Op diner uitgenodigd worden bij keizer Napoleon III van Frankrijk (1808-1873) was een hele eer. Maar in tegenstelling tot de andere vorstenhoven was het krijgen van gouden bestek een lichte belediging, een teken dat je slechts tweederangs was. De belangrijkste gasten kregen namelijk borden van een veel kostbaarder metaal. Palladium? Nee. Platina? Nee. Het kostbaarste eetgerei was gemaakt van aluminium.
De Fransen waren zeker niet de enige aluminium-gekken. Toen in 1884 de topsteen van het Washington Monument moest worden geplaatst, kozen de Amerikanen niet voor goud en zelfs niet voor platina om de rijkdom en macht van de Verenigde Staten duidelijk te maken. Zij bekroonden het monument voor de eerste president van de VS met een steen gegoten van 2,8 kg massief aluminium, toen het grootste stuk aluminium ooit op aarde gemaakt.
Het zal in de meeste huishoudens niet meer voorkomen dat de aluminiumfolie in de kluis bewaard wordt naast de aandelen, de juwelen en het gouden horloge van je overgrootvader. En dat is ook logisch. Aluminium is handig, maar helemaal niet zeldzaam. Aluminium is het meest voorkomende metaal op aarde, een schep grond van 1 kilo bevat gemiddeld 83 gram aluminium (en maar 5 microgram goud, dus tien miljoen keer zoveel aluminium als goud). Waarom was het hebben van picknickbestek dan iets waar Napoleon de Derde over opschepte?
Goud is een zogenaamd edel metaal, een dik en zwaar metaal dat niet gemakkelijk electronen afstaat en niet snel bindingen aangaat met andere stoffen, zoals zuurstof. Goud is een beetje de introvert die alleen met de grootst mogelijke tegenzin op feestjes komt. Aluminium daarentegen zit niet alleen in het periodiek systeem, maar ook in gedrag ver van goud af. Aluminium hecht zich aan andere elementen (vooral zuurstof) als kauwgom aan je schoen, als een zeepok aan een oceaanstomer, en als het wanhopige vriendje zonder eigen leven aan zijn nieuwe vriendin. Er is voldoende aluminium in de grond, maar het zit ontzettend goed aan zuurstof en andere electronenliefhebbers, zoals chloor of fluor of zwavel, vastgekleefd, en los...trek...ken... is ... ont...zet...tend... moei... lijk...
De eerste die zuiver aluminium maakte was Friedrich Wöhler in 1825. (Als die naam je bekend voorkomt, heel goed! Hij was namelijk een heel goede onderzoeker, die ook de ureumsynthese ontdekte waar ik vorige week zondag over schreef.) Zuiver aluminium maken lukte Wöhler alleen door aluminiumzouten te smelten en te laten reageren met een ander peperduur element dat nog reactiever is dan aluminium, kalium. Kalium pakt het zuurstof of waar aluminium ook mee gebonden is van het aluminium af waardoor aluminium alleen (en ongelukkig, vermoed ik) overblijft. Nu is kalium erg duur, en het was in Wöhler’s tijd waarschijnlijk nog duurder. Aluminium begon pas goedkoop te worden rond 1888, toen Hall en Héroult ontdekten dat je met electrolyse (een lading stroom jagen door een gesmolten aluminiumzout) aluminium veel goedkoper kon maken. Mocht je leraar je ooit nog het principe van de electrische cel uitleggen, kan het geen kwaad te beseffen dat hoe raar dat ding ook lijkt, het er wel heeft gezorgd dat we nu kunnen vliegen in enorme metalen vliegtuigen inplaats van in de kleine houten bouwsels van de gebroeders Wright.
Napoleon de derde stierf in 1873, en heeft dus niet meer meegemaakt hoe de staven aluminium die hij in 1855 naast de Franse kroonjuwelen had tentoongesteld bij het oud metaal belandden (al is het mogelijk dat een liefhebber ze heeft bewaard als curiositeit). Vervelende scheikundigen... Mocht je overigens nog steeds van plan zijn keizer te worden en neer te kunnen kijken op de gouden borden van de gewone koninkjes, hier een tip: geef de belangrijkste gasten borden van rhodium. Daar hebben de andere vorsten vast niet van terug...
zaterdag 31 januari 2009
Hoe werkt wetenschap? (6) Verrassingen.
