“There is no dark side in the moon, really. Matter of fact, it’s all dark. The only thing that makes it look light is the sun.”
(Gerry O’Driscoll, portier van Abbey Road Studios, op The Dark Side of the Moon van Pink Floyd)
Vandaag laat ik een keer alle maatschappelijke relevantie en urgentie van klimaatverandering voor wat die is. In dit stuk komt de wetenschapsnerd in mij aan het woord. Die wetenschapsnerd wordt nog regelmatig verrast door de combinatie van inventiviteit en vakkennis waarmee onderzoekers te werk gaan om meer te weten te komen over het klimaat. Zelfs de maan blijkt een bron van informatie.
Natuurlijk had Gerry O’Driscoll gelijk. De maan geeft zelf geen licht. Maanlicht is gereflecteerd zonlicht. Maar de maan ontvangt niet alleen direct zonlicht. Zoals de maan aardig wat licht kan geven in een donkere nacht op aarde, kunnen maannachten verlicht worden door de aarde. Dat is vooral goed te zien in de nachten kort voor en na een nieuwe maan. Op de maan is het dan bijna volle aarde. Een deel van het aardlicht wordt vanaf het maanoppervlak weer weerkaatst naar de aarde. Genoeg om met het blote oog te zien. Asgrauw licht of asgrauw schijnsel, zo wordt dat door de maan gereflecteerde aardlicht genoemd.
Een volle aarde geeft ongeveer honderd keer meer licht op de maan dan een volle maan op aarde. Ten eerste omdat de aarde veel groter is en dus meer zonlicht weerkaatst. Maar ook omdat de aarde een hogere albedo heeft. De albedo is de fractie van het zonlicht dat door een oppervlak wordt weerkaatst. De gemiddelde albedo van de aarde is 0,3, maar de variatie van tijd tot tijd en plaats tot plaats is groot. Versgevallen sneeuw heeft een albedo van 0,8 tot 0,9. Voor bewolking varieert het sterk: de albedo kan oplopen tot ruim 0,8 voor een dik wolkenpak, terwijl hoge sluierbewolking amper zonlicht weerkaatst. De albedo van zeewater is 0,06 en voor land varieert de waarde, onder meer afhankelijk van het type begroeiing, van ruwweg 0,05 tot 0,3. De albedo van de aarde is dus een stuk groter dan die van het land- en zeeoppervlak. Dat komt vooral door de bewolking, die een aanzienlijk deel van het aardoppervlak bedekt en daarnaast door sneeuw en ijs. De maan heeft geen atmosfeer en geen water en dus ook geen wolken, sneeuw en ijs. Dat verklaart grotendeels de lagere albedo van ongeveer 0,12. (Overigens kan de precieze waarde van de albedo afhangen van de context. De albedo voor zichtbaar licht is vaak anders dan die voor het volledige spectrum van zonnestraling. Ook de hoek van inval van het zonlicht kan invloed hebben. De getallen die in de wetenschappelijke literatuur worden genoemd kunnen daarom wat variëren)
Ruim vijfentwintig jaar gelden bedachten onderzoekers van het Big Bear zonne-observatorium in Californië dat het asgrauwe schijnsel gebruikt kon worden om te bepalen hoeveel zonlicht de aarde reflecteert. Hoe helderder de aarde schijnt op de maan, hoe meer licht we hier weer terugkrijgen. Na een aantal proefmetingen begonnen ze in 1998 aan een lang meetprogramma. De bedoeling was om op zijn minst een volle zonnecyclus lang te blijven meten, om zo een eventuele invloed van de activiteit van de zon op bewolking, en daarmee de albedo van de aarde, te onderzoeken. Uiteindelijk gingen de metingen door tot in 2017. De resultaten publiceerden ze eind augustus in Geophysical Research Letters. De periode 2004 – 2006 ontbreekt in die resultaten omdat er voor die jaren te weinig gegevens zijn. Big Bear kreeg in die periode een nieuwe zonnetelescoop en de werkzaamheden daarvoor maakten metingen te vaak onmogelijk of onbetrouwbaar. De meetperiode omvat twee maxima in de zonnecyclus en een minimum. Dat zou voldoende moeten zijn om iets te kunnen zien van een eventuele invloed van de activiteit van de zon. Maar voor het bepalen van een langetermijntrend in het klimaat is twee decennia erg kort.
