Archief voor Auteur: Sylvia Wenmackers

Kijkt u eens

Onderstaande tekst telt exact 800 woorden: dit is het essay waarmee ik de Robbert Dijkgraaf Essaprijs 2015 won (zie eerder). Tijdens het “Gala van de Wetenschap” werd mijn tekst voorgelezen door Altan Erdogan, hoofdredacteur van Folia. Het essay verscheen in het Parool (30/11) en in Folia (2/12; pdf) en zal nog verschijnen in New Scientist (15/12). In Folia staat er verder een kort interview door Nina Schuyffel. De tekst staat ook op de website van Folia en New Scientist

~

Vanuit de trein kijk ik naar de lucht die blauw kleurt door verstrooiing van het zonlicht en in de verte bemerk ik een krokodilvormige wolk. Alles wat we menen te zien wordt beïnvloed door wat we weten.

Toen ik assistent werd in de fysica schreef ik me in voor avondlessen tekenen aan de kunstacademie. Overdag werkte ik met microscopiebeelden, maar ’s avonds leerde ik echt kijken. Vanuit mijn dubbelleven ontdekte ik een opmerkelijke parallellie tussen de processen die zich voltrokken aan beide academies.

Overdag leerde ik eerstejaars hoe ze vraagstukken uit de klassieke mechanica konden oplossen. We deden berekeningen over katrollen, massa’s op hellingen en weegschalen in liften. ’s Avonds schetste ik gipsen afgietsels van klassieke beelden. In beide gevallen is er sprake van oefeningen aan de hand van een achterhaald paradigma. We weten dat de werkelijkheid niet klassiek Newtoniaans is, al blijft het voor vele toepassingen een prima benadering. Net zo zijn de standaarden van schoonheid inmiddels gekanteld, al blijven we stiekem dromen van een renaissance.

Oefening baart kunst, maar er zijn ook periodes van stagnatie. Kennis biedt uitzicht op nieuwe mogelijkheden, maar er kan ook een beklemmende faalangst binnensluipen. Kan ik dit wel? Mijn hand bleef haken in het Lagrangepunt tussen de leegte van het blad en de volheid van mijn hoofd.

Tot de vroege werken van schilder Pablo Picasso behoren academische schetsen en realistische portretten. Hij was dus klassiek geschoold voor hij zijn kubisme ontwikkelde. De Duitse fysicus Max Planck was een klassiek fysicus voor hij tegen wil en dank grondlegger werd van de kwantummechanica. Echte vernieuwing komt zelden van buitenstaanders. Het vergt mensen die het systeem van binnenuit kennen en er feilloos de zwakheden van aanvoelen. Waar het op aankomt is dat ze een alternatief vermoeden waar anderen alleen obstakels en voldongen feiten zien.

In de wiskunde is een vermoeden een stelling waarvan algemeen wordt aangenomen dat ze waar is, maar waarvan nog niemand dat daadwerkelijk heeft kunnen bewijzen. Een vermoeden is een beeld dat nog in het marmer zit. Een vermoeden alleen is dus niet voldoende, maar wel een noodzakelijke voorwaarde om iets nieuws te creëren. De bandeloze fantasie van een kind volstaat niet om in een ruw blok gesteente het afgewerkte beeld te zien of om een volstrekt originele hypothese te bedenken. Dit vereist een ander soort intuïtie, die enkel met ervaring komt. Kunst en wetenschap hebben elk hun methodes om tot vernieuwing te komen en die zijn in geen van beide gevallen te herleiden tot een algoritme.

Er zijn anekdotes over belangrijke vermoedens die opdoemden tijdens wandelingen, douches, en dromen. Het toeval speelt een rol in veel van die verhalen, maar – zoals Pasteur al stelde – het toevallige inzicht treft alleen de geest die erop voorbereid is. Dus als je niet duivels hard werkt tussen al dat wandelen, douchen en dromen door, dan zal je deze eurekamomenten evenmin beleven.

