Wetenschap

Natuurkundigentijdens deSolvay­conferentiein 1911. Op de foto onder meerHendrik Lorentz,Ernest Solvay,Marie Curie,Henri Poincaré,Ernest Rutherford,Heike Kamerlingh OnnesenAlbert Einstein

Wetenschapis zowel de systematisch verkregen, geordende encontroleerbaremenselijkekennis,het bijbehorendeprocesvankennisverwervingals degemeenschapwaarin deze kennis wordt verzameld.Deze gemeenschap heeft haar eigenwetenschappelijke methodesen gewoonten (conventies) om tothypotheses,wetmatigheden,theorieënensystemente komen.

Wetenschap entechnologiezijn belangrijke onderdelen van de modernegeïndustrialiseerdesamenleving.Er wordt onderscheid gemaakt tussenfundamentele wetenschapentoegepaste wetenschapdie gericht is op toepassing van kennis en beïnvloeding van de werkelijkheid. Er zijn combinaties mogelijk van fundamentele en toegepaste wetenschap.

Met presentaties en debatten tijdens conferenties en symposia en metpeer reviewbij wetenschappelijke publicaties werkt dewetenschappelijke gemeenschapaan het waarborgen van de kwaliteit van de wetenschap, haar methodes en interpretatie van resultaten.

Veel wetenschapbeoefenaren zijn het in grote lijnen eens over wat wetenschap moet zijn, al kunnen er tussen devakgebiedenenberoepspraktijkenverschillen ininterpretatiesbestaan.

Kenmerken

NatuurkundigeLise Meitnermet studenten, 1959

Moderne wetenschap heeft verschillende kenmerken, die min of meer gelden in uiteenlopende vakgebieden. Wetenschap wil onder meer aspecten van de ervaren werkelijkheid op een systematische en gedegen wijze onderzoeken en proberen te begrijpen. Daarmee kan men de werkelijkheid zoals de natuur soms beheersen en soms verschijnselen voorspellen.

Wetenschap, althans veel natuurwetenschap, maar ook andere vormen vanacademischewetenschap, volgt doorgaans dewetenschappelijke methodeen:

1. wil diepgaande algemene verbanden ontdekken (wetmatigheden) die een veelheid van verschijnselenrationeelverklaren (theorie).Voor het beschrijven van de verbanden gebruikt wetenschap vaak dewiskunde.
2. wordt ondersteund door empirische gegevens verkregen door bijvoorbeeldexperimenten,bronnenonderzoek, veldonderzoek of andere manieren en zo nauwkeurig mogelijke beschrijvingen daarvan. De (zuivere) wiskunde doet doorgaans geen experimenten, hoewel soms computerexperimenten mogelijk zijn.
3. is toetsbaar en stelt zich daarmee bloot aan eventuele weerlegging (falsifieerbaarheid,falsificatie). Weerlegging werkt zuiverend en is essentieel omdat het leidt tot verbetering van de theorie en tot nieuwe experimenten. Als een bewering geen aangrijpingspunten in de werkelijkheid of in de wiskunde biedt – niet toetsbaar is en dus ook niet weerlegd kan worden – heeft de wetenschap daar niets aan, de theorie is niet eens fout –nicht einmal falsch,een uitspraak van de Oostenrijkse theoretisch natuurkundigeWolfgang Pauli.Een foute bewering kan namelijk wel nuttig zijn als die leidt tot een betere.
4. kan vaak voorspellingen doen en stelt zich daarmee bloot aan die eventuele weerlegging via falsifieerbaarheid en falsificatie.
5. geeft aan welke beperkingen er zijn aan de geldigheid van veronderstellingen, methoden en resultaten. Levertzelfkritiek.
6. maakt gegevens openbaar en geeft inzicht in de gebruikte methoden zodat anderen het onderzoek kunnen controleren en eventueel herhalen (reproduceerbaarheid). Methoden, resultaten en conclusies worden beargumenteerd, en discussie wordt met argumenten gevoerd.
7. publiceert uitkomsten veelal in een overzichtelijkwetenschappelijk artikelin eenwetenschappelijk tijdschriftof presenteert deze op congressen. Wetenschappelijke tijdschriften laten ingestuurde artikelen beoordelen door collega-onderzoekers (dezerefereesvoeren de collegiale toetsing ofpeerreviewuit). Zij adviseren de redactie van het tijdschrift over verbetering, aanvaarding of afwijzing van de artikelen. Wetenschappelijke tijdschriften zorgen voor regelmatige samenvattingen en beoordelingen (reviews) van de voortgang in een vakgebied, geschreven door vooraanstaande onderzoekers. Ook organisatoren van wetenschappelijke congressen selecteren bijdragen en laten overzichten van een vakgebied maken.
8. controleert eerder verkregen resultaten van andere onderzoekers en herhaalt experimenten en andere vormen van onderzoek. Als een resultaat niet gereproduceerd kan worden, vervalt dat resultaat (wetenschap zuivert zichzelf).
9. bouwt voort op werk van anderen maar pleegt geenplagiaatenciteertmetbronvermelding.
10. is neutraal en niet direct gebonden aan een bepaaldeideologie,commerciële onderneming, politiek, godsdienst of eigen belang. Doet bijvoorbeeld ter verklaring geen beroep op een religieuze ideologie diebovennatuurlijkemachten erkent of op een politiekeof racistischeideologie. Is ook in deze zinobjectief.
11. is een sociale activiteit: resultaten worden vaak in groepsverband verkregen, en altijd in overleg beoordeeld, aanvaard of afgewezen. Onderzoekers in een vakgebied zijn doorgaans georganiseerd in nationale en internationale gemeenschappen of beroepsverenigingen, die regelmatig wetenschappelijkecongressenorganiseren ter bespreking van onderzoek.
12. omvat het ontwikkelen en gebruik maken van kennis in de praktijk in zogenaamde op toepassing gerichte of toegepaste wetenschap.

