Intuïtie in de wetenschap volgens Vincent Icke, Cees Dekker en Wil Roebroeks
Aan de randen van de wetenschap, daar schuimt en bruist het nog. Wetenschap wordt vaak gezien als een puur rationele bezigheid, maar dat is een verwarring van het proces met het resultaat. Het resultaat van wetenschappelijk onderzoek zijn vele kilometers boeken en tijdschriften, talloze terabytes data, en keurig gerangschikte verzamelingen van instrumenten, gedroogde planten, opgezette dieren, fossielen, gesteenten, potscherven, werktuigen en wat al niet. Het wetenschappelijk proces daarentegen is vaak rommelig, chaotisch en onzeker. “Anything goes”, zei wetenschapsfilosoof Paul Feyerabend daar ooit over.
Een onderzoeker die zich aan de rand van de wetenschap bevindt en een stap in het onbekende waagt doet dat vaak intuïtief. Dat blijkt uit gesprekken met drie vooraanstaande wetenschappers over de rol van intuïtie in hun werk. Archeoloog Wil Roebroeks heeft het over intuïtie als “een soort zaklamp in de duisternis van onbekende zaken.” Astrofysicus en beeldend kunstenaar Vincent Icke stelt: “We zijn gewend om intuïtie alleen maar toe te schrijven aan dichters, aan componisten en aan schilders. Maar wij hebben het ook.” Biofysicus Cees Dekker ziet wetenschap als mensenwerk: “Je hele persoonlijkheid, je emotie, je intuïtie spelen mee in alle beslissingen die je de hele dag door maakt. In de keuzes die je maakt, en in de kritische vragen die je wel of juist niet stelt.”
De dode wetenschap staat in boeken en musea, de levende wetenschap kenmerkt zich door verwondering, zoeken, veronderstellingen, uitprobeersels en discussie. “Van de tien dingen die ik doe, draaien er tenminste negen nergens op uit”, zegt Vincent Icke. “Falen is de norm. Dat zou je van je fietsenmaker niet accepteren. Bij ons is dat nu eenmaal zo. Je staat aan de rand van een oceaan van onbekendheid. In welke richting wil je het zoeken? Je intuïtie kan je daarbij leiden.”
Het was Vincent Icke ook die met het beeld kwam van intuïtie als het schuim in de wetenschap, als belletjes die moeten voorkomen dat wetenschap vast wordt als beton. Het eiland van de kennis mag dan houvast bieden, onderzoekers zoeken de rand op en wagen een sprong naar een volgende rotspunt. Weten waar je moet zijn en hoe je moet springen blijkt voor een groot deel op intuïtie te berusten. Maar wat is die intuïtie dan? Hoe werkt die in de onderzoekspraktijk? Kun je intuïtie ontwikkelen of is gevoelsmatig handelen vooral een kwestie van persoonlijkheid? Over deze en andere vragen gingen de gesprekken met Vincent Icke (de man die in lichtjaren denkt), Cees Dekker (de man van de miljoenste millimeter ofwel de nanometer) en met Wil Roebroeks, archeoloog met als specialisme de oermens.
Inzicht zonder nadenken
Het beginpunt van deze speurtocht is het boek Blink van de Canadese wetenschapsschrijver Malcolm Gladwell (vertaald als ‘Intuïtie’). Het boek gaat over belangrijke beslissingen die mensen binnen twee seconden maken. Wat er zich in die twee seconden afspeelt, wordt vaak pas later duidelijk als Gladwell de situatie helemaal uitspit. Dat levert prachtige verhalen op zoals die van
een Amerikaanse brandweercommandant die met zijn ploeg uitrukt voor een keukenbrand in een houten woonhuis. Ze rennen naar binnen, richten de brandblussers op het vuur, maar er gebeurt weinig. Terwijl zijn mannen in de keuken staan te blussen loopt de commandant de woonkamer in. Hij staat er nog maar net of hij keert op zijn schreden, schreeuwt tegen zijn mannen: “Wegwezen!” Amper heeft de ploeg het huis verlaten of de vloer stort met donderend geweld in. Vlammen laaien hoog op.
Hoe kwam de brandweerman tot zijn levensreddende besluit? Naderhand vertelt de commandant dat er een aantal zaken niet klopten. Het vuur in de keuken reageerde niet of nauwelijks op blussen. Dat is vreemd. Toen hij het huis binnenkwam voelde hij al in de gang de hitte. Maar dat klopte niet met het geluid van het vuur. Normaal hoor je het vuur sissen, kraken en loeien. Dit vuur was veel te stil voor de hitte. Toen hij in de woonkamer kwam voelde hij ook daar de hitte. Dat kon niet kloppen met een keukenbrandje. Toen wist hij zeker dat er iets niet in de haak was en besloot zijn team terug te roepen. Toen even later de vloer in elkaar zakte begreep hij pas wat er wel aan de hand geweest was: een kelderbrand. Zijn intuïtieve beslissing had daarop vooruitgelopen, en had daardoor hun levens gered.