De mogelijkheden van een klomp klei. Het patroon achter de feiten. Zulke vermoedens geven gedachten hun ontsnappingssnelheid, waardoor ze het Lagrangepunt tussen willen en niet durven ongemerkt passeren. Eens het meesterwerk af is, vraagt niemand hoeveel mislukte schetsen er op de vloer van het atelier vielen. Eens de sluitsteen van een theorie wordt gepresenteerd, wordt het bovenhalen van eerdere stenen afgedaan als het werk van dwergen. Zo vertekenen kunstenaars en wetenschappers hun eigen geschiedenis.

Wat jonge mensen telkens opnieuw moeten ontdekken is de zegen van het proberen, het mogen falen. De cyclus van trial-and-error is de motor die beide academies draaiende houdt. Oefenzittingen en uren atelier leiden tot variaties op thema’s: de resultaten zijn zelden geslaagd. Een doorbraak is enkel weggelegd voor degenen die de waardevolle afwijking herkennen tussen alle misbaksels. Hoorcolleges en lessen kunstgeschiedenis lijken vruchteloos, aangezien ze de deelnemers niet aanzetten om zelf iets te produceren. Toch zijn deze uren van onschatbare waarde als slijpsteen voor onze gave des onderscheids.

Op dit punt van mijn reis komt de railcatering langs en bestel ik een koffie. “Kijkt u eens,” zegt de jongen die me mijn beker aanreikt. In Vlaamse oren kan dit alternatief voor ‘alstublieft’ – een letterlijke vertaling van het Franse ‘voici’? – vreemd klinken. Maar jaren training doen me automatisch gehoorzamen. Ik kijk en zie hoe de witte rand van de koffiebeker zich aan mij toont als een ellips. Zou ik dit net zo hebben gezien zonder al die uren perspectieftekenen of wiskundelessen over kegelsneden? “Twee euro.” Verstrooid kijk ik op. “U moet uw koffie nog betalen: twee euro.” Natuurlijk. Ik vind in mijn portemonnee een Italiaans muntstuk met Da Vinci’s Vetruviusman erop. “Kijkt u eens”, zeg ik stralend, maar hij ziet het niet.

“Kijkt u eens”: die uitspraak zal u vast nog vaak te horen krijgen. Het staat u vrij de uitnodiging letterlijk te nemen. De oude wereld is er al, wij moeten haar alleen nog leren zien, op zoek naar nieuwe vermoedens.

Wetenschap en verbeelding

Dit jaar was het thema van de Robbert Dijkgraaf Essaywedstrijd “Wetenschap en verbeelding”. Het leek me meteen leuk om mee te doen! Dus schreef ik een tekst van 800 woorden en stuurde die in. (Ik zal de tekst binnenkort online plaatsen.)

Vervolgens kreeg ik te horen dat mijn inzendig tot de top drie behoorde en dat ik de uitreiking tijdens “Het Gala van de Wetenschap” in de Amsterdamse Stadsshouwburg mocht bijwonen.

Zonet is de uitslag bekend gemaakt: mijn stuk heeft gewonnen! :-)

Bekendmaking tijdens het Gala van de Wetenschap (foto door Daniël Rommens later toegevoegd aan dit bericht).

Het thema “Wetenschap & verbeelding” is de laatste tijd trouwens nooit ver weg uit mijn gedachten. Daarom maak ik een overzicht van een aantal stukjes die ik eerder al plaatste over dit thema.

Wetenschap & tekenen

Wetenschap & verbeelding

Poëzie als aanleiding voor een wetenschappelijke toelichting

Beeldende kunst als aanleiding voor een wetenschappelijke toelichting

L’art pour l’art: ook in de wetenschap (blue sky onderzoek)

Zie ook:

PechaKucha over begrijpend tekenen

Tijdens de PechaKucha Night lichtte ik mijn ideeën over kunst en wetenschap toe aan de hand van twintig lichtbeelden. Mijn thema was “begrijpend tekenen“.

De presentatie was in het Engels, maar ik heb Nederlandse ondertitels gemaakt bij deze opname:

Hieronder de transcriptie met weblinks. (De Engelstalige versie staat hier.) (meer…)

Wat is de kans dat jij geboren bent?

Over mijn deelname aan FameLab eerder dit jaar heb ik verschillende blogposts geschreven. Ook de opnames van de Belgische finale staan al enige tijd online. Maar blijkbaar ben ik vergeten de opname van mijn pitch ook hier te plaatsen.