Aan de hand van deze kenmerken kan wetenschap van slechte wetenschap,pseudowetenschapen wetenschappelijke fraude worden onderscheiden. Slechte wetenschap kan bestaan uit slordig onderzoek, gebruik van een wankele theorie en regelrechte fraude.In dewetenschapsfilosofieenwetenschapsdynamicais al langere tijd debat over de bruikbaarheid van dewetenschappelijke methodesals standaardaanpak in de wetenschap.Sinds de jaren 2010 is na een aantal incidenten echter meer aandacht gekomen voor de eis van openbaarheid enreproduceerbaarheidvan onderzoek, onder meer door hetReproducibility Project.Hieruit blijkt dat een significant aantal studies niet te repliceren valt, dusdanig dat wel gesproken wordt van eenreplicatiecrisis.Een toenemend aantal tijdschriften stelt dan ook als eis aan artikelen dat de onderzoeksprotocollen op voorhand beschikbaar zijn om de reproduceerbaarheid te garanderen.

Pseudowetenschap kan gebruikmaken van een onbewezen theorie of gegevens die niet bevestigd kunnen worden door herhaling van waarnemingen of experimenten. Hoewel er in de wetenschap al eeuwen in grote lijnen overeenstemming is over wat wetenschap moet inhouden, is er altijd discussie geweest over de vraag wat wetenschap onderscheidt van andere benaderingen. Deze discussie wordt gevoerd doornatuurwetenschappers,filosofen,geschiedkundigenen andere belanghebbenden.

Beroepspraktijk

De immunologenÖzlem TürecienUğur Şahinontvangen Eredocoraten van de Universiteit van Keulen. Ze ontwikkelden vroeg eenCoronavaccin

In de wetenschappelijke (academische) beroepspraktijk zoals die zich in het Westen heeft ontwikkeld wordt de wetenschap gezien als een onderdeel van de maatschappij dat zich ten doel heeft gesteld kennis te vergaren. Dit onderdeel heeft een heel eigen karakter, en de beoefening ervan is onderworpen aan eigen wetten, methoden enconventies.In deze praktijk worden met het begrip wetenschap verschillende zaken aangeduid. Bergsma en van Petersen onderscheiden drie aspecten:

• Hetinstituutder wetenschap: deuniversiteiten,dehoogleraren,de organisatie, enzovoorts. Wetenschap in deze zin heet ook wel wetenschapbedrijf.
• De wetenschappelijke activiteit; elkewetenschapperbuiten de wiskunde houdt zich in meerdere of mindere mate bezig metmeten,registreren,waarnemen,enexperimenteren,ordeneneninterpreteren,begripsvormingen verwoording, afleiding envoorspellen,hypothesevorming en -toetsing, evaluatie en planning. Voor de wiskunde geldt dit niet, behalve welbegripsvorming,verwoording, hypothesevorming en -toetsing. Wetenschap in deze zin heet ook wel wetenschapsbeoefening.
• De wetenschappelijke producten van deze activiteit vormen de wetenschappelijke kennis. Dit is een reconstructie van een deel van de werkelijkheid (behalve weer de wiskunde), opgebouwd met een bepaalde methodiek. Deze reconstructie is systematisch in de zin dat steeds wordt getracht series gelijkvormige vragen te beantwoorden en lacunes in de kennis op te vullen.

De huidige beroepspraktijk omvat veel meer dan de academische instituten. Veel wetenschap wordt beoefend in industriële laboratoria, militaire instituten, ziekenhuizen en dergelijke. Verreweg de meeste wetenschappers zijn niet actief binnen academische instituten. Bovendien werken veel onderzoekers binnen organisaties die een brug slaan tussen beleid en de academische, fundamentele wetenschap. De buiten de academische wereld beoefende wetenschap heeft deels andere karakteristieken dan de boven beschreven – academische – wetenschap. Deze meer op praktische toepassingen gerichte wetenschap gebeurt in beleidsondersteunende instituten, zoals hetRIVMof industriële research & development-laboratoria, zoals die vanUnileverenAvebe,en leidt vaak tot patenten en bijbehorende producten of processen. Naast meten en interpreteren houdt wetenschap zich dus ook bezig met ontwikkelen van bijvoorbeeld producten in de militaire, farmaceutische of voedingssector of van begrippen waarmee de wereld of een onderdeel daarvan dan in een ander perspectief komt te staan. Het gaat dan niet alleen om het reconstrueren van de werkelijkheid maar ook om de constructie ervan. Naast betrouwbaarheid is bruikbaarheid hier nadrukkelijk een criterium voor de kwaliteit van de geleverde kennis.

Geschiedenis

ZieWetenschapsgeschiedenisvoor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Bij wetenschap gaat het om doelgericht onderzoek en opzettelijke verwerving van kennis. In de westerse wereld wordt dit sindsPlato,maar vooral in de loop van de Middeleeuwen geregeld in instituten als academies, universiteiten en speciale onderzoeksinstituten of -laboratoria.

Eerste beschavingen

MesopotamischkleitabletPlimpton 322 van ongeveer 1800 v. Chr. met getallenvoorbeelden van de Stelling van Pythagoras. Eerste rij: 119²+ 120²= 169².Columbia-universiteit,New York.

