig arbeidsvermogen van

diesels droom 65

zijn machine. De cilinder bevatte heel veel lucht en die moestbovendien sterk expanderen. Dat betekende dat de cilinderonhandig groot moest zijn. Wat erger was: na de slag van demotor moest al die lucht opnieuw onder hoge druk wordengebracht voor de volgende slag, en dat kostte veel te veel ener-gie. Anders gezegd, de marge tussen kosten en baten was tesmal. In theorie was de marge in Diesels ontwerp nog net po-sitief, maar in de praktijk moest alles dan wel perfect draaienof er bleef geen nuttig te gebruiken arbeidsvermogen meerover.

Deze praktijkmensen zagen in dat Diesel zich had blindge-staard op het thermisch rendement: alles was gericht op hetzo effectief mogelijk omzetten van de brandstofenergie in be-weging van de zuiger. Het thermisch rendement was bij Die-sels motor inderdaad geweldig. Maar als je vervolgens bijnanet zoveel energie nodig had om de motor na zijn slag weer inde uitgangspositie te brengen, dan schoot je met dat hogethermisch rendement weinig op. Bij een stoommachinemocht het thermisch rendement dan veel lager zijn, er kwamwel veel bruikbaar vermogen beschikbaar, en daar ging hetuiteindelijk toch om. De stoommachine verslond brandstofmaar was wel heel sterk. Diesels machine was zuinig maarhad weinig vermogen.

Diesel begreep dat aanpassingen nodig waren. Al was hetmaar omdat anders geen fabriek met hem in zee zou gaan. Deeerste fabrieksdirecteuren die hij benaderde, gaven hem in-derdaad te verstaan dat zijn ontwerp onuitvoerbaar was. Pastoen hij met meer realistische voorstellen kwam, raakten Ma-schinenfabrik Augsburg (de voorloper van man) en de firmaKrupp geïnteresseerd.

Of dit betekende dat men overtuigd was van de kwalitei-ten van de dieselmotor is nog maar de vraag. Voor beide fa-brieken was de motorenmarkt belangrijk, en misschien ging


het er vooral om een potentiële nieuwe ontwikkeling in eigenhuis te houden. Hoe dan ook, Diesel werd uitgenodigd eentestmotor te bouwen en kreeg werkruimte in de Maschinen-fabrik Augsburg.

In totaal zou Diesel tussen 1893 en 1897 drie modellen bou-wen. Zijn labjournaal uit deze jaren laat zien dat het een tijdvan vallen en opstaan was. Toen hij bijvoorbeeld voor heteerst brandstof in de cilinder injecteerde, volgde er een dave-rende explosie. Een klep werd verbrijzeld en de stukken vlo-gen alle kanten op. Maar Diesel en zijn technici, nog nauwe-lijks bekomen van de schrik, keken elkaar glunderend aan:het idee van spontane ontbranding onder hoge druk werkte!

Behalve dat het werk soms gevaarlijk was, valt op dat erveel tijd en energie ging zitten in het oplossen van onvoorzie-ne problemen. Dat een druk van 250 atmosfeer technisch niethaalbaar was, had Diesel al snel geaccepteerd. Het moest danmaar met zo’n 150 atmosfeer. Maar de praktijk leerde dat eendruk van 30 à 40 atmosfeer het maximum was dat hij kon be-reiken. En dan nog waren er steeds problemen door lekkageen slijtage. De hoge temperaturen waarmee werd gewerkt,maakten het alleen maar erger. Er moest telkens weer wordengeëxperimenteerd met nieuwe materialen om te zien of diezich beter hielden.

Het meest hardnekkige mankement was dat de motor nietregelmatig wilde lopen. Vaak hield hij er met een onverklaar-bare knal helemaal mee op. Het vergde maanden onderzoekom dit te verhelpen. Heel verschillende factoren bleken eenrol te spelen.

De maten en de vorm van de verbrandingsruimte haddenbijvoorbeeld invloed op de verbranding. De motor bleek ookheel gevoelig voor het soort brandstof, en de samenstellingvan het brandstofmengsel luisterde nauw. Dit was onbekendterrein, en er zat niets anders op dan uitproberen wat het bes-

diesels droom 67

te werkte. De manier waarop de brandstof werd ingebracht,maakte ook veel verschil. Allerlei inspuitings- en verneve-lingsmechanismes werden bedacht en getest. Dit onderdeelvan de motor zou erg kwetsbaar blijven, vooral omdat hetveel onderhoud nodig had.

Een heel andere complicatie, waar Diesel weinig aan kondoen, was dat de motor steeds verder af kwam te staan vanhet gepatenteerde ontwerp. Stuk voor stuk moesten de prin-cipes waarop het ontwerp rustte worden opgegeven, simpel-weg omdat ze praktisch niet te realiseren waren.

Het idee van een extreem hoge druk was al in een vroegstadium gesneuveld. De opzet om een verbrandingsmengselmet veel lucht te gebruiken, bleek ook niet uitvoerbaar. Datvereiste niet alleen een onwerkbaar grote cilinder maar gafbovendien een slechte verbranding. Een goede benutting vande brandstof kreeg Diesel alleen als er niet meer lucht in decilinder zat dan voor de verbranding nodig was. Dit had alsconsequentie dat hij het centrale uitgangspunt van zijn ont-werp moest opgegeven, namelijk de expansie bij gelijkblij-vende temperatuur – daar was die extra lucht immers voorbedoeld. En dit betekende weer dat een koelsysteem nodigwas, omdat de cilinder zonder extra lucht erg heet werd.

Van Diesels oorspronkelijke ideeën bleef eigenlijk alleenhet werken met hoge druk en met compressie-ontstekingover. Hoge druk betekende tussen de 30 en 40 atmosfeer, ge-lukkig nog genoeg om spontane ontsteking te krijgen. Dieselen zijn opdrachtgevers maakten zich in de ontwikkelingsfaseniet zo druk over al deze aanpassingen. De eerste zorg was demachine aan de praat te krijgen, wat al lastig genoeg was.Maar anderen zouden later terecht vragen of de motor die alsde eerste werkende dieselmotor werd gepresenteerd nog weliets met het gepatenteerde ontwerp te maken had.

Hoe dan ook, in 1897 dacht Diesel alle technische proble-


men de baas te zijn. De motor liep en leverde indrukwekken-de prestaties. Hij had een thermisch rendement van bijna 32

procent en was ongeveer twee keer zo zuinig als andere ver-brandingsmotoren. ‘De moeilijke tijd is voorbij’, schreef Die-sel in een brief aan zijn vrouw, ‘met een motor van deze kwa-liteit zal nu verder alles vanzelf gaan’. Dat was veel te vroeggejuicht.

Naar de markt

Eerst leek er nog niets aan de hand. De pers kondigde denieuwe motor aan als een sensatie. De testresultaten maaktendiepe indruk en Diesels naam ging de hele wereld over. Augs-burg en Krupp namen de motor in productie en begonnenmet de uitgifte van licensies aan andere fabrieken. Dieseldeelde in de winst en kreeg de rechten voor de buitenlandselicensies. Binnen een jaar had hij al 87 overeenkomsten in 17landen afgesloten. Zo werd hij in korte tijd miljonair.

Een bedreiging van het succes kwam van twee aanvallenop het patent. Beide keren ging het om ingenieurs die be-weerden dat Diesel principes had toegepast die zij zelf al jareneerder hadden bedacht. Daar kwam bij dat wat de motor vol-gens het patent uniek maakte, in de commerciële versie nietwas gerealiseerd, namelijk de expansie bij gelijkblijvendetemperatuur. Een juridisch steekspel was het gevolg. Maarvoordat het gevaarlijk kon worden, werd een schikking over-eengekomen. Voor flinke geldbedragen trokken de ingeni-eurs hun beschuldigingen in.

Het echte onheil kwam uit een andere hoek. Wat niemandzich had gerealiseerd, was dat het eindeloze sleutelen niet al-leen de machine zelf had geperfectioneerd, maar ook de be-diening ervan door Diesels technici. Om hem goed te latenlopen, had de motor constante aandacht nodig. Waren er

diesels droom 69

geen lekkende kleppen, liep de zuiger wel soepel, werkte deinspuiting nog goed, was de verstuiver niet verstopt, was debrandstofkwaliteit in orde, enzovoort. Was er ook maar ietsniet in de haak, dan hield de motor ermee op, als een nerveusspringpaard dat bij de minste aanleiding weigert. Zonder ererg in te hebben, waren Diesels technici bijna onmisbaar ge-worden om de motor goed te laten functioneren.

Dat wreekte zich bij de verkochte dieselmotoren meteen.Ze werden bediend door fabriekswerkers die gewend warenaan de stoommachine, een braaf werkpaard dat ook bij ruwebehandeling stoïcijns doet wat er gevraagd wordt. Gevolg wasdat de dieselmotoren er binnen de kortste keren mee ophiel-den en meer in reparatie waren dan in bedrijf. Om de haver-klap moest de fabriek in Augsburg haar eigen technici erop-uitsturen om vastgelopen motoren weer op gang te helpen.

De snelle slijtage van sommige onderdelen was behalve ir-ritant soms ronduit gevaarlijk. Er viel een dode toen een in-spuitingssysteem ontplofte. Dit onderdeel bleek zo vaak stukte gaan dat er een nieuw ontwerp voor gemaakt moest wor-den. Hetzelfde gold voor de brandstofverstuiver. Een van deeerste kopers klaagde dat een jaar werken met de dieselmotorhem tien jaar van zijn leven had gekost.

Onvermijdelijk stokte de verkoop. Steeds meer fabriekenstaakten de productie. Licensies werden teruggegeven. Alsofdat nog niet genoeg was, stegen de diesel-brandstofprijzen indeze periode flink. Dat versnelde de neergang. Buiten Augs-burg bleef uiteindelijk nog maar één fabriek over die de pro-ductie niet stilzette. Eind 1899 stond de dieselmotor aan derand van de afgrond. Diesel zelf groeide het allemaal bovenhet hoofd. Hij stortte in.

Hij herstelde weer, maar financieel kwam hij er nooit meerbovenop. Het meeste geld dat hij aan de licensies verdiendhad, was betaald in aandelen, en die waren weinig meer


waard. Ook zijn belangen in de verkoop van motoren doorAugsburg en Krupp had hij in bedrijfsaandelen omgezet.Daar kwam bij dat hij ondertussen op grote voet was gaan le-ven en weinig zakelijk inzicht had. Zijn papieren vermogenmoest hij met veel verlies verkopen. Een faillissement kwamsteeds dichterbij.

Maar zie, terwijl het met Diesel verder bergaf ging, herreeszijn motor uit de as, om langzaam maar zeker aan een nieuweopmars te beginnen. De ommekeer was vooral te danken aanenkele technici in Augsburg. Terwijl bijna iedereen de diesel-motor had opgegeven, bleven zij in ‘hun’ machine geloven.Met stugge volharding gingen ze door met reviseren, net zolang tot alle kinderziektes achter de rug waren.

In 1900 begonnen de motoren eindelijk naar behoren tedraaien en leverden zij inderdaad het rendement dat Dieselhad beloofd. Met hun zuinigheid als belangrijk voordeel ver-overden ze langzaam maar zeker een deel van de motoren-markt. In het begin was dat vooral de markt voor middelgro-te motoren zoals die in molens, drukkerijen, zagerijen en opwerven werden gebruikt. Voor het zwaardere werk bleef destoommachine de voorkeur verdienen, voor het lichtere deottomotor. In de Eerste Wereldoorlog zouden de eerste ‘mo-biele’ dieselmotoren, voor onderzeeërs, worden geprodu-ceerd. In de jaren 1920-1930 volgden grote motoren voorschepen en treinen, en ten slotte ook kleinere voor vrachtwa-gens en auto’s.

Diesel maakte het herstel nog mee en zag ook zijn eigenaanzien weer stijgen. Maar hij kon zich niet meer optrekkenuit het financiële moeras waarin hij was weggezakt. Had hijhulp gevraagd aan zijn zakenpartners, dan had hij die vast welgekregen. Maar daarvoor was hij te trots. Op 29 september1913, op een boot naar Engeland, zette Rudolf Diesel eenzwart kruisje in zijn agenda en sprong overboord.

diesels droom 71

Tussen droom en daad

Een uitvinding die zijn naam droeg en wereldwijd bekendwerd: Diesels droom kwam wel degelijk uit. Wat Diesel tra-gisch maakt, is niet alleen dat hij zelfmoord pleegde, maarvooral dat zijn uitvinding toch nog een succes werd. Dat isniet veel uitvinders gegeven. De meeste uitvindingen stran-den ergens tussen de tekentafel en de toepassing. Dat er veeltegenslagen overwonnen moeten worden om van een nieuwidee tot een rendabel product te komen, is zeker niets bijzon-ders. Elk succesverhaal is er een van ups en downs. Een nieuwproduct maakt kinderziektes door, en soms zijn die levensbe-dreigend. De dieselmotor doorstond het allemaal, terwijlDiesel er het leven bij liet.

Het was zijn naïeve kijk op uitvinden die Diesel fataalwerd. Zijn inschattingsfout was dat hij dacht klaar te zijntoen een kritiek deel van het werk nog moest beginnen. Voorhem was uitvinden: een idee formuleren en laten zien dat hetwerkt. Het idee was een motor te maken met een beter rende-ment dan de stoommachine. Toen zijn testmotor in Augs-burg liep, was bewezen dat zoiets kon. En dat was het dan,meende Diesel. Het wetenschappelijk-technisch werk was ge-daan, de rest zou vanzelf gaan.

De praktijk leerde anders. De machine was totaal niet fool-proof. Pas jaren nadat de motor op de markt was gebracht,werd hij eindelijk bedrijfszeker. Maar ook een complicatievan heel andere aard zorgde een tijdlang voor problemen: hetomhoog schieten van de brandstofprijs, wat afbreuk deed aande sterke kant van de motor, zijn zuinigheid.

Niet alle onverwachte wendingen pakten overigens ver-keerd uit. Diesel had altijd gedacht dat zijn motor er een voorde kleine ondernemer zou zijn: handzaam, flexibel en zuinig.Maar in dat marktsegment deed de ottomotor het beter. Die-


sels machine bleek wel aantrekkelijk voor middelgrote onder-nemingen. Voor het heel zware werk bleef de stoommachinenog lang een betere keus.

Typerend voor hoe uitvinden werkt, is ook het grote ver-schil tussen de ideeën waarmee Diesel begon en het resultaatwaarmee hij eindigde. Diesels vertrekpunt was Carnots theo-rie van de ideale motor. Maar hij moest de uitgangspuntenvan die theorie opgeven omdat ze praktisch niet realiseerbaarwaren. Zelfs het centrale beginsel, expansie bij gelijkblijvendetemperatuur, moest eraan geloven. Diesel had gehoopt ditbeginsel te kunnen realiseren met twee hulpmiddelen: hogedruk en compressie-ontsteking. Dat mislukte, maar hogedruk en compressie-ontsteking bleken waardevol op zichzelf.Het werden uiteindelijk de kenmerken van de dieselmotor.

Dat Diesels patent werd aangevallen was niet vreemd; daarwas alle reden voor. Ook dit hoort bij uitvinden. Over paten-ten werd en wordt voortdurend geruzied want geen enkeleuitvinding is helemaal origineel. Diesel verdedigde zich doorte stellen dat zijn motor de eerste ‘rationele’ verbrandingsmo-tor was: hij was het product van een wetenschappelijke theo-rie en een wetenschappelijke werkwijze. Dat was vooral be-doeld om zijn patent te redden. Diesel had immersondervonden dat zijn wetenschappelijke ideeën onuitvoer-baar waren. Maar feit blijft dat de theorie van Carnot zijn in-spiratiebron was. Diesel was een nieuwe motor gaan bouwenomdat hij de ideale motor wilde benaderen. Bovendien: alsDiesel deze theorie in zijn patentaanvraag niet benadrukthad, zou het patent niet eens zijn toegekend.

Uitvinden, kortom, is een onvoorspelbaar proces. Uitvin-ders maken gebruik van wetenschappelijke en technischekennis, maar dat betekent niet dat uitvinden neerkomt opslim toepassen van theoretische kennis. Er komt veel meer bijkijken. Een werkend testmodel is bovendien nog geen ver-

diesels droom 73

koopbaar product. En ten slotte is ook het beste product voorzijn succes afhankelijk van de economische omstandighedenen de concurrentie.

Stel dat Diesel dit allemaal van tevoren geweten had. Danwas hij er misschien nooit aan begonnen. Maar misschienook wel, en wie weet had hij dan nog wel lang en gelukkig ge-leefd.


6Wie gelooft er in telepathie?

De betrouwbaarheid van een experiment

In 1969 rapporteerde het Britse wetenschapsmagazine NewScientist over een wonderlijk experiment. Het ging over tele-pathie.

Een natuurkundige, Helmut Schmidt, had een opstellinggemaakt met vier lampen. Onder elk van de lampen zat eenknop. Proefpersonen konden een lamp laten oplichten dooreen van de knoppen in te drukken. Wanneer ze een knop in-drukten, ging willekeurig een van de lampen aan. Er was dusgeen specifieke relatie tussen de vier knoppen en de vier lam-pen. De enige zekerheid was dat er een lamp aanging als jeeen knop indrukte. De bedoeling was nu dat proefpersonenzouden voorspellen welke lamp zou oplichten als ze een knopindrukten. Dit konden ze doen door de knop in te drukkendie zich direct onder de lamp bevond waarvan ze dachten datdie aan zou gaan.

Normaal gesproken verwacht je van proefpersonen een ge-middelde score van 25% goede keuzes. Immers, de opstellingis zo gemaakt dat het toeval bepaalt welke lamp zal aangaan,en de kans dat je op de goede knop drukt is dus een op vier.Maar dat kwam natuurlijk niet uit het experiment – dan waser geen reden tot opwinding geweest. Schmidt liet enkeleproefpersonen twintigduizend keer een knop indrukken, en

de uitkomst was dat ze het een stuk beter deden dan ver-wacht. Om precies te zijn scoorden ze 33% goede keuzes, 8%‘te goed’ dus. Dat was behoorlijk opzienbarend: de kans dat je‘per ongeluk’ 8% beter scoorde was maar één op tien miljard!

Schmidt publiceerde zijn resultaten een jaar later in eenvooraanstaand natuurkundig tijdschrift en gaf daarbij alle de-tails over zijn proefopstelling. Ook beschreef hij de resultatenvan een controleproef, waarbij de knoppen in willekeurigevolgorde door een machine waren ingedrukt. Je kreeg daninderdaad de verwachte 25% goede keuzes. Reden voorSchmidt om de proefpersonen telepathische vermogens toete schrijven.

Pro en contra

Een bekend criticus van de parapsychologie, de psycholoogC.E.M. Hansel, was onder de indruk. Het experiment vanSchmidt leek in orde, en het wachten was nu op bevestigingvan het resultaat door andere onderzoekers. De eerste tijd naSchmidts publicatie klonken er inderdaad her en der positie-ve geluiden: andere wetenschappers zouden ook resultatenhebben gekregen die in de richting van telepathie wezen.Maar in een artikel uit 1971 kwamen de onderzoekers JohnBeloff en David Bate tot een negatief resultaat. Hun poginghet resultaat van Schmidt te herhalen slaagde niet; ze kregenuitkomsten die niet van de verwachting afweken.

De criticus Hansel hield de zaak nu voor bekeken. OpSchmidts resultaat was in eerste instantie weinig aan te mer-ken geweest. Maar nu het andere onderzoekers niet geluktwas de uitkomst te bevestigen, moesten er toch vraagtekensbij Schmidts proef worden gezet. Was de gebruikte appara-tuur niet te storingsgevoelig geweest? En had Schmidt eigen-lijk niet ook moeten nagaan of zijn proefpersonen hetzelfde


presteerden als een andere onderzoeker het experiment leid-de? Hoe dan ook, volgens Hansel zag je hier weer eens gebeu-ren wat hij al vaker had meegemaakt: zodra parapsychologi-sche experimenten zorgvuldig werden herhaald, bleef er vande spectaculaire resultaten niets over.