Terwijl ik tijdens de voorrondes uitlegde hoe zeepbellen aan hun kleuren komen, deed ik in de finale een poging om in drie minuten antwoord te geven op volgende vraag:

“Wat is waarschijnlijkheid?”

Geen sinecure, gezien ik vorig jaar een heel vak heb gegeven over deze en aanverwante vragen uit de filosofie van de kansrekening. ;-)

Het was in het Engels, maar er staan Nederlandse ondertitels bij. Bij deze dus, mijn drie minuten over kansrekening:

[error]Opgelet, de ondertitels zijn niet door mij gemaakt en er zit een cruciale fout in. Ik zeg “70 trillion“, maar ik gebruik short scale. In het Nederlands correspondeert dat niet met “70 triljoen”, maar ‘slechts’ met “70 biljoen” (70*10^12)![/error]

Transcriptie van de Engelstalige versie: na de vouw.

(meer…)

Comprehensive drawing

My PechaKucha presentation on “Comprehensive drawing” (20 images each with 20 seconds of explanation):

Transcript:

1 – Good evening, I’m Sylvia. My presentation is about “comprehensive drawing”: understanding through sketching. Drawing is an art form, but I will show that it’s also good for science and for sharing a feeling of wonder.

2 – Pencil and paper are all you need if you want to become a universal human. This is a page from a notebook I kept when I was seven. It was all I needed to be happy: making up stories, computing, and drawing. Key ingredients to all of the disciplines I still practice.

3 – When I was sixteen, I made this sketch at a local drawing studio. I was practicing anatomy from a book and ended up reflecting on infinity. My work now still involves infinities and infinitesimals.

4 – In the same year, I made this as a tribute to Escher. I used my own left hand for reference. The portrait is fiction. I had short hair back then. But that’s the beauty of drawing: you can show what you see even if it’s just in your imagination.

5 – Once I had decided to study science, I worried that I would lose touch with my imagination, that studying maths and physics would be very hard for a dreamy person like me. But imagination is very important in science, too, especially when you need to come up with a new hypothesis.

6 – Starting your own research project can make you feel small: a feeling similar to confronting a blank canvas and fearing that you will mess it up. But trial and error are important parts of both science and art. Learning how to fail is crucial.

7 – One of my art teacher taught us about the effect of canvas proportions on a composition. He taught us about twelve dynamic rectangles: a theory due to von Wersin. His explanations were chaotic, but I managed to make a reconstruction with the help of geometry.

8 – In the physics lab, I learned to work with various microscopy techniques. Nowadays, we use computers to view and store the results immediately. But Anthonie van Leeuwenhoek, one of the first microscopists, employed artists to draw his observations. These are grains of sand.

9 – My favourite optical instrument is a confocal microscope. It contains small pinholes at crucial positions to block out light that’s out of focus. You can also use a pinhole: to project an image of a solar eclipse, by using a small gap between your fingers.

10 – It saddens me that in most biology classes, pupils just need to fill out words on sheets like this. I think it is much more instructive to let them draw the animal themselves. Comprehensive drawing isn’t about the product, but about the process: the art of really looking at something.

11 – Likewise, in introductory courses for university physics, there is a tendency to use really slick American handbooks with colour illustrations. For instance, a Newtonian problem with various pulleys and forces is illustrated like this. But, to be honest, I think…

12 – …students learn a lot more when they make the drawings themselves. Start out by drawing a single pulley. You need to understand how one pulley works, before you can figure out combinations of them. These divide-and-conquer algorithms are common to art and science.

13 – That’s why I like these sketches by Da Vinci so much. They are pleasing as a product. But also very suggestive of the process: observing something, imagining something. Zooming in on a detail. Figuring out how it all works. Allowing yourself the time to understand the world by seeing.

14 – As a physics students, I learned about interference colours. These are colours due to thin layers of transparent materials, for instance in a soap bubble. The colours occur due to the interference of various wavelengths in white light.

15 – Because of this background knowledge, I see the world with different eyes. After cooking spaghetti, I sometimes notice interference colours at the bottom of the kettle. As a physicist, I take a picture before I clean it. And if you black out the background, it looks like an alien moon.

