Wat is technowetenschap?

Deze week verscheen een wetenschappeljik artikel van Amerikaanse wetenschappers waarin ze beschrijven hoe ze levende robots hebben gemaakt op basis van stamcellen van kikkers. Ze doopten deze robots ‘xenobots’, naar de klauwkikker (Xenopus laevis) waarvan de stamcellen gehaald werden.

De wetenschappers gingen te werk door via een evolutionair algoritme duizenden mogelijke ontwerpen van zo’n xenobots, bestaande uit willekeurige configuraties van huidcellen en hartcellen, te simuleren. Vervolgens werd een selectie gemaakt van de meest beloftevolle ontwerpen, die aangaven dat deze xenobot zich autonoom zou kunnen verplaatsen door de aanwezige hartcellen ritmisch te laten kloppen. De geselecteerde ontwerpen vormden op hun beurt de basis om verder nabijgelegen ontwerpen te verkennen. Na dit proces zo’n honderd keer te laten lopen werden de overgebleven kandidaten in een laboratorium gesynthetiseerd.

Dit onderzoek roept vele vragen op, maar bovenal daagt het onze opvatting van wetenschap uit. Vele mensen zullen dit onderzoek typeren als wetenschap, maar waarom? Er wordt hier immers geen hypothese getest, geen bestaande biologische soort ontdekt of nieuwe theorie naar voren gebracht. Er wordt enkel een artefact gemaakt. We hebben hier dus te maken met een specifieke vorm van wetenschap.

Wetenschap is steeds in verandering. Nieuwe inzichten en theorieën komen er elk jaar bij. Maar niet enkel wetenschappelijke inzichten veranderen, ook de manier waarop aan wetenschap wordt gedaan verandert. Terwijl iemand als Isaac Newton nog zelfstanding aan wetenschap kon doen, is wetenschap tegenwoordig meer een zaak van grote samenwerkingen en grote budgetten.

Vaker ook wordt het doel van wetenschap het zoeken naar nuttige toepassingen of nieuwe technieken. In de filosofische literatuur is er vanaf de jaren 1970 daarom een andere term voorgesteld om ook deze aspecten van wetenschap te vatten: technowetenschap. Maar wat is technowetenschap?

Een eerste kandidaat om technowetenschap te begrijpen is te stellen dat het onderscheid tussen wetenschap en technologie, de wetenschapper en de ingenieur, aan het vervagen is. Alle wetenschap is tegenwoordig gericht op toepassing.

Het probleem met deze kandidaat is dat het onduidelijk is of wetenschap in het verleden anders was. Al in de 19^e eeuw bestond er een vlijtige scheikundige industrie gericht op het maken van kleuren, materialen en geneesmiddelen. En ook bij de grondleggers van de moderne wetenschap, zoals Francis Bacon of René Descartes, stonden toepassing en controle van de natuur vooraan op de agenda.

Bovendien kent de technologie en de ingenieur een eigen geschiedenis en zijn ook zij sterk veranderd in de 20^e eeuw. Eerder dus dan te stellen dat wetenschap en technologie elkaar voor het eerst historisch treffen, lijkt het bij technowetenschap te gaan om een nieuwe combinatievorm.

Daarom bestaat er een tweede kandidaat, die stelt dat hedendaagse wetenschap misschien uniek is in haar schaal: wetenschap barst langzaam uit haar voegen. Ze is enorm toegenomen in het aantal wetenschappers, universiteiten, apparaten, artikels, enzovoort. Daarom spreken auteurs zoals Derek de Solla Price dan ook van Grote Wetenschap, of Big Science. Zo stelde Price al in 1961 dat 90 procent van alle wetenschappers die ooit hebben geleefd, momenteel in leven zijn.