De strekking van zijn boek is dat intuïtie, volgens Van Dale: inzicht zonder nadenken, een belangrijke rol speelt in beslissingen die mensen dagelijks nemen. Belangrijker misschien wel dan de rol van rationele overwegingen.
Als wetenschapsjournalist was ik benieuwd of onderzoekers ook dat soort ’blink’-momenten kennen en welke rol intuïtie speelt in de wetenschap. Ik benaderde drie onderzoekers voor een interview. Laat me hen aan u voorstellen. Vincent Icke (1946) is hoogleraar astrofysica aan de Universiteit Leiden en bijzonder hoogleraar kosmologie aan de Universiteit van Amsterdam. In 1995 deed hij toelatingsexamen aan de Gerrit Rietveld Academie en sindsdien durft hij zich ook beeldend kunstenaar te noemen. Icke schreef een maandelijkse column in het wetenschapskatern van NRC Handelsblad en hij heeft een aantal populair wetenschappelijke boeken geschreven, onder andere over relativiteitstheorie en over Christiaan Huygens.
Cees Dekker (1959) is hoogleraar moleculaire biofysica aan de TU Delft, waar hij dit jaar een nieuwe afdeling bionanoscience is begonnen. Deze nieuwe tak van wetenschap gebruikt chiptechnologie om de eigenschappen van biologische moleculen zoals eiwitten en DNA-strengen te onderzoeken. Dekker kwam rond 2005 in het nieuws vanwege zijn steun aan de stroming van Intelligent Design. Veel andere wetenschappers vonden ID teveel naar Creationisme rieken, maar Dekker vond de vraagstelling van ID naar de oorsprong van het leven erg interessant. Later raakte hij teleurgesteld in hun resultaten.
Wil Roebroeks (1955) is hoogleraar archeologie van de oude steentijd aan de Universiteit Leiden. Hij maakte faam met de langdurige opgraving in de Belvedere steengroeve bij Maastricht waar hij de vroegste sporen van bewoning in Nederland aantrof. Roebroeks specialiseerde zich in de archeologie van vroege mensachtigen, met name Neandertalers.
Dit klopt niet
Roebroeks is nog steeds actief betrokken bij veldwerk. Daaruit stamt ook het voorbeeld van een ‘blink’-ervaring die hij vertelt. Het gaat over de recent afgesloten opgraving bij Neumarkt-Nord in Oost-Duitsland, waar de randoeverzone van een meer uit de tijd van de Neandertaler onderzocht werd. Het meer bestond dus al heel lang. Normaal verzandt zo’n plas na verloop van tijd, maar in dit geval bleef de bodem ongeveer net zo snel weg zakken als dat er sediment bij kwam. In de loop der tijd was een stapeling van zandlaagjes ontstaan van vele meters dik. De Oost-Duitse collega’s hadden daar een acht meter lang ‘profiel’ van gemaakt, een dwarsdoorsnede van de bodem. Roebroeks vertelt hoe ze hem die vol trots toonden.
“Ze zeiden: in deze meeropvulling zit 200 duizend jaar geschiedenis! Twee warme perioden gescheiden door een IJstijd. Maar ik wist meteen: dit klopt niet.” Op basis van zijn samenwerking met geologen had Roebroeks een gevoel ontwikkeld voor afzettingen en hij wist vrijwel meteen dat de lagen die hij voor zich zag veel sneller opgebouwd waren dan in 200 duizend jaar. “Als je het hebt over twee warme tijden gescheiden door een ijstijd, dan is het volstrekt onmogelijk dat daar over die acht meter precies dezelfde dunne laagjes liggen zonder verstoring.” Daarmee had de Leidse hoogleraar wel een probleem met zijn Duitse collega’s. Maar voor beleefdheid is er soms geen plaats in de wetenschap. Verschillen van inzicht zijn juist vruchtbaar, vindt Roebroeks: “Want dan ga je er allerlei laboratoriumtechnieken op loslaten. Dan worden er slijpplaatjes van gemaakt, de magnetische oriëntatie wordt gemeten, dan gaan ze kijken wat voor slakjes erin zitten en wat de aminozuren van die slakjes dan zijn. Fantastisch!”