16 – When my son was still a baby, I noticed that the tear films of his eyes showed interference colours, too. Apparently, babies have more oily components in their tear fluid, which causes the film to be thicker and evaporate more slowly. That’s why babies need to blink less often.

17 – I also wanted to point out how much knowledge of physics and in particular optics is required to make realistic computer graphics. For instance, sub-surface scattering of light has to be taken into account to get a realistic rendering for human hands.

18 – But I like drawings on paper best. Especially if they contain a puzzle about physics! This is a 10 meter long drawing by Roberto Schiavi. The turntable at the left turns at a moderate speed, which is amplified through the gears to the speed of light. But that’s impossible!

19 – When I was still in physics, I could draw schemes and add microscopy images. I miss that now that I work in philosophy, so I decided to draw a graphical abstract for a paper I wrote on probability. Unfortunately, philosophy journals don’t accept graphical abstracts.

20 – To end, a quote attributed to Da Vinci:

“Principles for the Development of a Complete Mind: Study the science of art. Study the art of science. Develop your senses – especially learn how to see. Realize that everything connects to everything else.”

That’s what I call “comprehensive drawing”!

Debat duurzame wetenschap

Eerder deze week nam ik in Brussel deel aan een debat met studenten over wetenschapsbeleid. Het debat maakte deel uit van een nieuw universiteitsbreed keuzevak aan de VUB dat “Redelijk eigenzinnig” heet en waarvan de eerste module over “duurzame wetenschap” gaat.

Aan de vijf deelnemende professoren werd vooraf een stelling gevraagd. Ik koos de volgende stelling (geïnspireerd op mijn column “Opgebrande wetenschap“):

[important]Loting is efficiënter en eerlijker om wetenschappelijke fondsen te verdelen.
Wetenschappers zijn steeds in competitie met elkaar voor beperkte fondsen. Niet alleen de wetenschappers die een aanvraag indienen verliezen zo veel tijd, ook de wetenschappers die de aanvragen moeten beoordelen. Het zou efficiënter zijn om -na controle van enkele minimale criteria- gewoon te loten. Bovendien is dit systeem minder vatbaar voor vriendjespolitiek. Het is dus ook eerlijker.[/important]

De meerderheid van de studenten aan mijn discussietafel waren niet gewonnen voor dit idee, wat een heel geanimeerd gesprek opleverde. :-) Tijdens de discussie bleek wel dat heel wat initiële bezwaren ook opgaan voor het huidige systeem.

Achteraf was er nog een plenaire bespreking met een moderator, de vijf debaters en de studenten. Hierbij werden de thema’s van de stellingen met elkaar in verband gebracht en werden er nog nieuwe invalshoeken aangereikt door de studenten. Er staat nu een verslag van de debatavond op de blogpagina van het vak (geschreven door ).

Na afloop werd ik geïnterviewd door twee studenten uit de opleiding journalistiek. Hun stuk komt op de website van Erasmix te staan. Daar zal ik dan ook nog een link naar plaatsen.

~

Aanvulling 11 november 2015:

Het “interview” is hier te vinden. Ik zet het woord interview tussen aanhalingtekens omdat het om parafrases gaat (de studenten hadden geen recorder mee) en deels gebaseerd is op elementen uit de discussie.

Context

Ik heb de tekst niet vooraf ingezien, anders zou ik zeker gevraagd hebben om wat context toe te voegen. Bijvoorbeeld:

  • Er was me gevraagd een stelling aan te reiken ter discussie. Dat is iets anders dan een standpunt waar ik zelf 100% achtersta. Ik zie het eerder als een denkoefening voorafgaand aan een eventueel standpunt.
  • De link met loting in politieke verkiezingen werd gesuggereerd door de moderator tijdens het debat: een verband dat ik zelf liever niet zou leggen in deze context.
  • En bij de vraag over het verhogen van de kansen door meerdere voorstellen in te dienen, heb ik tijdens de discussie toegelicht dat ik in eerste instantie aan persoonsgebonden projectmiddelen dacht, waarbij er sowieso maar één voorstel per jaar kan worden ingediend. Bovendien krijgt een postdoc in het huidige systeem slechts twee keer de kans zo’n mandaat aan te vragen bij het FWO. (Daarnaast kunnen er in het huidige systeem projecten worden aangevraagd.)

