[Column] Eureka! (Frans van Lunteren)

Door Frans van Lunteren

Niets is mooier voor een wetenschapper dan het doen van een ontdekking. Zalig zij die zich mogen verlustigen in de euforie van het eureka-moment. Maar anders dan veelal gedacht zijn een wetenschappelijke ontdekking en een plotseling inzicht twee totaal verschillende zaken. Wetenschappelijke ontdekkingen zijn vrijwel nooit te herleiden tot een bepaald tijdstip. Hoe het wel gaat kunnen we illustreren met een voorbeeld.

Volgens de gangbare visie is Uranus op 13 maart 1781 ontdekt door de astronoom William Herschel. In zijn journaal van die dag is de ontdekking netjes geboekstaafd.

‘In the quartile near Zeta Tauri … is a curious either nebulous star or perhaps a comet.’

Het waargenomen object was ongetwijfeld Uranus. Maar is hier sprake van de ontdekking van de planeet Uranus? Tussen 1690 en 1781 was hetzelfde object meer dan tien keer waargenomen en als ster geregistreerd. Het enige punt waarin Herschel met zijn voorgangers verschilt, is zijn suggestie dat het hier mogelijk om een komeet gaat.

Wie?

Enkele aanvullende waarnemingen brengen helderheid: het waargenomen object beweegt zich ten opzichte van de omringende sterren. Bijgevolg openbaart Herschel zijn ontdekking van een nieuwe komeet. Wiskundigen slagen er echter niet in om uit de waarnemingsdata een bevredigende kometenbaan te construeren. Na een aantal maanden suggereert de astronoom Lexell dat het hier wellicht een planeet betreft. Nieuwe berekeningen, gebaseerd op de aanname van een planetenbaan, lijken wèl te sporen met het waarnemingmateriaal.

De vraag is nu wanneer de planeet Uranus ontdekt is en wie die ontdekking gedaan heeft. Waarneming alleen is niet voldoende. Gaat het erom wie het object het eerst waargenomen èn geregistreerd heeft, dan heeft de ontdekking ergens in de zeventiende eeuw plaats gevonden. Maar ook dit antwoord is niet erg bevredigend. Herschel zag als eerste iets interessants in het object. Dat tekent zowel zijn ervaring als astronoom als de kwaliteit van zijn instrumenten. Daarentegen was het Lexell die de rekenaars op het juiste spoor zette en waren het deze rekenaars die een vermoeden omzetten in een algemeen aanvaard gegeven.

Vertekening

Het meest redelijke antwoord lijkt dan ook dat de planeet ‘ontdekt’ is door de gezamenlijke inspanningen van Herschel, Lexell èn een aantal wiskundige astronomen, en dat die ontdekking enkele maanden in beslag heeft genomen. Dat Herschel de eer van de ontdekking gekregen heeft, is niet onredelijk. Uiteindelijk heeft hij het hele proces in beweging gezet. Maar het beeld dat de ontdekking op één bepaald moment heeft plaatsgevonden, vertekent de wijze waarop nieuwe kennis tot stand komt. Een soortgelijk verhaal kan namelijk voor vrijwel elke wetenschappelijke ontdekking worden verteld. Steeds gaat het hierbij om een proces, waarbij sprake is van waarnemen, interpreteren en vooral controleren en waarbij doorgaans meerdere onderzoekers betrokken zijn.

Nadat Pieter Zeeman een verbreding had waargenomen van een natriumlijn, onder invloed van een krachtig magnetisch veld, heeft hij zichzelf eerst middels een reeks aanvullende experimenten moeten overtuigen dat het niet ging om een door de apparatuur geproduceerd artefact. Pas toen Lorentz een theoretische onderbouwing aanleverde van het fenomeen was hij voldoende zeker van zijn zaak. Daarbij werd tevens duidelijk dat het niet ging om een verbreding, maar om een opsplitsing van de lijnen. Het Zeeman-effect is evenmin in een dag ontdekt.

Ontdekkingen

Wat houdt het ook door wetenschappers gekoesterde beeld van ontdekkingen dan in stand? Dat is niet alleen onze natuurlijke neiging tot epische verdichting, oftewel het aan één individu toeschrijven van een reeks handelingen en gebeurtenissen waarbij meer personen betrokken zijn. Belangrijker nog is het wetenschappelijke beloningssysteem. Om een voorbeeld te noemen: de originele criteria voor de toekenning van de Nobelprijs voor natuurkunde spreken duidelijk over ontdekkingen en dit maakte het aanvankelijk lastig om theoretici te bekronen voor werk dat niet direct gekoppeld was aan een experimentele ontdekking. Ontdekkingen vormen van oudsher het intellectueel kapitaal van de wetenschapper, en in het geval van patenten zelfs meer dan dat. Het is dan ook is niet vreemd dat de grootste conflicten tussen wetenschappers niet gingen over de aard van de natuur, maar over prioriteitsvragen. Ontdekkingen in de zin van gebeurtenissen laten zich gemakkelijker toe-eigenen dan complexe processen.

Voor de goede orde: deze ‘ontdekking’ is niet van mij maar van de Amerikaanse historicus en filosoof Thomas Kuhn.