De vorige keer had ik het over hoe ik het plan voor mijn onderzoek maakte. En plannen zijn handig! Als je als wetenschapper geld aanvraagt voor onderzoek bij de overheid, een goed doel of bij het NWO (staat voor Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijke Onderzoek, een soort half-overheidsinstantie om goed onderzoek te stimuleren) moet je een plan hebben waarin staat wat je doel is, hoe je je doel wilt bereiken, hoeveel tijd dat zal kosten, en wat de uitkomst van je onderzoek zal zijn.
Het enige probleem is dat je in de wetenschap per definitie nieuwe dingen probeert – en je dus niet kunt voorspellen of alles wat je wil zal lukken. Bij computers programmeren valt het vaak nog wel mee, al kan je programma vastlopen als je er geen rekening mee houdt dat sommige moleculen in een database 500 atomen bevatten. Maar bij het maken van nieuwe stoffen is het vaak veel lastiger: soms werkt een reactie waarvan je denkt dat hij zou moeten lukken helemaal niet. En bij biologische experimenten is het nog erger: biologen zeggen dat de zuiverste cellijnen behandeld door de beste biologen onder de meest reproduceerbare omstandigheden – gewoon doen waar ze op dat moment zin in hebben. De meest voorkomende uitspraak in de wetenschap is dan ook niet “Eureka”, maar “Hmm... zo werkt het dus niet...”
In de meeste gevallen gaat het dus niet van “idee → plan → plan uitvoeren → resultaten”, maar “idee → plan → plan uitvoeren → erachter komen dat het plan niet werkt → een ander plan bedenken → dat uitvoeren→ erachter komen dat het andere plan óók niet werkt → een derde plan bedenken → dat plan uitvoeren→ dat plan werkt wel (waarom weet je vaak niet) → resultaten". Een echte wetenschapper moet dus goed tegen mislukkingen en teleurstellingen kunnen.
In mijn winkelmandjesexperiment viel het gelukkig wel mee; ik had ondanks mijn plannen wel een paar fouten in het programma gemaakt, en er waren ook een paar hele rare moleculen in de database waarvoor ik een paar dingen moest aanpassen. Zoiets van: het programma is af, uitproberen. Hé, het programma loopt bij molecuul 253 vast, hoe komt dat? Dan kijken wat er zo raar is aan molecuul 253, en kijken of je het programma dan kan aanpassen. En het heeft me zeker een paar weken gekost om het allemaal goed te krijgen.
Maar na het harde werk had ik ook een paar enorme databases, met alle gegevens over welke fragmenten in welke moleculen voorkwamen! Dat leidt ons tot het volgende probleem: een berg data hebben is natuurlijk wel leuk, maar wat kan je er nou van leren? Wat heb je eraan te weten dat in 70% van alle moleculen een benzeenring voorkomt? Want wat je ook voor plannen maakt, het is soms moeilijk te plannen wat je zal ontdekken, en wat je eraan hebt...
Kortom, de les van vandaag: plannen is goed, maar als je nieuwe dingen aan het doen bent (zoals bij wetenschap vaak het geval is), houd er dan rekening mee dat dingen niet altijd blijken te werken als je van tevoren denkt. Maar is het in het "echte leven" ook niet zo?
Het enige probleem is dat je in de wetenschap per definitie nieuwe dingen probeert – en je dus niet kunt voorspellen of alles wat je wil zal lukken. Bij computers programmeren valt het vaak nog wel mee, al kan je programma vastlopen als je er geen rekening mee houdt dat sommige moleculen in een database 500 atomen bevatten. Maar bij het maken van nieuwe stoffen is het vaak veel lastiger: soms werkt een reactie waarvan je denkt dat hij zou moeten lukken helemaal niet. En bij biologische experimenten is het nog erger: biologen zeggen dat de zuiverste cellijnen behandeld door de beste biologen onder de meest reproduceerbare omstandigheden – gewoon doen waar ze op dat moment zin in hebben. De meest voorkomende uitspraak in de wetenschap is dan ook niet “Eureka”, maar “Hmm... zo werkt het dus niet...”