Vriendjespolitiek?

In de huidige FWO-commissies beslissen Vlaamse wetenschappers weliswaar niet over voorstellen van de eigen onderzoeksgroep, maar wel over hun directe collega’s of concurrenten aan andere Vlaamse universiteiten, dus belangenconflicten zijn eerder regel dan uitzondering. Het zit ingebakken in het systeem.

In de reactie onderaan het stuk trekt een doctoraatsstudent in twijfel dat er vriendjespolitiek zou zijn. Ook tijdens het debat werd dit door een mede-panellid betwist. Ik hoop dat ze gelijk hebben, maar het punt is dat we ons daar niet van kunnen vergewissen.

Tijdens het debat heb ik dit als volgt toegelicht: de vraag is niet alleen of er daadwerkelijk vriendjespolitiek in het spel is, maar vooral of dat te controleren zou zijn door buitenstaanders. Het huidige systeem is volgens mij niet transparant genoeg: de commissies komen samen achter gesloten deuren en anderen hebben er het raden naar hoe beslissingen tot stand gekomen zijn. Een loting kan publiekelijk gebeuren, zodat voor iedereen duidelijk is hoe het resultaat tot stand gekomen is.

~

Het idee van loting beschreef ik voor het eerst in januari 2013, in deze klaagzang van een postdoc en wel als volgt:

[important]Soms vraag ik me af of een numerus clausus voor onderzoekers niet efficiënter én humaner zou zijn: “Proficiat met je doctoraat. Hier, trek maar een lootje, dan kijken we of jij in aanmerking komt om ooit professor te worden…”[/important]

Grenzeloos traag glas

Bestaat er een fysische grens aan traagheid? Dat vroeg ik me af bij het schrijven van deze column over een schijnbaar alledaags materiaal met bijzondere fysische eigenschappen: glas!

Dit stukje is in licht gewijzigde vorm als column verschenen in Eos.
(Jaargang 32, nummer 11.)

Voor een fysicus is het glas altijd vol... lucht.Loom tikte ik tegen de autoruit: “Glas is eigenlijk een vloeistof.” Ik zat achterin de auto samen met studiegenoot Karin. Haar vader reed en hij kaatste terug: “Welnee, het vloeit toch niet?” Tegen zijn onwankelbare vertouwen in gezond verstand kon ik als dromerige fysicastudent niet op.

Toch was ik zeker van mijn stuk. Glas wordt op hoge temperatuur gemaakt en is dan vloeibaar genoeg om het in een bepaalde vorm te blazen. Dat zal niemand betwisten, maar hoe zit het op kamertemperatuur? Ons gezond verstand zegt dat glas geen vloeistof kan zijn, aangezien het gebruikt kan worden als barrière tegen regen (vensterglas) of als houder voor water (drinkglas). Voor de fysicus ligt het iets subtieler: op microscopische schaal is glas namelijk amorf. De atomen in glas zitten even ongeordend als in een vloeistof. Terwijl de meeste stoffen een duidelijke fase-overgang doormaken bij het afkoelen van vloeistof naar vaste stof, is dat bij glas niet zo.

Moleculaire structuur van glas.

Glas is een amorf materiaal. Schematische weergave van de moleculaire structuur ervan. (Bron afbeelding.)

Bij een mineraal als bergkristal vormen de zijvlakken regelmatige veelvlakken, die verraden dat de atomen binnenin een regelmatig roosterpatroon vormen. Alle zogenaamde kristallijne stoffen – zoals bergkristal, maar ook ijzer of diamant – kan men op kleine schaal als vaste stof herkennen. Stoffen die op macroscopische schaal vast lijken, maar die geen kristalrooster vertonen, noemen we ‘glazen’. Het silicaglas dat we voor ruiten en drinkglazen gebruiken is hiervan het bekendste voorbeeld.