Cees Dekker herinnert zich een voorval van een tijdje geleden, toen hij midden jaren ‘90 onderzoek deed aan koolstofnanobuisjes – losse moleculen in de vorm van een rol kippengaas waarvan ieder kruispunten gevormd worden één koolstofatoom. Men wilde in die tijd weten of het mogelijk was om een elektrisch stroompje door een enkel molecuul te laten lopen. Cees Dekker vertelt: “Ik moet denken aan het moment dat mijn promovendus binnen kwam lopen met de eerste IV-curves gemeten aan een koolstofnanobuisje(die curves tonen de stroom en spanning door het molecuul, jw). We zagen er hele mooie stapjes in. Als kwantumfysici zijn we daar dol op.” Zulke stapjes wijzen op kwantumeffecten. Straling, massa, lading en energie komen, als je maar fijn genoeg meet, in discrete hoeveelheden voor: kwanta. Een stapjespatroon betekent voor een fysicus dat hij een kwantumproces meet, en dat is precies wat Dekker verwachtte. Dekker: “In een blink weet je: het heeft waarschijnlijk daar en daar mee te maken. Voor een buitenstaander klinkt het allemaal het zelfde. Maar er zijn tientallen zo niet honderden klassen van modellen. Waar het verschijnsel dan precies bij thuis hoort is niet zo duidelijk. Maar dat we iets hadden gemeten dat waarschijnlijk met een kwantummodel kon worden verklaard, dat leek ons direct evident.” Met zijn experimenten aan koolstofnanobuisjes scoorde Dekker regelmatig artikelen in het bekende wetenschapsblad Nature – voor een fysicus een belangrijk teken van erkenning.
Vincent Icke beleefde een soortgelijk inzicht. Hij hield zich al jaren bezig met de vraag hoe in het jonge heelal uit diffuse wolken waterstof- en heliumgas als vanzelf ordelijke structuren konden ontstaan zoals clusters van sterrenstelsels met ieder honderden miljarden sterren waarvan vele omringd worden door een stel planeten die er keurig als een uurwerk omheen draaien. Heel algemeen wordt gezegd dat zulke structuren zich vormen doordat materie samentrekt door zwaartekracht. Dat is voor een astrofysicus onvoldoende – hij wil het kunnen berekenen en hij wil begrijpen hoe materie zich door de ruimte heeft verdeeld. Op een conferentie aan het eind van de jaren ‘70 stond de jonge Icke met wat collega’s te praten toen hij plotseling een inzicht kreeg. “We hadden het over de meer algemene structuur van het heelal. Op dat moment ging er in mijn hoofd een schakelaartje om en ik denk: verdomd! Je moet in een uitdijend heelal niet kijken naar de dingen met hoge dichtheid die samenklappen, je moet juist kijken naar dingen met een lager dan gemiddelde dichtheid. Want: als dingen met een hoge dichtheid samentrekken, clusteren en sterrenstelsels vormen, dan kan het niet anders dan dat dingen met een lagere dan gemiddelde dichtheid net iets sneller uitdijen dan het gemiddelde heelal.”
Het beeld dat Icke voor zich zag lijkt nog het meest op een massa schuim waarvan de belletjes groter en groter worden. “Materie op de randen van de bellen trekt samen in de lijnen van waar die bellen elkaar snijden. Die lijnen trekken op hun beurt weer samen in knooppunten waar die lijnen samen komen. Terwijl ik met Joan Centrella en Bernard Jones daarover stond te praten zag ik de wiskunde in mijn hoofd. Ik wist welke formules daarbij hoorden. Toen ik eenmaal thuis was kon ik het zo in twee bladzijden opschrijven voor de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.”
Interne bibiotheek
Over de achtergrond van hun intuïtie geven de professoren een eensluidend antwoord: kennis en ervaring. “Het is geschoolde intuïtie”, zegt Dekker, “omdat je in de loop der jaren geleerd en gezien hebt dat de natuur op bepaalde manieren werkt.”
Op de vraag hoe Roebroeks onmiddellijk ziet of een steen door oermensen gemaakt is of niet antwoordt hij: “Ik denk dat het ervaring is. Tienduizenden stenen door je handen gehad hebben, zelf stenen werktuigen gemaakt hebben, honderdduizend opgegraven hebben en er ook duizenden natuurlijk stenen uit grindprofielen van miljoenen jaren oud geplukt hebben. Daardoor leer je het hele continuüm ziet van wat de natuur doet en wat de mens doet.”
Icke zegt zijn inzicht te danken aan toewijding en onderdompeling. “Die ontdekking is voor mij een van de meest dramatische voorbeelden geweest van iets waar ik toe gekomen ben vanwege het samenstel van erin te léven, van er ervaring mee te hebben, het naar anderen te luisteren en waarnemingen tot je te nemen. Die hele interne bibliotheek van schots en scheve gegevens, alles komt bij elkaar.”