Een prettige bijkomstigheid was dat de wassende of krimpende maan, naast het asgrauwe deel, ook een deel heeft dat door de zon wordt verlicht. Door dat maanlicht te meten kon worden bepaald hoe helder de atmosfeer boven Big Bear was tijdens een meting. Aan de hand daarvan werden de metingen van het asgrauwe schijnsel gecorrigeerd.
Volgens de onderzoekers geven hun metingen een beeld van veranderingen in de albedo van in totaal 80% van het aardoppervlak. De ene helft van de metingen, bij wassende maan, beslaat de 40% van de aarde ten westen van het observatorium en de andere helft de 40% ten oosten. Omdat in de loop van een meting het deel van de aarde waardoor de maan wordt verlicht verandert – de maan “ziet” steeds de door de zon verlichte helft van de planeet – kan de gemeten albedo binnen enkele uren sterk variëren. Het maakt nogal wat uit of het aardlicht op de maan grotendeels afkomstig is van de donkere Stille Oceaan, of van een winters, besneeuwd landoppervlak. Bewolking is ook een belangrijke factor bij snelle veranderingen. Naast de afwisselingen binnen een enkele nacht zijn er ook seizoenseffecten. Omdat het meeste land op het noordelijk halfrond ligt, is de sneeuwbedekking van de aarde tijdens onze winter groter dan tijdens onze zomer. De afbeelding hieronder geeft de gemeten veranderingen weer in de jaar- en seizoensgemiddelden van de albedo.
Er is geen correlatie tussen albedo en zonne-activiteit, is de conclusie van het onderzoek. De hypothese dat de activiteit van de zon invloed heeft op bewolking wordt daarmee nog eens ontkracht. Het bevestigt daarmee wat het IPCC in hun nieuwste rapport en in het rapport uit 2013 over dit mechanisme schreef: het is te zwak om een detecteerbaar effect op het klimaat te hebben.
De resultaten laten een dalende trend in de albedo zien. Die daling wordt, zelfs nog sterker, ook waargenomen door satellieten, die vanaf 2000 de albedo van de aarde hebben gemeten. De afname van de sneeuwbedekking op land en het oppervlak aan zee-ijs spelen een rol, maar zijn onvoldoende om de daling van de albedo helemaal te verklaren. De verklaring die dan overblijft: het oppervlak aan lage bewolking is de afgelopen twee decennia minder geworden. Daarvoor is niet heel eenvoudig een oorzaak aan te wijzen. Het is aannemelijk dat een afname van de lage bewolking een versterkende terugkoppeling is van de opwarming van het klimaat. Maar de waargenomen afname is wel erg groot om helemaal aan die terugkoppeling toe te schrijven. Het klimaateffect van de afname van de bewolking is van dezelfde ordegrootte al dat van de gestegen broeikasgasconcentratie in de afgelopen twee decennia. Zo’n grote versterkende terugkoppeling van bewolking zou geen goed nieuws zijn over de klimaatgevoeligheid. Natuurlijke variabiliteit zal naar alle waarschijnlijkheid ook meespelen. Een periode van twee decennia is immers meestal te kort om een robuuste langetermijntrend te bepalen in het klimaat. Ook meetonzekerheden zouden nog van invloed kunnen zijn. Dat er een aanzienlijke onzekerheid is, is te zien in de afbeelding hieronder.
Het is overigens niet de eerste keer dat de maan behulpzaam is bij klimaatonderzoek. Arrhenius maakte in zijn beroemde artikel uit 1896 gebruik van metingen van de intensiteit van warmtestraling van de maan door de Amerikaanse astronoom Samuel Pierpont Langley. Arrhenius gebruikte die gegevens om, via complexe berekeningen, de absorptie van warmtestraling door CO₂ en waterdamp in de atmosfeer te schatten. Op basis daarvan berekende hij vervolgens als eerste het effect op de temperatuur van een verandering in de CO₂-concentratie.
Klimaatverandering 
Ik dacht dat er op de maan wel ijs was gevonden onder de grond, of vergis ik mij? Aan de donkere zijde van de maan, ontstaan aan de polen van de maan wel een ijslaag. Maar omdat de maan geen atmosfeer heeft verdampt deze snel terug in de ruimte. Omdat in het zonlicht de temperatuur op de maan aardig kan oplopen.
LikeLike
Misschien was “er is nauwelijks water en een atmosfeer” een betere formulering geweest. Voor de albedo maakt het natuurlijk niet uit.