Maar is glas dan wel écht een vaste stof, zoals de macroscopische eigenschappen ervan doen vermoeden, of moet de microscopische structuur de doorslag geven en is het een onderkoelde vloeistof? Uiteraard zien we vensterglas niet stromen en is de binding tussen de atomen in een glas veel sterker dan in een gewone vloeistof. Maar is glas misschien een vloeistof met een extreem hoge viscositeit en stroomt het dus onmeetbaar traag: nog trager dan het pek in het beroemde pekdruppelexperiment? Er is een fysische maximumsnelheid in dit heelal, maar staat er ook een grens op traagheid?

Glasraam in Middeleeuwse kathedraal.De glasramen in Middeleeuwse kerken zijn onderaan vaak dikker. Deze eeuwenoude, stille getuigen lijken dus te bevestigen dat glas inderdaad traag stroomt. Dit ‘bewijs’ blijkt bij nader inzien echter geen stand te houden. Om te beginnen is er geen systematische studie gedaan op de diktevariaties in oude glasramen. Verder was het maken van grote glazen platen technisch gezien een hele krachttoer. Men draaide het glas tot een platte cilinder die aan de buitenkant dikker was. Zo waren er al van bij de productie diktevariaties aanwezig in het glas. Daarbij lijkt het wel zo verstandig om de dikste kant, die ook zwaarder en sterker is, waar mogelijk onderaan te plaatsen. Bovendien tonen berekeningen aan dat als glas merkbaar zou vloeien, het dan niet bovenaan dunner zou worden, maar verkorten! Dat komt niet overeen met wat we zien in die oude kerken.

Als klap op de vuurpijl is er ook glas bewaard gebleven dat nog veel ouder is, bijvoorbeeld uit het oude Egypte. Als glas echt zou vloeien bij kamertemperatuur, dan zouden deze artefacten inmiddels tot een vormeloze poel herleid moeten zijn, maar dat is niet zo. Er is in 2012 zelfs onderzoek gedaan op een stukje amber (een soort organisch glas) van twintig miljoen jaar oud, waaruit bleek dat dit materiaal in al die tijd evenmin vervloeid is.

Begin 2015 publiceerden theoretici een studie naar wat er met glas gebeurt als het verder wordt afgekoeld: verliest het ooit alle gelijkenis met een vloeistof? Er onstaan dan inderdaad gebieden die zich in meetkundige vormen ordenen, zoals regelmatige twintigvlakken. Dergelijke configuraties waren meer dan zesitg jaar eerder trouwens al voorspeld – niet op basis van berekeningen op supercomputers, maar op basis van fysische intuïtie. Een soort gezond verstand voor gevorderden als het ware.

Deze observaties laten uiteraard nog steeds de theoretische mogelijkheid open dat glas bij kamertemperatuur vloeit, maar dan zo traag dat de vervorming pas meetbaar zou worden na meer dan tien miljoen jaar. (Er zijn nog veel hogere schattingen in omloop.) Maar op dit punt sluit ik me aan bij wat Karins vader al lang wist: glas is geen vloeistof, want het vloeit niet.

(meer…)

Aankondiging: PechaKuchaNight Leuven 28/10

Op woensdag (28 oktober) doe ik mee aan een PechaKucha-avond! Dat zijn presentaties bestaande uit 20 beelden met telkens 20 seconden uitleg erbij (400 seconden in totaal, dus minder dan 7 minuten). Het is de tweede editie van zo’n avond in Leuven, maar voor mij is het de eerste keer dat ik deze presentatievorm uitprobeer: spannend. :-)

Het thema is “Kunst & Wetenschap” (ook een belangrijke categorie op mijn blog), of “Art & Science” eigenlijk, want alles wordt gepresenteerd in het Engels. Speciaal voor deze gelegenheid ben ik oude tekeningen gaan ophalen van bij mijn ouders op zolder. Ik zal het over begrijpend tekenen hebben, met onder andere eigen tekeningen die verwijzen naar Escher. Ook het werk van Leonardo Da Vinci zal even verschijnen.

Tijd en locatie:

  • woensdag 28 oktober vanaf 20u30
  • STUKcafé (Naamsestraat 96,Leuven)
PechaKuchaNight.