Vormen van vroege wetenschapkwamen voor inMesopotamië,India,hetOude Egypte,Perzië,Chinatot bij deMaya'sin Mexico. De oudste overleveringen uit hetNabije Oostenstammen uitSumer,het huidige Irak. Rond3500 v.Chr.begonnen de Mesopotamische volkeren, die in contact stonden met deIndusbeschaving,hun boekhouding van vee en dergelijke vast te leggen in de vorm vangetallen,maar ook werd aan wiskunde gedaan. Toepassingen van destelling van Pythagoraswerden in de 18e eeuw v.Chr. op een Mesopotamischkleitabletmetspijkerschriftvastgelegd: op tablet Plimpton 232 staan een aantal pythagorese drietallen (3,4,5) (5,12,13). Dit kleitablet van omstreeks 1900 v.Chr. bevat echter geen abstracte formulering van de stelling. In de oude beschavingen waren er nog geen instellingen speciaal voor wetenschap, die ontstonden pas later in Griekenland bijAristotelesen nog veel later vanaf de dertiende eeuw aan de Europese universiteiten. De eerste beschavingen combineerden praktische bevindingen nog niet met verstandelijke redeneringen voor zover bekend. Het waren pas de Griekse en later middeleeuwse filosofen die aan de universiteiten bij kathedralen een alomvattende kennisleer ontwikkelden waar later het moderne, experimentele denken uit voortkwam.

Klassieke oudheid

Dewetenschap in de klassieke oudheidrichtte zich in de eerste plaats op het verklaren van de werking van dekosmos.Aldus ontstond denatuurfilosofieen vervolgens deklassieke filosofie.Meer praktisch gericht waren degeneeskunde,deastronomievoor het opstellen vankalendersen de voorspelling vanmaans- enzonsverduisteringen,enastrologieom de toekomst te voorspellen. De geleerden uit de Oudheid zagen zich als natuurfilosofen, vaklieden (artsen of onderwijzers) of priesters (astrologen of geneeskundigen).

Zo was ook de Griekse natuurwetenschap eigenlijk vooral natuurfilosofie. Er werd vooral nagedacht over hoe de natuur in elkaar zat. Er werden weinigexperimentenuitgevoerd om de gevonden beweringen te testen, in tegenstelling tot later in de West-Europese ontwikkeling van de (natuur)wetenschap, waar dit een standaardmethode zou worden. De Griekse filosofen minachtten immers elke poging om kennis op te doen door middel van de zintuigen en experimenten. Handwerk en het gebruik van werktuigen was in dehellenistischecultuur het werk van slaven, terwijl de filosofen enkel het verstand als een betrouwbare kennisbron zagen (rationalisme). Vanuit hetplatonismegeloofden de Grieken dat alles door beredenering vooraf (met a priori-kennis) kon worden begrepen zonder proef op de som, waardoor ze kwamen tot later verworpen wetenschappelijke denkbeelden, zoals hetgeocentrische wereldbeeld.De zintuigen bedriegen ons, terwijl de rede de ware kennisbron is, zo redeneerden de Griekse geleerden. Pas in de middeleeuwen werd vanuit descholastische,christelijke filosofie radicaal gebroken met het Griekse rationalisme, waardoor experimentele wetenschap in Europa mogelijk werd. Dit gebeurde vanaf 1200, de periode waarin de universiteiten ontstonden.

Middeleeuwen

Hildegard von Bingendicteert gedachten aan haar rechterhand

Vroege middeleeuwen

Dewetenschap in de middeleeuwenis een verhaal van ondergang en overlevering. Wetenschap was in het Latijnse deel van het Romeinse Rijk geen sterk punt, vergeleken met haar Grieks/Hellenistische tegenhanger. Door de invallen van vreemde volkeren in het Romeinse Rijk viel de Romeinse beschaving inWest-Europaweg. Oorlogen en volksverhuizingen weerhielden intellectuele productie tijdens deze periode. De meesteklassiekewetenschappelijke verhandelingen gingen hier verloren. Onder Karel de Grote werden scholen opgebouwd waar kennis werd overgedragen. De kloosters en abdijen speelden een belangrijke rol in onderwijs en cultuur.

Hoge en late middeleeuwen

Pas met derenaissance van de 12e eeuwwerd de interesse in het onderzoek naar de natuur hernieuwd. Aan kloosters en kathedralen ontstonden christelijke denkcentra die rond 1200 uitgroeiden tot de universiteiten. De universiteiten waren onontbeerlijk voor het ontstaan van het moderne denken en de theologie heeft hier een belangrijk aandeel in gehad. Aan de Europese universiteiten (zoals in Bologna, Oxford, Parijs) ontwikkelde zich met name descholastische filosofie,die zich op delogicarichtte en hetempirismebepleitte. Aan deze universiteiten werd er vanuit het christelijke, scholastische denken (vooral hetnominalismeen hetvoluntarisme) de filosofische basis gelegd voor het moderne wetenschappelijke denken waarbij de natuur verklaard wordt door middel van experimenten (rationeel-empirisme ofinductief denken). Met deze blik gingen de middeleeuwse onderzoekers op zoek naar verklaringen voor verschijnselen en boekten ze belangrijke methodische en inhoudelijke vooruitgang in gebieden als defysica.

Renaissance

Da Vinci'sVitruviusmanvan omstreeks 1490: een voorbeeld van de samenkomst van kunst en onderzoek. Omdat Da Vinci zijn bevindingen niet publiceerde, droeg hij niet bij aan de wetenschap.

Derenaissancewas in deEuropese geschiedeniseen periode van opbloei van kunsten en wetenschappen door de wedergeboorte (renaissance) van de verworvenheden van de klassieke oudheid. Dewetenschap in de renaissancekwam in een stroomversnelling, onder andere door de herontdekking van klassieke wetenschappelijke teksten als gevolg van deVal van Constantinopelin 1453 en door de uitvinding van deboekdrukkunstrond dezelfde tijd. Die laatste stimuleerde de democratisering van het onderwijs en onderzoek en de verspreiding van ideeën. Echter, met name de beginperiode wordt door historici wel gezien als een periode van wetenschappelijke teruggang. Humanisten hadden vooral interesse in sociale onderwerpen als depolitiekengeschiedenis,ten koste van denatuurwetenschapentoegepaste wiskunde.

Wetenschappelijke revolutie

Het zonnestelsel met de vaste sterren volgensCopernicus'heliocentrischsysteem. (Latijn:) "...In medio uero omnium residet Sol", vertaling "... Maar de zon zit in het midden van alle" (planeten en vaste sterren). Nicolaus Copernicus,De revolutionibus orbium coelestium,1543.