Verrassend genoeg interpreteerden Beloff en Bate hun re-sultaten heel anders. In plaats van Hansel gelijk te geven, be-schouwden zij hun eigen experiment als discutabel. Schmidtsresultaten waren in hun ogen nog steeds boven alle twijfelverheven. Er was niets mis met zijn experiment, en de uit-komst moest daarom worden geaccepteerd. Dat zij die uit-komst niet hadden kunnen bevestigen, was hun eigen fout,vonden ze. Aan de gebruikte apparatuur kon het niet liggen,want daarin waren geen wezenlijke verschillen aan te wijzen.Dus moest de persoonlijke invloed van Schmidt op zijnproefpersonen het verschil maken. Schmidts persoonlijkheidhad de proefpersonen blijkbaar op de een of andere maniertot grotere prestaties aangespoord, en Beloff en Bate dachtendat zijzelf op dit punt tekort waren geschoten.

Hansel, de criticus, zag dit precies omgekeerd. Het konbest eens kloppen dat Schmidt invloed had gehad op zijnproefpersonen. Maar dan hadden Beloff en Bate toch niet ietsverkeerd gedaan? De conclusie moest dan zijn dat Schmidtzijn experiment had beïnvloed op een manier die niet in dehaak was. Terwijl Beloff en Bate dus uit hun experiment con-cludeerden dat zijzelf niet competent waren, trok Hansel erde conclusie uit dat Schmidt niet competent was.

Het eindoordeel van Beloff en Bate was dat er nog nietsbeslist was: er waren twee experimenten waarvan er een posi-tief uitviel en een negatief. De toekomst moest leren hoe hetnu werkelijk zat. Maar Hansel vond dat de parapsychologieweer een nederlaag had geleden. Want zolang het een-eenstaat, stelde hij, moet je kiezen voor de uitkomst die het best

wie gelooft er in telepathie? 77

spoort met wat binnen de natuurkunde de algemeen aanvaar-de opvatting is. In dit geval betekende dat een negatief oor-deel over Schmidts bewering dat er telepathie in het spel was.Want er zijn bijna geen natuurkundigen die geloven dat tele-pathie bestaat, en het experiment van Schmidt had onvol-doende steun gekregen om er anders over te gaan denken.

Wie heeft er gelijk?

Wat moet je hier van vinden? Het is duidelijk dat je eigenoordeel afhangt van hoe je tegenover telepathie en andere pa-rapsychologische verschijnselen staat. Beloff en Bate stondenblijkbaar heel welwillend tegenover telepathie, want zij von-den hun eigen experiment niet beslissend. Hansel had diewelwillendheid juist niet en was daarom veel strenger. Voorde meesten van ons zal gelden dat je eigen sympathieën bepa-lend zijn voor je oordeel. Maar wetenschappelijk gesprokenkomen we er dus niet uit.

Is dat iets om je zorgen over te maken? Nee, zal menigeenzeggen. De parapsychologie is nu eenmaal een glibberig ter-rein, daar spelen dit soort kwesties voortdurend. Dat je ermet een wetenschappelijke benadering niet uitkomt, zegtmeer over de parapsychologie dan over de wetenschap.

Maar dit is wel een erg makkelijk excuus. Juist bij moeilijkgrijpbare fenomenen moet de wetenschappelijke aanpak onstoch verder helpen? Wetenschappelijke experimenten zijn erom uit te vinden hoe de natuur in elkaar zit. De onderzoekerheeft een vraag en het experiment geeft het antwoord. Daar-mee zou de kwestie dan beslist moeten zijn.

Maar dat is in ons voorbeeld duidelijk niet het geval. Omte beginnen zijn er twee experimenten die elkaar tegenspre-ken, iets wat in de wetenschap overigens geen uitzondering is.Vervolgens zie je dat onderzoekers zich in hun oordeel laten


leiden door wat ze denken dat de goede uitkomst is. Andersgezegd, een experiment dat oplevert wat je verwacht, is blijk-baar een goed experiment, en als er iets anders uitkomt twijfelje aan het experiment. Hoe kan een experiment op deze ma-nier nog voor je beslissen hoe de natuur in elkaar zit?

Meer experimenten doen dan maar? Vaak helpt dat, maarhet kan ook een eindeloze discussie worden. Positieve en ne-gatieve uitkomsten wisselen elkaar dan af, en voor- en tegen-standers zien alleen maar hun eigen gelijk bevestigd. Toch ge-beurt het in de praktijk maar zelden dat het debat zicheindeloos blijft voortslepen. Ook de discussie over telepathieging niet erg lang door. Al gauw geloofden de meeste natuur-kundigen het wel. Of beter gezegd, ze geloofden het niet. Degevestigde mening dat telepathie niet bestaat bleef overeind,en men ging over tot de orde van de dag. Niet dat Schmidtsproef definitief onderuit werd gehaald. Natuurkundigen be-steedden er na verloop van tijd eenvoudig geen aandachtmeer aan.

Veel mensen zullen nu nog steeds hun schouders ophalen.Goed, het experiment leverde geen sluitend oordeel op, maarhet gaat hier om iets wat toch nauwelijks wetenschap mag he-ten. Parapsychologie – is dat geen pseudowetenschap? Zijnzulke experimenten niet op zichzelf al dubieus? Binnen de se-rieuze wetenschap worden discussies niet op deze manier be-slist, daar hebben experimenten wel degelijk het laatstewoord.

We zullen zien.

Zwaartekrachtgolven

Een elektrisch geladen deeltje dat in beweging is, veroorzaaktelektromagnetische golven. Op een vergelijkbare manier ver-oorzaakt bewegende materie zogenoemde zwaartekracht-



Afbeelding 6.1: De Amerikaan Joseph Weber werd in 1919 geboren inPaterson, New Jersey. Na een carrière bij de marine werd hij in 1948hoogleraar elektrotechniek aan de universiteit van Maryland. In 1961werd hij daar hoogleraar natuurkunde.Weber overleed in 2000 in Pitts-burgh, Pennsylvania.

golven. Elektromagnetische golven zijn gemakkelijk waar tenemen. Licht en radiogolven zijn bijvoorbeeld elektromagne-tische verschijnselen. Het waarnemen van zwaartekrachtgol-ven is veel moeilijker, want ze zijn erg zwak. Zo zwak dat na-tuurkundigen niet goed weten hoe je ze moet opvangen enmeten.

Hier ligt een uitdaging voor onderzoekers. Er zijn gebeur-tenissen in het heelal die met groot energetisch geweld ge-paard gaan – denk bijvoorbeeld aan een exploderende ster.Natuurkundigen vermoeden dat daarbij zwaartekrachtgol-ven ontstaan die op aarde meetbaar zijn. Maar zelfs dan hebje te maken met zwakke effecten, en het probleem blijft hoeje zulke effecten kunt onderscheiden van allerlei verstoringenen ruis.

Joseph Weber van de universiteit van Maryland dacht eengeschikte zwaartekrachtgolven-detector te hebben gebouwd.We spreken nu over de jaren zestig van de vorige eeuw. Kortgezegd bestond zijn opstelling uit een massieve metalen cilin-der met daarop bevestigd zogenaamde piëzo-elektrische kris-tallen, die elektriciteit produceren als ze vervormd worden.Via een versterker kon deze opgewekte elektriciteit wordengemeten. Om verstoringen tegen te gaan werd het geheel tril-lingsvrij opgehangen in een ruimte die vacuüm was gezogen.

Het idee was dat zwaartekrachtgolven uit de ruimte demetalen cilinder in trilling zouden brengen. De piëzo-elektri-sche kristallen zouden dit effect opvangen en in elektriciteitomzetten. De versterker zou deze kleine hoeveelheden elek-triciteit tot meetbare sterktes opvoeren, en ten slotte zoumeetapparatuur het resultaat registreren.

Het klinkt simpel, maar dat was het in de praktijk niet. Al-leen al de bewegingen van de atomen in de metalen cilinderkunnen een reactie van de uiterst gevoelige kristallen veroor-zaken. Je meet dus altijd wel iets, maar dat is ruis. Af en toe


zal er ook, door puur toeval, een wat grotere uitslag van deapparatuur te zien zijn, doordat de ruissignalen elkaar evenversterken. Te verwachten valt dat een uitslag die door zwaar-tekrachtgolven wordt veroorzaakt niet veel sterker zal zijndan zo’n toevallige piek in de ruis. En hoe kun je dan nog we-ten dat je zwaartekrachtgolven meet? Je moet dus op de eenof andere manier ‘overtuigende’ pieken waarnemen die nietaan toevalseffecten toe te schrijven zijn. Maar wat ‘overtui-gend’ betekent, is ook weer niet op voorhand duidelijk.

Bekijk bijvoorbeeld de twee onderstaande figuren. Linkszijn twee pieken aangegeven die boven een bepaalde drempelliggen en die je daarom als echte pieken zou kunnen zien, ver-oorzaakt door zwaartekrachtgolven. Probleem is hier uiter-aard waar je die drempel moet leggen. Je kunt ook, zoals inhet rechterfiguurtje, kijken naar plotselinge toenames van hetsignaal. Dat lijkt een betere methode, maar zeker weten kunje het niet.

Pieken

Weber koos voor de laatste methode. In 1969 beweerde hijdat zijn apparatuur zeven flinke pieken per dag liet zien die jeniet aan toeval kon wijten. Er waren maar weinig natuurkun-


Afbeelding 6.2:Wat beschouwen we als ‘overtuigende’ pieken?

digen die hem geloofden. Niet dat ze zijn pieken niet indruk-wekkend vonden: ze vonden ze juist veel te indrukwekkend.Webers collega’s hadden verwacht dat de gemeten effectenveel kleiner zouden zijn. Zóveel energie als Webers pieken lie-ten zien, ging er volgens de geaccepteerde theorieën in dekosmos helemaal niet om.

Maar Weber wist zijn claim overtuigender te maken. Hijstelde nog een paar detectoren op, op afstanden van duizendmijl van de eerste, en daarmee kreeg hij dezelfde metingen. Jekon dus niet beweren dat het effect te wijten was aan lokaleomstandigheden.

Verder ontdekte Weber dat er regelmaat zat in zijn pieken.Zij volgden een vierentwintiguurspatroon, en het patroonverschoof met de seizoenen. Dit was een sterke aanwijzingdat de bron van het signaal ergens ver in het heelal moest lig-gen. Want ten eerste: als het signaal uit de ruimte komt, is dedetectie-apparatuur door de dagelijkse draaiing van de aardeéén keer in de 24 uur in de beste positie om het signaal van deverre bron op te vangen. Na dat moment wordt het signaalzwakker, en na verloop van tijd weer sterker. Zo ontstaat eenvierentwintiguurspatroon. Ten tweede: als de bron in deruimte ligt, verwacht je dat de jaarlijkse draaiing van de aarderond de zon een verschuiving van het vierentwintiguurspa-troon door de dag heen veroorzaakt, een verschuiving die‘meeloopt’ met de seizoenen.

Nu werden de natuurkundigen nieuwsgierig. In 1972 wa-ren onderzoekers in verschillende laboratoria in de weer omWebers experiment te herhalen. Maar niemand slaagde erinWebers patroon van pieken te krijgen. Hoe dit te verklaren?Hierover ontstond een discussie waaraan een grote groep on-derzoekers deelnam. Weber zelf gaf de ene lezing na de ande-re om zijn werkwijze en resultaten toe te lichten. Natuurkun-digen praatten erover met elkaar, op congressen, bij bezoeken


aan elkaars laboratoria, en in het informele circuit. Niemandwist precies wat je ervan moest denken. Waren Webers resul-taten ondeugdelijk, of was hij de enige met genoeg ervaringom de zwaartekrachtgolven zichtbaar te kunnen maken?

Er was een hele waslijst van redenen te bedenken waaromhet anderen niet lukte hetzelfde resultaat als Weber te krijgen.Een paar voorbeelden. Om te beginnen waren er altijd kleineverschillen in de experimentele opstelling. De cilinder dieWeber gebruikte, was gemaakt van een aluminiumlegering.Ook wanneer een ander laboratorium dezelfde legering ge-bruikte, bleek het in de praktijk onmogelijk een volkomenidentieke cilinder te maken. Het meetresultaat kon daardoorbeïnvloed worden, bijvoorbeeld doordat de ene cilinder ge-voeliger was voor zwaartekrachtgolven van een bepaalde golf-lengte dan een andere.

Mogelijke foutenbronnen waren ook de piëzo-elektrischekristallen en hun bevestiging op de cilinder, en verder de ge-bruikte versterker en de registratieapparatuur. Volgens som-migen was het zelfs denkbaar dat Webers elektronica zelf designalen produceerde.

Voor enkele natuurkundigen was het vierentwintiguurspa-troon dat Weber had gevonden een belangrijke reden om zijnmetingen serieus te nemen. Anderen wantrouwden Webersanalyse van het patroon, ondanks, of juist omdat die analysedoor een computer was gedaan. Hetzelfde gold voor de iden-tieke resultaten die Weber had gekregen met meerdere detec-toren op grote afstand van elkaar. Dat betekende toch weliets, meende de een. Maar een ander dacht dat het net zogoed kon wijzen op dezelfde fout in de elektronica van alledetectoren. Weer anderen ontdekten een paar fouten in We-bers analyse van zijn gegevens en beschouwden die fouten alsfataal voor zijn uitspraken. Maar anderen tilden daar niet zozwaar aan.


Niet alleen Webers werk stond ter discussie, maar ook deexperimenten van alle onderzoekers die nu bij de kwestie be-trokken waren. Wie een poging deed Webers gelijk of onge-lijk aan te tonen, werd door collega’s bijna net zo heftig bekri-tiseerd als Weber zelf. En daarbij ging het bepaald niet alleenom technische details. De onderzoekers zelf werden ook in dekritiek betrokken. Was onderzoeker X wel ervaren genoeg omeen zo subtiel experiment uit te kunnen voeren? Was de we-tenschappelijke reputatie van Y niet discutabel? Werkte Z welin een laboratorium dat meetelde? Zelfs de intelligentie en denationaliteit van de experimentatoren werden door sommigenatuurkundigen in de strijd geworpen.

Bij zoveel onduidelijkheid en onenigheid werd men voor-zichtig met het publiceren van resultaten. Meer en meer na-tuurkundigen kwamen langzaam tot de slotsom dat Webersresultaten op zijn zachtst gezegd discutabel waren. Maar zo’nbewering in een tijdschrift onderbouwen met een experimentdat een negatieve uitkomst liet zien, dat was een andere zaak.Dan liep je het risico dat er zoveel kritiek kwam, dat je zelf alsincompetent te boek kwam te staan. Dus als het op publice-ren aankwam, hielden natuurkundigen hun kruit maar lieverdroog.

Vicieuze cirkel

Hoewel Weber weinig steun kreeg, bleef de zaak zo toch on-beslist. Welke experimentator moest je geloven? Wie kon jeals competent beschouwen? Was een experiment geloofwaar-dig als het zwaartekrachtgolven aantoonde of als het die juistniet aantoonde?

Er ontstond een vicieuze cirkel. Om uit te maken ofzwaartekrachtgolven bestaan, heb je een betrouwbaar experi-ment nodig. Maar om te weten wat een betrouwbaar experi-


ment is, moet je eigenlijk al weten wat eruit moet komen.Hetzelfde kun je zeggen over de competentie van een onder-zoeker: je weet pas zeker dat hij het goed of niet goed heeftgedaan als je weet wat er gemeten moet worden. Dus word jein je persoonlijke oordeel eigenlijk vooral geleid door wat jevan tevoren al dacht dat de uitkomst moet zijn.

In Webers geval betekende dit dat de meeste natuurkundi-gen sceptisch bleven, want dat waren ze vanaf het begin al ge-weest. Het debat doofde uit, en na 1975 was er bijna niemandmeer over die bereid was het voor Weber op te nemen. Maarniet omdat niemand meer in zwaartekrachtgolven geloofde.Het onderzoek daarnaar werd gewoon voortgezet, maar danwel met nog gevoeliger apparatuur, die veel zwakkere signa-len moest kunnen opvangen.

De beslissing

Blijft de vraag wat de omslag veroorzaakte. Hoe kwam hetdat er tot 1975 volop discussie was en dat men het daarna voorgezien hield? Een experiment dat als beslissend werd geaccep-teerd, valt niet aan te wijzen. Weber bleef ook volhouden datzijn resultaten in orde waren. Het lijkt erop dat het optredenvan één vooraanstaand fysicus, Richard Garwin, de doorslaggaf.

Garwin publiceerde op een gegeven moment een experi-menteel resultaat met een negatieve uitkomst. Dat was eerdervertoond, en zijn experiment was op zichzelf niet bijzonder.Belangrijker was de manier waarop hij zijn conclusies presen-teerde. Andere natuurkundigen waren heel voorzichtig ge-weest in hun conclusies om hun reputatie als experimentatorniet op het spel te zetten. Garwin twijfelde niet. Hij bespraknog eens alle mogelijke foutenbronnen, gaf een heldere ana-lyse en kwam ten slotte tot een hard oordeel. Webers experi-


ment deugde gewoon niet, zijn resultaten waren niets waard.Met zijn doortastende aanpak en confronterende stijl door-brak hij de patstelling. Andere natuurkundigen rechtten nuhun rug en verklaarden dat Garwin de kwestie beslist had.

Niet experimenten gaven dus uiteindelijk de doorslag,maar de autoriteit van een gerespecteerd onderzoeker dieronduit zei wat hij ervan vond.

De meeste experimenten die wetenschappers doen, ver-oorzaken niet zo’n slepende discussie als Webers proeven metzwaartekrachtgolven. Doorgaans weet men wel wat er onge-veer uit een experiment moet komen, en de beoordeling vanhet resultaat levert dan geen al te grote problemen op. Maarjuist als het spannend wordt, als wetenschappers een nieuw ofcontroversieel terrein betreden, neemt de onzekerheid toe. Jeweet dan niet wat je van een experiment moet verwachten, endat maakt het veel lastiger de uitkomst op waarde te schatten.

Dus juist als de behoefte aan een experiment dat zekerheidgeeft toeneemt, groeit de onzekerheid over de betekenis vanhet experiment. Aan wetenschappelijke resultaten alleen hebje dan niet genoeg om tot een beslissing te komen. Eerdereervaringen, eigen overtuigingen en het gezag van anderengaan dan een rol spelen. En dat zijn geen harde criteria maarpersoonlijke en subjectieve.

Wie denkt dat het persoonlijke en subjectieve alleen eenrol speelt in omstreden disciplines als de parapsychologie ver-gist zich. Zwaartekrachtgolven zijn een erkend natuurkundigfenomeen, en als ze ooit overtuigend worden gemeten, zal el-ke natuurkundige daar alleen maar tevreden over zijn. Maarerkende wetenschap of niet, er is geen vastliggende procedureom de uitkomst van een experiment te beoordelen. Dat blijftmensenwerk.


7Donders’ wetenschappelijke bril

Wetenschap als bondgenoot

Wie in Utrecht woont, kent de naam F.C. Donders. Er staateen groot standbeeld van hem tegenover de Janskerk, je hebthet F.C. Donders Instituut voor Oogheelkunde, en er is eenF.C. Dondersstraat. Lezers van de boeken over Dik Tromkennen Donders ook. In Dik Trom en zijn dorpsgenoten helpthij een zielig buurmeisje van Dik van haar oogziekte af – gra-tis natuurlijk.

In zijn eigen tijd, de negentiende eeuw, was Donders nogveel beroemder. Toen was hij een bekende Nederlander eneen internationaal bejubelde geleerde. Collega’s in binnen- enbuitenland noemden hem een held van de wetenschap, eenhervormer van de oogheelkunde en een weldoener van demensheid. Volgens één tijdgenoot was Donders zelfs hetgrootste wetenschappelijke genie dat Nederland in de negen-tiende eeuw had gekend.