PechaKuchaNight.

Deze activiteit heeft een eigen webpagina, op deze Facebook-pagina zie je het laatste nieuws en de aankondiging van mijn bijdrage staat hier.

Iedereen welkom!

Vlindereffect: de schone slaapster van Lorenz

Dit is een aanvulling bij het stuk over schone slaapsters van gisteren.

Op Twitter wees Koen Robeys me erop dat Gleick in zijn boek “Chaos” over het originele artikel uit de chaostheorie ook schrijft als over een schone slaapster. Dit boek sprak me enorm aan toen ik het las (en herlas) rond mijn zestiende: een onderwerp dat sowieso al tot de verbeelding spreekt en dan ook nog eens heerlijk geschreven, alsof je er zelf bij was terwijl het allemaal gebeurde. Alleszins een boek waardoor ik nog liever wetenschapper wou worden.

Gleick schrijft in de inleiding over het artikel van Lorenz uit 1963 “Deterministic Nonperiodic Flow“. Dit specifieke deel uit de inleiding was ik vergeten, maar Koen heeft helemaal gelijk! Zie hieronder het citatiepatroon voor het artikel van Lorenz. Pas meer dan tien jaar later werd chaostheorie echt een onderzoeksveld. Geen instant succes dus, maar inmiddels wel een klassieker.

Citatiepatroon Lorenz.

Lorenz “Deterministic Nonperiodic Flow” (1963). Boven: abstract. Onder: citatiepatroon via Web of Science.

Een klein artikel kan grote gevolgen hebben: zo gaat het vlindereffect ook op voor het artikel waarin het voor het eerst werd beschreven. :-)

Sluimerende wetenschap: gaat de wekker ooit af?

Dit stukje is in licht gewijzigde vorm als artikel verschenen in Eos.
(Jaargang 32, nummer 9. Pdf-versie van het artikel.)

Bij mijn eerdere radiobijdrage was het me niet helemaal gelukt om de punten die ik zelf het belangrijkste vond aan dit onderzoek goed uit te leggen. Daarom schreef ik mijn aantekeningen uit tot een artikel voor Eos.

~

Sluimerende wetenschap

Schone slaapsters

Sleeping Beauties.

De meeste wetenschappelijke artikels vertonen een gelijkaardig citatiepatroon: de eerste jaren wordt het artikel in toenemende mate geciteerd, daarna dooft de aandacht uit. Er blijken echter ook slaapkoppen tussen te zitten, waarbij de erkenning voor een studie pas vele jaren na de publicatie volgt. Wat zorgt ervoor dat deze artikels alsnog populair worden? En welke lessen moeten we hieruit trekken voor het wetenschapsbeleid?

Schone slaapsters in de wetenschap’ zijn artikels die pas na verloop van jaren plots veel geciteerd worden. Recent onderzoek toont aan dat dit fenomeen meer voorkomt dan eerder gedacht. Deze vondst stemt tot nadenken: de huidige manier om de impact van onderzoek te meten en onderzoekers te evalueren en te financieren, kijkt immers vooral naar citaties op korte termijn (binnen twee tot vijf jaar na publicatie).

Mendelsyndroom

Er zijn bekende voorbeelden van wetenschappers die hun tijd zo ver vooruit waren dat hun werk pas werd gewaardeerd na hun dood. Denk maar aan Gregor Mendel die rond 1860 experimenten deed met het kruisen van bonenplanten en zo de erfelijkheid van hun eigenschappen ontdekte. Mendel overleed in 1884, maar het belang van zijn pionierswerk voor de genetica werd pas later erkend.

Een ander voorbeeld is de Hongaarse arts Ignaz Semmelweis. Hij voerde in 1847 een antiseptische procedure in op de kraamafdeling van een ziekenhuis in Wenen: iedereen moest voortaan de handen wassen met bleekwater alvorens een aanstaande moeder te onderzoeken. Door deze maatregel kwam kraamvrouwenkoorts – die vaak dodelijk was – veel minder voor op de afdeling. Toch vonden de ideeën van Semmelweis pas echt ingang na zijn dood in 1865, toen de relatie tussen micro-organismen en ziektes beter werd begrepen (onder andere door de experimenten van Louis Pasteur).