LikeLike
Hans, je hebt een heel mooie illustratie gegeven van wat meten in de wetenschap inhoudt.
1. Om te meten is theorie nodig, data alleen zegt niets
2. Er is altijd een worsteling met de ruis en met de significantie
3. Er is heel vaak een proxy in het spel: je wilt X weten, maar dat kun je niet direct meten, dus je meet Y
4. Al die proxies bij elkaar geven verbazingwekkend veel informatie
5. Zo gaat het overal in de wetenschap, niet alleen in de klimaatwetenschap.
Dit is waarom ik wetenschap nog boeiender vind dan een spannende detective. Wat ook goed duidelijk wordt is dat aan de ene kant de wetenschap gebaseerd is op metingen met een beperkte nauwkeurigheid, maar dat de combinatie van al die metingen, geholpen door een samenhangende theorie een veel grotere mate van zekerheid kan krijgen.
Op climategate, zie je nogal eens het sentiment dat klimaatwetenschap geen wetenschap is, en dan worden argumenten gebruikt die zo ongeveer alle wetenschap onderuit halen. In Trouw wees Paul van Tongeren op de paradox dat bijna ons hele praktische leven gebaseerd is op resultaten van de wetenschap, maar dat bijna niemand persoonlijk kan nagaan of die wetenschap wel klopt, waardoor er wantrouwen ontstaat tegen diezelfde wetenschap.
Daarom kan het m.i. geen kwaad om veel en vaak de methoden van wetenschap heel concreet te laten zien.
LikeLike
Inderdaad Dirk, een fraaie casus voor colleges methodologie, En voor mij nieuwe info over het wederzijdse ‘spiegeleffect’ van aarde & maan. Ik kende het fenomeen ‘asgrauw schijnsel’ niet vanwege mijn slechte ogen.
Nu wil het toeval dat ik sinds een week helder en scherp zie na een operatieve ingreep. Met dank aan de info die Hans in het blogstuk verschaft sta ik te trappelen om het asgrauw schijnsel met eigen ogen te zien zodra het zich weer voordoet.
LikeLike
Beste Dirk,
“Om te meten is theorie nodig, data alleen zegt niets”
Meestal wordt er iets gemeten of ontdekt zonder dat er een theorie aanwezig is. Aan de hand van de meetwaarden worden dan een of meer theorieen uitgedacht die dan weer getoetst dienen te worden. Er zijn natuurlijk uitzonderingen waar de theorie de meting voorgaat. Vooral de invloed van de wiskunde heeft geleid tot nieuwe theorieen vaak geinspireerd door symmetrie en schoonheid. Echter niet alles wat wiskunde voortbrengt is ook natuurkunde.
LikeLike
Beste Fulco,
Denk je echt dat er meestal theorie-vrij gemeten wordt?
Ik had op het oog dat het instrument waarmee je meet is gebouwd op basis van een theorie.
Verder moet je op zeker moment besluiten wat je gaat meten. Meten is vaak duur. Er is dan meestal een theorie die de blikrichting bepaalt.
Als je meet zie je inderdaad vaak iets nieuws of onregelmatigs, en dat geeft weer aanleiding tot nieuwe theorieën.
Maar meten uit het niets? Inzichten aan big-data ontlenen komt daar nog het dichtste bij, maar ook daar heb je vaak een vooraf bestaand idee nodig om het eruit te krijgen.
LikeLike
Dirk,
“…meten uit het niets? Inzichten aan big-data ontlenen komt daar nog het dichtste bij, maar ook daar heb je vaak een vooraf bestaand idee nodig om het eruit te krijgen.”
Je hebt om te meten en sonderen niet vaak (jouw woorden) maar ALTIJD een idee nodig, ook bij data-mining. Zonder algoritme (een toegepast idee) geen data-mining. Gegevens (data) zijn niet ‘gegeven’, ze worden gemaakt via sondering en meting. De kern van de zaak is dat sonderen en meten een interface is – vormgegeven in een instrument als verlengstuk van de zintuigen – tussen het onderzoekende denken en de te onderzoeken zaak. Meten is het raakvlak tussen geest en materie.
LikeLike
Ik denk ook dat zo goed al alle meetprogramma’s en experimenten in de moderne wetenschap worden ontwikkeld vanuit theoretische kennis. Zomaar in het wilde weg meten, in de hoop iets op het spoor te komen, zal nog wel eens voorkomen, maar niet heel vaak.