In die tijd hadden artsen hun patiënten nog maar weinig tebieden. Terugkijkend kun je zeggen dat heel wat zieken toeneerder ondanks dan dankzij een medische behandeling gena-zen. Dat Donders zijn patiënten blijkbaar wel kon helpen, isdus op zichzelf al bijzonder. Wel is het zo dat Donders’ loop-baan samenviel met de opkomst van een geneeskunde opstrikt wetenschappelijke grondslag. Donders was een van de


Afbeelding 7.1: Franciscus Cornelis Donders werd in 1818 geboren inTilburg. Hij studeerde medicijnen aan de militair-geneeskundige schoolen aan de universiteit in Utrecht. Hij werkte korte tijd als officier vangezondheid en als docent aan de militair-geneeskundige school. In 1848werd hij bijzonder, en in 1852 gewoon hoogleraar in Utrecht. Zijn aan-dachtsveld was vooral de oogheelkunde. In 1862 kreeg hij de leerstoelfysiologie.Van 1858 tot 1883 was hij directeur van het Utrechtse Oog-lijdersgasthuis. Donders overleed in 1889 in Utrecht.

vroege Nederlandse aanhangers van deze wetenschappelijkegeneeskunde. En de wetenschappelijke benadering, weten wenu, had de toekomst.

Toch verklaart dit Donders’ succes nog niet. Voor ons ishet vanzelfsprekend dat artsen volgens wetenschappelijkeprincipes te werk gaan. Maar historisch gezien kwamen deidealen van de wetenschappelijke geneeskunde eerder tevroeg. Want toen men besloot ziektes wetenschappelijk tegaan bestrijden, waren er nog maar weinig aanwijzingen datde patiënten daar ook echt bij gebaat zouden zijn. Er was ookin de negentiende eeuw al veel wetenschappelijke kennisvoorhanden, maar voorbeelden van hoe mensen met die ken-nis geholpen konden worden, waren er niet zoveel. Kennis iséén ding, het vinden van effectieve behandelwijzen en ge-neesmiddelen is een ander. Zelfs als de oorzaak van een ziektebekend is, heb je niet automatisch ook een geneesmiddel.

Het duurde tot het eind van de negentiende eeuw voordatde wetenschappelijke geneeskunde hier en daar succes begonte boeken. Tot die tijd kon men alleen maar hopen dat de we-tenschappelijke aanpak op den duur vruchten zou afwerpen.Maar Donders was als vertegenwoordiger van de wetenschap-pelijke geneeskunde een bijzonder geval. Hij was een van deweinige artsen die al vroeg – rond 1860 – wel succes hadden.Met zijn werk als oogarts kon hij zijn patiënten daadwerkelijkhelpen. Dit vraagt dus om een verklaring. Hoe wist Donderszijn wetenschappelijke kennis in daden om te zetten in eentijd dat nog bijna niemand daarin slaagde?

Wetenschap tegenover kwakzalverij

Donders was opgeleid als legerarts maar besloot zich in 1851

in de oogheelkunde te specialiseren. Eén reden hiervoor wasdat de Duitse natuurkundige Hermann von Helmholtz in

donders ’ wetenschappelijke bril 91

dat jaar de oftalmoscoop of oogspiegel had uitgevonden. Ditinstrument maakte het voor het eerst mogelijk om het oogvan binnen te bekijken. Dit betekende een belangrijke stapvooruit bij de diagnose van oogziekten. Tot dan toe had menziektes van het oog alleen maar kunnen afleiden uit wat eraan de buitenkant van te zien was. Nu kon de arts binneninhet oog kijken en hoefde hij minder te gissen wat er aan man-keerde.

De oogheelkunde was in Nederland in die tijd geen zelf-standig specialisme. Een oogkliniek bestond nog niet, en erwerden ook geen oogartsen opgeleid. Donders besloot in hetgat te springen. Over gebrek aan medewerking had hij niet teklagen. Er was grote behoefte aan een oogkliniek, en de ge-meente Utrecht gaf hem de middelen om een oud cholera-ziekenhuis in te richten als hospitaal voor ooglijders. Dezeoogkliniek bleek al snel te klein. Er werd een actie op touwgezet, en dankzij giften uit het hele land kon Donders in 1858

het nieuwe Ooglijdersgasthuis openen.In korte tijd kreeg dit hospitaal een grote naam. De pa-

tiënten kwamen uit het hele land en zelfs uit het buitenland.Studenten en artsen uit de hele wereld kwamen naar Utrechtom hun kennis van het vak te vergroten en praktische erva-ring op te doen. Donders en zijn medewerkers bouwden eeninternationale wetenschappelijke reputatie op. In Nederlandgroeide Donders uit tot een nationale figuur. Hij was, zoschreef een tijdgenoot, ‘een genie in den dienst der weten-schap’.

Ook op de patiënten van de oogkliniek maakte Donderseen diepe indruk. Er begonnen al snel verhalen de ronde tedoen die hem bijna bovennatuurlijke krachten toeschreven.Menig patiënt beschouwde het moment dat hij door Don-ders was onderzocht als een hoogtepunt in zijn bestaan. Wathij ook deed, voor de patiënten was Donders een wonder-


dokter, een weldoener van de lijdende mensheid. Waar wasdit succes aan te danken?

In het Ooglijdersgasthuis stond de chirurgie centraal. Demeeste patiënten hadden kwalen die alleen door operatief in-grijpen te behandelen waren. Denk hierbij aan verwondin-gen door scherpe voorwerpen of chemische stoffen, of aaneen oogaandoening als staar. Dus zou je denken dat Donderseen bijzonder knap chirurg moet zijn geweest en dat hij daar-aan zijn reputatie dankte. Maar dit was niet het geval. Don-ders had zelfs helemaal geen talent voor chirurgie. Operatiesliet hij al snel aan een collega over.

Donders’ werk lag op een heel ander terrein dan de chirur-gie. Hij hield zich bezig met afwijkingen aan de ogen waar-door je niet scherp kunt zien. Verziendheid bijvoorbeeld,waarbij je voorwerpen op korte afstand van het oog nietscherp ziet, of bijziendheid, waardoor je in de verte nietscherp kunt stellen. Oogafwijkingen dus die je met een bril(en tegenwoordig met lenzen of een laserbehandeling) kuntcorrigeren. Donders’ patiënten hoefden helemaal niet in dekliniek opgenomen te worden. Ze hadden een bril nodig,geen chirurgische behandeling.

Wat Donders zijn roem bezorgde, is dat hij van het voor-schrijven van brillen een wetenschap maakte. In zijn tijd gin-gen de meeste mensen die een bril nodig hadden naar eenbrillenverkoper op de markt of naar een ‘ogendokter’ zondermedische opleiding. Door simpel uitproberen moesten zedan uit een verzameling glazen van verschillende sterkte dejuiste glazen voor hun bril vissen. Door Donders kwam ereen eind aan de praktijken van deze ‘kwakzalvers’. Hij zorgdeervoor dat afwijkingen in de gezichtsscherpte wetenschappe-lijk konden worden vastgesteld en dat patiënten op een ver-antwoorde manier aan de juiste glazen werden geholpen. Alsaanhanger van de wetenschappelijke geneeskunde paste


Donders zijn kennis van het oog toe op de praktijk van hetbrillen voorschrijven. Zo gaf hij die praktijk een wetenschap-pelijk fundament.

Althans, dit is de verklaring voor Donders’ succes die je inde literatuur steeds weer tegenkomt. Er zijn vraagtekens bij tezetten. De relatie tussen wetenschap en praktijk is een inge-wikkelde, en ook in dit geval worden de zaken te simpel voor-gesteld. Bekijken we eerst maar eens wat Donders’ weten-schappelijke werk eigenlijk inhield.

Onscherp zien verklaard

Het Ooglijdersgasthuis was voor dat wetenschappelijk werkonmisbaar, want het leverde de patiënten voor Donders’ oog-onderzoek. De grote kracht van zijn werk was dat hij zijnconclusies kon baseren op gegevens van een ongekend grootaantal patiënten. Donders onderzocht bijvoorbeeld meer dan2500 patiënten met bijziendheid. Vóór hem was er nooit sys-tematische aandacht aan oogafwijkingen als bijziendheid enverziendheid besteed. De afwijkingen waren bekend, en menwist hoe je ze met brillen kon corrigeren. Maar wat de oorza-ken ervan waren, was niet duidelijk. De meningen daaroverwaren verdeeld.

Donders wist de zaak grotendeels tot klaarheid te brengen.Van alle gangbare afwijkingen wist hij precies vast te stellenwelke fouten in de bouw en in de werking van het oog er deoorzaken van zijn. Met grafieken en tabellen kon hij verderlaten zien hoe bij- en verziendheid samenhangen met de leef-tijd van de patiënt. Donders was de eerste wetenschapper dieeen onderscheid maakte tussen ‘gewone’ verziendheid en deverziendheid die ontstaat bij het ouder worden. Van een an-dere afwijking, astigmatisme (waardoor de patiënt verteken-de of wazige beelden ziet), toonde Donders aan dat die veel


vaker voorkomt dan men destijds aannam. Vooral hier bleekhoe nuttig het was om naar grote aantallen patiënten te kij-ken.

In zijn tijd betekende Donders’ systematische en groot op-gezette studie een doorbraak. Voor het eerst was er orde ge-bracht in een verwarrende materie. Eindelijk was er een we-tenschappelijke grondslag voor de diagnose en de correctievan afwijkingen in de gezichtsscherpte. Donders’ publicatieskregen dan ook overal een positief onthaal, en zijn weten-schappelijke naam werd er definitief door gevestigd. Aan dezestudies dankte hij ook zijn eretitel van hervormer van de oog-heelkunde.

Je zou denken dat we nu de verklaring hebben voor Don-ders’ succes. Zijn wetenschappelijk onderzoek moet belang-rijk zijn geweest voor het vaststellen en goed corrigeren vanoogafwijkingen als verziendheid, bijziendheid en astigmatis-me. Dit is in elk geval hoe Donders zelf het zag, en ook in deliteratuur wordt zijn succes zo verklaard. Wat eerst het werkvan kwakzalvers was geweest, werd nu een wetenschap. Depraktijk van willekeurig uitproberen van verschillende glazenwas definitief voorbij. Donders maakte van het aanmeten vanbrillen een wetenschap.

Maar deze voorstelling van zaken klopt niet. Donders gafwetenschappelijke verklaringen voor oogafwijkingen, dat isjuist. Maar dit betekende niet dat daardoor de praktijk vanhet brillen voorschrijven fundamenteel veranderde. Net alszijn voorgangers was ook Donders voor het vaststellen en cor-rigeren van oogafwijkingen aangewezen op uitproberen. Envoor de hedendaagse opticien geldt dat nog steeds. Om vastte stellen of een patiënt bijziend, verziend of astigmatisch is,moet hij glazen van verschillende sterkte uitproberen. Wan-neer hij met glazen van een bepaalde sterkte weer scherp ziet,weet je én wat de afwijking van zijn ogen is én welke brillen-


glazen hij nodig heeft. Donders’ wetenschappelijk werkbracht in deze gang van zaken geen verandering aan. Hij weesde oorzaken van de afwijkingen aan; de diagnose en de be-handeling ervan bleven hetzelfde.

Medicalisering

Donders’ oogonderzoek was dus vooral van wetenschappelij-ke betekenis. Maar hoe kwam hij dan aan zijn reputatie van‘weldoener van de mensheid’? Een groot chirurg was hij niet,en dat hij wel een groot wetenschapper was, daar schoten zijnpatiënten toch niets mee op?

Donders had om te beginnen iets dat bij artsen een factorvan belang kan zijn: uitstraling. Collega’s in binnen- en bui-tenland spraken met ontzag over zijn ‘schoon voorkomen’,zijn ‘nobele stem’ en ‘koninklijke houding’. Dat Donders eengenie was, dat kon je gewoon zíen. Ook zijn patiënten droe-gen hem op handen. Zij waardeerden vooral ook de altijdvriendelijke en geduldige manier waarop hij met ze omging.

Een anekdote ter illustratie van de diepe indruk die Don-ders wist achter te laten. De schrijver van een biografie vanDonders sprak ooit met een van diens oud-patiënten, een be-jaarde mevrouw. Zij gaf zo hoog op van Donders’ kwaliteitendat het wel leek alsof hij medische wonderen kon verrichten.De biograaf wilde toen wel eens weten wat Donders voorhaar gedaan had. Wat bleek? De behandeling die ze had on-dergaan, was op een complete mislukking uitgelopen.

Maar zijn uitstraling en prettige omgangsvormen alleenhadden Donders natuurlijk nooit de status van wonderdok-ter bezorgd. Hoewel zijn eigen onderzoek geen directe in-vloed had op de praktijk, kon Donders veel patiënten tochwel degelijk beter helpen dan zijn voorgangers. Dat zat hemvooral in zijn systematisch aanpak en in het feit dat hij over


wetenschappelijke hulpmiddelen beschikte waarvan de ama-teur-ogendokters en brillenverkopers van zijn tijd alleenmaar konden dromen. Niet bepaalde specialistische kennisvan het oog maakte Donders tot een betere oogarts, maar hetgegeven dat hij de wetenschap als het ware als ‘bondgenoot’had.

Een mooi voorbeeld hiervan is Donders’ onderzoek vanastigmatisme. Bij astigmatisme heeft het oog geen duidelijkbrandpunt. De patiënt ziet daardoor wazige of vertekendebeelden. De afwijking was al heel lang bekend, en men wistdat patiënten geholpen konden worden met cilindrische gla-zen. Maar er werd weinig aandacht aan geschonken wantmen dacht dat de aandoening maar heel zelden voorkwam.Zodoende hadden de meeste brillenverkopers geen cilindri-sche glazen op voorraad.

Donders toonde als eerste aan dat de afwijking veel vakervoorkwam dan gedacht. Elke patiënt met een oogafwijkingmoest dus wel degelijk ook op astigmatisme worden onder-zocht. En dus moest elke oogarts en elke brillenmaker cilin-drische glazen van verschillende sterkte op voorraad hebben.In zijn eigen praktijk kon Donders veel patiënten helpen diede hoop dat ze ooit nog goed konden zien al bijna haddenopgegeven. Eerdere behandelaars hadden eenvoudig over hethoofd gezien dat astigmatisme de oorzaak van hun proble-men was.

Ook in andere opzichten was Donders tot meer in staatdan zijn niet-academische collega’s. Het Ooglijdersgasthuisbeschikte over een uitmuntende instrumentencollectie enover alle relevante literatuur op het gebied. Deze hulpmidde-len kwamen Donders vooral bij het onderzoek van meer ge-compliceerde gevallen goed van pas. Eenvoudig lijkende pro-blemen met scherp zien kunnen te maken hebben meternstige aandoeningen van het inwendige oog. Omgekeerd


kunnen lichamelijke klachten van heel andere aard iets te ma-ken hebben met de gezichtsscherpte. Donders was van al ditsoort zaken beter op de hoogte dan de brillenverkoper op demarkt. Hij had de middelen voor grondiger onderzoek enkon zo vaak tot een betere diagnose komen.

Een voorbeeld uit Donders’ praktijk is het geval van eenvrouw die al jaren zonder succes was behandeld voor ernstigehoofdpijn. Donders kwam er achter dat haar hoofdpijn ver-oorzaakt werd door haar slechte ogen. Door haar de juistebril te geven, hielp hij haar op slag van haar probleem af.

Donders beperkte zich niet tot individuele patiënten. Hijbood zijn diensten als oogspecialist ook aan de spoorwegenen de marine aan. De aanleiding was een ernstig treinongelukin 1875, in Zweden. Het vermoeden bestond dat het ongelukwas veroorzaakt door kleurenblindheid van een spoorwegbe-ambte. Donders bestudeerde de zaak en concludeerde datspoorwegpersoneel op kleurenzien getest moest worden. Hijontwikkelde een speciale test en klopte hiermee bij de rege-ring aan. Het resultaat was dat het baanpersoneel van despoorwegen op gezette tijden naar Utrecht werd gestuurdvoor een ogentest. Dat Donders de zaak grondig aanpakteblijkt uit het gegeven dat de test ook een onderdeel bevattewaarmee simulanten konden worden ontmaskerd. Latervroeg de regering Donders om een vergelijkbare test voor ma-rinepersoneel.

Donders streefde ernaar dat iedereen met een oogaandoe-ning, of die nu ernstig of minder ernstig was, door een arts ofoogarts zou worden onderzocht. Om dit te bereiken zorgdehij er bijvoorbeeld voor dat de oogheelkunde in Nederlandeen zelfstandig universitair specialisme werd.

De specialisering zou uiteindelijk zelfs verder gaan danDonders had gewild. Zijn idee was dat alle artsen tijdens hunopleiding de beginselen van de oogheelkunde zouden moe-


ten leren, zodat ze patiënten met eenvoudige oogafwijkingengoed konden helpen. Voor de ernstiger gevallen zou een kleinaantal specialisten moeten worden opgeleid. Maar in Neder-land en in veel andere landen verliep de ontwikkeling anders.Gewone geneeskundestudenten kregen maar weinig onder-wijs in de oogheelkunde. Het vak werd het exclusieve domeinvan specialisten. Ook voor een bril moest je dus naar de spe-cialist. Pas zo’n dertig jaar geleden is deze ontwikkeling terug-gedraaid en mag ook de opticien, en zelfs een gewoon waren-huis, de patiënt aan een eenvoudige bril helpen. Daarmeeheeft ‘de markt’, die vóór Donders de brillenhandel beheer-ste, weer een deel van het terrein terugveroverd.

Zo zien we dus dat Donders met zijn onderzoek van oog-afwijkingen wel degelijk invloed wist uit te oefenen op depraktijk. Hij maakte van het voorschrijven van lenzen en bril-len een bezigheid waarvoor je een academische opleidingmoest hebben afgerond. Anders gezegd: hij concurreerde deniet-academische ogendokters en brillenmakers uit de markt.Of nog anders: Donders ‘medicaliseerde’ het terrein.

Nu is ook beter te begrijpen hoe Donders kon beweren datzijn wetenschappelijke aanpak van de geneeskunde vruchtenafwierp. Strikt genomen kon hij geen nieuwe behandelwijzenafleiden uit zijn wetenschappelijke kennis. De manier waar-op hij zijn patiënten aan een bril hielp, verschilde niet funda-menteel van de werkwijze die al eeuwen gangbaar was. Desal-niettemin wist Donders het terrein ingrijpend te veranderen.Als onderzoeker paste hij een systematische, grootschaligeaanpak toe en daardoor kwam hij tot nieuwe inzichten – bij-voorbeeld dat astigmatisme veel minder zeldzaam was danmen dacht. Bovendien kon hij als wetenschapper beschikkenover instrumenten en andere hulpmiddelen voor een grondigonderzoek. Dat kon tot een betere diagnose en een beteretherapie leiden. Donders droeg ertoe bij dat de behandeling


van oogaandoeningen een medisch specialisme werd.Vandaag de dag is de geneeskunde een discipline die op

wetenschappelijke grondslagen rust. Dat is vooral een ont-wikkeling van de laatste honderd jaar. Er kwam in deze perio-de enorm veel nieuwe wetenschappelijke kennis ter beschik-king. Een deel van die kennis kon worden vertaald in nieuwebehandelmethoden en geneesmiddelen. Het voorbeeld vanDonders’ oogheelkunde laat een ander facet zien van degroeiende rol van de wetenschap. Dat genezen meer en meereen zaak van de wetenschap is geworden, komt ook doordatmedici allerlei niet-wetenschappelijke genezers uit de marktdrukten.