In de meeste gevallen gaat het dus niet van “idee → plan → plan uitvoeren → resultaten”, maar “idee → plan → plan uitvoeren → erachter komen dat het plan niet werkt → een ander plan bedenken → dat uitvoeren→ erachter komen dat het andere plan óók niet werkt → een derde plan bedenken → dat plan uitvoeren→ dat plan werkt wel (waarom weet je vaak niet) → resultaten". Een echte wetenschapper moet dus goed tegen mislukkingen en teleurstellingen kunnen.
In mijn winkelmandjesexperiment viel het gelukkig wel mee; ik had ondanks mijn plannen wel een paar fouten in het programma gemaakt, en er waren ook een paar hele rare moleculen in de database waarvoor ik een paar dingen moest aanpassen. Zoiets van: het programma is af, uitproberen. Hé, het programma loopt bij molecuul 253 vast, hoe komt dat? Dan kijken wat er zo raar is aan molecuul 253, en kijken of je het programma dan kan aanpassen. En het heeft me zeker een paar weken gekost om het allemaal goed te krijgen.
Maar na het harde werk had ik ook een paar enorme databases, met alle gegevens over welke fragmenten in welke moleculen voorkwamen! Dat leidt ons tot het volgende probleem: een berg data hebben is natuurlijk wel leuk, maar wat kan je er nou van leren? Wat heb je eraan te weten dat in 70% van alle moleculen een benzeenring voorkomt? Want wat je ook voor plannen maakt, het is soms moeilijk te plannen wat je zal ontdekken, en wat je eraan hebt...
Kortom, de les van vandaag: plannen is goed, maar als je nieuwe dingen aan het doen bent (zoals bij wetenschap vaak het geval is), houd er dan rekening mee dat dingen niet altijd blijken te werken als je van tevoren denkt. Maar is het in het "echte leven" ook niet zo?
EWL Vrijdag 29 januari 2009 - Focus
Niet veel te vertellen, behalve dat ik het soms nog moeilijk vind me op m'n proefschrift te focusen...
donderdag 29 januari 2009
Lessen van Professoren
Onderwijs vind ik interessant, en universitair onderwijs vind ik bijzonder interessant. Maar van alles wat ik ooit in het kader van wetenschappelijk onderwijs gelezen heb, vond ik de opvallendste uitspraak een zin uit een onderwijsrapport dat toevallig op het bureau van mijn professor lag: “het is noodzakelijk dat docenten veel onderzoek doen, want aankomende studenten geven aan dat ze het belangrijk vinden les te krijgen van de beste onderzoekers”
Die regel viel me op omdat ik zelf ook student was geweest, en wat ik ook vóór mijn studie dacht over de mensen die college zouden geven, als je een jaartje hebt gestudeerd weet je doorgaans dat de beste en meest gedreven onderzoekers … vaak niet de beste docenten zijn. Soms gaat het samen: Richard Feynmann was een nobelprijswinnaar en een van de beste docenten die de natuurkunde ooit heeft gekend (video als je nieuwsgierig bent). Maar de enige onderwijsprijs die tijdens mijn studie gegeven werd was aan Dr. Wim de Wolf, geen professor, geen beroemd onderzoeker, maar een fantastisch docent. Terwijl ik me van de colleges van de beroemdste chemicus aan mijn universiteit, professor B., vooral herinner dat ik me zo verveelde dat ik in plaats van aantekeningen te maken berekeningen deed over voordelen en nadelen van boogschutters versus voetsoldaten in Warcraft (het strategiespel, verre voorloper van World of Warcraft).
Hoe kwam dat nou? Wel, allereerst is het niet zo dat je als je iets kunt je het iemand anders gemakkelijk kunt leren – ik heb eens examenbijles gegeven aan een meisje, maar terwijl ik een 9.8 voor mijn examen had gehaald en de nationale scheikundeolympiade had gewonnen (dus ik was nogal een expert), denk ik niet eens dat zij een voldoende heeft gehaald (nooit de uitslag gehoord, dus vermoedelijk ging het niet zo goed). Sommige professoren hebben (zoals ik) niet veel onderwijsvaardigheden geleerd, andere professoren hebben het te druk om lessen goed voor te bereiden, en nog een deel van de professoren heeft een hekel aan lesgeven. Er zijn zeker professoren die heel goed les kunnen geven, maar een goede onderzoeker zijn betekent echt niet automatisch dat je een goed docent bent.