Meteorologie en klimatologie zijn wel ontwikkeld vanuit het idee: meten is weten. Vooral omdat de eerste beoefenaren niet veel anders konden. Ze hadden meetapparatuur (thermometers, barometers, regenmeters), en verder bijna niks. Meten om iets op het spoor te komen dat kon helpen bij de theorievorming was daarom de enige optie. Klimatologie werd tot ver in de twintigste eeuw vooral gezien als de statistiek van het weer. Een tak van wetenschap die zich bezighield met het verzamelen en analyseren van data, en verder niets.
(Het betekent overigens niet dat wat we tegenwoordig onder klimaatwetenschap verstaan niet bestond. Maar het werd eerder bij andere disciplines ingedeeld: atmosferische fysica was iets van natuurkundigen en meteorologen, paleoklimatologie van geologen.)
LikeLike
Dirk,
Ik vermoed dat de term meten hier wat meer moet worden toegelicht. Voor mij is waarnemen ook meten. Alles begint met waarnemingen. Voor jouw is meten een waarnemingen met een kwantitatieve uitkomst. In de natuurkunde bijvoorbeeld is veel begonnen met het waarnemen van een fenomeen, vaak als bijverschijnsel van een ander experiment, soms een kermisattractie. Een mooi voorbeeld is magnetisme in combinatie met electriciteit. Zonder direct te beschikken over een theorie kan je al wel het experiment uitbreiden om het aantal waarnemingen te vergroten met daarbij kwantitatieve metingen. Daarna is er wellicht voldoende materiaal om over een theorie na te denken. Quantummechanica is echt niet als theorie ontstaan, eerst waren er waarnemingen die klassiek niet konden worden verklaard.
LikeLike
Hans,
Sabine Hossenfelder heeft hierover al eens gevlogd. De laatste halve eeuw is er vooral veel bereikt in het toegepast wetenschappelijk onderzoek maar niet in het fundamentele onderzoek. Zij heeft het over een crisis in de wetenschap. Dit verklaast waarschijnlijk de opmerking van onder andere Dirk dat theorie voor meten komt.
LikeLike
Fulco,
Dirk heeft je nogmaals uitgelegd wat hij met die opmerking bedoelde en die uitleg blijf je negeren.
Het punt is dat je om te kunnen meten ook theoretische kennis nodig hebt. Je kunt pas een vloeistofthermometer uitvinden als je de theorie over thermische expansie kent, om een voorbeeld te noemen.
En in bredere zin is kennisontwikkeling altijd een wisselwerking tussen waarneming en theorievorming. Zonder waarnemingen heb je geen theorie, zonder theorie kun je niks met waarnemingen. Kip of ei.
LikeLike
Hans,
“Meteorologie en klimatologie zijn wel ontwikkeld vanuit het idee: meten is weten.”
Effe de punt op de i. De roemruchte slagzin van natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926) luidt “Door meten tot weten.” En dat is precies het tegenovergestelde van wat de volksmond ervan maakt: ‘meten is weten’. H.K.O. was destijds een fervent onderzoeker en als hoogleraar in Leiden protagonist van de experimentele methode: een fysisch idee/hypothese daadwerkelijk uitvoeren en via meting kijken wat er al dan niet van standhoudt. Dus: door meten tot weten.
LikeLike
Fulco,
Hossenfelder heeft het dan specifiek over haar eigen vakgebied, de theoretische natuurkunde. Of eigenlijk: de deeltjesfysica. En zeker niet over de wetenschap in zijn geheel.
LikeLike
Oh nog wat, Hans.
Het is niet ‘kip of ei.’
Het is ‘kip en ei.’
LikeLike
Fulco
Je bent in de war over S. Hossenfelder. Ze zegt enkel en alleen dat er experimenteel niks te meten en te melden valt inzake allerlei theoretisch-natuurkundige ideeën over deeltjes, strings of multi-universe. Ze zegt gewoon waar we het hier ook over hebben: alleen door meten kom je tot weten. Valt er niks te meten dan kom je niet tot weten. Zo simpel is het wat Hossenfelder zegt.
LikeLike
Hallo Fulco,
Ik kan me wel vinden in de uitleg/interpretatie die Dirk geeft van het meten.