8Morgans fruitvliegen

‘The making of ’ het ideale proefdier

Drosophila melanogaster, de fruitvlieg, was het paradepaardjevan de klassieke genetica. De biologen die kort na 1900 uit-zochten op welke manier erfelijke eigenschappen overerven,dankten het succes van hun werk aan de genetische hoog-standjes van een paar miljoen fruitvliegjes. Het was de Ame-rikaanse bioloog Thomas H. Morgan die de voordelen vanDrosophila als proefdier ontdekte. Zijn experimenten lever-den een overtuigende bevestiging op van de erfelijkheidswet-ten van Mendel. Morgan en zijn team maakten vooral furoremet genetic mapping, een techniek waarmee ze konden vast-stellen hoe de genen van Drosophila over de chromosomenzijn verdeeld.

Dat Morgan het fruitvliegje koos voor zijn experimenten,was een gouden greep. Ga maar na. Je kunt er moeiteloosaankomen want waar fruit is, daar zijn Drosophila’s. (’s Zo-mers is het probleem eerder hoe je van ze afkomt.) Ze kostenniets en vragen weinig zorg. In een melkfles met wat overrijpfruit gedijen ze prima. Je kunt ze ook makkelijk kweken, hethele jaar door. Elk vrouwtje kan gedurende haar korte levenenkele honderden eitjes leggen, en als ze haar best doet welduizend. De ontwikkeling van ei tot volwassen vlieg duurtmaar zo’n twee weken.


Afbeelding 8.1:Thomas Hunt Morgan werd in 1866 in Lexington (Ken-tucky) geboren als zoon van een diplomaat. In 1890 promoveerde hij inde biologie aan de Johns Hopkins University. Vanaf 1904 tot 1928 washij hoogleraar experimentele zoölogie aan de universiteit van Colum-bia. In 1928 jaar werd hij directeur van de biologische afdeling van hetCalifornia Institute of Technology (Cal Tech) in Pasadena. Morgan kreegin 1933 de Nobelprijs. Hij overleed in 1945 in Pasadena.

Vergelijk dat eens met planten die maar één keer per jaarzaad zetten en die flink wat ruimte en verzorging vragen. Ze-ker als je grote aantallen nodig hebt, leggen andere proefdie-ren zoals muizen het in een kosten-batenanalyse onherroepe-lijk tegen de vliegjes af. En van welke proefdieren kom je zogemakkelijk weer af als ze overbodig zijn geworden? Hondenof konijnen dump je niet met honderden tegelijk in eenethergraf.

Drosophila was ideaal voor het onderzoek dat Morgandeed. Hij wilde duizenden kruisingsexperimenten uitvoeren.Praktisch gesproken is dat alleen maar te doen met een dierdat makkelijk te krijgen is, goedkoop is in onderhoud en zichrazendsnel voortplant. Omdat de genetica in Morgans tijdnog in de kinderschoenen stond, was het ook prettig datfruitvliegjes genetisch gesproken niet al te ingewikkeld zijn.De mens heeft drieëntwintig paar chromosomen, Drosophilaheeft maar vier paar.

Morgans keuze voor Drosophila als proefdier was overi-gens meer geluk dan wijsheid. In eerste instantie was hij metfruitvliegjes gaan werken om er heel andere proeven mee tedoen. In zijn tijd leefde het idee dat het mogelijk moest zijnevolutieverschijnselen in het laboratorium op te wekken.Onder bepaalde bijzondere omstandigheden zou het erfelijkmateriaal van dieren veranderen, waardoor ze in een fase vansnelle evolutie zouden komen. De kunst was uit te vindenwat die bijzondere omstandigheden waren. Hier wilde Mor-gan onderzoek naar doen toen hij fruitvliegjes begon te kwe-ken. Dit onderzoek leverde niets op, maar Morgan kwam zowel op het spoor terecht dat hem naar zijn hoofdwerk bracht.

Op een gegeven moment zag Morgan bij toeval een mu-tant in zijn kweken: een fruitvliegje met witte ogen, terwijl denormale oogkleur rood is. Toen hij er op ging letten, zag hijdat er nog meer mutanten voorkwamen, en niet alleen oog-

morgans fruitvliegen 103

kleur-mutanten. Ook de kleur van het lichaam kon variëren,en er kwamen allerlei afwijkingen aan de vleugels voor. Ditwas het materiaal waarmee Morgan zijn bekende kruisingsex-perimenten ging doen. En bij deze experimenten vertoondeDrosophila haar kunsten als ideaal proefdier.

Tenminste, zo staat het verhaal van Morgan en zijn fruit-vliegjes in de handboeken over erfelijkheid. Het klopt ookwel, maar aan een interessant aspect van de geschiedeniswordt zo helemaal voorbijgegaan. Dat aspect is the making ofhet ideale proefdier.

Een fruitvliegjes-kweekreactor

Natuurkundigen of scheikundigen die een experiment doen,gebruiken allerlei instrumenten. Zulke instrumenten moetengemaakt worden, en daar is kennis en vakmanschap voor no-dig. Dat het werken met natuurkundige instrumenten eenhele kunst kan zijn, laat het hoofdstuk over Joule in dit boekzien. Biologen gebruiken naast instrumenten ook proefdie-ren, en dat zijn eigenlijk levende instrumenten. Daar hoef jeniet zoveel aan te doen, zou je zeggen. Levende instrumentenvind je immers kant en klaar in de natuur.

Om een natuurkundig instrument te laten meten wat jewilt meten, moet je het verschijnsel waar het om gaat al ken-nen. Elektriciteit is niet ontdekt door iemand met een volt-meter; je kunt pas een voltmeter maken als je weet wat elek-triciteit is. Bij proefdieren lijkt het eenvoudiger: zij laten jespontaan ontdekken hoe zij in elkaar zitten. Wil je weten hoehun eigenschappen overerven? Laat ze hun natuurlijke gangmaar gaan en aan de nakomelingen kun je zien hoe het werkt.Voor Morgan was het dus eenvoudig een kwestie van goedobserveren. Zo gezien kun je je afvragen of het eigenlijk weljuist is een proefdier een instrument te noemen. Het is toch


de natuur zelf die je observeert? Tijd om Morgans fruitvlieg-jes van dichterbij te bekijken.

In Morgans proeven draaide alles om het kruisen van mu-tanten. Aan de nakomelingen kon hij dan zien hoe gemuteer-de eigenschappen overerfden. Het was voor Morgan zaak zo-veel mogelijk verschillende mutanten op te sporen. Nu vindje die niet zomaar. Als je een populatie van Drosophila me-lanogaster in het wild bekijkt, zie je maar heel af en toe eenmutant. Dat komt niet alleen doordat ze zeldzaam zijn. Mu-tanten kunnen in het wild meestal niet overleven. Met omge-krulde of heel kleine vleugels kun je bijvoorbeeld nauwelijksvliegen, en dus ook geen voedsel zoeken. Als je veel mutantenwilt, moet je Drosophila’s gaan kweken, want in het luilek-kerland van het lab hebben mutanten grotere overlevingskan-sen.

Aanvankelijk zocht Morgan helemaal niet naar mutantenen zag hij er ook geen. Hij begon op kleine schaal fruitvliegjeste kweken in de hoop dat hij ze in een evolutiefase kon bren-gen. Zoals al gezegd lukte dat niet, maar vond hij puur toe-vallig wel een mutant met witte ogen. Pas toen besloot hij uitte zoeken of er niet meer mutaties te vinden waren. En dit be-tekende dat hij grote aantallen dieren moest gaan kweken,want pas dan kom je de zeldzame mutanten tegen.

Toen die massale kweek eenmaal op gang was gekomen,ging het ook snel. Morgan was er nu op gespitst en in kortetijd spoorde hij tientallen mutanten op. Bij het kruisen van aldeze vormen kwamen weer nieuwe mutanten tevoorschijn,waarmee ook weer gekruist werd, enzovoort. Met het toene-men van het aantal kruisingen leek het wel alsof Morgan eenkweekreactor van Drosophila’s had geactiveerd: de mutantenkropen in steeds sneller tempo uit de reactor.

Dat was natuurlijk prachtig, maar praktisch gesprokenwerd de onderneming wel steeds ingewikkelder. Drosophila’s



Afbeelding 8.2: Drosophila. Boven het mannetje, beneden het vrouwtje.

kweken is niet zo moeilijk, maar tientallen lijnen in standhouden en daarmee tientallen kruisingsproeven tegelijk uit-voeren, vergt een doordachte logistiek. Morgan moest zijnlab ombouwen tot een goed uitgeruste Drosophila-kwekerij.

Niet alle lijnen van mutanten bleken zo eenvoudig te hou-den als de wilde fruitvlieg. Veel mutanten ontstaan door hetverlies van een eigenschap, en voor de vlieg in kwestie bete-kent dat meestal geen winst. Daarom gaan mutanten in denatuur doorgaans snel dood. Wanneer ze in Morgans lab welkonden overleven, waren ze vaak toch verminderd levensvat-baar. Zeker wanneer door kruising meerdere mutaties in ééndier werden gecombineerd, kon het veel moeite kosten zulkelijnen in leven te houden.

Andere complicaties konden optreden door ‘ongewenste’genen. Er zijn bijvoorbeeld genen die de werking van anderegenen onderdrukken of veranderen. Zulke genen kunnenook mutaties onzichtbaar maken, doordat ze de werking vanhet gemuteerde gen onderdrukken. Dat wil je niet als je metzo’n mutant aan het kruisen bent. Je moet zulke ongewenstegenen door slimme kruisingen zien kwijt te raken uit je mu-tantenlijnen. In elk dier schuilen verder zogenoemde letalegenen. Die kunnen dodelijk zijn voor het nageslacht als zedoor een kruising met elkaar worden gecombineerd. Ookzulke letale genen moeten dus uit de kweken worden wegge-werkt.

Morgans Drosophila’s hadden nog andere kuren. Sommi-ge leken bijvoorbeeld niets liever te doen dan zichzelf in hunvoedsel te verdrinken. Andere plakten zichzelf in hun voedselvast en lieten zich daardoor niet meer uit hun kweekflesschudden. Een vervelende categorie waren ook vliegen die jeblindgangers zou kunnen noemen: ogenschijnlijke mutantendie bij nader inzien toch geen mutanten waren. Het ging danom toevallige afwijkingen in het uiterlijk die niet erfelijk wa-


ren. Dat bleek pas wanneer ze nakomelingen kregen.Allerlei niet-erfelijke variaties kwamen veel voor toen de

proeven net waren gestart. Fruitvliegjes zijn gevoelig vooromgevingsomstandigheden als licht, temperatuur, vochtig-heid, de beschikbaarheid van voedsel en de groepsgrootte.Afhankelijk daarvan heb je krachtige en zwakke lijnen, pro-ductieve lijnen met veel nakomelingen en minder productie-ve, snelle groeiers en langzame. Morgan wilde vanzelfspre-kend met de beste lijnen werken. Dus moest hij op zoek naarhet meest geschikte voedsel (bananen), de ideale omgevings-temperatuur en luchtvochtigheid, het meest geschikte onder-komen (een melkfles) en de beste groepsgrootte (één ouder-paar per melkfles).

Ten slotte waren er dan nog de gebruikelijke problemenvan het proefdierenlab: vliegenmijten, muizen op stroop-tocht, brekende flessen, vergissingen met chemicaliën, weige-rende apparatuur, lakse verzorgers enzovoort. Af en toe riepMorgan uit dat hij gek werd van zijn vliegen.

Natuurlijk kun je dit allemaal praktische problemen noe-men die een goed onderzoeker moet weten op te oplossen.Maar duidelijk is wel dat Morgan zijn ‘ideale proefdier’ nietkant en klaar uit de natuur kon plukken. Alleen voor de erva-ren kweker-onderzoeker was Drosophila een ideaal proefdier.Dat proefdier was bovendien een heel andere vlieg gewordendan zijn wilde soortgenoten. Met het wilde fruitvliegje viel infeite weinig te beginnen, het had niet de gewenste eigen-schappen. Morgans Drosophila’s waren het product van eenzorgvuldig kweekprogramma.

Zo beginnen de laboratorium-Drosophila’s al aardig op deinstrumenten van de natuurkundige te lijken: je moet er zelfveel aan doen om ze te laten doen wat je wilt. Dit wordt nogduidelijker als we nagaan wat Morgan precies van ze wilde.


Genetic mapping

Om te beginnen vond Morgan de Drosophila-mutanten in-teressant omdat hij er de erfelijkheidsregels van Mendel meekon testen. Een aantal mutanten (niet allemaal) werkte goedmee: Morgans experimenten leverden fraaie bewijzen dat deerfelijkheidswetten van Mendel inderdaad geldig zijn. Datwas een belangrijk resultaat, want er was in die tijd, de vroegetwintigste eeuw, nog veel discussie over Mendels theorie.

Maar Morgan ging al snel verder. Zijn experimenten lietenniet alleen zien hoe de genen van Drosophila zich in Mendel-kruisingen gedragen, maar ook waar die genen zich op dechromosomen bevinden. Dat ging als volgt.

De dragers van de erfelijke eigenschappen, de chromoso-men, bevinden zich in de kern van elke lichaamscel. Elkchromosoom bestaat uit twee identieke chromatiden, die opeen punt verbonden worden door een zogenoemde centro-meer. De chromosomen van een cel horen twee aan twee bijelkaar; ze vormen homologe paren. Een homoloog paar be-staat dus uit vier chromatiden.

In afbeelding 8.3 is schematisch samengevat hoe de voort-plantingscellen of gameten worden gevormd (let hierbij nogeven niet op de letters R, G, r en g.). Het begint met een cel-deling waarbij de homologe paren worden gescheiden, zodatin elke dochtercel één chromosoom van elk paar terechtkomt. Daarna deelt elke dochtercel zich nog een keer intweeën. Bij deze deling worden de chromosomen zelf ge-splitst in twee chromatiden; na de deling bevat elk van denieuwe cellen één chromatide. Door de twee achtereenvol-gende delingen krijgen we dus vier cellen, die ten opzichtevan de uitgangscel het halve aantal chromosomen (met elkmaar één chromatide) bevatten.

Deze vier cellen zijn de gameten. Bij de bevruchting ver-


smelten twee gameten (een van vaderszijde en een van moe-derzijde) met elkaar tot één cel. De chromosomen uit de bei-de gameten komen samen en vormen weer homologe paren.Daarna vormt elke chromatide er nog een exacte kopie van


Afbeelding 8.3: Schema van de vorming van gameten. Eerst worden dehomologe chromosomen gescheiden; daarna splitst elk chromosoomzich in twee chromatiden.


Afbeelding 8.4: Schema van crossing-over.

zichzelf bij, en origineel en kopie blijven verbonden via decentromeer. Hiermee zijn we weer terug bij de situatie waar-mee we begonnen.

Meestal gebeurt er tijdens de vorming van de gameten nogiets anders: uitwisseling van chromosoom-materiaal tussende chromatiden van de homologe chromosomen, oftewelcrossing-over (afbeelding 8.4). Ook hier bestaat het eindresul-taat uit vier gameten. Maar door de uitwisseling van materi-aal kunnen deze gameten nieuwe combinaties van eigen-schappen overbrengen. In het schema is dit te zien door naarde letters te kijken. Die letters duiden genen aan die voor be-paalde kenmerken zorgen.

Bijvoorbeeld: gen R staat voor rode ogen; gen r is een mu-tant van R en staat voor witte ogen; G staat voor gladde vleu-gels; g is een mutant van G die voor gekrulde vleugels zorgt.Hierbij zijn R en G dominant over r en g. Dat wil zeggen dateen dier met een R altijd rode ogen geeft en een dier met eenG altijd gladde vleugels. Een dier met een r heeft alleen witteogen als er op het andere chromosoom van het homologepaar ook een r aanwezig is en geen R. Idem dito bij G en g: Ggeeft altijd gladde vleugels, g geeft alleen gekrulde vleugels bijafwezigheid van G.

In afbeelding 8.3 en in afbeelding 8.4 is de beginsituatie ge-lijk: de homologe chromosomen bevatten ofwel R en G, of-wel r en g. R-G en r-g komen dus altijd samen op één chro-mosoom voor. Of, zoals de geneticus zegt: R-G en r-g zijn aanelkaar gekoppeld op hetzelfde chromosoom. Hieruit volgtonder meer dat een dier met een R niet alleen rode ogenheeft, maar ook gladde vleugels – dat is de consequentie vande koppeling van R met G.

In afbeelding 8.3 blijft de koppeling tijdens de twee delin-gen gehandhaafd. De vier gameten bevatten dus ook ofwel R-G, ofwel r-g. Maar in afbeelding 8.4 verandert er iets. Hier


krijg je twee gameten die respectievelijk R-g en r-G bevatten.En die kunnen in het nageslacht voor een combinatie van ei-genschappen zorgen die de ouders niet hadden. Bijvoorbeeld:in afbeelding 8.3 en afbeelding 8.4 zijn we begonnen met eenpaar homologe chromosomen waarop R en G voorkomen, enr en g. Een dier met zulke chromosomen heeft dus rode ogenen gladde vleugels, want R en G zijn dominant. Stel we heb-ben twee dieren die er zo uitzien, een mannetje en een vrouw-tje, die met elkaar paren. Beide kunnen ze dankzij crossing-over (onder andere) een R-g gameet produceren. Stel nu ookdat een nakomeling van beide ouders zo’n R-g gameet krijgt.Hij heeft dan rode ogen en gekrulde vleugels: een nieuwecombinatie die in geen van beide ouders voorkwam. De ge-koppelde overerving van rood-glad is hier door crossing-overletterlijk doorbroken.

Morgan en zijn medewerkers zagen in het optreden vancrossing-over een mogelijkheid om iets te zeggen over de plaatsvan een gen op een chromosoom. Want crossing-over is eenkwestie van toeval. Er treedt een breuk op in de chromatidenen er wordt kruiselings materiaal uitgewisseld. Als twee genenheel dicht bij elkaar op een chromosoom liggen, is de kansniet groot dat er precies tussenin een breuk optreedt. Diekans wordt groter naarmate de genen verder van elkaar lig-gen, want dan zijn er eenvoudig meer plaatsen waar eenbreuk kan ontstaan. Dit betekent dat nieuwe combinaties inhet nageslacht vaker optreden naarmate de betreffende genenverder uit elkaar liggen en zeldzamer zijn naarmate ze dichterbijeen liggen. Met andere woorden: het percentage dierenmet nieuwe combinaties geeft aan hoe vaak er bij de chromo-somen van de ouders crossing-over is opgetreden. En dit is te-gelijk een maat voor hoever de betreffende genen uit elkaarliggen.

Door een reeks kruisingen te doen met telkens andere


koppels genen kun je van al die genen hun onderlinge afstan-den bepalen. Het eindresultaat is een ‘kaart’ van een chromo-soom met daarop de relatieve posities van de genen ten op-zichte van elkaar. Dit is het principe van genetic mappingwaarmee Morgan beroemd werd. Je hebt dan de erfelijke ei-genschappen letterlijk in kaart gebracht.

De standaardvlieg

Deze uitleg maakt al duidelijk dat genetic mapping geen kwes-tie is van simpelweg wilde Drosophila’s kweken, net zolangtot de mutanten en de onverwachte crossing-over-combinatiesopduiken waarin je geïnteresseerd bent. Het kan wel op diemanier, maar het zou een erg langdurige geschiedenis wor-den. Het schiet pas op als je systematisch te werk gaat ensteeds precies weet wat je doet. Anders gezegd, je moet pre-cies weten wat de eigenschappen zijn van de vliegenstammendie je kruist. Dit kun je het best bereiken door die stammenzelf te maken, ook weer door middel van uitgekiende kruisin-gen.

Ook Morgan werkte met vliegenlijnen waarvan de samen-stelling bekend was. In de praktijk bleek het prepareren vanzulke lijnen nog een hele kunst. Met koppels genen die ergdicht bij elkaar op het chromosoom liggen, valt bijvoorbeeldniet te werken. Zoals gezegd is de kans op crossing-over preciestussen die genen in dan erg klein, zodat je ongehoord veel na-komelingen moet kweken om de gewenste nieuwe combina-ties te krijgen. Koppels genen die erg ver van elkaar afliggenzijn ook niet geschikt, want dan kan er twee of meer kerencrossing-over tussen de genen optreden, wat de uitkomstennog gecompliceerder maakt.