Dat is een flinke domper voor de studenten. Ze komen op de universiteit om les te krijgen van de beste wetenschappers, en wat doen veel van die beste wetenschappers? Ze lezen met een gezicht als een fles azijnzuur uit het theorieboek voor. Allereerst heb je geen professor nodig om voor te lezen; een schoonmaker zou het ook kunnen. En ten tweede leer je nog niet hoe ze zo goed zijn geworden en hoe ook jij een beroemd onderzoeker kan worden!
Het zou ideaal zijn als de universiteit voor het leerboekstampwerk dus niet de beste onderzoekers, maar de beste docenten voor de klas zou zetten. Maar hoe kun je dan leren een goede professor te worden? In elk geval niet door ze les te zien geven; als je echt zou willen weten hoe een professor werkt, zou de universiteit aan elke professor moeten vragen een boek over hun carrière te schrijven, en een slimme journalist onafhankelijk onderzoek laten doen. En misschien een documentaire maken over wat een professor doet, en hoe hij zich gedraagt. Feitjes kun je uit theorieboeken leren; maar om te weten hoe je een goede wetenschapper kunt worden, zul je de wetenschappers zelf moeten gaan bestuderen. En wat let je om boeken te lezen over Einstein, of Feijnman, of Marie Curie? Tenslotte is er nog één “paardenmiddel” – zo hard werken aan je lievelingsvak dat je opvalt en de professor je persoonlijk in de leer neemt, dat is in de praktijk vaak de eerste stap in een wetenschappelijke carrière...
Ik weet niet of de universiteit ooit onderwijs-specialisten voor het leerwerk inhuurt en professoren zal gaan profileren. Waarschijnlijk zullen de eerstejaars studenten moord en brand schreeuwen als ze geen professoren voor de klas hebben staan. Hoe worden ze anders ooit goede wetenschappers? Dat de lessen van professoren niet helpen – daar komen ze na drie jaar wel achter, zoals het hoort. Maar voor degenen van jullie die echt goede onderzoekers zouden willen worden, onthoud mijn tip: ga niet naar de professoren luisteren... ga ze bestuderen!
Die regel viel me op omdat ik zelf ook student was geweest, en wat ik ook vóór mijn studie dacht over de mensen die college zouden geven, als je een jaartje hebt gestudeerd weet je doorgaans dat de beste en meest gedreven onderzoekers … vaak niet de beste docenten zijn. Soms gaat het samen: Richard Feynmann was een nobelprijswinnaar en een van de beste docenten die de natuurkunde ooit heeft gekend (video als je nieuwsgierig bent). Maar de enige onderwijsprijs die tijdens mijn studie gegeven werd was aan Dr. Wim de Wolf, geen professor, geen beroemd onderzoeker, maar een fantastisch docent. Terwijl ik me van de colleges van de beroemdste chemicus aan mijn universiteit, professor B., vooral herinner dat ik me zo verveelde dat ik in plaats van aantekeningen te maken berekeningen deed over voordelen en nadelen van boogschutters versus voetsoldaten in Warcraft (het strategiespel, verre voorloper van World of Warcraft).
Hoe kwam dat nou? Wel, allereerst is het niet zo dat je als je iets kunt je het iemand anders gemakkelijk kunt leren – ik heb eens examenbijles gegeven aan een meisje, maar terwijl ik een 9.8 voor mijn examen had gehaald en de nationale scheikundeolympiade had gewonnen (dus ik was nogal een expert), denk ik niet eens dat zij een voldoende heeft gehaald (nooit de uitslag gehoord, dus vermoedelijk ging het niet zo goed). Sommige professoren hebben (zoals ik) niet veel onderwijsvaardigheden geleerd, andere professoren hebben het te druk om lessen goed voor te bereiden, en nog een deel van de professoren heeft een hekel aan lesgeven. Er zijn zeker professoren die heel goed les kunnen geven, maar een goede onderzoeker zijn betekent echt niet automatisch dat je een goed docent bent.
Dat is een flinke domper voor de studenten. Ze komen op de universiteit om les te krijgen van de beste wetenschappers, en wat doen veel van die beste wetenschappers? Ze lezen met een gezicht als een fles azijnzuur uit het theorieboek voor. Allereerst heb je geen professor nodig om voor te lezen; een schoonmaker zou het ook kunnen. En ten tweede leer je nog niet hoe ze zo goed zijn geworden en hoe ook jij een beroemd onderzoeker kan worden!