Je hebt een voorafgaande conceptuele voorstelling nodig om te kunnen meten en zelfs om waarnemingen te kunnen interpreteren. Zonder enige mentale voorstelling (of mentaal model) van wat er ‘normaal’ is, kan je namelijk niet vaststellen of een bepaalde waarneming afwijkend of überhaupt opmerkelijk is.
Je noemt magnetisme als voorbeeld van waarnemingen die vooraf gaan aan het kwantitatief meten. Echter, wanneer je je verdiept in de ideeën (daar heb je ’t weer) die er bestonden over het magnetisme lang vóór de theorie van het elektromagnetisme… blijkt dat men wel degelijk een primitieve theorie erop nahield:
https://www.tcd.ie/Physics/research/groups/magnetism/facts/guide/mythsorgins.php
De waarneming dat het gedrag van een magneet ‘afwijkt’ van wat er gebruikelijk is voor andere stenen of objecten… veronderstelt namelijk een daaraan voorafgaande theorie (of mentaal model) over wat er ‘normaal’ is voor een steen. Pas uitgaande van het vooraf bestaande fysische idee dat stenen niet uit zichzelf willen bewegen… kan je de waarneming doen dat magneten afwijkend gedrag vertonen.
Kip en ei, inderdaad. Want het conceptuele idee dat stenen of andere objecten niet uit zichzelf bewegen… is weer een motorisch ervaringsfeit dat we als klein kind al opdoen. 🙂
LikeLike
Van het bovengenoemde linkje leer ik dat het Griekse woord ‘magnetisme’ (μαγνῆτις λίθος, de Magnesiaanse steen), afkomstig zou zijn van:
“There are references by the Greek historian Pliny to the herdsman Magnes, who was tending his flock when the iron shod tip of his staff struck a lodestone and his iron hobnail boots were held on to the naturally magnetized rock. ”
Grappig verhaal. Ook hier: een vooraf bestaande ‘theorie’ over wat er normaal is voor stenen, waarna de waarneming plaats kan vinden dat die magnetische steen daarvan afwijkt.
LikeLike
Beste Bob,
Ik heb het niet over magnetisme als zelf staand fenomeen maar over de ontdekking dat elektriciteit magnetisme kan voortbrengen.
Mijns inziens is een conceptuele voorstelling een voorloper van een theorie.
Conceptuele voorstellen kunnen leiden tot verder onderzoek.
Beste Hans,
“Dirk heeft je nogmaals uitgelegd wat hij met die opmerking bedoelde en die uitleg blijf je negeren.”
Deze snap ik niet, sorry. Ik negeer niets, ik leg alleen uit dat ik meten breder zie en daarom van mening ben dat theorie volgt op waarnemingen en, om het bovenstaande aan te halen, conceptuele voorstellingen.
LikeLike
Fulco,
Jouw “uitleg dat je het breder ziet” is in werkelijk niets meer of minder dan een herhaling van je eerdere standpunt, waarbij je helemaal niet ingaat op argumenten van anderen. Met andere woorden, je negeert die argumenten. Precies zoals ik het zei.
Mijn simpele waarneming is en blijft dat er vrijwel altijd een wisselwerking is tussen waarnemingen en theorie. Bob zijn voorbeeld maakt dat ook duidelijk: zonder theoretische basiskennis zou je een waarneming niet eens kunnen interpreteren als iets bijzonders, dat de basis kan vormen voor een nieuwe theorie. Het is nooit eenrichtingsverkeer.
Wel bestaat er ook in de huidige wetenschap nog zoiets als serendipiteit: de vondst van iets heel anders dan waar eigenlijk naar werd gezocht. Maar het is wel vrij zeldzaam. Veruit het meeste wetenschappelijk onderzoek komt neer op kleine beetjes kennis sprokkelen door gericht te meten en waar te nemen.
LikeLike
Fulco,
Misschien had ik moeten benadrukken dat de theorie waarmee je meet doorgaans niet de theorie is van wat je hoopt te meten.
En dat ik met theorie in dit verband zowel formele theorieën bedoel, als informele theorieën, welke ook onbewuste concepten in onze geest kunnen zijn.
De theorie van het meetinstrument is gedurende het onderzoek deel van de achtergrond, niet in focus, niet het probleem. Of in ieder geval niet het hoofdprobleem.