Het prepareren van lijnen bracht nog andere problemenmet zich mee. Al vermeld zijn de combinaties van minder le-


vensvatbare lijnen: hoe meer gemuteerde genen op een chro-mosoom, des te zwakker vaak het vliegje. Ook kunnen erdoor kruisingen en crossing-over dodelijke combinaties vangenen ontstaan, waardoor de vliegjes waarnaar je zoekt nooituit het ei komen. Genen kunnen elkaar op allerlei manierenbeïnvloeden, en door crossing-over kunnen effecten ontstaandie je niet bedoeld had.

Een verdere complicatie is dat bij genetic mapping wordtaangenomen dat de kans op crossing-over over het hele chro-mosoom even groot is. Dat is lang niet altijd het geval. Hier-voor moet dan weer gecorrigeerd worden. Sommige stukkenchromosoom zijn wat dit betreft weerbarstiger dan andere, enbij bepaalde genenkoppels moet je speciale lijnen constru-eren om de problemen te omzeilen.

Om snel en effectief te kunnen werken, stelden Morgan enzijn medewerkers een aantal lijnen van ‘gestandaardiseerde’vliegen samen. Dit waren levenskrachtige en productievevliegen zonder kuren, en met chromosomen die zich wat be-treft crossing-over netjes gedroegen. Ze hadden bekende mu-taties die regelmatig over het chromosoom waren verdeeld enwaarvan de positie op het chromosoom bekend was. Kruisteje nu een vlieg met nieuwe mutaties met zo’n standaardvlieg,dan kon je, bij de nakomelingen, uit de crossing-over-percen-tages van bekende en nieuwe mutaties afleiden waar die nieu-we mutaties ongeveer op het chromosoom lagen.

De noodzaak van efficiënt werken met standaardvliegenblijkt overtuigend uit een paar statistieken. In 1914, na eenpaar jaar experimenteren, was het aantal bekende mutatiesopgelopen tot 100. In 1925 waren dat er al 395. De geneticmaps die Morgans team rond 1920 publiceerde, waren geba-seerd op gegevens van zo’n tien miljoen vliegen. En in totaalwaren er bij de kruisingsexperimenten tussen de dertien entwintig miljoen vliegen betrokken.


Genetisch instrument

Dat genetic mapping een grootschalige en gecompliceerde on-derneming was, is dus wel duidelijk. Maar dat is niet de mo-raal van dit verhaal. Wetenschappers zijn er goed in met groteaantallen gegevens om te gaan, en ook Morgan en zijn mede-werkers werden gaandeweg steeds handiger in hun werk. Demoraal is wel dat the making of het ideale proefdier de sleutelwas tot het succes. Met wilde fruitvliegjes kun je geen geneticmapping doen. Eerst moet je hun gedrag en behoeftes door endoor kennen en met die kennis moet je de kweek optimalise-ren. Vervolgens heb je voor elk stukje genetic map dat je wiltophelderen specifieke mutanten nodig waarvan je de geneti-sche samenstelling kent. Voor experimenten op grote schaalkun je niet zonder gestandaardiseerde vliegen die zo in elkaarzijn gezet dat ze in reeksen van kruisingen inzetbaar zijn endan precies doen wat je van ze vraagt. In de natuur komt hetideale proefdier niet voor. De onderzoeker moet zijn idealeproefdier zelf maken.

Drosophila was, met andere woorden, een laboratorium-instrument, met veel kennis en vernuft gemaakt om preciesdie gegevens te kunnen registreren waarin de onderzoekersgeïnteresseerd waren. Drosophila melanogaster, zeggen dehandboeken, stelde Morgan en zijn medewerkers in staat tebegrijpen hoe erfelijkheid werkt. Maar het was een gestan-daardiseerde laboratoriumvlieg die dat mogelijk maakte, nietde wilde fruitvlieg in de natuur.


9Pasteurs geheim

Achter de schermen van de roem

Louis Pasteur was geen wonderkind. Alleen door jarenlangkeihard te werken bereikte hij de top van de Franse weten-schap. Hij leefde voor zijn werk en boekte schitterende resul-taten. Niet alleen voor de wetenschap zelf, maar voor demensheid als geheel. Aan Pasteur danken we bijvoorbeeldvaccins tegen dodelijke infectieziekten als miltvuur en honds-dolheid. Hij ontdekte ook dat je bederfelijke voedingswarenlanger kunt bewaren als je ze een tijd verhit: de methode vanhet ‘pasteuriseren’. Pasteurs loopbaan illustreert zo wat je metgedrevenheid en doorzettingsvermogen kunt bereiken. We-tenschappers beschouwen hem als het perfecte rolmodel voorde aankomende onderzoeker.

Verbijstering alom dus toen Pasteur enkele jaren geledenvan bedrog werd beschuldigd. Pasteur een oplichter? Weten-schappers konden het haast niet geloven. Wilden het somsook niet geloven, want een aanval op de modelwetenschap-per Pasteur was een aanval op de hele wetenschap. Dit laatstewas overdreven. Niet elke wetenschapper hoeft zich door debeschuldiging aan Pasteurs adres aangesproken te voelen. Dekwestie heeft wel laten zien dat zelfs een klassieke weten-schappelijke ‘held’ als Pasteur geen heilige was. Ons beeldvan zijn werk is er misschien niet mooier op geworden, maarwel realistischer.


Afbeelding 9.1: Louis Pasteur kwam in 1822 als zoon van een leerlooierter wereld in Dôle in de Franse Jura. Hij studeerde natuur- en scheikun-de en was vanaf 1849 achtereenvolgens hoogleraar scheikunde inStraatsburg, Lille en Parijs. In 1857 werd hij tevens onderzoeksdirecteuraan de Ecole Normale in Parijs.Vanaf 1888 was hij directeur van het In-stitut Pasteur in Parijs. Hij overleed in 1895 in Chateau Villeneuve-l’Étang bij Parijs. Hier is Pasteur afgebeeld als ‘weldoener van de mens-heid’.

Wat had Pasteur uitgehaald? Om te beginnen is het be-langrijk te weten dat hij niet voldeed aan het cliché van destille, bescheiden geleerde die nooit zijn laboratorium uit-komt. Pasteur was ambitieus en wilde publieke erkenningvoor zijn werk. Dus zocht hij de publiciteit als hij iets belang-rijks had gevonden. Tegenwoordig zijn we op dit gebied welwat gewend. Wetenschappers presenteren hun werk steedsvaker in de media. Toch kijkt de moderne onderzoeker nogverbaasd op van de manier waarop Pasteur de pers inschakel-de. Als hij een ontdekking had gedaan, praatte hij niet eveneen uurtje met een journalist, maar zette hij een publiciteits-stunt op touw. In zijn meest spectaculaire vorm betekende ditdat Pasteur in het openbaar een experiment uitvoerde. Persen publiek konden het wonder van zijn nieuwe vondst danmet eigen ogen aanschouwen.

Dat was dus wel wat kermisachtig. Je zou ook kunnenmopperen dat zo’n demonstratie onvermijdelijk een beetjemisleidend is. Om zeker te weten dat het slaagt, moet je hetexperiment namelijk altijd enigszins voorkoken. Proevenmislukken nu eenmaal vaak, en dat kun je je bij een demon-stratie niet permitteren, als je tenminste geen modderfiguurwilt slaan. Van bedrog hoeft hier nog geen sprake te zijn,maar de grens van het toelaatbare komt wel in zicht. Je kuntje voorstellen dat een wetenschapper in zo’n situatie die grensopzoekt, puur omwille van het spektakel.

Pasteur ging bij een van zijn demonstratie-experimentenruimschoots over de grens heen.

Pouilly-le-Fort

Op 2 juni 1881 verzamelden zich meer dan tweehonderdmensen bij de boerderij van veearts Hippolyte Rossignol inhet dorpje Pouilly-le-Fort, zo’n veertig kilometer onder Pa-

pasteurs geheim 119

rijs. Het was een bont gezelschap van boeren, ambtenaren,politici, veeartsen, landbouwkundigen en journalisten. Zelfseen correspondent van de London Times had de moeite geno-men de trein uit Parijs te nemen.

Allemaal kwamen ze af op een evenement dat met veel pu-bliciteit was aangekondigd. Pasteur zou het resultaat latenzien van een proef met een vaccin tegen miltvuur bij vee.Miltvuur, ook bekend als anthrax, was een dodelijke ziektedie de Franse veeteelt jaarlijks miljoenen francs schade be-zorgde. De belangen waren dus groot. Het ging op die twee-de juni om de eerste openbare demonstratie ooit van een vac-cin dat in een laboratorium was gemaakt.

Voor de proef was een koppel schapen ter beschikking ge-steld. (Later kwamen daar nog een paar geiten en koeien bij,maar voor het gemak houden we het bij de schapen.) Tienschapen kregen geen enkele behandeling. Ze waren bedoeldals controle en hoorden gewoon gezond te blijven. Zouden zetijdens de proefperiode toch ziek worden, dan was er een ‘on-bedoelde’ ziekteverwekker in het spel, en dan was het experi-ment ongeldig. Van de 48 overige schapen werd de helft be-handeld met Pasteurs vaccin tegen miltvuur. Twee keer omprecies te zijn, op 5 mei en op 17 mei. De resterende vieren-twintig schapen kregen geen vaccin. Ten slotte werden op 31

mei beide groepen van 24 schapen ingespoten met dodelijkemiltvuurbacillen.

Om twee uur in de middag van de tweede juni was hetgrote moment aangebroken. Pasteur toonde de schapen aanhet publiek. Applaus en felicitaties. Het succes was compleet:de gevaccineerde schapen waren springlevend, de niet-gevac-cineerde waren dood of stervende, en de tien controlescha-pen waren gezond. Het nieuws verspreidde zich snel. Pasteurwas al een nationale held door zijn pasteurisatietechniek, dievan groot belang was voor de Franse wijnbouw. Nu werd hij,


als bedwinger van miltvuur, een internationale held.Pasteur was op de grote dag niet meer zenuwachtig ge-

weest over de uitkomst van de proef. In de ochtend had hij aleen telegram van veearts Rossignol ontvangen dat het experi-ment was geslaagd. Pasteur was er ook de man niet naar omzich te laten verrassen. Al enkele dagen voor 31 mei had hij,buiten het officiële protocol van de proef om, een paar gevac-cineerde en ongevaccineerde schapen ingespoten met milt-vuurbacillen. Het resultaat was zoals verwacht: de gevacci-neerde dieren overleefden het, de ongevaccineerde niet. Nade wel officiële injecties met bacillen op 31 mei was het tochnog even spannend geweest, omdat ook een paar gevaccineer-de schapen hoge koorts hadden gekregen. Maar deze dierenwaren op 2 juni weer hersteld.

Pasteur had zich dus enigszins tegen een fiasco ingedektdoor een paar schapen eerder dan afgesproken met miltvuurte besmetten, maar dat kunnen we hem niet kwalijk nemen.De demonstratie bleef een waagstuk, want hij had nog nau-welijks ervaring met het vaccin. Het was lang niet zeker dathet bij toepassing op een grote groep dieren goed zou werken.Op de succesvolle uitkomst valt weinig af te dingen. Een dagna de proef stierf er nog wel een gevaccineerd schaap, maarbij autopsie bleek dat dit dier een lam droeg dat al een tijddood was.

Wat was er dan niet in de haak? Dat is pas lang na Pasteursdood duidelijk geworden. In zijn officiële rapport over hetexperiment in Pouilly-le-Fort beschreef hij heel gedetailleerdhoe de proef was uitgevoerd. Maar één belangrijk gegeven liethij zo goed als onbesproken, en dat was hoe hij het vaccin te-gen miltvuur precies gemaakt had. Dit hoeft nog geen arg-waan te wekken. Pasteurs laboratorium werkte toen nog aande verdere ontwikkeling van het vaccin, dus valt te begrijpendat hij geen details gaf. Maar Pasteur suggereerde wel indirect

pasteurs geheim 121

hoe hij het vaccin had bereid, en hiermee zette hij zijn lezersbewust op het verkeerde been.

Het miltvuurvaccin, beweerde Pasteur, was van eenzelfdetype als het vaccin dat hij eerder met succes had ingezet tegeneen ziekte van kippen, de kippencholera. Dit laatste vaccinbestond uit verzwakte kippencholerabacillen. Deze verzwak-te bacillen waren niet dodelijk voor kippen, maar maakten dedieren juist immuun voor een latere injectie met onverzwaktecholerabacillen. Pasteur had de verzwakte bacillen heel een-voudig verkregen, namelijk door een schaaltje met bacillenbloot te stellen aan de lucht. Zijn theorie was dat de zuurstofin de lucht voor de verzwakking zorgde. In een luchtdicht af-gesloten buisje verloren cholerabacillen in elk geval niets vanhun dodelijke kracht.

Ook over de manier waarop het kippencholeravaccinwerkte, had Pasteur een theorie. Hij dacht dat ziekteverwek-kende bacillen bepaalde voedingsstoffen uit de weefsels vanhet geïnfecteerde dier opnamen. De verzwakte bacillen in hetvaccin konden het dier niet meer ziek maken, maar ze namennog wel alle beschikbare voedingsstoffen op. Werden nu eentijd later onverzwakte bacillen ingespoten, dan vonden diegeen voedsel meer, zodat ze stierven voordat ze het dier ziekkonden maken.

Terzijde: we hebben hier een mooi voorbeeld dat weten-schap die ‘werkt’ nog niet ‘waar’ hoeft te zijn: Pasteurs vaccinwas effectief, maar zijn theoretische ideeën over de werkingwaren onjuist. De moderne theorie is dat inspuiting van ver-zwakte bacillen het lichaam aanzet tot de productie van anti-stoffen. Deze antistoffen blijven in het lichaam en zorgenvoor de immuniteit.

In zijn rapport over de miltvuurproef in Pouilly-le-Fortsuggereerde Pasteur dus dat hij in dit geval dezelfde techniekhad toegepast als bij de bestrijding van kippencholera. Het


vaccin zou bereid zijn door verzwakking van de ziekteverwek-kende miltvuurbacillen door blootstelling aan de lucht. Maardit was niet de werkelijke toedracht. Het miltvuurvaccin wasop een andere manier gemaakt.

Hoe, dat hielden Pasteur en zijn medewerkers zorgvuldiggeheim. Pas veertig jaar na Pasteurs dood, in 1937, gaf eenoud-medewerker voor het eerst de werkelijke bereidingswijzevan het vaccin prijs. Maar hij vertelde er niet bij dat Pasteurzelf een ander verhaal had verteld. Het leek daardoor geenonthulling, en niemand schonk er aandacht aan. Pas kort ge-leden, toen historici Pasteurs laboratoriumjournaal gingenbestuderen, kwam het verschil tussen zijn woorden en dadeneindelijk aan het licht.

De race om een vaccin

Wat bleek? Pasteur had zijn miltvuurvaccin niet verkregendoor blootstelling van de bacillen aan de lucht, maar door zemet kalium-bichromaat te behandelen. Maakt dat nu zoveeluit? Jazeker, want die methode had hij afgekeken van de die-renarts Jean-Joseph Toussaint, en dat was zijn concurrent inde race om een miltvuurvaccin in handen te krijgen.

Toussaint kondigde al in juli 1880 aan dat hij een vaccin te-gen miltvuur had gevonden. Dat was dus bijna een jaar voorPasteurs demonstratie in Pouilly-le-Fort. Toussaint claimdedat hij zijn vaccin met succes had getest op honden en scha-pen. Pasteur werkte op dat moment ook aan een vaccin, maarhij kon nog geen definitieve resultaten presenteren. Toussaintleek hem dus voor te zijn. Maar in de weken na zijn aankon-diging kwam Toussaint erachter dat zijn vaccin niet feillooswerkte. Daardoor ging hij twijfelen aan de methode die hijhad gebruikt.

Toussaint had zijn vaccin gemaakt door miltvuurbacillen

pasteurs geheim 123

te verhitten tot 55 graden Celcius. Daarbij gingen de bacillendood, maar er kwam tegelijk een stof vrij die giftig was voorde bacillen zelf. Deze giftige stof zou dieren die ermee werdeningespoten immuun maken voor levende miltvuurbacillen.Althans, dat was Toussaints theorie.

Volgens Pasteur kon zo’n vaccin niet werken. Zijn overtui-ging was dat de werking van een vaccin berustte op de activi-teit van levende bacillen. Verzwakte bacillen weliswaar, maarlevende. Die aten zoals gezegd alle voedingsstoffen in deweefsels van het gevaccineerde dier op, en daardoor werd hetdier immuun voor een aanval van onverzwakte bacillen. Do-de bacillen namen geen voedsel op. Anders gezegd, als Tous-saint gelijk had dat dode bacillen een effectief vaccin kondenleveren, dan kon Pasteurs theorie in de prullenbak.

Wetend dat zijn methode niet betrouwbaar was, gingToussaint ondertussen verder met zijn experimenten. Inplaats van met verhitting probeerde hij nu een vaccin te ma-ken door de miltvuurbacillen te doden met een antiseptischestof, fenol. Ook dit leverde geen zekere resultaten, maarToussaint dacht wel op de goede weg te zijn. Bij een proefmet twintig schapen gingen er vier dood toen ze het vaccinkregen ingespoten. De andere werden ernstig ziek. Maar zeherstelden weer en bleken ondertussen immuun te zijn ge-worden.

In Pasteurs kamp kwam het miltvuurprobleem ook cen-traal te staan. In oktober 1880 was zijn vaccin tegen kippen-cholera klaar, en Pasteur paste nu dezelfde benadering toe omeen miltvuurvaccin te maken: verzwakking van de bacillendoor blootstelling aan de lucht dus. Maar zo eenvoudig alshet klinkt, zo lastig bleek het in de praktijk. Het vaccin dathij op deze manier kreeg, was net zo min betrouwbaar als datvan Toussaint.

Desondanks was Pasteur er zeker van dat zijn theorie klop-


te. Of was hij misschien bang de race met Toussaint te verlie-zen? Hoe dan ook, vroeg in 1881 kondigde Pasteur aan dat hijeen vaccin tegen miltvuur had gevonden, bereid op dezelfdemanier als zijn kippencholeravaccin. De werking zou hij bin-nenkort in het openbaar demonstreren.

Toen hij dit hoorde, kwam Hippolyte Rossignol in actie,de veearts uit Pouilly-le-Fort. Hij geloofde er niets van endaagde Pasteur uit zijn bewering hard te maken. Hij steldezijn boerderij ter beschikking en zou voor de benodigdeproefdieren zorgen. Pasteur nam de uitdaging aan.

Eigenlijk kwam de uitdaging te vroeg. Het vaccin was nogsteeds wispelturig en Pasteur liep het risico publiekelijk on-deruit te gaan. Maar zover liet hij het niet komen. Al maan-den eerder had hij via via gehoord van Toussaints nieuwe po-gingen een vaccin te maken met behulp van antiseptischestoffen. Een van zijn eigen medewerkers was ook met derge-lijke stoffen gaan experimenteren. En met opmerkelijk suc-ces. Een vaccin bereid met behulp van kalium-bichromaat(ook een antiseptische stof ) deed het in tests wel goed. Ter-wijl Pasteurs eigen vaccin maar bleef haperen.

Toen de zaak door Rossignol op de spits werd gedreven,wist Pasteur wat hem te doen stond. Nadat de afspraak voorde demonstratieproef was gemaakt, riep hij zijn medewerkersbij elkaar en zei: we gebruiken het kalium-bichromaat. Zogeschiedde, en Pasteur werd de held van Pouilly-le-Fort.