Ook nu beweren sommige wetenschappers dat hun ideeën niet worden opgepikt omdat ze hun tijd te ver vooruit zijn. De Nederlandse bibliometrist professor Anthony van Raan, verbonden aan de universiteit van Leiden, spreekt in dit verband over het “Mendel-syndroom”. Van Raan wou nagaan of wetenschappers gelijk hebben als ze vrezen dat hun werk pas na tientallen jaren zal worden erkend, of als ze hopen op een posthume erkenning. In een artikel van hem uit 2004 onderzocht hij daarom de citatiepatronen die gepaard gaan met uitgestelde erkenning.

Schone slaapsters

Van Raan lanceerde hierbij de term ‘sleeping beauties in science’. Daarmee bedoelde hij:

a publication that goes unnoticed (‘sleeps’) for a long time and then, almost suddenly, attracts a lot of attention (‘is awakened by a prince’).”

Een schone slaapster in de wetenschap is dus een publicatie die in de eerste jaren niet of nauwelijks geciteerd wordt (slaapt), maar na verloop van decennia plots alsnog piekt (gewekt wordt door een prins).

De database die van Raan onderzocht bevatte 20 miljoen artikels. De meest slaperige schone in dit corpus was een artikel van Larry J. Romans uit 1986. Dit was inderdaad een geval van een idee dat zijn tijd ver vooruit was: in het artikel stelt Romans een model op van supergravitatie in tien dimensies, waarbij er een nieuw fenomeen optreedt, namelijk het breken van een supersymmetrie. De ruimere gemeenschap van snaartheoretici was op het moment van publicatie nog niet bezig met supergravitatie. Tegen 1995 was dit wel het geval. Doordat een fysicus die aan hetzelfde instituut werkte als Romans zich diens artikel herinnerde, kon het alsnog geciteerd worden.

Van Raan probeerde ook een kansfunctie op te stellen om te voorspellen welke slapende artikels nog uit hun sluimer gewekt zullen worden. Uit de gegevens blijkt bijvoorbeeld dat de waarschijnlijkheid om nog gewekt te worden na een heel diepe slaap (gekenmerkt door extreem weinig citaties: maximaal één per jaar) kleiner wordt naarmate de slaap langer aanhoudt.

De beauty-factor

Een team van vier onderzoekers aan de Amerikaanse universiteit van Indiana heeft nu een andere manier bedacht om schone slaapsters op te sporen en te meten. De eerste auteur is Qing Ke, een derdejaars doctoraatsstudent, en het team stond onder leiding van Alessandro Flammini. Hun studie is recent online verschenen in het wetenschappelijke vakblad Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS; persbericht).

In oudere modellen moest de onderzoeker handmatig keuzes maken, bijvoorbeeld: hoe lang moet de citatiepiek op zich laten wachten voor er sprake is van een schone slaapster? Flammini en zijn collega’s hebben nu een nieuw model opgesteld dat geen parameters bevat. hiervoor bedachten ze de beauty-factor van een artikel, dat rekening houdt met de de lengte en diepte van de slaap en met het maximale aantal citaties per jaar.

Het team van Flammini gebruikte de database van Web of Science. Deze bevat gegevens over 22 miljoen artikels, in alle disciplines van zowel natuurwetenschappen als de sociale wetenschappen en dit binnen een periode van meer dan een eeuw. De top 15 van de meest uitgesproken schone slaapsters uit deze database ziet u in de tabel. Daarnaast onderzochten ze ook een kleinere database met enkel artikels binnen de fysica.

Op basis van deze studie concluderen de onderzoekers dat het verschijnsel van schone slaapsters niet zo zeldzaam is als eerder gedacht. Dit verschil komt onder andere doordat ze naar meerdere disciplines tegelijk kijken: het blijkt geregeld voor te komen dat slapende artikels gewekt worden door aandacht uit een andere discipline. Ook zien ze een continuüm tussen schone slaapsters en artikels met een courant citatiepatroon.

Tabel: Top 15 van meest uitgeproken schone slaapsters uit de studie van Flammini en collega’s.Top 15.

Disciplines (meer…)