Hoewel het begin van de zogenaamdewetenschappelijke revolutieniet precies aangegeven kan worden, wordt hiervoor wel het jaar 1543 genoemd. Dit is het jaar waarin Nicolaus Copernicus zijnDe revolutionibus orbium coelestium(Over de omwenteling der hemellichamen) publiceerde, enAndreas Vesaliushet eerste complete boek over demenselijke anatomie,De humani corporis fabrica libri septemdeed verschijnen. In de daarop volgende periode wordt een fundamentele transformatie zichtbaar van wetenschappelijk gedachtegoed innatuurkunde,astronomie en debiologie,in de instituten die het wetenschappelijk onderzoek ondersteunen, en meer algemeen in het gangbarewereldbeeld.Mede hierdoor wordt deze periode gezien als de fundering van de moderne wetenschap.

Huidige wetenschap

De derde wet vanNewtonin de praktijk gedemonstreerd met desimulatievan eennewtonpendel(wieg van Newton). De pendel staat op het titelblad van een uitgave van Newtons boekPrincipia Mathematica,waar hier nog een portret van Newton bij is gezet.

De grondslag voor de moderne wetenschap is in de 17e eeuw gelegd, mede vanuit een groeiend besef bij wetenschappers dat eigenobservatiesen experimenten de sleutel vormen tot kennis. Zoals eerder al werd toegelicht is deze basis (namelijk kennis opdoen door experimenten) echter ontwikkeld uit demiddeleeuwse filosofie.Een nieuwe manier van denken ontstaat immers niet zomaar. Een methodische revolutie (die begon rond 1200 met het ontstaan van de eerste universiteiten) ging vooraf aan de 17e-eeuwsewetenschappelijke revolutie,waardoor experimenteel denken mogelijk werd vanuit de nieuwe kennisleer (van o.a. het middeleeuwse nominalisme).VolgensEduard Jan Dijksterhuisleidde het 17e-eeuwsemodernismetot eenmechanisering van het wereldbeelddie haar hoogtepunt beleefde in deklassieke mechanicavan Newton.

Vanaf de 18e eeuw leidde een differentiatie in de traditionele terreinen van de natuurwetenschap en wiskunde tot de opkomst van een hele verzameling natuurwetenschappen, zoals de biologie, en later ook tot andere wetenschappen, zoals de sociologie en de psychologie. De wetenschap kenmerkte zich in de 19e eeuw door grotere professionalisering en institutionalisering en door steeds verdergaande specialisatie in het begin van de 20e eeuw. Gedurende de 20e eeuw nam het maatschappelijk belang van wetenschap toe in onder meer de economie, de productie en het bestuur.

Indeling van wetenschappen

Linnaeus' tabel van het dierenrijk uitSystema Naturae(1735). Hij maakte de indeling in het Latijn van "I. Quadrupedia II. Aves III. Amphibia IV. Pisces V. Insecta VI. Vermes", dus viervoeters, vogels, amfibieën, vissen, insecten en wormen. Bij de viervoeters begon hij met de mensachtigen, waaronder hij de mens, apen en deluiaardschaarde.

Het begrip wetenschapsclassificatie of wetenschappelijke classificatie heeft twee verschillende betekenissen:

• De indeling van de afzonderlijke wetenschappelijke disciplines in eenclassificatiesysteem
• De indeling van hetkenobjectvan een wetenschap in een classificatiesysteem, ook weltaxonomie

Hier gaat het om de eerste betekenis.

Declassificatieder wetenschappen is een speciaal aspect van de meer omvattende vraag naar de wederzijdse betrekkingen, die tussen de wetenschapsgebieden bestaan. Volgens Beth kunnen er in dit verband drie tendensen worden onderscheiden:

• Ten eerste bestaat er een streven, tussen de verschillende wetenschappen eenhiërarchischerangorde tot stand te brengen;
• Hiertegenover staat de leer van deautonomieder afzonderlijke wetenschappen;
• Volgens een derde opvatting zijn de afzonderlijke wetenschappen niet als onderscheidbare eenheden aan te merken, doch veeleer als delen van één samenhangend geheel.

Naast deze indeling naar inhoud zijn ook wel indelingen gemaakt naar methode (bijvoorbeeld al dan niet experimenteel) en naar functie of context. Zo wordt academische wetenschap wel tegenover industriële of geïndustrialiseerde wetenschap geplaatst, zuiver wetenschappelijk onderzoek tegenover toegepast.

De aanvaarding van een van degezichtspuntenzal uiteraard van grote invloed zijn op de classificatie van de wetenschap.

De geschiedenis van het classificeren van de wetenschap gaat terug naar de klassieke oudheid. Elke classificatie heeft sindsdien echter slechts gedurende een bepaalde culturele periode stand gehouden. In elk cultureel tijdvak is kennis voorgesteld in uniforme structuren uitgedrukt in classificaties. Maar nieuwe culturele periodes brachten nieuwe samenhang en nieuwe classificaties.

Vormen van wetenschap

Een wetenschappelijke discussie over dehypothesevanmagnetischefluxbuizen encoronalelussen op het oppervlak van dezonvan astronoomKees Zwaan.Zwaan (links) enHans Rosenberg,Sterrenwacht Utrecht,1967

Er kan een onderscheid gemaakt worden tussenfundamentele wetenschapentoegepaste wetenschap.Fundamentele wetenschap onderzoekt de diepere achtergronden doorfundamenteel onderzoek,zonder direct naar toepassingen te streven, terwijl toegepaste wetenschap niet zoekt naar de principes maar juist gebruikt wat de fundamentele wetenschap al heeft gevonden entoegepast onderzoekdoet.Valorisatievan wetenschap betekent dat de maatschappij concreet nut heeft van wetenschappelijke kennis, bijvoorbeeld het bedrijfsleven.