Doel en middelen

Er is wel iets ter verdediging van Pasteur te zeggen, maar ei-genlijk maakt dit de zaak er voor hem niet beter op. Het lijktalsof Pasteur doodleuk een vaccin gebruikte dat volgens zijneigen theorie onmogelijk effectief kon zijn. Immers, door deantiseptische stof gingen de bacillen dood, en dode bacillen

pasteurs geheim 125

konden volgens Pasteur niet als vaccin werken. Maar zo bontmaakte Pasteur het niet. Toen hij de werking van antisepti-sche stoffen in zijn lab liet onderzoeken, geloofde hij nietmeer dat antiseptische stoffen de bacillen allemaal doodden.Toussaints proeven waren niet helemaal mislukt, en dat zouwel eens kunnen komen doordat antiseptische stoffen eendeel van de bacillen niet doodmaakten maar alleen verzwak-ten. Hetzelfde effect dus als bij blootstelling aan de lucht. Zokon Pasteur de methode van zijn tegenstander gebruiken enondertussen in zijn eigen theorie blijven geloven.

Maar dit pleit Pasteur natuurlijk niet vrij van misleiding.En wat was er makkelijker geweest dan Toussaint een deel vande eer te gunnen? Hier komt nog bij dat Toussaint ondertus-sen in Pasteurs richting was opgeschoven. Ook hij begon tedenken dat een vaccin levende bacillen bevatte. Pasteur wistdit, maar negeerde het. In zijn publicaties bleef hij erbij datToussaint een verkeerde theorie en een verkeerde methodehanteerde. Pasteur wilde de overwinning helemaal voor zich-zelf.

Pasteurs vaste geloof in zijn eigen theorie zou uiteindelijknog vruchten afwerpen ook. Na de demonstratie in Pouilly-le-Fort bleef hij proberen een goed vaccin te maken volgenszijn eigen recept. En dat lukte uiteindelijk, zodat Pasteur zijngelijk achteraf toch nog bevestigd zag. Maar ook dit is na-tuurlijk geen excuus voor de misleiding waarmee hij de de-monstratie bij Pouilly-le-Fort naar zijn hand zette.

‘Wie niet waagt, die niet wint’, zei Pasteur graag. Het ginghem om winnen, en om zijn doel te bereiken schrok hij nietterug voor hoog spel, zelfs niet voor vals spel. Het bleef ookniet bij één keer, het was een patroon in Pasteurs werkwijze.

Een ander voorbeeld om dit te illustreren. Een paar jaar nade miltvuurproef ontwikkelde Pasteur een vaccin tegenhondsdolheid. Toen dit vaccin eenmaal gereed was en op gro-


te schaal werd toegepast, bleek het goed te werken. Maar tij-dens de ontwikkeling ervan was Pasteur weer geruime tijdonzeker over de beste bereidingsmethode en over de effectivi-teit. Proeven met honden gaven geen betrouwbaar resultaat.Toch probeerde hij het vaccin toen in het geheim al op tweemenselijke patiënten uit (met onduidelijke uitkomst). Ter-wijl hij in zijn publicaties altijd beweerde dat zoiets natuurlijkmisdadig was: vóór je een vaccin op mensen toepaste, moesthet zijn werkzaamheid bij dieren bewezen hebben.

Voor Pasteur heiligde het doel blijkbaar de middelen. Hetdoel was een werkzaam vaccin, en dat kwam er. Maar hoevermag je gaan om dat doel te bereiken? Wat wel en niet mag,daar hoeven we hier geen oordeel over te vellen. Pasteur gingover de schreef, zoveel is duidelijk. Hij blijft een van de besteen belangrijkste onderzoekers die we ooit hebben gehad.Maar hij was geen heilige.

pasteurs geheim 127

10Twee keer van aap tot mens

Wetenschap en cultuur

Wetenschap is een onderdeel van onze cultuur, en cultuur ismensenwerk. Toch wordt wetenschap vaak anders bekekendan andere uitingen van cultuur zoals de politiek, de schil-derkunst, de architectuur of de sport. Het is wel allemaal cul-tuur, zegt men dan, maar wetenschap past toch niet echt inhet rijtje. De architectuur, de politiek, enzovoort, veranderenmet de cultuur. Je kunt er een tijdsperiode zelfs mee karakte-riseren. Wie aan de Baroktijd denkt, denkt meteen aan Bachsmuziek of aan rijk gedecoreerde kerken. Voor wetenschaplijkt dit niet op te gaan. De wetenschap wil tijdloze kennisverzamelen: kennis die altijd geldig blijft, ongeacht de cul-tuur en de tijd.

Of de wetenschap inderdaad zulke tijdloze kennis voort-brengt, zullen we nooit zeker weten. Wetenschappers van alletijden hebben gedacht dat hun kennis de waarheid was, oftenminste een goede benadering ervan. Maar als je een halveeeuw verder kijkt, is er van hun waarheden meestal maar wei-nig overeind gebleven. Wij kunnen maar beter niet de illusiehebben dat het tegenwoordig anders is. Sterker nog, kennisgaat eerder steeds minder lang mee. Vaak is er een paar jaar la-ter alweer een nieuw gezichtspunt. Maar ook kennis die hetlanger uithoudt, kan uiteindelijk toch nog op het kerkhofvan de wetenschap belanden

Wat we wel weten, is dat wetenschappelijke kennis net alseen schilderij of een roman hoe dan ook mensenwerk blijft.Wetenschappers werken niet in een vacuüm maar in een be-paalde cultuur. Om de cultuurgebondenheid van wetenschapte illustreren, volgen hier twee theorieën over de evolutie vande mens uit aapachtige voorouders. De eerste theorie dateertuit de jaren 1950 en is van de Sherwood Washburn, toenter-


Afbeelding 10.1: Sherwood Washburn werd in 1911 geboren in Cam-bridge, Massachusetts. Hij studeerde aan Harvard University en promo-veerde in 1940 in de antropologie. Hij werkte daarna aan de universitei-ten van Columbia en Chicago.Van 1958 tot 1978 was hij hoogleraarantropologie aan de University of California in Berkeley. Hij overleed in2002 in Berkeley.

tijd een vooraanstaand Amerikaans antropoloog. De tweedetheorie, uit de jaren 1970, is van Sarah B. Hrdy, een Ameri-kaanse die nog steeds een grote reputatie heeft als onderzoek-ster van apenen mensengedrag.

Washburn en Hrdy schelen maar een generatie. Zie hoewetenschap en wetenschappers in zo’n korte tijd kunnen ver-anderen.

Man the hunter

Sherwood Washburn ontwikkelde zijn theorie in de jarenvijftig en zestig van de vorige eeuw. De evolutie van de menswas volgens Washburn begonnen toen een mensapensoortrechtop was gaan lopen. De vergroting van de hersenen volg-de pas later. In Afrika gevonden fossielen van de australopi-theken (Australopithecus) leverden hiervoor een bewijs. Dezeoudste mensachtigen liepen rechtop, maar hadden nog kleinehersenen, niet groter dan die van mensapen. Rechtop lopenwas geëvolueerd toen het bos waarin onze apenvooroudersleefden verdween en plaatsmaakte voor een opener savanne-landschap. Vluchten in de bomen kon niet meer, en een goedoverzicht over de vlakte was nodig om niet door roofdierenverrast te worden.

De tweebenige gang maakte de handen vrij voor het han-teren van werktuigen en wapens. Bij de australopitheken wasal te zien dat de mannen niet meer zulke vervaarlijke hoek-tanden hadden als apenmannetjes. Blijkbaar konden ze zichop een andere manier verdedigen. Het gebruiken en later ookmaken van wapens en werktuigen betekende volgens Wash-burn een keerpunt. Het was het begin van de ontwikkelingvan cultuur, en hierdoor zouden de mensachtigen zich steedsmeer van dieren gaan onderscheiden.

Om de handen handiger te maken, moesten de hersenen

twee keer van aap tot mens 131

groter worden. Grotere hersenen openden weer nieuwe mo-gelijkheden, zoals een gevarieerd sociaal verkeer. Wat op zijnbeurt weer nog grotere hersenen voordelig maakte. Met hettoenemen van de hersencapaciteit werd de mens zich steedsmeer van zichzelf bewust, en uiteindelijk ontstond commu-nicatie door middel van taal. Vandaar ook de wetenschappe-lijke naam van de moderne mens: Homo sapiens, de ‘wetende’mens.

De menswording was een geleidelijk proces. De kenmer-ken die ons menselijk maken ontstonden stapsgewijs, niet al-lemaal tegelijk. Toch was er volgens Washburn één fase in hethele proces aan te wijzen die cruciaal was voor wat het bete-kende ‘mens’ te zijn. Dit was de ontwikkeling van de georga-niseerde jacht op groot wild. Hierbij ontstonden de eigen-schappen die alle moderne mensen als gemeenschappelijkerfgoed meedragen.

De hele ontstaansgeschiedenis van de moderne mens, naarlichaam en geest, biologisch en cultureel, was volgens Wash-burn te karakteriseren als de evolutie van Man the hunter. Devroegste mensachtigen waren nog hoofdzakelijk vegetariërsgeweest die maar incidenteel vlees aten. Toen de evolutie vanhanden en hersenen het gebruik van wapens en werktuigenmogelijk maakte, werd de jacht op dieren meer systematisch.Het hoogtepunt van deze ontwikkeling was de jacht op grootwild, door een groep samenwerkende individuen van eenstam.

De groepsjacht vereiste praktische en geestelijke vaardig-heden: wapens maken, oefening in hun gebruik, planning,samenwerking, delen van de buit, verdedigen van het jacht-gebied tegen indringers, en dergelijke. Niet ieder lid van destam was overal even goed in, dus werden de taken verdeeld.Om te beginnen tussen mannen en vrouwen: alleen de man-nen jaagden.


Natuurlijk was de moderne mens niet meer letterlijk eenjager. Zo’n tien- tot twaalfduizend jaar geleden was de land-bouw ontstaan, wat een heel andere leefwijze meebracht.Maar in de tijd gezien besloeg die landbouwfase maar éénprocent van de menselijke geschiedenis. Evolutionair gespro-ken was de mens nog steeds een jager. En zo gedroeg hij zichook. De eigenschappen die hem tot jager maakten, warennog steeds bepalend voor menselijk gedrag. Net als de jagers-gemeenschap kenmerkte de hedendaagse maatschappij zichdoor taakverdeling, overleg, samenwerking en samen delen.In het moderne leven hadden die kenmerken de vorm aange-nomen van economische activiteiten, arbeidsdeling, politiek,sociale organisatie en landsverdediging.

Zelfs de kiem van het moderne gezin zag Washburn al inde jagerscultuur. Naast vlees stond er nog steeds plantaardigvoedsel op het menu. Dat werd verzameld door de vrouwen.Die zorgden voor de kinderen terwijl de mannen op jachtwaren. Daarnaast maakten ze zich nuttig met het oogsten vanfruit, zaden en planten. Waar de vrouwen en kinderen geza-menlijk achterbleven, ontstond vanzelf een kamp waar demannen na de jacht terugkeerden. Het lag voor de hand datiedere man zijn deel van de buit weer deelde met vrouw enkinderen.

Er was volgens Washburn een biologisch gegeven dat opdeze paarvorming van man en vrouw wees. Dat was dat debronst bij de mens was verdwenen. Bij de mensapen waren devrouwtjes alleen in de bronstperiode bereid tot paren. Daar-buiten gingen mannelijke en vrouwelijk apen ieder hunsweegs. Bij de mens waren de vrouwen in beginsel bijna altijdseksueel ontvankelijk, niet alleen tijdens hun vruchtbare da-gen. Daardoor werd de vaste paarvorming tussen man envrouw bevorderd. De vrouw kreeg zo het voedsel en de be-scherming die ze nodig had. De man kon redelijk zeker zijn


van het vaderschap van zijn kinderen en was daarom bereidvoor ze te zorgen. De groep als geheel profiteerde doordat dejacht niet periodiek onderbroken hoefde te worden voorvoortplantingsactiviteiten, met alle onrust die dat meebracht.

Apengedrag

Een generatie later, in de jaren 1970, bekeek apenonderzoek-ster Sarah Hrdy (spreek uit hurdie) de menswording vanuiteen ander perspectief. Waar Washburns geschiedenis om demannen draaide, concentreerde zij zich op de vrouwen. OokHrdy beschouwde de jacht als een belangrijke vernieuwing.Maar met Washburns ideeën over de groepsdynamiek bijvroege mensachtigen was ze het niet eens.

Ondertussen was de aanduiding Man the hunter al in on-bruik geraakt. Die legde het accent wel erg eenzijdig op demannen. Het Engelse Man staat dan wel voor ‘mens’, maardat is op zichzelf al veelzeggend. Beter was het om onze voor-ouders hunter-gatherers te noemen, jagers-verzamelaars, waar-mee ook de activiteiten van de vrouwen werden benoemd.

Maar de rol van de vrouwen in Washburns model was hoedan ook een ondergeschikte. De menswording kwam vooralop conto van de mannengemeenschap, door het ontstaan vande jacht. De evolutie van de vrouwen hobbelde daar een beet-je achteraan. Als specifiek werktuig voor vrouwen noemdeWashburn alleen een draagband om een kind te kunnen mee-dragen tijdens het verzamelen van voedsel. De meest opval-lende verandering bij de vrouwen was iets dat ze kwijtraak-ten, namelijk de bronst.

Hrdy was om verschillende redenen ontevreden met ditmodel. Eén daarvan was dat Washburn te sterk leunde op ge-gevens over mantelbavianen. Washburn wist nog maar wei-nig van het gedrag van apen. Veldstudies in het wild zouden



Afbeelding 10.2: Sarah Blaffer Hrdy werd in 1946 in Texas geboren. Zestudeerde antropologie aan Radcliffe College. In 1975 promoveerde zeaan Harvard University op een sociobiologische gedragstudie van apen.Tot 1996 was ze hoogleraar in het Anthropology Department van deUniversity of California in Davis. Ze woont in San Francisco.

pas in de jaren 1960 goed op gang komen. Maar het groepsle-ven van de mantelbaviaan was al eerder bestudeerd. Deze aapleefde bovendien in de savanne, en volgens Washburn waszijn gedrag daarom vergelijkbaar met dat van vroege mens-achtigen.

Bij mantelbavianen hadden de dominante mannetjes eenharem die ze agressief bewaakten en verdedigden. De groeps-dynamiek werd bepaald door de machtsverhoudingen tussende volwassen mannetjes. De vrouwtjes volgden het dominan-te mannetje. Deze groepsstructuur was volgens Washburnook het uitgangspunt geweest bij de overgang van aap naarmens. Hij had als vanzelfsprekend aangenomen dat de man-netjes de hoofdrol waren blijven spelen, tot op de dag vanvandaag.

Hrdy betwijfelde of dit bavianenmodel wel van toepassingwas op de mens. Nieuwe apenstudies lieten ook heel anderegroepsverhoudingen zien. Haremvorming en mannelijke do-minantie waren bepaald niet standaard. Bij andere bavianen-soorten en bij chimpansees waren de verhoudingen tussenmannetjes en vrouwtjes bijvoorbeeld veel losser. Orang-oe-tangs vormden helemaal geen harem, en bij sommige apen-soorten kwam een-op-een paarvorming voor. Ook de matewaarin de mannetjes de vrouwtjes domineerden kon sterkverschillen. Bij sommige paarvormende apen was zelfs hetvrouwtje dominant. Hoe de verhoudingen bij vroege mens-achtigen waren geweest, was dus helemaal niet zo vanzelf-sprekend.

Washburn ging uit van een afwachtende, volgende vrou-wenrol, zoals bij de mantelbavianen. De mannetjes haddenonderling een duidelijke rangorde, de vrouwtjes niet. Enrangorde was bepalend voor de groepsstructuur. Maar ookhier lieten nieuwe veldstudies van apen allerlei andere moge-lijkheden zien. Bij menige soort waren het juist de vrouwtjes


die de groepsstructuur bepaalden. Zij hadden een stabielereonderlinge rangorde dan de mannetjes. Als het dominantemannetje door een ander werd verdrongen, bleef de rangordevan de vrouwtjes intact. Mannetjes kwamen en gingen, hunonderlinge hiërarchie wisselde veel vaker en was niet kenmer-kend voor de groep.

Vrouwtjes konden hun status in de groep bovendien door-geven aan hun nakomelingen. Bij chimpansees bijvoorbeeldwas de rangorde van dochters een afgeleide van die van hunmoeder. En de zonen van hooggeplaatste vrouwtjes deden hetin de mannenhiërarchie ook goed. Vrouwtjes hadden dus eenwezenlijk aandeel in de verhoudingen binnen de groep, zelfsdoor de generaties heen. Meestal domineerden de mannetjesdan wel de vrouwtjes, maar die dominantie bepaalde niet dedynamiek van de gemeenschap. Alweer was het nog maar devraag hoe het bij vroege mensachtigen was geweest. En washet niet ook voorbarig te stellen dat een activiteit van de man-nen, de jacht, de allesbepalende factor was geweest voor degroepsverhoudingen?

Sociobiologie

Om beter zicht te krijgen op de rol van de vrouwen, bij apenen mensen, maakte Hrdy gebruik van sociobiologische theo-rieën. De sociobiologie kwam op in de jaren 1970. De kernervan was dat de evolutietheorie werd toegepast op de ont-wikkeling van gedrag, niet alleen bij dieren maar ook bijmensen. Vooral het laatste was nieuw. Menselijk gedrag wastot dan toe gezien als een culturele kwestie. Dieren werdengeregeerd door hun biologie. De mens had zich daarvan los-gemaakt en gaf door cultuur zelf vorm aan zijn bestaan. Desociobiologie beweerde nu dat de menselijke cultuur diepverankerd was in de biologie. In de manier waarop mensen


zich gedroegen en met elkaar omgingen, weerspiegelde zichons evolutionaire verleden. Voor menselijk gedrag ging het-zelfde op als voor diergedrag: het doel ervan was om overeindte blijven in de strijd om het bestaan en om je erfelijke eigen-schappen, je genen dus, door te geven aan de volgende gene-ratie.

Wat betekende dit in de praktijk? Mensen willen een goe-de maatschappelijke positie bereiken, gezonde kinderen opde wereld zetten en die kinderen een goede start geven. Ditstreven kwam voort uit de menselijke biologie, stelde de so-ciobiologie. In wat voor cultuur je ook leefde, alles draaideuiteindelijk om een hoge sociale rangorde (maatschappelijkepositie) en om succesvolle voortplanting (gezonde kinderen).Net als bij onze apenvoorouders dus. Maatschappelijk succeswas zo gezien niet fundamenteel verschillend van evolutio-nair succes. Wilde je menselijk gedrag begrijpen, zei de socio-bioloog, dan moest je het consequent tegen zijn evolutionaireachtergrond zien.

Volgens Hrdy was het, sociobiologisch gesproken, voormannelijke en vrouwelijke individuen even belangrijk omsuccesvol te zijn. Beiden probeerden ze hun genen zo goedmogelijk door te geven aan de volgende generatie, en voorbeiden was het daarbij voordelig een hoge plaats in de (maat-schappelijke) rangorde te bezetten. Dit klinkt misschien nietzo opzienbarend, maar het was toch een nieuw inzicht.Washburn was er nog van uitgegaan dat rangorde en voort-planting veel meer invloed hadden op het gedrag van manne-tjes dan op dat van vrouwtjes. Zijn redenering was als volgt.

Voor vrouwtjes is er een natuurlijk maximum aan het aan-tal kinderen dat ze kunnen krijgen en grootbrengen. Apen enmensen krijgen meestal maar één kind tegelijk. Pas wanneerdat kind zelf kan eten, kan de volgende spruit op stapel wor-den gezet. Vrouwtjes bereiken vanzelf hun maximale voort-


plantingssnelheid wanneer ze continu óf zwanger óf zogendzijn. Meer kinderen krijgen is fysiek onmogelijk. Mannetjesdaarentegen kunnen er een hele harem op nahouden. En hoedominanter ze zijn, des te groter hun harem. Voor vrouwtjesis rangorde van weinig belang als het om nakomelingen gaat– ze krijgen die nakomelingen toch wel. Maar voor manne-tjes is het aantal nakomelingen dat ze kunnen verwekken di-rect afhankelijk van hun rang.

