(wetenschappelijk) Onderzoek wat is dat?

Inleiding/geschiedenis

Er is, hoewel we er niet vaak expliciet over spreken, een wetenschappelijke manier van onderzoeken.
De grondslag hiervoor is gelegd in de "logisch-empiristische" Wiener Kreis, een groep wetenschappers en wetenschapsfilosofen die in 1929 een beroemd geworden manifest publiceerde (Wissenschaftliche Weltauffassung der Wiener Kreis). Hun definitie luidde als volgt:
Een hypothese is wetenschappelijk wanneer die hypothese bevestigd kan worden door middel van de zintuiglijke waarneming.
Dat klinkt wellicht plausibel, maar Karl Popper was juist van mening dat een hypothese wetenschappelijk is wanneer die hypothese weerlegd kan worden door een beroep te doen op de empirie. Hij werkt dit "lfalsificationisme"l uit in zijn boek The Logic of Scientific Discovery (1959).
Ondanks de onvermijdelijke praktische beperkingen ervan vormt
De combinatie van deze werkwijzen ­ die nu als de `wetenschappelijke methode' wordt aangeduid ­ de meest succesvolle poging van de mens om het vergaren van betrouwbare kennis over de materiële wereld systematisch aan te pakken.
Wetenschappers beschikken hiermee over een onfeilbaar wapen:
Geconfronteerd met een onbegrepen verschijnselen bedenken ze een hypothese over de oorzaak en stellen die vervolgens op de proef.
Wordt de hypothese door de test weerlegd, dan bedenken ze een nieuwe hypothese en testen ook die weer.

Net zolang tot de hypothese door het experiment 'bevestigd' wordt.
De oorzaak van het verschijnsel is daarmee gevonden.

Onderzochte dingen moeten dus meetbaar (een uitbreiding van zintuiglijke waarneming), herhaalbaar, verifieerbaar dan we falsifieerbaar zijn.
Een van de eisen is daarbij dat de verslaglegging zodanig moet zijn dat herhaalbaarheid mogelijk wordt.
Het experiment moet op een andere plaats (een ander lab) door een andere waarnemer precies dezelfde resultaten opleveren.
Het onderzoekverslag moet de andere waarnemer daartoe in staat stellen!

Gegeven het ecosysteem Willemsvaart, om die te onderzoeken moet je keuzes maken.
Je kan niet alles onderzoeken, niet constant en een ecosysteem heeft verbindingen met het omliggend grondgebied, water (grond, oppervlakte en hemel) en lucht.
Keuzes maken; je kunt onmogelijk de vogeltrek, el niño en melkgifte van roodbont-vee in je onderzoek betrekken.

De onderzoekvraag

In de onderzoeksvraag maak je al keuzes,
Haalbaarheid, meest relevant geachte parameters, persoonlijke voorkeuren etc.
Vervolgens bedenk je een strategie die aansluit bij de onderzoeksvraag en de mogelijkheden.
Het uitvoeren van die strategie bestaat uit het verzamelen van monsters, zo veel of zo weinig dat het mogelijk wordt dit deel van de Willemsvaart mee te nemen in het lab. Het moet in potten en flessen passen. We hebben dus een deel van de Willemsvaart geïsoleerd en meegenomen, welk deel dat is de tweede grote keuze geweest. We proberen een representatief deel te krijgen, zodat je in redelijkheid kunt veronderstellen dat de tussenliggende waarden niet te veel afwijken van de gemeten waarden. Zo vindt je zelden kuilen in het water of hele steile hobbels in de bodem of plaatselijk kokend water, er zijn uitzonderingen zoals bijvoorbeeld ilegale lozingen die op elke plaats kunnen plaatsvinden, gewoon over de kant kiepen van een bak vuil... die vindt je dus al niet of alleen bij toeval.
In dit stadium bestuderen we de realiteit.