Wetenschap wordt onderverdeeld in geestes-, natuur-, sociale en formele wetenschap:

• Geesteswetenschappen:ook welalfawetenschappengenoemd, zijn wetenschappen die producten van de mens onderzoeken zoals geschiedenis, letteren en filosofie.
• Natuurwetenschappen:ookexacte wetenschappen,bètawetenschappen of positieve wetenschappen genoemd, onderzoeken de natuur en streven naar verklarende en voorspellende natuurwetten en theorieën, die falsifieerbaar zijn door experimentele toetsing volgens de wetenschappelijke methode. Voorbeelden zijn biologie, natuurkunde, scheikunde, sterrenkunde en materiaalkunde, terwijl soms ook de formele wetenschappen hier deels toe gerekend worden.
• Sociale wetenschappen:ookgammawetenschappengenoemd, zijn maatschappij- en gedragswetenschappen over de mens zoals antropologie, sociologie, economie, psychologie en rechtsgeleerdheid.
• Formele wetenschappen:dit zijn de wetenschappen over grondvormen van kennisopbouw en kennisverwerving. Hiertoe worden de logica, wiskunde, methodologie en systeemtheorie gerekend. Een deel van de formele wetenschappen wordt soms als onderdeel van de natuurwetenschappen beschouwd, soms als deel van de filosofie.

Kennisopbouw in de wetenschap

Wetenschappelijke kennis

Personificatie van kennis in deBibliotheek van CelsusinEfeze.Het opschrift luidt ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΚΕΛΣΟΥ, transcriptie Epistèmè Kelsou, Kennis/wetenschap van Kelsos.

Wetenschap is onder meer geordendekennisvan de werkelijkheid. Het ideaal is objectiviteit en algemene geldigheid. Er is een voortdurend streven om meningen en hypothesen door toetsing tot wetenschap te verheffen.

In de wetenschappen wordt gestreefd naar het opbouwen van een bestand van kennis. Wetenschap heeft de opdracht om nieuwe kennis te produceren, in het bijzonder fundamentele kennis. Behalve de taak om nieuwe samenhangen in de wereld te ontdekken en te ontwikkelen in decontext van ontdekking,moet de wetenschap ook aantonen dat werkelijk op zo'n fundament gebouwd kan worden. Beweringen waarin die samenhangen worden weergegeven, moeten worden gerechtvaardigd in decontext van rechtvaardiging:gelegitimeerd als wetenschappelijk waar en dus geschikt voor opname in het kennisbestand.

Bij kennisopbouw in de wetenschap spelen twee elementen een hoofdrol, het ontwikkelen van een theorie en het verzamelen van data met een bepaalde methode, zoals met een experiment.

Theorie

Atoommodel van Bohrvan eenelementmet atoomnummer Z (metkernladingZe) waarin eenelektronterugvalt van niveau 3 naar 2 en eenfotonuitzendt

Een theorie in een experimentele wetenschap is een wetenschappelijk model of uitspraak overwaarnemingenin deempirie(praktijk, werkelijkheid). Het doel van een theorie is daarbij de waargenomen feiten of verschijnselen te kunnen verklaren, of er voorspellingen mee te kunnen doen.

Over betekenis en functie van de theorievorming lopen nog steeds diepgaande discussies. Popper stelde zijnfalsificatietheorietegenover de verificatietheorie vanRudolf Carnap.

De juistheid van een theorie kan volgens Popper (1934/1959) nooit bewezen worden,geverifieerdworden. Maar de theorie kan wel weerlegd,gefalsificeerdworden door een betrouwbare, herhaalde waarneming die niet klopt met de theorie.Dit komt doordat hoeveel bevestigende waarnemingen men ook doet, een volgende waarneming nog altijd wie weet een andere uitkomst zou kunnen geven. Maar Carnap beweerde dat als onafhankelijke waarnemers dezelfde waarneming doen, ze het wél eens kunnen worden over de juistheid van een dergelijke waarneming.Inductivistenmeenden uit een eindig aantal van dergelijke waarnemingen universeel geldige uitspraken over de werkelijkheid te kunnen doen. Volgens Popper kan dat niet.

Wetenschappelijke methode

Voorblad van René Descartes'Discours de la Méthode,met zijn optica, meteorologie en meetkunde (La Géométrie) uit 1637. In La Géométrie voerde hij hetCartesisch coördinatenstelselin.

Elke wetenschap ontwikkelt haar eigen theorieën en methoden en technieken. Met dewetenschappelijke methodewordt de algemene werkwijze in de wetenschap aangeduid, de wetenschappelijk verantwoorde weg om kennis te verwerven. Er wordt wel beweerd dat er één wetenschappelijke methode bestaat, die is gebaseerd op waarneming,meting,voorspelling, experiment,verificatieen falsificatie. Deze methode wordt voorgesteld als eenempirischecyclus, ofwel een cyclische interactie van het opstellen van hypothesen, het doen van voorspellingen, het toetsen door waarneming en het evalueren van hypothese en resultaten.

In dewetenschapsfilosofiewordt echter al sinds deklassieke oudheidnagedacht over de kennisverwerving, en talloze filosofen hebben allerlei methodes voorgesteld. Zo beschreefPlatodesocratische methodeom via een schijnweten en onderzoek en weerlegging eerst te komen tot een erkenning van het niet weten, om vervolgens door heropname van de vraag over te gaan tot een zoeken naar de waarheid.Aristotelesbeschreef dedeductieeninductie.René Descarteskwam met eenanalytische methodeen leidde hetrationalismein. Filosofen alsBerkeley,LockeenHumepredikten hier tegenover hetempirisme,Kanteencriticisme,Hegeldedialectiek,Comtehetpositivisme,Popper de empirische cyclus,BertalanffyhetsysteemdenkenenKuhnDe structuur van wetenschappelijke revoluties.