Het zou ideaal zijn als de universiteit voor het leerboekstampwerk dus niet de beste onderzoekers, maar de beste docenten voor de klas zou zetten. Maar hoe kun je dan leren een goede professor te worden? In elk geval niet door ze les te zien geven; als je echt zou willen weten hoe een professor werkt, zou de universiteit aan elke professor moeten vragen een boek over hun carrière te schrijven, en een slimme journalist onafhankelijk onderzoek laten doen. En misschien een documentaire maken over wat een professor doet, en hoe hij zich gedraagt. Feitjes kun je uit theorieboeken leren; maar om te weten hoe je een goede wetenschapper kunt worden, zul je de wetenschappers zelf moeten gaan bestuderen. En wat let je om boeken te lezen over Einstein, of Feijnman, of Marie Curie? Tenslotte is er nog één “paardenmiddel” – zo hard werken aan je lievelingsvak dat je opvalt en de professor je persoonlijk in de leer neemt, dat is in de praktijk vaak de eerste stap in een wetenschappelijke carrière...
Ik weet niet of de universiteit ooit onderwijs-specialisten voor het leerwerk inhuurt en professoren zal gaan profileren. Waarschijnlijk zullen de eerstejaars studenten moord en brand schreeuwen als ze geen professoren voor de klas hebben staan. Hoe worden ze anders ooit goede wetenschappers? Dat de lessen van professoren niet helpen – daar komen ze na drie jaar wel achter, zoals het hoort. Maar voor degenen van jullie die echt goede onderzoekers zouden willen worden, onthoud mijn tip: ga niet naar de professoren luisteren... ga ze bestuderen!
woensdag 28 januari 2009
Hoe werkt wetenschap? (5) Het Plan
De vorige keer heb ik besproken hoe het idee van een van mijn onderzoeken was ontstaan. We wilden een winkelmandjesanalyse gaan uitvoeren op moleculen, door te kijken naar wat voor dingen je ontdekte als je moleculen in stukjes hakte bij de ringbindingen, zoals op de afbeelding
Er was een database die we goed voor konden gebruiken voor onze analyse, de NCI database (van het Amerikaanse nationale instituut voor kankeronderzoek), waar op dat moment 250,000 moleculen in stonden.
Je kunt je waarschijnlijk voorstellen dat het splitsen van 250,000 moleculen in fragmenten een heleboel werk is, zelfs voor een wetenschapper. Je moet een grote catalogus maken van alle fragmenten die er bestaan, van elk molecuul opschrijven welke fragmenten erin zitten... kortom, een typisch geval dat je dingen niet met de hand moet doen, maar er een computerprogramma voor moet schrijven. Gelukkig kon ik dat.
Nu zijn er veel misverstanden over het programmeren van computers. Het eerste misverstand is dat programmeren heel erg moeilijk is – dat valt reuze mee. Een computerprogramma is net een kookrecept, als je ooit een recept hebt opgeschreven of instructies aan iemand hebt gegeven hoe hij bij het stadhuis kan komen kan je programmeren (zelfs al moet je de woorden van de taal leren, maar dat is ook zo met Engels of Frans). Een tweede misverstand (dat zou kunnen ontstaan op een school) is dat je als programmeur computerprogramma's maakt in Gamemaker enzo. Nee. De tekstverwerkers, de computerspellen, de internetbrowsers, het besturingssysteem van je computer zijn bijna allemaal geschreven in C++, C#, en soms Java of Python, omdat je met die talen veel meer kunt doen en veel sneller kunt programmeren. Het laatste misverstand tenslotte is dat een goede programmeur hoort wat de opdracht is, achter de computer gaat zitten en gaat programmeren. Maar als je ooit je computerdocent zoiets ziet doen bij een programma dat ingewikkelder is dan “hallo!” op het scherm af te beelden, verlaat dan de klas onmiddellijk of schuif hem een goed boek over programmeren toe (ik vind zelf “Code Complete” van Steve McConnell erg goed)
Afijn, toen ik eenmaal wist wat ik wilde, ging ik gelijk aan de slag … met plannen. Net zoals een goede bouwvakker als je hem vraagt een huis voor je te bouwen niet gelijk een vrachtwagen bakstenen, een ton cement en 1000 planken koopt en begint met metselen en timmeren, moet je als je gaat programmeren of iets gaat onderzoeken altijd een plan maken – wat moet er gebeuren? Je kunt natuurlijk gelijk achter de computer gaan zitten en programmeren (of achter de labtafel gaan staan en potjes chemicaliën bij elkaar gooien), maar net zoals de enthousiaste bouwvakker die zonder plan meteen begint te metselen, is de kans gewoon te groot dat het rotzooi wordt en dat je het later nog eens over moet doen – maar dan goed!