Maar voor een andere onderzoeker, iemand die dat meten wil perfectioneren, is de theorie van het meetinstrument juist wel in focus. Voor hem ligt daar het hoofdprobleem. Bij zijn onderzoek heeft hij weer andere dingen die hij tot de niet-problematische achtergrond verklaart.
Soms komen die dingen wel dicht bijelkaar: als je verre zwarte gaten wilt meten en je gebruikt andere zwarte gaten als zwaartekracht lens, dan komen de theorie van het meetinstrument en de theorie van het gemetene wel dicht heel bijelkaar.
LikeLike
Hans,
“Wel bestaat er ook in de huidige wetenschap nog zoiets als serendipiteit: de vondst van iets heel anders dan waar eigenlijk naar werd gezocht. Maar het is wel vrij zeldzaam.”
Daar mag wel een kanttekening bij.
Ik heb in de loop der jaren nogal wat intervieuws met onderzoekers gelezen die in hun reguliere werkzaamheden tot hun verrassing iets waarnamen dat interessanter/relevanter was dan hetgeen hun aandacht had. Ik vermoed dat het fenomeen ‘serendipiteit’ heel vaak voorkomt en dat het de kraamkamer is (geweest) van menig wetenschappelijke vondst. Wikipedia somt een paar bekende voorbeelden op.
Serendipiteit heeft een tegenhanger die ook vaak voorkomt: opportunisme. Verzinnen van een toepassing van gegevens die je (al dan niet) toevallig gevonden hebt. Met name in farmaceutische research is het courante strategie met een lange staat van dienst. En in zekere zin valt ook data-mining daaronder: met willekeurig kriterium/algoritme sonderen van een databank en kijken of er wat uitrolt dat bruikbaar ZOU KUNNEN zijn.
Het gaat te ver om er op in te gaan maar het zou me niet verbazen als in de maan-research vanaf Arrhenius (1896) tot Big Bear (2021) zich menig moment van klimatologische serendipiteit heeft voorgedaan. En wellicht ook van opportunisme. Life is messy, wetenschappelijke bedrijvigheid niet uitgezonderd. Het is de achterkant van de spiegel die (terecht?) in wetenschappelijke publicaties wordt verzwegen.
LikeLike
Goff,
Ik heb gisteren zitten denken over voorbeelden van klimaat-serendipiteit en toen schoot me niets te binnen. Een beetje pijnlijk wel, omdat het ultieme voorbeeld zo voor het grijpen ligt: Arrhenius zelf. Die was helemaal niet bezig met een menselijke invloed, maar alleen maar op zoek naar een verklaring voor de ijstijden.
Een ander mooi voorbeeld is het mislukte modelexperiment dat Edward Lorenz op het spoor zette van de chaostheorie.
De ontwikkeling van het eerste weermodel van het Institure for Advanced Study is een voorbeeld van wat jij opportunisme noemt. Dat kwam er dankzij de computerpioniers van het Manhattan Project, die op zoek waren naar andere toepassingen voor dat apparaat. Meteorologie zagen ze als kansrijke kandidaat.
Ik denk overigens niet dat serendipiteit vaak wordt verzwegen in wetenschappelijke publicaties. Wel zal het vaak beginnen met een enkel zinnetje in een artikel, over een bijvangst die meer onderzoek verdient. Ik denk dat het zeldzaam is dat zo’n vondst onmiddellijk een heel artikel oplevert.
LikeLike
Dirk,
Wij komen nader tot elkaar, ik had op mijn beurt moeten aangeven dat naast de waarnemingen ook de eerder opgestelde theorieen input zijn voor verder onderzoek.
LikeLike
Fulco,
Natuurlijk zijn het eerder opgestelde theorieën. Nog onbekende theorieën kunnen helemaal geen rol spelen in onderzoek.
Overigens vermoed ik dat je het doen van wetenschappelijk onderzoek verwart met het ontdekken van iets helemaal nieuws. Natuurlijk kun je geen gericht onderzoek doen naar iets dat helemaal onbekend is. Gericht onderzoek is bedoeld om ofwel bekende fenomenen beter te begrijpen (bijvoorbeeld door ze nauwkeuriger te kwantificeren; iets waar heel veel onderzoek mee bezig is), ofwel om bekende gaten in kennis te dichten.
En heel, heel, heel, heel af en toe wordt er iets helemaal nieuws gevonden, waar niet naar werd gezocht. Het bestaat, maar het is wel zeldzaam.