Experiment

Op de Nationale Wetenschap Olympiade inHouston(VS) in 2004 tonen scholieren hun kennis met enige experimenten

Eenexperiment,ook wel proef genoemd, wordt uitgevoerd om een wetenschappelijkehypothesete toetsen. Ingewikkelde experimenten met nauwkeurigmeetgereedschapworden meestal in specialelaboratoriauitgevoerd. Experimenten vergroten het inzicht in en begrip vannatuurwetten.

Paradigma

De wetenschapsfilosoof Thomas Kuhn beschreef de voortschrijdende ontwikkeling van wetenschappelijke kennis in de vorm vanparadigma's.Bij onderzoek volgens de wetenschappelijke methode kunnen waarnemingen voorkomen die niet verklaarbaar zijn met de bestaande modellen of paradigma's. Kuhn noemde deze uitzonderingenanomalieën.Als deze leiden tot verandering van het paradigma dat niet meer overal werkt, boekt de wetenschap vooruitgang.

Een sprekend voorbeeld van zo'nparadigmaverschuivingis decopernicaanse revolutiein het wereldbeeld vanaf de 16e eeuw door het werk van astronomen en natuurkundigen alsNicolaus Copernicus,Tycho Brahe,Johannes Kepler,Galileo GalileienIsaac Newton.Zij gaven aan ervaringsgegevens uit de werkelijkheid (empirie) de voorkeur boven de autoriteit van hetgeocentrische wereldbeeldvanAristoteles.DeRooms-Katholieke Kerkhad dat wereldbeeld met de Aarde in het midden van het heelal als standaard aangenomen, maar het werd weerlegd door de genoemde geleerden. Deze legden dat middelpunt bij deZon.

Wetenschappelijk resultaat

Wetenschap en technologie kennen een breed scala aan directe en indirecte opbrengsten. Onmiddellijk tastbare resultaten zijn publicaties en direct toepasbare apparaten, technieken en methoden.Bibliometriekan de Nederlandse kennisproductie meten en internationaal vergelijken door te kijken naar

• Internationale technische enwetenschappelijk tijdschriften
• Octrooien,waarmee innovaties worden geregistreerd en beschermd.

Vaak bereikt wetenschap definitieve resultaten. Bijvoorbeeld vele bewijzen voor destelling van Pythagorasen de oorzaak vanmaagzweren:vooralHelicobacter pylori). In andere gevallen blijft wetenschap zich verbreden en corrigeren, met soms revolutionaire nieuwe ontwikkelingen. Voorbeelden zijn de bepaling van deradiële snelheidvan sterren omexoplanetente vinden, ofCRIPRS-CasomDNAte veranderen).

Studie en grondslag

Er zijn enkele wetenschapsgebieden die ofwel als grondslag van de rest van de wetenschap kunnen worden gezien, ofwel de rest van de wetenschap als object van studie hebben. Logica vormt de grondslag voor wetenschap, wiskunde is voor veel wetenschappen onmisbaar. Wetenschap is object van studie voor de wetenschapsgeschiedenis en wetenschapssociologie. Wetenschapsfilosofie valt in beide categorieën. Methodologie wortelt in de wetenschapsfilosofie, maar ook in logica en wiskunde.

Logica

Delogicais van origine de wetenschap die zich bezighoudt met de studie van het correct redeneren. Alin de Oudheid werd opgemerkt dat menselijk redeneren systematisch valt te ontleden in combinaties van vaste patronen, zogenaamdegevolgtrekkingen.De centrale vraag van de formele logica luidt: onder welke voorwaarde een gegeven bewering een geldige gevolgtrekking (oordeel) is uit een of meer andere beweringen (premissen)? Een volledige behandeling van deze vraag veronderstelt:

• de classificatie van de bestanddelen van de bewering: determenofbegrippen,
• debetekenisvan de bewering en haar bestanddelen,
• dedefinitievan de termen.

In de logica wordt verondersteld dat de formele logica (logica minor) de grondslag kan vormen van dewetenschapsleer(logica major), die onderzoekt op welke wijze in de verschillende wetenschappen gevolgtrekkingen worden gemaakt. Hierbij is een onderscheid tussen de algemene en bijzondere wetenschapsleer. In ruime zin wordt de logica tot dekennistheoriegerekend, die de oorsprong, kenniskritiek en realiteitswaarde van de kennis onderzoekt en soms ook nog demetafysicader rede, die zich bezighoudt met het onderzoek van de rede als determinerende factor in het wereldgebeuren.

Methodologie

Demethodologieis de studie van de wetenschappelijke methoden, de procedures en werkwijzen, die moeten worden gebruikt om kennis te verwerven en om de wetenschap vooruit te helpen. Elkevakdisciplineheeft eigenmethodenentechniekenen vaak ook een specifieke organisatie metonderzoekers,leerstoelenenvakliteratuur,waar deze specifieke methodologie wordt bestudeerd.

Het begrip methodologie wordt vaak geassocieerd met het maken van een onderzoeksopzet. Door de semantische verwarring rond dit begrip worden noties van methodologie, methode en methodiek vaak door elkaar gebruikt. Als vakgebied heeft de methodologie te maken met het structureren van het handelen om op grond daarvan zoekgedrag te verantwoorden. Methodologie wordt hierbij opgevat als handelingsleer.Belangrijke vormen van methodologie in de wetenschap zijn de onderzoeksmethodologie en deontwerpmethodologie.