Hrdy maakte er haar levenswerk van om aan te tonen datWashburns visie te simpel was.

De strategische vrouw

De rangorde van vrouwtjes was volgens Hrdy wel degelijk be-langrijk. Een wel heel sprekend voorbeeld leverde het Zuid-Amerikaanse leeuwaapje. In groepen van deze dieren is er al-tijd maar één paartje dat zich voortplant. Het dominantevrouwtje onderdrukt namelijk de vruchtbaarheid van alle an-dere vrouwtjes in de groep. Een vrouwtje dat zich wil voort-planten moet dus zorgen in de top van de hiërarchie te ko-men. In dergelijke groepen zijn rangordegevechten tussenvrouwtjes dan ook niet ongewoon.

Ook om andere redenen bereiken vrouwelijke individuenhun maximale voortplantingssnelheid niet zomaar vanzelf.Om te beginnen komt dat door de levensomstandigheden.Die zijn zelden ideaal, en veel nakomelingen sterven voor zevolwassen zijn. Ook dit maakt het voor een vrouwtje belang-rijk om een hoge positie in de groep te bezetten, want dankan ze bijvoorbeeld meer voedsel opeisen. Vrouwtjes kunnenook besluiten dat de omstandigheden te ongunstig zijn omeen kind groot te brengen. Bij menige apensoort worden dejongen dan achtergelaten of gedood. Ook bij de mens komtdat voor, en niet alleen bij mensen die nog als jagers-verzame-


laars leven – denk alleen maar aan achterlating voor adoptie. Bij apen worden jongen ook vaak gedood door zwervende

mannetjes of door mannetjes die net het leiderschap van degroep hebben overgenomen. Zij zijn niet gebaat bij nakome-lingen die ze niet zelf verwekt hebben. Ze willen de vrouwtjesin de groep zo snel mogelijk zelf bevruchten. Uit de tegen-maatregelen die de vrouwtjes hiertegen nemen, blijkt weerduidelijk hun actieve rol in de groep. Apenvrouwtjes probe-ren namelijk relaties aan te gaan met dergelijke potentieel ge-vaarlijke mannetjes. Wanneer ze de kans zien, paren ze metdie mannetjes. De reden hiervoor is gemakkelijk in te zien.Wanneer een mannetje de baas wordt in een groep, zal hijgeen nakomelingen doden die hij mogelijk zelf verwekt heeft.Veldstudies tonen aan dat nieuwe leiders inderdaad goed we-ten met welke vrouwtjes ze al gepaard hebben: ze laten de na-komelingen van deze vrouwtjes ongemoeid.

Bij de vroege mensachtigen zou iets soortgelijks kunnenspelen. Volgens Washburn had het verdwijnen van de bronstbij mensachtigen te maken met de paarvorming. Door haarvruchtbare periode te ‘verbergen’ en door steeds seksueel ont-vankelijk te zijn, bond de vrouw de man aan zich. De mankreeg zo grotere zekerheid over zijn vaderschap. VolgensHrdy kon het wel eens precies omgekeerd zijn.

Om te beginnen was het lang niet zeker dat de vroegemens aan strikte paarbinding deed. In menige hedendaagsecultuur komt nog steeds polygamie voor. Voortdurende com-petitie tussen de mannen om de vrouwen, zoals bij menigeapensoort, was ook bij de vroege mensachtigen goed denk-baar. Voor de vrouw bood het verdwijnen van de bronst indeze situatie groot voordeel. Het stelde haar namelijk in staatonzekerheid te scheppen over het vaderschap van haar kinde-ren. Alle mannen waarmee ze paarde, konden de vader vanhaar kinderen zijn. Wanneer ze precies vruchtbaar was, bleef


immers in het ongewisse. De bedoeling hiervan was weer dattoekomstige leiders haar kinderen welgezind zouden zijn.Vrouwen zetten hun seksualiteit zo dus op een heel strategi-sche manier in.

De reactie hierop bij haremvormende apen was dat de do-minante mannetjes hun vrouwtjes streng bewaakten. Maardit zag je niet alleen bij apen. Volgens Hrdy verklaarde hetook bepaalde gebruiken in menselijke culturen, zoals destrikte isolering van haremvrouwen, het taboe op het verliesvan maagdelijkheid voor het huwelijk, kuisheidsgordels, devrouwenbesnijdenis, enzovoort. Dergelijke culturele gebrui-ken hadden dus biologische wortels.

Ook bij de zorg voor de nakomelingen gingen vrouwenvolgens Hrdy strategische allianties aan. Het grootbrengenvan kinderen kostte enorm veel tijd en energie. Vrouwenhadden bovendien een dubbele taak: er moest ook voedselverzameld worden. Dus was hulp onmisbaar. Bij de jagers-verzamelaars staan familieleden elkaar bij. Vooral grootmoe-ders verzetten veel werk. Dit kon verklaren dat de mens eenvan de heel weinige soorten is waarbij individuen die zelf teoud zijn om kinderen te krijgen, toch nog een behoorlijke le-vensverwachting hebben. Zo kunnen ze op de kinderen vanhun kinderen passen.

Strategie was voor Hrdy steeds het sleutelwoord. Om desociale gedragingen van onze voorouders en van onszelf te be-grijpen, moest je kijken naar hun evolutionaire strategieën.De ontwikkeling van de jacht was een belangrijke fase in deevolutie. Maar je kon er niet uit afleiden hoe wij ‘mens’ warengeworden. Om menselijk gedrag te doorgronden, en de men-selijke cultuur, moest je kijken naar de sociale rol van man-nen én vrouwen. Hun (soms tegengestelde) belangen maak-ten ons tot wie wij zijn.


Man the hunter of Mother nature

Washburn en Hrdy verschilden dus hemelsbreed in hun visieop de sociale evolutie van de mens. Voor een deel zijn de ver-schillen te verklaren door de opkomst van veldstudies vanapengedrag in de jaren 1960. Die leverden een vracht gege-vens op die Hrdy en andere onderzoekers op nieuwe ideeënbrachten. Ook de opkomst van de sociobiologie speelde eengrote rol.

In Washburns tijd was er nog geen sociobiologie. Hij keekals het om evolutie ging vooral naar de groep. Nieuwe eigen-schappen ontstonden omdat de groep er voordeel bij had. Destrijd om het bestaan werd ook door de groep als geheel ge-voerd, het belang van het individu was daaraan onderge-schikt. De ontwikkeling van de jacht beschouwde Washburndan ook als ‘goed voor de groep’. Hoe de veranderingen diedat meebracht voor individuen uitpakten, en vooral voor devrouwen in de groep, daar besteedde hij geen aandacht aan.

Hrdy deed dat juist wel. Als sociobiologe ging ze ervan uitdat het individu centraal stond in de strijd om het bestaan.Elk individu probeerde zijn eigen kansen te maximaliseren.Dat kon tot samenwerking met andere individuen leiden,maar ook tot tegengestelde belangen. De vraag of een bepaal-de evolutionaire verandering goed was voor de groep, speeldevoor het individu geen rol. Groepsgedrag was dan ook alleente verklaren door naar de belangen van de individuen in degroep te kijken. Groepsgedrag was de optelsom van de strate-gieën van de individuen.

Maar sociobiologie en apenstudies verklaren de verschillentussen Washburn en Hrdy niet helemaal. In hun theorieënklinkt ook een andere visie door op mens en maatschappij.Washburn bestudeerde de mensachtigen als groep, maar hijhad het hoofdzakelijk over mannen. Hij werkte in de jaren


1950, toen het nog heel gewoon was ‘de mens’ als een ‘hij’ tezien. Met Man the hunter bedoelde Washburn jagers-verza-melaars, mannen en vrouwen dus. Dit is taalgebruik dat wijtegenwoordig seksistisch vinden, maar in de jaren vijftig washet normaal.

Washburn dacht bovendien echt dat de mannen de centra-le rol hadden in de menswording, en ook dat was in zijn tijdgeen opzienbarende stelling. Mannen maakten de dienst uitin het openbare leven. Zij brachten brood op de plank, be-dreven politiek en voerden oorlog. De vrouwen bleven thuisom te baren en voor de kinderen te zorgen. Het klassieke ge-zin was nog de hoeksteen van de samenleving. Man the hun-ter was met andere woorden een typisch product van de wes-terse mannenmaatschappij waarin Washburn leefde.

Hrdy op haar beurt ging uit van de sociobiologie, en dusvan individuen. Mannen en vrouwen waren in het evolutie-proces even belangrijk. Maar Hrdy had het toch hoofdzake-lijk over de vrouwen. De reden laat zich raden. Hrdy was (enis) een gedreven feministe, en zij vond in de jaren 1970 dat ereen inhaalslag moest worden gemaakt. Het aandeel van devrouwtjes in de groepsdynamiek van sociale apen had tot dantoe veel te weinig aandacht gekregen, vond zij. Dat ook vrou-wen die dynamiek bepaalden, was voor haar een uitgangs-punt. Terwijl Washburn sprak over Man the hunter, gaf Hrdyeen van haar boeken de titel Mother nature.

De combinatie van feministe en sociobiologe was overi-gens tamelijk bijzonder. Veel feministen in die tijd wezen desociobiologie af. De verhoudingen tussen de menselijke sek-sen waren cultureel bepaald, vonden zij. De biologie had daarniets mee te maken. Sterker nog, het biologisch verklaren vanmenselijk gedrag leidde volgens feministen nu juist tot seksis-me. Je kon dan bijvoorbeeld beweren dat vrouwen thuishoorden te blijven, omdat dat nu eenmaal aansloot bij hun


biologische kenmerken. Dus waren feminisme en sociobiolo-gie vaak elkaars vijanden.

Hrdy zag dat anders. Zij vond in de sociobiologie juiststeun voor haar feminisme. Zo verdedigde zij bijvoorbeeld dekeuze van moderne vrouwen voor werk én kinderen door tewijzen op de dubbele taak (zorg en voedsel verzamelen) vanvrouwen bij de jagers-verzamelaars. In Washburns en Hrdy’svisie op de menselijke evolutie vind je dus hun ideeën over demaatschappelijke positie van mannen en vrouwen terug.

Wetenschap en maatschappij

Er zaten meer maatschappelijke boodschappen in hun werk.Washburn sloot met zijn jagerstheorie aan bij de internatio-nale politiek van de Verenigde Naties in de jaren 1950. Na deTweede Wereldoorlog nam de vn nadrukkelijk afstand vanracisme en nazisme. Vreedzaam samenleven was alleen moge-lijk als alle mensen elkaar ondanks verschillen in cultuur alsgelijkwaardig beschouwden. Dat was ook de grondslag voorde verklaring van de rechten van de mens uit 1948. Alle men-sen hadden de plicht elkaars rechten te respecteren en be-schermen. Rasverschillen waren onbelangrijk. De menselijkesoort was variabel in lichaamskenmerken maar geestelijk wasiedereen gelijkwaardig. In essentie was er eenheid, en daarommoest samenwerking van alle landen en volkeren het nieuwedevies zijn.

Washburns voorstelling van de oorsprong van de menssloot hier perfect bij aan. Man the hunter verbond alle men-sen. Want alle tegenwoordige mensen stamden van voorou-derlijke jagers-verzamelaars af en hadden daardoor nog steedsdezelfde kenmerken. In ons gedrag waren wij nog steeds alle-maal jagers en verzamelaars. De cultuurverschillen tussen ras-sen waren, evolutionair gesproken, heel kort geleden ont-


staan. Ze hadden geen biologische basis. De overeenkomst inbiologie stond garant voor het universele menselijke vermo-gen tot overleg, samenwerking, taakverdeling en delen. Manthe hunter stond, in Washburns eigen woorden, aan de basisvan de unity of mankind.

De sociobiologische benadering van menselijk gedrag diein de jaren 1970 opkwam, brak met dit mensbeeld. Niet een-heid en samenwerking stonden voorop, maar de belangenvan het individu. Individuen waren elkaars concurrenten, enin de strijd om het bestaan wonnen de sterkeren het van dezwakkeren. Competitie was het sleutelwoord, niet samenwer-king. Want zelfs als er werd samengewerkt, ging het de indivi-duen uiteindelijk toch om hun eigen voortplantingssucces.Zelfs tussen mannen en vrouwen binnen een groep beston-den belangentegenstellingen, zoals we hebben gezien.

Voor veel tegenstanders van de sociobiologie was deze in-valshoek een typisch product van ultra-rechts politiek denken.De sociobiologie leek een rechtvaardiging van individualismeen kapitalisme: ieder voor zich en macht is recht. Nog ergerwas de suggestie dat het ook niet anders kón: zo was nu een-maal de menselijke natuur. Volgens de tegenstanders zette desociobiologie de deur open voor racisme en andere bedenkelij-ke ideologieën. Immers, als de biologie de basis was voor men-selijke gedragingen, dan konden verschillen tussen culturenweer al te gemakkelijk aan biologische verschillen toegeschre-ven worden. Ook leek zo de ongelijke maatschappelijke posi-tie van mannen en vrouwen gerechtvaardigd te worden.

Kortom, de sociobiologie werd afgeschilderd als het pro-duct van een onfrisse ideologie. Op Hrdy, zelf feministe, wasdeze kritiek niet helemaal toepasbaar, maar voor heel wat fe-ministes waren ook haar opvattingen verwerpelijk.

De voorbeelden van Washburn en Hrdy laten zien dat we-tenschappelijke theorieën niet in een vacuüm ontstaan. Ze


dragen de tekenen van de cultuur waarbinnen ze bedachtworden. Het is niet alleen dat de cultuur van een tijd invloedheeft op wetenschappelijke theorieën. Wetenschap is zelf on-derdeel van de cultuur en heeft daarom invloed op hoe decultuur eruit ziet. Washburns werk begrijp je beter tegen deachtergrond van de naoorlogse visie op de mens binnen deVerenigde Naties. Maar omgekeerd kreeg die mensvisie doorWashburns jagerstheorie een wetenschappelijk fundament.Binnen de vn propageerde men de unity of mankind door opons gemeenschappelijke jagersverleden te wijzen.

De wisselwerking tussen wetenschap en cultuur doet zich ineindeloos veel variaties voor. Niet altijd ligt het er zo dik boven-op als bij Washburn en Hrdy. Dat komt doordat onderzoekershun uiterste best doen tijdloze kennis te produceren die onaf-hankelijk is van de cultuur. De evolutiebiologie van de mens iseen nog jonge tak van wetenschap, en daar valt het onderzoe-kers nog niet mee kennis en cultuur te scheiden. Ook vanwegehet onderwerp natuurlijk. Maar in wetenschapsgebieden meteen lange traditie, zoals de natuurkunde, zijn de onderzoekerser gaandeweg erg goed in geworden hun werk een tijdloosvoorkomen te geven. Aan hun theorieën en berekeningen zie jede cultuur van de tijd niet zo eenvoudig meer af. Maar dat we-tenschap cultuurgebonden is, blijft toch altijd wel zichtbaar, alis het op een subtiele manier. Over vijftig of honderd jaar zul-len historici er geen moeite mee hebben ook onze hedendaagsenatuurkundige kennis ‘in de tijd’ te plaatsen.

Dat wetenschap mensenwerk is, maakt wetenschappelijkekennis niet meer of minder geldig. Wat onze theorieën waardzijn, moet blijken uit het bewijsmateriaal. Maar ook het ver-zamelen en beoordelen van bewijsmateriaal is weer mensen-werk. Of we zo ooit de waarheid bereiken? Misschien, maarwe zullen nooit zeker weten dat we er zijn. Zeker is alleen datzelfs ware kennis er zonder mensenwerk niet komt.


11

EpiloogHoe werkt wetenschap?

De wetenschappelijke methode

Hoe werkt wetenschap – dat was in het voorafgaande de cen-trale vraag. Geven de besproken voorbeelden het antwoord?Dat ligt eraan wat je verwachtte. Een recept dat met zeker-heid tot een goed resultaat leidt, valt uit de voorbeelden niette destilleren. Dat is misschien teleurstellend, maar toch ookeen belangrijk inzicht. De wetenschap produceert kennis,maar het productieproces laat zich niet in kookboek-instruc-ties vangen. Daarvoor is het te onvoorspelbaar.

In het verleden dachten wetenschappers dat er wél zo’n re-cept bestond: de wetenschappelijke methode. Dat was een on-feilbaar instrument waarmee de waarheid steeds dichter bena-derd kon worden. Het is veelzeggend dat er altijd al verschilvan mening is geweest over wat die methode inhield. Het re-cept had wel ingrediënten die steeds terugkwamen: je moestwaarnemingen doen, een theorie bedenken, en experimentenuitvoeren om je theorie te testen. Maar verder overheersten demeningsverschillen. Wat kwam eerst: waarnemingen doen ofeen theorie bedenken? Hoeveel waarnemingen en experimen-ten had je nodig om zekerheid te krijgen? En als er een waar-neming opdook die niet in de theorie paste, moest je je theo-rie dan aanpassen of opgeven?

Onze voorbeelden laten zien dat de praktijk zich in elk ge-val niet aan een vast recept houdt. De geschiedenis van dedarwinvinken illustreert dat waarnemingen niet vanzelf totkennis leiden. Ze krijgen pas betekenis als er een wisselwer-king is met een theorie over die waarnemingen. Anders ge-zegd, waarnemingen moeten altijd worden geïnterpreteerd.

Ook bij Flemings toevalswaarneming van de werking vanpenicilline speelde zijn theoretische kennis als bacterioloogeen rol. Daardoor was hij als het ware op die waarnemingvoorbereid. Maar er was ook een creatieve gedachtesprongnodig. Flemings verdienste was dat hij direct aan de moge-lijkheid van geneeskundige toepassing dacht. Zonder creati-viteit geen wetenschap, en creativiteit kent geen regels.

Waar mogelijk toetst een onderzoekster haar theorie aande hand van nieuwe waarnemingen. Bijvoorbeeld door mid-del van een experiment. Als experimenten een theorie nietsteunen, heeft die theorie een probleem. Maar experimenteleresultaten zijn ‘uitgelokte waarnemingen’. En waarnemingenmoeten worden geïnterpreteerd. Als een experiment uitkom-sten geeft die tegen een gevestigde theorie ingaan, dan heeftsoms juist het experiment een probleem. Dat liet het voor-beeld van de ‘telepathische’ proefpersonen zien. De uitkomstvan een experiment wordt niet in isolatie beoordeeld, maartegen de achtergrond van bestaande kennis.

Bij deze beoordeling wordt niet alleen over het experimen-tele resultaat gedebatteerd. Ook het experiment zelf en de ex-perimentator kunnen in de discussie betrokken worden.Denk maar aan het experiment met zwaartekrachtgolven.Was dit experiment wel goed uitgevoerd? Was de experimen-tator competent? Stond zijn laboratorium goed aangeschre-ven?

Volgens het boekje zijn experimenten bedoeld om over debruikbaarheid van een theorie te beslissen. Ze moeten het


‘bewijs’ leveren dat de theorie deugt. Zolang experimentenniet tegen onze verwachtingen ingaan, gaat dat betrekkelijkprobleemloos. De meeste experimenten die wetenschappersdoen, leiden niet tot heftige discussies. Maar juist als hetspannend wordt, dat wil zeggen als de meningen verdeeldzijn, kan de bewijskracht van experimenten op allerlei manie-ren aangevochten worden. Een experiment geldt pas als be-wijs voor een theorie als de betrokken onderzoekers het ero-ver eens zijn dat het als bewijs geldt. Niet experimentenhebben dus het laatste woord, maar de onderzoekers.

Er bestaat geen keurige procedure die tot kennis leidt zon-der dat over elke stap in de procedure discussie kan ontstaan.Het eindproduct van wetenschap is kennis, maar die kenniswordt niet gegarandeerd door een onfeilbare methode. Ken-nis is dat wat er overeind is gebleven nadat de discussie geslo-ten is.