Intuïtie helpt onderzoekers snel te beslissen of een nieuw artikel of een afwijkend resultaat van een experiment de moeite waard is om verder uit te diepen. Cees Dekker zegt: “Soms doet een eiwit opeens iets anders dan wat je verwacht had. Dan is er een ‘fine line’ tussen een experiment dat iets bijzonders oplevert, iets vreemds, iets eigenaardigs wat misschien de Nobelprijs op kan gaan leveren. Of misschien is er ook gewoon een stompzinnige fout gemaakt in de voorbereiding van het experiment. Ik kan heel moeilijk onder woorden brengen wat het precies is wat je dan doet besluiten: dit is interessant, dit moeten we verder uitzoeken. Of dat je weet: dit is onbelangrijk, laat maar zitten, we gaan door met waar we mee bezig waren. Maar het is wel heel sterk mijn overtuiging, die gevormd is uit heel veel verschillende soorten van informatie.”
Alleen de echten
Toch zijn kennis en ervaring niet voldoende voor een vruchtbare intuïtie. Icke stelt dat vooruitkomen in kunst en wetenschap een combinatie vereist van onderzoek (lees kennis en ervaring) en opmerkzaamheid. “Opmerkzaamheid, daar gaat het om. En opmerkzaamheid betekent: ik zie, ik zie wat jij ook ziet. Kijk naar die ruit daar.” We zitten in de herfstzon buiten op een terras in Leiden. Plotseling klinkt Icke als een docent als hij naar ons spiegelbeeld in de ruit wijst. “Je ziet je weerspiegeling. En de mensen die binnen zitten kunnen jou ook zien. Hee!! Het licht dat van jouw gezicht naar die ruit gaat en weer teruggaat naar jouw ogen is exact hetzelfde licht als wat door de ruit heen gaat naar de mensen binnen. Alleen al door over je schouder kijken leer je dat in de natuur dezelfde oorzaken niet altijd dezelfde gevolgen hebben. Dat is raar.”
Wat Icke als getraind natuurkundige ziet is dat een deel van de lichtdeeltjes (fotonen) door het glas heen gaat, terwijl een ander deel terugkaatst. Van elk afzonderlijk foton is met geen mogelijkheid te zeggen welke weg het zal nemen. Een zelfde oorzaak heeft dus verschillende uitkomsten. Die onbepaaldheid verontrust natuurkundigen al sinds het prille begin van de kwantumfysica in het begin van de 20-ste eeuw.
“We zitten hier met z’n dertigen, iedereen ziet het, maar niemand merkt het op. Dat is wat een natuurkundige onderscheidt van de rest van de wereld. Ik wil niet eens zeggen dat opmerkzaamheid een verdienste is, het is aangeboren: je hebt het of je hebt het niet. En bij een kunstenaar is het soortgelijk. Er is een Picasso voor nodig om te zien dat als je een stuur en een zadel van een racefiets ondersteboven boven elkaar zet, dat dat dan een stier voorstelt. Die opmerkzaamheid hebben alleen de echten. De groten, Feynman, Einstein, noem maar op, die hebben dat nog een beetje meer.”
En tot slot is ook lef nodig, de moed om op je intuïtie te vertrouwen, ook al gaat die tegen de gevestigde opvattingen in. “To do physics, you’ve gotta have taste” citeert Vincent Icke de Amerikaanse natuurkundige Richard Feynman. “Ik zou daar aan toe willen voegen: om natuurkunde te doen moet je lef hebben. Het lef om bepaalde opgebouwde zekerheden een beetje los te laten. Een beetje, niet alles overboord gooien – dat is amateuristisch. Je moet al die opgebouwde kennis en ervaring durven laten zweven. Want speciaal in de wetenschap weet je niet alles zeker.”
Niet iedereen kan dat. Icke ziet dat ook bij zijn studenten die hij graag ‘een beetje laat spartelen’. “Soms lukt het dat ze de kennis durven los te laten. Maar hoe goed iemand daarin is kun je volgens mij niet leren. Mijn vooroordeel zegt: het echte grensverleggende werk, het echte intuïtief weten in welke richting je het moet zoeken, dat heb je of je hebt het niet.” Erg is dat niet, want de wetenschap bestaat voor een groot deel uit wat Icke grondwerk noemt: vlijtig, zorgvuldig, nauwkeurig en langdurig meten en waarnemen, goede instrumenten bouwen en belangrijke experimenten doen. “Gewoon doorgaan. Mouwen opstropen en doorspitten.” Voor de creatieve wetenschapper is volgens Icke het grootste gevaar te denken dat hij het allemaal wel weet. Dan verdwijnt de opmerkzaamheid. “Die losheid moet je cultiveren. Zorgen dat er een soort gist in het geheel blijft, belletjes in het plastic, opdat kennis geen gewapend beton wordt, maar plooibaar blijft.”
