EEN TIMMERMANSOOG

Goede onderzoekers stellen de goede vragen. Zij verknoeien hun tijd niet met problemen die reeds opgelost zijn. Zij laten zich evenmin verleiden door de romantiek van de onbeantwoordbare vragen. Goede onderzoekers hebben er kijk op.

Zij weten welke vragen oplosbaar zijn, zij hebben daarvoor een timmermansoog.

Onze wetenschappelijke kennis kan men opvatten als een wijd vertakt netwerk. De goede onderzoeker weet de klitten te vinden, ze van hun omgeving te isoleren en alle belangrijke draden in handen te krijgen om de knoop te ontwarren zodat het verband met de omgeving duidelijk wordt. Het is geen kunst om draden die niet (meer) in de knoop zitten te ontwarren. Het is niet produktief om aan Gordiaanse knopen te werken, of op plaatsen te gaan zoeken waar nog geen enkel stukje ontward is.

Goede onderzoekers doen grensverleggend onderzoek. Aan het gedeelte van het netwerk dat wij reeds kennen voegen zij een stukje toe.

Meestal is het maar een heel klein en onbetekenend knoopje dat zij ontwarren. Soms bevindt zo'n knoop zich op de grens van een heel nieuw vakgebied en kan er plotsklaps een groot stuk aan onze kennis worden toegevoegd. Zo ontstond uit de spectroscopie de atoomfysica en daaruit de kernfysica en daaruit weer de elementaire deeltjesfysica. Soms gaan de ontwikkelingen in één richting zover dat het tijd wordt andere klitten elders in het netwerk te ontwarren. Zo beleven wij thans in de natuurkunde, na de studie van het allerkleinste (de elementaire deeltjes) en die van het allergrootste (de oerknal) een opleving in de studie van het meest complexe. De verklaring van het gedrag van macro-moleculaire systemen, zoals polymeren, vloeibare kristallen en colloïden maakt een snelle ontwikkeling door, sinds onderzoekers het aandurven om de gedetailleerde moleculaire structuur te vergeten en op andere parameters, zoals globale vorm en flexibiliteit, te letten. Zo heeft men de draden in handen gekregen waarmee de knopen in complexe vloeistoffen ontward kunnen worden.

Soms gaan de koersveranderingen systematisch en geleidelijk, soms schoksgewijs. Denk maar aan de ontdekking van supergeleiding bij hoge temperatuur. Tachtig jaar gebeurt er weinig en de meeste onderzoekers hebben het vakgebied al verlaten, dan komt iemand op het idee om het eens te proberen met oxyden in plaats van metalen en plotseling is de voortgang enorm.

Hoe ontstaat nu zo'n nieuw idee? Dat creatieve moment bij die ene onderzoeker, dat timmermansoog dat plotseling ziet hoe het moet, hoe werkt dat? Voor elke onderzoeker die wel eens de goede vraag heeft gesteld en van moeder natuur plotseling antwoord kreeg, is het een brandende kwestie waar die goede vraag precies vandaan kwam. Zelf heb ik lang geloofd dat de vraag naar de oorsprong van creativiteit een fascinerende maar onbeantwoordbare vraag is, net als die andere onbeantwoordbare vragen (naar de oorsprong van de oerknal of van het leven).

Onze hersenen kunnen toch niet zichzelf begrijpen? Maar bij Dick Hillenius las ik: "zo goed als ik in de spiegel naar mijn eigen ogen kan kijken, zo goed kan ik met mijn eigen hersens over mijn hersens denken.'

Een idee vond Dick het belangrijkste wat je van tijd tot tijd kunt veroveren. "Natuurlijk niet een platonisch idee - een door onwillige zintuigen noodgedwongen oppervlakkig beeld van de werkelijkheid - maar, integendeel, een door de botsing van zo scherp en zo uiteenlopend mogelijke zintuigindrukken ontstane flits, een verbinding van zaken die tevoren nooit verbonden waren.' Dick Hillenius dacht dat het ideeën krijgen zo gaat: "net zolang de zintuigen laten zwelgen in de gegevens van de werkelijkheid tot de aangeboren patronen gewekt worden.' De aangeboren patronen zijn het resultaat van 3000 miljoen jaar evolutie van het leven op aarde dat geleid heeft tot de hersenen waarmee wij het moeten doen. "Dit zou ook kunnen verklaren waarom soms goede ideeën gebouwd werden op geen, te weinig of zelfs verkeerde feiten. We zijn dus zeker geen passieve camera obscura. Wat er aan beelden binnenkomt wordt geconfronteerd met alles wat we zelf hebben geleerd en met alles wat in drie miljard jaar natuurlijke selectie aan kennis, aan programma, in onze computer is aangebracht.'