LikeLike
Hans,
Ja, Arrhenius, een bijzonder geval apart in de historie van de klimatologie.
Ik heb er in een ander discussiedraadje al eens aan gememoreerd. Ironisch (achteraf gezien) in Arrhenius’ biografie is dat hij na zijn ontdekking protagonist is geworden van steenkoolverbranding. Als theoreticus had hij serendipisch ontdekt dat CO2-accumulatie in de atmosfeer effectief is om de globale temperatuur op te krikken. En dat opkrikken leek hem een goed idee: afwenden van mogelijk nieuwe ijstijd, etc.. In zijn privéleven was hij aangetrouwd verbonden met Alfred Nobel die veel steenkool nodig had voor staalproductie van zijn wapenindustrie. Arrhenius heeft zich na de dood van Nobel actief bemoeid met de oprichting van en deelname in het comité van de Nobelprijzen.
LikeLike
Hallo Goff,
Volgens mij hanteer je nu een ongebruikelijke definitie van ‘serendipiteit’. Het onderzoek van Arrhenius in 1896 en 1906 is géén voorbeeld van serendipiteit.
Wat Arrhenius ontdekte — niet zozeer op basis van waarnemingen maar vooral door berekeningen — was hetgeen waar hij bij de start van zijn onderzoek naar op zoek was: de (voornaamste) oorzaak van ijstijden en interglacialen en de kwantitatieve afhankelijkheid van mondiale temperatuur van de broeikasgas-concentraties.
Arrhenius benoemde zijn onderzoeksresultaat in 1896 en 1906 niet als een ‘crisis’, of de klimaatverandering als een probleem. Dit was ook in lijn met waar hij naar op zoek was: een verklaring van de ijstijden. Arrhenius verbond amper of niet een waarde-oordeel aan zijn resultaten. Wel heeft hij *achteraf* aangegeven dat extra opwarming door CO2-emissies — qua waarde-oordeel — misschien wel ’s gunstig zou kunnen zijn voor de noordelijk gelegen gebieden… maar dat was een waarde-oordeel en niet het resultaat van zijn onderzoek.
Serendipiteit is als er bij toeval een onverwachte ontdekking, als onbedoeld bijproduct, uit een onderzoek komt rollen. Het klassieke voorbeeld is de ontdekking van Penicilline door Fleming: hij was niet op zoek naar een antibioticum maar puur toevallig merkte hij op dat één Petri-schaaltje onbedoeld met een schimmel besmet was geraakt en tot zijn verbazing groeiden de bacteriën niet meer, in dat schaaltje.
LikeLike
Bob,
Dat er een verband werd gelegd tussen Arrhenius en serendipiteit was mijn schuld en niet die van Goff. Ik weet eerlijk gezegd niet zeker of zijn constatering over een mogelijke menselijke invloed onder de definitie van serendipiteit valt.
Hij trok een conclusie over iets waar hij niet naar op zoek was. Dus dat zou je serendipiteit kunnen noemen. Maar die conclusie kwam niet voort uit een toevallige waarneming, of zoiets. Hij trok die conclusie door de resultaten van zijn berekeningen te combineren met geologische (over de koolstofcyclus) en chemische (over de verbranding van koolwaterstoffen) kennis. Misschien toch wat anders dan wat we meestal onder serendipiteit verstaan.
Het is overigens wel een voorbeeld van een nieuw inzicht dat niet zozeer voortkomt uit waarnemingen of metingen, maar vooral uit het combineren van theoretische kennis.
LikeLike
Hoi Hans,
Ja inderdaad, jij benoemde het als ‘serendipiteit’ en dat lijkt me niet in overeenstemming met de gebruikelijke definitie.
De conclusie van Arrhenius in 1896 en 1906 was geen onbedoelde bijvangst bij een onderzoek dat over iets heel anders ging. Het was juist zijn bedoeling om kwantitatief te onderzoeken of veranderingen in de broeikasgas-concentraties de ijstijden (mede) zouden kunnen verklaren.
En ja, inderdaad, ook hier was er eerst een ‘theoretisch kader’, een op z’n minst conceptuele voorstelling van de rol van de broeikasgassen nog vóór deze ontdekking zelf. Daarover zou je op kunnen merken:
1. daarna was Arrhenius’ theorie juist weer een inspiratie voor waarnemingen van het klimaat;
2. maar… de geologische waarnemingen *dát* er ijstijden geweest zijn, gingen inderdaad wel weer vooraf aan de hypothese/theorie van Arrhenius. Dat wel.