Kennis die de uitkomst is van een discussie, moeten we diewel serieus nemen? Jazeker, want beter hebben we niet. We-tenschappers kunnen geen garantie bieden voor de geldig-heid van hun kennis. Zelfs als ze de waarheid te pakken heb-ben, kunnen ze dat niet zeker weten. Want ook daar is geenmethode voor. Wat wetenschappers wel te bieden hebben, ishun beste kunnen en hun beste weten op dat moment. Hundiscussies laten zien dat ze bij twijfel niet over één nacht ijsgaan. Ze controleren elk onderdeel van hun proeven nauw-keurig. Ze wikken en wegen. Ze argumenteren op hetscherpst van de snede om tot eensgezindheid te komen. Wiemeer wil dan de eensgezindheid van wetenschappers moetzijn vertrouwen in de wetenschap opzeggen.

Omgekeerd: blind vertrouwen is ook niet op zijn plaats.Wetenschappers zijn ook maar mensen. Ze kunnen foutenmaken, oneigenlijke argumenten hanteren, of de zakenmooier voorstellen dan ze zijn. Zelfs een groot wetenschap-per als Pasteur was bepaald geen heilige.

epiloog 149

Ambachtelijkheid

Er is dus geen onfeilbare wetenschappelijke methode. Kun jedesondanks niet zeggen dat wetenschappers een unieke ma-nier hebben gevonden om de natuur te doorgronden? Ver-schilt hun werkwijze niet fundamenteel van hoe niet-weten-schappers met de wereld omgaan? En geeft dit de kennis diezij produceren niet een unieke status? Drie voorbeelden vanniet-wetenschappelijke kennisverwerving:

(1) Als mijn auto niet wil starten, gebruik ik theorieën,waarnemingen en experimenten om het euvel te verhelpen.Als het brandstoflampje oplicht (waarneming), haal ik mijnjerrycan met benzine en vul de tank bij (experiment). Helptdat niet, dan denk ik aan de accu, zeker als het erg koud is(theorie). Ik probeer de motor met behulp van accuklemmenweer aan de praat te krijgen (experiment). Als dat ook niethelpt, denk ik aan iets ingewikkelds (theorie) en bel de gara-ge.

(2) Als kind kreeg ik spruitjes op mijn bord (experiment).De bittere smaak (waarneming) leerde mij dat spruitjes nietgeschikt zijn als voedingsmiddel (theorie). Ik wilde ze dusniet meer eten. Tien jaar later zette mijn tante me spruitjesvoor en ik durfde niet te weigeren. Maar de bitterheid bleeknu ineens een interessante smaakervaring (waarneming).Spruitjes werden mijn favoriete groente (verwerping oudetheorie).

(3) Uren zit ik bij de telefoon te wachten. Ze had beloofdte bellen. Als ze van me houdt, zál ze ook bellen (theorie).Maar ze belt niet (waarneming). Dus ben ik in zak en as: zehoudt niet van me (conclusie). (Twee dagen later belt ze als-nog; ze was mijn nummer kwijt.)

De manier waarop ik mijn huis-, tuin- en keukenproblemen


aanpak, verschilt niet essentieel van de manier waarop weten-schappers hun vraagstukken aanpakken. De zogenaamde we-tenschappelijke methode is in feite een mooie naam voor hetfeilbare probleemoplossend vermogen dat alle mensen eigenis.

Natuurlijk is er wel verschil tussen mijn alledaagse geklun-gel en wetenschappelijk onderzoek. De wetenschapper is eenexpert, een specialist, die er zijn beroep van heeft gemaakt devragen te beantwoorden die de natuur oproept. Hij pakt dezaken systematisch aan en probeert voorbarige conclusies(zoals ik die bij de telefoon trok) te vermijden. Net als mijnautomonteur heeft hij een toegespitste opleiding achter derug. Hij kent door zijn ervaring de kneepjes van het vak.

Wetenschap vergt vakmanschap. Toen hij Joule’s experi-ment probeerde te herhalen, ondervond Sibum dat zo’n her-haling alleen was weggelegd voor een getrainde experimenta-tor. En het succes van Morgans kruisingsproeven was vooralte danken aan het vernuft waarmee hij het wilde fruitvliegjeombouwde tot een laboratoriuminstrument.

Overduidelijk blijkt het belang van praktische vaardigheidbij het ontwikkelen van toepassingen. Fleming ‘ontdekte’ dewerking van penicilline, maar het kant-en-klare geneesmid-del werd door anderen ontwikkeld. Fleming zelf haakte naeen paar tegenslagen af. Diesel zette langer door, maar nietlang genoeg. Toen zijn motor klaar was, begonnen de proble-men pas echt. Deze voorbeelden laten ook zien dat ‘uitvin-den’ en ‘ontdekken’ processen zijn, niet één gebeurtenis.

Als we het over de dieselmotor hebben of over penicilline,spreken we over ‘toegepaste wetenschap’. Maar eigenlijk doetdit geen recht aan wat er bij de ontwikkeling van zulke pro-ducten allemaal komt kijken. Diesel begon met een weten-schappelijk idee, maar in de commerciële dieselmotor wasvan dat idee weinig terug te vinden. De belangrijkste eigen-

epiloog 151

schappen van de motor ontstonden tijdens het lange ontwik-kelingsproces. Fleming kreeg wel erg veel eer voor zijn weten-schappelijke aandeel in de ‘ontdekking’ van penicilline. Wanthet meeste werk ging zitten in de ontwikkeling van eenbruikbaar geneesmiddel. Zonder het kunsten vliegwerk vanFlorey en Chain was het niet gelukt.

Soms speelt specifieke kennis zelfs nauwelijks een rol.Donders’ brillen waren niet ‘wetenschappelijker’ dan de bril-len die je op de markt kon kopen. Donders had ook geen be-tere methode om iemand een bril aan te meten. Dat hij hettoch beter deed dan de brillenverkopers op de markt, was tedanken aan de hulpmiddelen die de wetenschap hem ver-schafte: statistische gegevens over oogafwijkingen, goede in-strumenten en literatuur. Ook zonder dat zij nieuwe kennislevert, kan de wetenschap een machtige bondgenoot zijn.

Theorievorming

Wetenschap heeft ambachtelijke kanten, maar wetenschap-pers zijn geen technici of ingenieurs. Niet praktische toepas-sing is het hoofddoel van de wetenschap, maar kennis van denatuur. Het spreekt vanzelf dat ook wetenschappers zich be-moeien met maatschappelijke vraagstukken als de energie-voorziening, de milieuproblematiek en de gezondheidszorg.Maar er blijft toch een taakverdeling. Wetenschappers rich-ten zich meer op het verwerven van algemene kennis, techni-ci en ingenieurs meer op de praktijk.

Wetenschappelijk onderzoekers kunnen zich ook bezig-houden met vraagstukken waarvoor (nog) geen toepassings-mogelijkheden zijn. Wetenschappers willen begrijpen hoe denatuur in elkaar zit. Ze streven naar een samenhangend ge-heel van weten. Dit betekent dat er ook aandacht is voortheorievorming en voor de relaties tussen theorieën.


Dat een theorie die in de praktijk ‘werkt’ nog niet waarhoeft te zijn, zagen we bij Pasteur. Hij vond een vaccin tegenmiltvuur, maar zijn verklaring voor de werking van het vaccinbeschouwen wij als achterhaald. Pasteurs vaccin verloste deFranse boeren van een akelig probleem. Hun schapen werdenimmuun voor miltvuur. Maar de wetenschappelijke onder-zoekster is met dit positieve resultaat nog niet tevreden. Datis zij pas als er een bevredigende verklaring voor de werking isgevonden. Die verklaring zoekt ze niet alleen uit nieuwsgie-righeid. Het idee is dat verbeteringen in de theorievormingop den duur ook tot verbeteringen in de praktijk zullen lei-den.

Theorievorming is dus een essentieel onderdeel van weten-schapsbeoefening. Hierbij is soms treffend te zien dat weten-schappelijk onderzoek niet losstaat van wat er in de maat-schappij gebeurt. Washburns en Hrdy’s ideeën over demenselijke evolutie weerspiegelden hun visie op de modernemens. Die visie was geïnspireerd door politieke en socialeontwikkelingen die toentertijd actueel waren. Wetenschap-pers streven naar tijdloze theorieën. Maar net als iedereen zijnze kinderen van hun tijd, en dat kan doorwerken in de theo-rieën die ze bedenken. Ook dit maakt dat er geen garantie isdat hun kennis de tand des tijds zal doorstaan.

Deskundigen

In hun rol als deskundigen op allerlei maatschappelijke ter-reinen zijn wetenschappers niet meer weg te denken uit demoderne samenleving. Ooit gold de wetenschappelijk des-kundige als dé autoriteit. Hij sprak met het gezag van de we-tenschap en had daarom het laatste woord. Tegenwoordig isde autoriteit van de deskundige niet meer zo vanzelfspre-kend. Soms worden deskundigen zelfs gewantrouwd.

epiloog 153

Vooropgesteld: wij stellen nog steeds veel vertrouwen in dedeskundigheid van wetenschappers. Dat roken longkankerkan veroorzaken, of dat een mens niet zonder vitamines kan,nemen wij op gezag van de wetenschap aan. De bewijzen zijnzo overtuigend dat wij zulke kennis als ‘waar’ beschouwen.De meeste mensen hebben ook vertrouwen in allerlei kennisdie in toepassingen is verwerkt, zoals vliegtuigen, medischeapparatuur of voedingsmiddelen.

Kwesties waarbij het ingewikkelder ligt, trekken natuurlijkveel meer de aandacht. Als er geen eensgezindheid is, ver-dampt de autoriteit van de wetenschap. Zijn gasboringen inde Waddenzee toelaatbaar? Zijn genetisch gemodificeerde or-ganismen veilig? Moeten we iets aan het broeikaseffect doen?Hier spreekt de wetenschap niet meer met één stem. Wiemoet je dan geloven?

Als niet-deskundige hoef je niet de illusie te hebben het be-ter te weten dan de experts. Zíj zijn ervoor opgeleid en zíjhebben toegang tot de relevante informatie. Maar wat als deexperts het onderling niet eens zijn? Vooral in zulke situatiesis het nuttig te weten hoe wetenschap werkt. Wetenschapgeeft geen absolute zekerheid, dat is één. Juist die onzeker-heid maakt het mogelijk dat wetenschappers uit verschillendekampen een verschillend geluid laten horen.

Twee: wetenschappelijke gegevens worden nooit in isolatiebeoordeeld. Ze worden geïnterpreteerd tegen de achtergrondvan bestaande theorieën. En deze theorieën zijn niet tijdloos.De wetenschappers die ermee werken zijn mensen, en zij ma-ken deel uit van maatschappelijke verbanden. Die verbandenweerspiegelen zich in hun interpretatie van de gegevens.

Bij onderzoek naar de effectiviteit van geneesmiddelenmaakt het bijvoorbeeld verschil wie dat onderzoek betaalt.Wetenschappers die voor de farmaceutische industrie wer-ken, neigen tot een positiever oordeel over de producten die


deze industrie voortbrengt dan onafhankelijke onderzoekers.(Daarom moeten geneesmiddelenonderzoekers in hun publi-caties vermelden door wie ze betaald zijn.) Gasboringen be-dreigen de Waddenzee, beweren de wetenschappers van eenmilieuorganisatie. Onzin, zeggen de onderzoekers van eenoliemaatschappij. De klimaatverandering kan op een rampuitlopen, beweren de deskundigen van een politieke partij.Het bewijs daarvoor is flinterdun, zeggen de experts van eenandere partij.

Als de deskundigen het al niet eens zijn, hoe kunnen wíjdan nog op een verstandige manier onze stem laten horen enmeebeslissen over toekomstige ontwikkelingen? De weten-schap spreekt in dit soort gevallen niet het verlossendewoord, dat is duidelijk. Maar wij kunnen ons wel rekenschapgeven van de belangen die meespelen. Zo ligt het voor dehand dat je meer waarde hecht aan onafhankelijk onderzoekdan aan onderzoek dat door belanghebbenden is uitgevoerd.Verder geldt voor onszelf even goed dat ons oordeel afhangtvan onze belangen. Wetenschappers maken keuzes, voor hetene kamp of voor het andere. Dat doen ze niet alleen als des-kundigen, maar ook als mensen. Wij allemaal moeten voort-durend keuzes maken en beslissingen nemen. Behalve doorwetenschappelijke informatie laten we ons daarbij leidendoor onze politieke overtuiging, of door ons geloof, of onstoekomstbeeld. Voor wetenschappelijke informatie kunnenwe bij deskundigen terecht. Maar om keuzes te kunnen ma-ken, moeten we ook bij onszelf te rade gaan. Het eindoordeelis aan ons.

epiloog 155

Verantwoording

Op een enkel voorbeeld na (Donders’ bril) pretendeer ik in dit boekgeen originele historische inzichten te presenteren. Ik ontleen mijnvoorbeelden aan de bestaande vakliteratuur. De voornaamste bron-nen zijn hieronder te vinden. Bij elk hoofdstuk noem ik als eersteeen bron die ook geschikt is voor ‘verder lezen’.

Een belangrijke bron van inspiratie voor de aanpak die ik hebgevolgd, waren twee boeken van Harry Collins en Trevor Pinch:The Golem. What you should know about science (2e druk, Cam-bridge: Cambridge University Press, 1998) en The Golem at large.What you should know about technology (Cambridge: CambridgeUniversity Press, 1998). Deze boeken zijn ook een aanrader voor wiemeer voorbeelden wil van ‘kennis in de maak’.

Bronnen

2 Flemings penicillineGwyn Macfarlane, Alexander Fleming, the man and the myth (Cam-

bridge, Massachusetts: Harvard University Press, 1984).Gwyn Macfarlane, Howard Florey, the making of a great scientist

(Oxford: Oxford University Press, 1980).John Parascandola (red.), The history of antibiotics: a symposium

(Madison, Wisconsin: American Institute of the History ofPharmacy, 1980).

3 Darwins vinkenJonathan Weiner, The beak of the finch: a story of evolution in our

time (Londen: Jonathan Cape, 1994).Frank J. Sulloway, ‘Darwin and his finches. The evolution of a le-

gend’, History of Biology 15 (1982) 1-54.Peter R. Grant, Ecology and evolution of Darwin’s finches (2e druk,

Princeton, New Jersey: Princeton University Press, 1999).Charles Robert Darwin, Over het ontstaan van soorten: door middel

van natuurlijke selectie, of het behoud van bevoordeelde rassen in destrijd om het leven (2e druk, Amsterdam: Nieuwezijds, 2001).

4 Joule’s meetkunst Heinz Otto Sibum, ‘Experimental history of science’, in Svante

Lindqvist (red.), Museums of modern science (Canton, Mas-sachusetts : Science History Publications, 2000) 77-86.

Donald S.L. Cardwell, James Joule : a biography (Manchester: Man-chester University Press, 1989).

Heinz Otto Sibum, ‘Reworking the mechanical value of heat: in-struments of precision and gestures of accuracy in early Victo-rian England’, Studies in History and Philosophy of Science part A,26 (1995) 73-106.

5 Diesels droomDonald E. Thomas, Diesel: technology and society in industrial Ger-

many (Tuscaloosa, Alabama: The University of Alabama Press,1987).

E. Diesel, Diesel, Der Mensch, das Werk, das Schicksal (München,Wilhelm Heine, 1983).

L. Bryant, ‘The development of the Diesel engine’, Technology andCulture 17 (1976) 432-446.

6 Wie gelooft er in telepathie? H.M. Collins, Changing order. Replication and induction in scienti-

fic practice (Londen: Sage, 1985).

verantwoording 157

Harry Collins en Trevor Pinch: The Golem. What you should knowabout science (2e druk, Cambridge: Cambridge University Press,1998).

P.C.W. Davies, The search for gravity waves (Cambridge: Cam-bridge University Press, 1980).

7 Donders’ wetenschappelijke bril F. P. Fischer en G. ten Doesschate, Franciscus Cornelis Donders (As-

sen: Van Gorcum, 1958). B. Theunissen, ‘Nut en nog eens nut’. Wetenschapsbeelden van Neder-

landse natuuronderzoekers, 1800-1900 (Hilversum: Verloren,2000).

8 Morgans fruitvliegenRobert E. Kohler, Lords of the fly: Drosophila genetics and the experi-

mental life (Chicago: University of Chicago Press, 1994). Garland E. Allen, Thomas Hunt Morgan: the man and his science

(Princeton, New Jersey : Princeton U.P., 1978).

9 Pasteurs geheim Gerald L. Geison, The private science of Louis Pasteur (Princeton,

New Jersey: Princeton University Press, 1995).Patrice Debré, Louis Pasteur (Baltimore: The Johns Hopkins Uni-

versity, 1998).Max Perutz, ‘The pioneer defended’, New York Review of Books, 21

december 1995, 54-58.

10 Twee keer van aap tot mens Sarah B. Hrdy, Moederschap: een natuurlijke geschiedenis (Utrecht:

Het Spectrum, 2000). (Vertaling van Mother nature. A history ofmothers, infants, and natural selection (New York: PantheonBooks, 1999).)

Donna Haraway, Primate visions. Gender, race, and nature in theworld of modern science (New York: Routledge, 1989).


Sarah B. Hrdy, The woman that never evolved (2e druk, Cambridge,Massachusetts: Harvard University Press, 1999).

Richard B. Lee en Irven Devore (red.), Man the hunter (Chicago:Aldine, 1968).

Illustraties

De uitgever heeft de rechthebbenden van de illustraties voor zoverbekend verzocht om toestemming tot publicatie. Wie meent rech-ten te kunnen doen gelden op afbeeldingen in dit boek wordt ver-zocht contact op te nemen met Uitgeverij Nieuwezijds.

2.1 Uit: Jean-Charles Sournia, The Illustrated History of Medi-cine (Londen: Harold Stark, 1992).

3.1 Foto: Herbert Rose Barraud, 1881.3.2 Uit: The Zoology of the Voyage of H.M.S. Beagle during the

Years 1832-1836, edited by Charles Darwin (London: SmithElder, 1839-1843) Vol. 2, Part 3, Birds, door John Gould.

4.1 Foto uit de archieven van de Wellcome Trust.4.2 Uit: James Prescott Joule, ‘On the mechanical equivalent of

heat’, Philosphical Transactions 1850, dl. 1 herdrukt in TheScientific Papers, dl. 1. Londen, 1884, 298-328.

4.3 Uit: Heinz Otto Sibum, ‘Reworking the mechanical valueof heat: instruments of precision and gestures of accuracy inearly Victorian England’, Studies in History and Philosophyof Science part A, 26 (1995) 73-106, © 1995, met toestem-ming van Elsevier.

5.1 Uit: Morton Grosser, Diesel. The man and the engine (NewYork: Atheneum, 1978).

6.1 Uit: P.C.W. Davies, The search for gravity waves (Cam-bridge: Cambridge University Press, 1980) 115.

7.1 Foto: Jac P. Stolp, Copyright © UniversiteitsmuseumUtrecht.

verantwoording 159

8.1 Foto uit het Archief Hugo de Vries, Bibliotheek BiologischCentrum, Universiteit van Amsterdam.

9.1 Uit: Fr. Bournand, Pasteur, sa vie, son oeuvre: un bienfaiteurde l’humanité (Parijs: Tolra, 1896).

10.1 Uit: Irven Devore, ‘An interview with Sherwood Wash-burn’, Current Anthropology, 33/4 (1992) 411.

10.2 Foto: Jerry Bauer.


De nieuwste boeken van Nieuwezijds - Deze download is ... - Diesels droom WEB.… · alleen híj in...

Documents

Transcript of De nieuwste boeken van Nieuwezijds - Deze download is ... - Diesels droom WEB.… · alleen híj in...