Een goed idee is nooit weg. Het kan in vergetelheid raken, wanneer het idee is ontstaan bij iemand die zijn tijd ver vooruit is, maar vroeg of laat komt het toch weer boven. De poëzie gaat aan de wetenschap vooraf. De computer, de metafoor van onze dichter/bioloog, is zojuist een nieuw leven begonnen bij Daniel C. Dennett wiens boek Consciousness Explained door de New York Times werd gekozen in de toptien non-fiction van 1991.

Om te beginnen herinnert Dennett ons er nog eens aan dat ons bewustzijn tot de fysische werkelijkheid behoort en niet als een ziel daarboven zweeft. Wij beïnvloeden immers die fysische werkelijkheid en dus moet ons verstand aan diezelfde fysische wetten voldoen, er deel van uit maken, anders kan het niet.

Onze geest kan niet ons lichaam besturen zonder dat het energie kost, 't is geen perpetuum mobile. Lichaam en geest voldoen beide aan de wet van behoud van energie. Onze geest is dus niet IETS anders of hogers, maar wat is onze geest, ons bewustzijn, dan wel?

Dennett vergelijkt de werking van ons verstand met die van een computer. Beide bestaan uit elementen die signalen verwerken en opslaan. De meeste computers zijn zo geprogrammeerd dat er keuze is uit verschillende menu's: tekstverwerking, rekenen, tekenen, spelen, etcetera. Door verschillende keuzes te maken lijkt het net of we aan het werk zijn met zeer verschillende machines: een typemachine, een rekenmachine, een tekenbord of een speeltuig. Toch zijn we nog steeds op dezelfde computer bezig, maar steeds in verschillende gedeelten van de programmatuur. Men kan ons bewustzijn vergelijken met net zo'n programmatuur, maar dan in onze hersenen. De programmering maakt zeer verschillende functies mogelijk met onze hersencellen. De functies zijn deels afhankelijk van de hardware, de hersencellen die vooral genetisch bepaald zijn en deels afhankelijk van de software, de verschillende menu's in het programma, die ons vooral zijn aangeleerd.

Net zoals een programma van de ene computer naar de andere kan worden overgezet, zo is het mogelijk de software van onze eigen hersenen over te dragen naar die van een ander. In deze zin blijft ons bewustzijn in principe voortbestaan na onze dood, in onze kinderen, in onze leerlingen, in onze collega's, in de generatie die na ons komt en die wij mede hebben opgevoed.

Terug naar de nog onbeantwoorde vraag: hoe ontstaat een goed idee? Sommige wetenschappers zweren bij een soort Dorknopergebruik van computers, waarmee vragen beantwoord kunnen worden van het soort: wat is de stof met de grootste treksterkte, of het sterkste magneetveld, of het hardste oppervlak? Zulke "expert-systemen' weten alles wat je altijd had willen weten maar niet durfde vragen omdat je bang was voor dom te worden versleten. Zulke computers hebben een superieur geheugen en zij weten daardoor precies wat er allemaal niet meer onderzocht hoeft te worden. Zij zijn een meester in het beantwoorden van reeds beantwoorde vragen. Heel nuttig, maar zij hebben nooit een goed idee.

Computersimulaties zijn een hele andere manier om van de mogelijkheden van de computer gebruik te maken. (zie Frenkel, De Gids, 1991) In principe kunnen we in de computer iedere modelwereld scheppen die we willen. In de praktijk betekent dit, dat we een model bedenken voor het systeem dat we willen bestuderen: bijvoorbeeld een stromende vloeistof, of de atmosfeer van de aarde, of zelfs het hele universum. Daarna vertellen wij aan de computer hoe de natuurwetten er uit zien. Niet de grondwet, maar de wet die van toepassing is op de verschijnselen die we willen bekijken. En dan zeggen we tegen de computer: "Okay, dit zijn de spelregels, reken nu maar uit wat er gaat gebeuren.' En daarna gaan we gewoon zitten kijken wat er gebeurt met onze schepping. Men kan zich voorstellen dat het in de hersenen van een onderzoeker ook zo gaat: het zo precies mogelijk aflezen van de zintuigafdrukken, het zo goed mogelijk verwerken ervan, het wakker houden van de herinneringen en ervaringen, het bewust worden van zo veel mogelijk zaken die in de 3000 miljoen jaar van de geschiedenis van het leven op aarde toegang hebben gekregen om het leven mogelijk te maken. Daarvan een model maken en dan met onze hersenen kijken naar onze hersenen, zo krijg je als onderzoeker toch een timmermansoog?