De monsters

Met deze monsters gaan we verder aan het werk, we nemen een deel en stellen dat bloot aan chemicaliën en kijken wat eruit komt met aparaten en machines, die elk weer hun eigen fouten en onzekerheden hebben. Dit deel heet data-aquisitie (gegevens die je kunt opschrijven verzamelen) soms duplo's of nog veel meer per monster, door deze gegevens te middelen of anders te filteren worden de waarden betrouwbaarder. Dit deel heet data-reductie (het terugbrengen van de hoeveelheid geschreven gegevens tot 1 getal per monster of per station)
In dit stadium bestuderen we de monsters.
Dit komt in het rapport, de data-sets zijn bijlagen (we gooien niets weg)

Terugkoppeling/relevantie Foutendiscussie

Nu moeten we een uitspraak doen over de relevantie van die gegevens. Sommige zijn onwaarschijnlijk doordat er fouten gemaakt zijn bij één van de stappen in het onderzoek, maar het merendeel is hopelijk redelijk betrouwbaar cq verklaarbaar en past in het beeld. Maar ook deze gegevens hebben hun betrouwbaarheidsgrenzen.
Hier bestuderen we het onderzoek en de gegevens zelf.

De hamvraag is nu; wat hebben deze gegevens nu nog te maken met de realiteit? en zo ja; in hoeverre? Dat is het onderwerp van de foutendiscussie.
De uitkomst hiervan is het antwoord op de vraag; hoe kunnen van deze gegevens weer terug naar de realiteit? Kunnen we een kaart tekenen van de verdeling van de organische stof op de bodem? En klopt die kaart dan ook als je weer teruggaat en een monster neemt op een plek die ligt tussen twee gemeten punten? Hoe zeker zijn we van onze zaak? Hier bestuderen we dus de terugkoppeling van de gegevens naar de realiteit.

De conclusie

En dan de conclusie, kunnen we verklaren wat de samenhang is tussen de gegevens en de realiteit, bijvoorbeeld aan de einden van de vaart aan de oostkant verwacht ik hogere organische stofgehaltes en dikkere sliblagen, is dat ook zo, zo ja; komt dat doordat de heersende wind westelijk is zodat alle drijvende bladeren zich hier verzamelen?
Zo nee; wat heb ik verkeerd gedacht?
Hier bestuderen we de onderzoekvraag.

In onze conclusie kunnen we ook een vergelijking maken met eerdere ondezoeksresultaten (daarvan moet eerst worden vastgesteld of ze vergelijkbaar zijn) en tendensen aangeven. Hier bestuderen we de mogelijke ontwikkeling, we kunnen zelfs nummerieke modellen maken die allerlei scenario's doorrekenen. (wat als.....) soms vallen die weer uit elkaar in een voorspelbare en een toevallige chaotische component die beide apart te beschrijven zijn.

Samenvatting

Samenvattend kunnen we stellen dat onderzoek bestaat uit het maken van een afspiegeling van de werkelijkheid die onderzocht wordt en in cijfers gevangen, om vervolgens te gaan onderzoeken wat deze cijfers zeggen over die realiteit, het onderzoek zelf wordt ook weer onderzocht. Onderzoeken is een verslaving die zichzelf voedt, als je de smaak te pakken hebt wil je steeds meer dat kan leiden tot nieuw onderzoek, maar ook tot beter onderzoek van bestaande gegevens waardoor betere modellen ontstaan en betere voorspellingen.
Goed onderzoek is een doel op zichzelf los van wat er onderzocht wordt.

De grenzen van natuurwetenschappelijk onderzoek

Met nadruk moet worden vermeldt dat de wetenschappelijke methode leidt tot de best mogelijke beschrijving van de werkelijkheid, niet noodzakelijk tot de waarheid. Waarheidsvinding is het terrein van de filosofie en de rechtspraktijk.
Zo zouden natuurwetenschappers ook niet de discussie over evolutie of schepping moeten voeren. De vraag is niet wat waar is maar wat een adequate beschrijving is, op deze vraag is het antwoord voorlopig het evolutiemodel van Darwin en niet het scheppingsverhaal. Dit laat onverlet dat het scheppingsverhaal waar zou kunnen zijn. Daarover wil, kan en hoef ik als natuurwetenschapper geen uitspraak te doen.