Wetenschapsfilosofie

In deAtheense schoolvan Rafaël (1509) debatteren Plato en Aristoteles over de bron van alle kennis. Plato verwijst hierbij omhoog naar de hemelse sferen, en Aristoteles omlaag naar de aardse bestaan, als de bron van alle kennis

In dewetenschapsfilosofiewordt volgensHerman Koningsveldde vraag gesteld wat wetenschap is. Volgens hem zijn er verschillende benaderingen van het verschijnsel wetenschap mogelijk:

• Cultuurhistorische benadering: binnen deze benadering wordt wetenschap onderzocht als een cultureel verschijnsel dat de vrucht is van een historisch proces.
• Economische benadering: van een wetenschapseconomie, waarin het verschijnsel wetenschap door de bril van de econoom wordt bekeken, kan nauwelijks gesproken worden.
• Psychologische benadering: wetenschap kan vanuit psychologisch gezichtspunt worden onderzocht door de aandacht te richten op het proces van wetenschappelijke begripsvorming.
• Sociologische benadering: wetenschap wordt in de wetenschapssociologie onderzocht als een activiteit van een groep mensen. Welke normen en waarden constitueren de wetenschappelijke groep? Welke instituties zijn er? Welke statussymbolen.
• Wetenschapshistorisch benadering: hier betreft het de geschiedschrijving van de wetenschap zelf.

De filosofische benadering van het verschijnsel wetenschap bestaat volgens Koningsveld zowel uit een analyse als uit een waardering van dit verschijnsel, zowel in de zin van onderzoek als in de zin van theorie. In de wetenschapsfilosofische analyse wordt getracht de veronderstellingen van wetenschap als activiteit bloot te leggen en opheldering te krijgen over de weg waarlangs dat onderzoek verloopt, over de methodes dus en over de logica achter dat onderzoek. Tevens is de wetenschapsfilosofie erop uit om de vragen over structuur, status en waarheidspretentie van theorieën te beantwoorden. Bij de waardering staat de vraag naar de rechtvaardiging centraal: hoe kunnen de veronderstellingen, de methodes van onderzoek en de waarheidsaanspraken van theorieën worden gerechtvaardigd?

Wetenschapsgeschiedenis

Dewetenschapsgeschiedenisis het vakgebied waarin de geschiedenis van de wetenschap als geheel of van afzonderlijke wetenschapsgebieden wordt onderzocht. Het is een specialisme binnen dehistorische wetenschap,maar is verwant aan de wetenschapsfilosofie en wetenschapssociologie.

Wetenschapsgeschiedeniswil net als andere vormen van geschiedenis historische feiten analyseren en interpreteren. Elke observatie heeft een uitgangspunt (theorie). Alleen al het selecteren van de relevante historische feiten brengt een bepaalde interpretatie met zich mee.

Wetenschapssociologie

Dewetenschapssociologie,een onderdeel van desociologie,bestudeert de maatschappelijke processen waarin wetenschappelijke informatie wordt geproduceerd, als geldig wordt erkend door de wetenschappelijke gemeenschap, en ten slotte aan de samenleving wordt doorgegeven.

Door wetenschapssociologisch onderzoek groeit sinds 1945 en vooral na 1970 het inzicht in het complex van wetenschap en techniek als onderdeel van maatschappelijke processen en structuren. De wederzijdse beïnvloeding tussen wetenschap en maatschappij was er al eerder maar vooral sinds 1945 is dit proces versneld en in omvang en betekenis toegenomen. Dit is karakteristiek voor iedere samenleving met een hoge of lage maar stijgende graad vanindustrialisatie.De ontwikkeling van wetenschap en technologie als onderdeel van de maatschappij, wordt steeds meer als een zelfstandig onderwerp van studie erkend.

Een belangrijk wetenschapssociologisch discussiepunt vormt de vraag of er iets alswaardevrije wetenschapbestaat. Wetenschap iswaardevrijals de kennis die wetenschap oplevert niet wordt beïnvloed door waarden (persoonlijke voorkeuren of belangen of maatschappelijke waarden).

Wiskunde

Wiskundecollege overlineaire algebra(matrices) aan de Technische Universiteit vanHelsinkiin 2005

Of dewiskundezelf als wetenschap bijscience(natuurwetenschap) ingedeeld kan worden, is in de Angelsaksische landen een twistpunt.Sommigen zien hetwetenschappelijk bewijsals absolute voorwaarde voor de natuurwetenschappelijke experimenten. Anderen zien wiskunde slechts als een hulpwetenschap voor natuurwetenschap, omdat wiskunde meestal geen experimenten doet om theorieën en hypothesen te toetsen. Sociale en geesteswetenschappen worden vaakhumanitiesgenoemd. Wiskundigestellingenenformulesworden verkregen met wiskundige logica of uit afleidingen vanaxioma's.Daarom wordt wiskunde ingedeeld als formele wetenschap en natuurkunde en sociale wetenschap als empirische wetenschappen.

Wiskunde is in het algemeen geen empirische wetenschap, al zijn soms wel (computer)experimenten mogelijk. Het vak is nauw verwant aan delogica.De rol van de logica in de wiskunde was van belang in degrondslagenstrijddie in de jaren 1920-30 woedde tussen vooraanstaande wiskundigen. Veel deelvakken (subdisciplines) van de wiskunde hebben toepassingen, zelfs de zuivere takken alsgetaltheorieentopologie.Wiskunde is onmisbaar voor alle natuur- en technische wetenschappen en voor veel sociale wetenschappen, maar niet voor de geesteswetenschappen, zoals beschouwende filosofie, geschiedenis en theologie.

De wiskunde vervult drie rollen. In de eerste plaats verschaft zij een abstracte taal met symbolen, waarmee abstract gerekend kan worden door bijvoorbeeld algebraïsche vergelijkingen enwetenschappelijke modellen.In de tweede plaats kanstatistiekhelpen om uit experimentenbetrouwbareconclusies te trekken. Ten slotte kan wiskunde helpen om onderzoek beter te ontwerpen en te systematiseren, bijvoorbeeld hypothesen, experimenten en andere waarnemingen. In de opleidingen van veel menswetenschappen, zoals psychologie enpedagogieis onderzoeksmethodologie en statistische analyse dan ook verplichte kost.

Organisatie

Bij academische wetenschap horen uiteenlopende instellingen: van universiteiten met hun laboratoria en bibliotheken, onderzoeksinstituten tot wetenschappelijke uitgeverijen. Wetenschap wordt tevens beoefend in industriële laboratoria, zoals die van de farmaceutische en voedingsindustrie, of bij overheidsinstanties, zoals instellingen voor defensie, milieu of waterstaat.