LikeLike
Bob,
Ik heb nergens beweerd dat Arrhenius’ conclusies over de klimaatinvloed van CO2 en de mogelijke verklaring van ijstijden serendipiteit zouden zijn. Natuurlijk was dat het doel van zijn onderzoek. Dat zei ik ook in mijn eerste opmerking daarover.
De bijvangst was het inzicht dat de mens mogelijk het klimaat zou gaan beïnvloeden in de toekomst. Dat zou je misschien serendipiteit kunnen noemen.
LikeLike
Bob,
Je voert wat jij noemt ‘de gebruikelijke definitie’ op:
“Serendipiteit is als er bij toeval een onverwachte ontdekking, als onbedoeld bijproduct, uit een onderzoek komt rollen.”
Ik zie niet het verschil met de omschrijving van Hans:
“De vondst van iets heel anders dan waar eigenlijk naar werd gezocht.”
Overigens: het concept serendipiteit is geen wetenschappelijk concept en een definitie per decreet of consensus bestaat niet. Het is m.i. niet relevant om er verder semantische aandacht aan te besteden. Wat Hans bedoelde met dat concept is duidelijk, net zoals het duidelijk is wat jij ermee bedoelt.
LikeLike
Goff,
Er is geen sprake van “De vondst van iets heel anders dan waar eigenlijk naar werd gezocht.”
Arrhenius was ‘eigenlijk’ op zoek naar het kwantificeren van de invloed van een toename (of afname) van de CO2-concentratie op de mondiale (oppervlakte-)temperatuur. En dat is ook wat hij vond.
Zijn onderzoek is daarmee juist géén voorbeeld van serendipiteit. Wat er wél onder serendipiteit verstaan wordt, kan je overal nalezen. Het meest aangehaalde voorbeeld is de onbedoelde vondst van Penicilline door Alexander Fleming, als een onverwachte ‘bijvangst’ van onderzoek naar iets anders.
LikeLike
Bob,
Zou je mijn laatste reactie alsjeblieft even willen lezen, in plaats van je verdraaiing van wat ik zeg te blijven herhalen? Nogmaals, niemand heeft beweerd dat de conclusies van Arrhenius over ijstijden en het klimaateffect van CO2 serendipiteit zijn.
LikeLike
Hallo Hans,
Ik bevestig toch simpelweg dat jouw definitie (of beschrijving) van serendipiteit ruwweg overeenkomt met de mijne? En dat er bij Arrhenius geen sprake was van serendipiteit?
LikeLike
Bob,
Nee, dat zei ik niet. Je kunt hierboven gewoon lezen wat ik wel zei.
LikeLike
Bob,
Hans en ik hadden het over de ‘bijvangst’ van Arrhenius, namelijk zijn inzicht dat er een relatie is tussen CO2-concentratie in de atmosfeer en menselijk gedrag. Hans en ik hebben die bijvangst in termen van serendipiteit beschreven, Hans heeft je nu al drie keer erop gewezen dat je de doelpalen verzet. Bij deze wijs ik je er voor de vierde keer op wat onze doelpalen waren: Arrhenius’ bijvangst dat er een relatie is tussen CO2-concentratie in de atmosfeer en menselijk gedrag.
LikeLike
Hans,
Je hebt je aarzeling toegelicht of Arrhenius’ bijvangst wel een geval van serendipiteit is. Ik snap dat geloof ik wel maar heb die aarzeling zelf niet.
Het historische feit is dat hij als wetenschapper de relatie CO2-concentratie / menselijk gedrag ontdekte. Hij deed die ontdekking niet in een paar uur met een petrischaaltje in een experimenteel lab (zoals Fleming) maar met theoretische berekeningen en combinatie van soorten kennis. Dat een wetenschappelijke bijvangst van een-en-dezelfde onderzoeker uren of maanden of jaren duurt is niet relevant. Net zo min als de gehanteerde methodologie (experiment, berekening, inductie, deductie, etc.).
Overigens ben ik van mening dat het concept ’serendipiteit’ alleen zinvol is als het over bijvangsten gaat die baanbrekend zijn voor de desbetreffende discipline. Dat Arrhenius’ bijvangst baanbrekend is geweest voor de (ontwikkeling van) atmosferische fysica staat buiten kijf.
LikeLike