Maar het probleem met deze tweede kandidaat is er een die Price zelf al opmerkte: wetenschap is al eeuwen exponentieel aan het toenemen. Bovendien zijn wetenschappers die klagen dat ze overspoeld worden door publicaties van alle tijden. Dat was bijvoorbeeld al de motivatie achter de eerste wetenschappelijke tijdschriften in de 17^e eeuw: een overzicht bieden van alle verschenen boeken die niemand meer tijdig kon lezen. Onze situatie is niet anders, behalve dat wetenschappers nu klagen over een te veel aan tijdschriften.

Als alternatief voor deze vorige kandidaten is daarom een derde optie aantrekkelijker: technowetenschap verschilt van wetenschap in het doel dat ze nastreeft. Technowetenschap is niet zozeer gericht op het begrijpen van de alledaagse wereld die we aantreffen, maar op het verkennen van dingen die zouden kunnen bestaan.

Een discipline als synthetische biologie, bijvoorbeeld, wil niet zozeer de bestaande biologische organismes begrijpen, maar verkennen welke artificiële vormen van leven mogelijk zijn. Nanotechnologie op zijn beurt wil in de eerste plaats onderzoeken wat materialen op nanoschaal (een miljardste van een meter) kunnen doen, niet zozeer wat ze feitelijk doen. Ook het bovenstaande onderzoek naar xenobots past in dit rijtje: het verkent wat men met stamcellen kan doen.

Of paradoxaal gesteld: technowetenschap leert ons wel iets over deze wereld, maar enkel wat mogelijk, noodzakelijk en onmogelijk is. Wat kan en wat niet kan. Daarom ook dat de gevolgde methode vaak anders is: niet het klassieke experiment of de wetenschappelijke analyse, maar de synthetische methode. Onderzoek gaat vaak om het maken, synthetiseren en construeren van artefacten en dan zien of ze überhaupt werken en hoe ze werken.

Technowetenschappers pretenderen vaak niet op voorhand te weten hoe een artefact of fenomeen zich zal gedragen. Dit wordt juist verkent door het artefact te synthetiseren en vervolgens te kijken wat er gebeurt. Een heldere theorie die kan voorspellen wat er zal gebeuren is niet nodig of zelfs niet mogelijk.

Een mooi voorbeeld daarvan is de in 2019 gelanceerde discipline van ‘machinegedrag’ (machine behaviour). Dit veld wil algoritmes en robots bestuderen zoals je dieren in het wild bestudeert, namelijk door observatie. Hoe algoritmes zich zullen gedragen valt niet op voorhand te voorspellen, maar dien je al doende te ontdekken.

Ten slotte is technowetenschap ook meer dan gewoon toegepaste wetenschap. Technowetenschappers zijn niet meteen geïnteresseerd in het daadwerkelijk inzetten en opschalen van deze technologieën. De details uitwerken van hoe xenobots, synthetische cellen of nanomaterialen gebruikt gaan worden is niet de directe interesse van technowetenschappers. Daarentegen beperken ze zich vaak tot een zogenaamde proof of concept: aantonen dat een bepaald idee mogelijk is, zonder zich zorgen te moeten maken over wat er nodig is om het praktisch in te voeren.

Zoals alle vormen van wetenschap en technologie is technowetenschap niet zonder sociale effecten. Technowetenschap past bijvoorbeeld perfect in een wetenschapsbeleid dat gericht is op het produceren van nieuwe patenten, hypes en technische nieuwigheden. Precies in het verkennen van mogelijkheden kunnen de technowetenschap en het bedrijfsleven elkaar vinden.

Bovendien, doordat technowetenschap niet op voorhand weet te voorspellen hoe een artefact zich zal gedragen, en enkel geïnteresseerd is in een proof of concept, betekent het iets anders deze artefacten in onze maatschappij te introduceren. Als voorspellingen moeilijker worden vraagt een verantwoord wetenschapsbeleid om andere middelen, zoals duidelijke regulering en systemen die nieuwe technologieën gericht opvolgen.

Momenteel kunnen we ons misschien nog verbazen over zoiets als xenobots, maar als technowetenschap inderdaad onze toekomst is zullen we zulke artefacten steeds vaker tegenkomen, zelfs in ons dagelijks leven.