Lodewijk XIV van Frankrijkbrengt een bezoek aan deAcadémie des Sciencesin 1671

Academie

Eenacademieis, in de ruimste zin, een instelling voor hoger onderwijs, een universiteit ofhogeschool,ter beoefening van wetenschappen, letteren of kunst. Iemand die een academische opleiding heeft afgerond, mag een academischetitelvoeren.

Onderzoeksinstituut

Eenonderzoeksinstituutis een organisatie gericht op de ontwikkeling van nieuwe wetenschap of toepassingen. Zo'n organisatie heet ook wel centrum, expertisecentrum, kenniscentrum, kennisinstituut, onderzoekscentrum, instituut, researchinstelling en alle mogelijke Engelstalige varianten. Een onderzoeksinstituut is een organisatie met wetenschappelijk, technisch en administratief personeel. De grootte van zo'n instituut kan verschillen van enkele tot honderden medewerkers. Het onderzoeksgebied met de doelen, werkwijzen en middelen wordt vastgelegd in hetbeleidsplanvan het instituut. Sommige instituten zijn opgezet rond een onderzoeksprogramma van een overheid of industrie.

Universiteit

Eenuniversiteitis een instelling voor hogeronderwijs,wetenschappelijkonderzoekendienstverlening.Universiteiten zijn in de regel onderverdeeld in een aantalfaculteitenof departementen, met eenwetenschappelijke bibliotheeken onderzoeksinstituten. Faculteiten en verschillende universiteiten werken tegenwoordig samen in gespecialiseerdeonderzoeksscholen.

Vereniging van onderzoekers

Verenigingen van onderzoekers zijn er in allerlei soorten. Bekende verenigingen zijn:

• DeKoninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen(KNAW)
• DeKoninklijke Vlaamse Academie van België voor Wetenschappen en Kunsten

Besneeuwd grasdak van debibliotheek van de TU Delft

Wetenschappelijke bibliotheek

Aan elke universiteit of ander hoger opleidingsinstituut is een wetenschappelijke bibliotheek ofuniversiteitsbibliotheekmet specialistische vakliteratuur en media verbonden. De producten, zoals decatalogus,en diensten van een universiteitsbibliotheek staan ter beschikking van de staf en de studenten van de universiteit. Zij ondersteunt daarmee onderwijs en onderzoek. Vaak dient een universiteitsbibliotheek als eenkoepelorganisatievoor de faculteitsbibliotheken die bij de universiteit horen. In tegenstelling tot eenopenbare bibliotheekheeft een universiteitsbibliotheek een bewaarfunctie: documenten die eenmaal zijn opgenomen blijven in beginsel in decollectiebehouden.

Wetenschappelijke gemeenschap

Met dewetenschappelijke gemeenschapworden alle onderzoekers op de wereld en hun onderling wisselwerking bedoeld. Deze gemeenschap is onder te verdelen in vakgebieden. Met de wetenschappelijke methode streeft men naar objectiviteit. Ookpeer reviewtijdensdebatten,conferenties, congressen,symposiaen bijpublicatiesin wetenschappelijke tijdschriften helpen daarbij.

HetKNAWin hetTrippenhuisin Amsterdam, sinds 1877.

Wetenschappelijk genootschap

Eenwetenschappelijk genootschapis een organisatie om een wetenschappelijk vakgebied te bevorderen en soms ook om de kennis erover te verspreiden en te populariseren. Lidmaatschap van dergelijke genootschappen kan open staan voor iedereen, maar meestal is een bepaaldeacademische graadnodig of worden nieuwe leden uitgenodigd om lid te worden na een interne verkiezing. Dit laatste is vooral het geval met de oudste wetenschappelijke genootschappen: lidmaatschap wordt dan als een eer gezien die slechts befaamde geleerden ten deel valt.

Wetenschappelijke literatuur

Dewetenschappelijke literatuuris het geheel van serieuze publicaties die overempirischentheoretischwerk in de wetenschap rapporteren, in zowel alfa-, beta- als gammawetenschappen. Vaak wordt er kortweg gesproken over de literatuur.

Wetenschappelijke symposia

Een wetenschappelijk congres, conferentie ofsymposiumis een bijeenkomst voor onderzoekers en belangstellenden om hun werk te tonen en te bespreken. Samen met wetenschappelijke tijdschriften dienen symposia om ideeën en andere informatie uit te wisselen.

Paleis der Academiën,in Brussel

Wetenschappelijk tijdschrift

Eenwetenschappelijk tijdschriftis eentijdschriftwaarin wetenschappers hun bevindingen uitgeven. Napeer review,beoordeling door vakgenoten, besluit deredactietot plaatsing of weigering van het ingezonden artikel.

Wetenschapper

Een onderzoeker, wetenschapper of geleerde is iemand die veelal hoger onderwijs heeft genoten aan een universiteit of hogeschool. Door onderzoek of onderwijs draagt de onderzoeker bij aan de ontwikkeling en verspreiding van nieuwe kennis of de toepassing ervan. Onderzoekers presenteren hun nieuwe inzichten vaak eerst aan vakgenoten via openbare lezingen, discussies en publicaties, maar ook zonder openbare publicatie aan hun opdrachtgevers zoals de industrie.

Zie ook

• Kennis
• Protowetenschap
• Pseudowetenschap
• Universiteit
• Vakwetenschap
• Wetenschapsmuseum
• Wetenschapscommunicatie

Noten

Literatuur

WikiWoordenboek

Zoekwetenschapop in hetWikiWoordenboek.

Wikiquote

Wikiquoteheeft een of meer citaten van of overWetenschap.

Mediabestanden

Zie de categorieSciencevanWikimedia Commonsvoor mediabestanden over dit onderwerp.

··

Wetenschapsgeschiedenis