Plannen kun je het beste doen volgens het “verdeel en heers”-principe. Je stelt een doel, en dat splits je op in kleinere doelen, en die splits je weer op in nog kleinere doelen, tot een doel zo klein en simpel is dat je gelijk weet hoe je dat moet doen. In dit geval:
DOEL: wat wil ik precies bereiken?
Dat er een database met moleculen ingaat, en eruit komt een lijst met voor elk molecuul welke fragmenten erin zitten.
Hoe wil ik dat precies?
Een database van moleculen moet erin gaan
eruit komt:
-een database met een heleboel losse fragmenten
-een lijst met daarin: “molecuul 1: bevat fragment 1, 2 en 3. Molecuul 2: bevat fragment 1, 2, en 4. Molecuul 3: bevat fragment: 5” De nummers van fragmenten verwijzen naar de database
Wat moet het programma dus doen?
-lees een molecuul uit de molecuuldatabase
-splits dat molecuul in fragmenten
-kijk bij elk fragment of dat fragment in de fragmentdatabase voorkomt
ja: schrijf het fragmentnummer achter het nummer van het molecuul
nee: voeg het fragment aan de database toe, geef het een nummer, en zet dat nummer achter het nummer van het molecuul.
-Ga naar het volgende molecuul (stap 1)
Elk van deze stappen is erg grof, en je moet ze dus verder opsplitsen. Bijvoorbeeld: lees een molecuul uit een molecuuldatabase doe je door
-lees atomen van het molecuul.
-lees de bindingen van het molecuul
-maak de atomen aan elkaar vast met de bindingen.
Als je eenmaal dat plan hebt uitgeschreven, controleer je of je niets vergeten bent en dàn kun je gaan programmeren.
Duurt dat allemaal lang? Ja. Maar het is de moeite waard. Een van mijn studenten schreef eens een programma zonder eerst een ontwerp te maken. Na een hele week van aanpassen, uitbreiden en sleutelen werkte het nòg niet goed. Toen vroeg ik hem eerst een plan te maken. Vier uur later was hij klaar met het plan èn het programma. En het werkte ook nog! Als je echt snel wilt werken, plan dan eerst!
Natuurlijk kom je in de wetenschap, en zelfs bij het programmeren, ook verrassingen tegen... maar die bewaar ik voor de volgende aflevering...
Er was een database die we goed voor konden gebruiken voor onze analyse, de NCI database (van het Amerikaanse nationale instituut voor kankeronderzoek), waar op dat moment 250,000 moleculen in stonden.
Je kunt je waarschijnlijk voorstellen dat het splitsen van 250,000 moleculen in fragmenten een heleboel werk is, zelfs voor een wetenschapper. Je moet een grote catalogus maken van alle fragmenten die er bestaan, van elk molecuul opschrijven welke fragmenten erin zitten... kortom, een typisch geval dat je dingen niet met de hand moet doen, maar er een computerprogramma voor moet schrijven. Gelukkig kon ik dat.
Nu zijn er veel misverstanden over het programmeren van computers. Het eerste misverstand is dat programmeren heel erg moeilijk is – dat valt reuze mee. Een computerprogramma is net een kookrecept, als je ooit een recept hebt opgeschreven of instructies aan iemand hebt gegeven hoe hij bij het stadhuis kan komen kan je programmeren (zelfs al moet je de woorden van de taal leren, maar dat is ook zo met Engels of Frans). Een tweede misverstand (dat zou kunnen ontstaan op een school) is dat je als programmeur computerprogramma's maakt in Gamemaker enzo. Nee. De tekstverwerkers, de computerspellen, de internetbrowsers, het besturingssysteem van je computer zijn bijna allemaal geschreven in C++, C#, en soms Java of Python, omdat je met die talen veel meer kunt doen en veel sneller kunt programmeren. Het laatste misverstand tenslotte is dat een goede programmeur hoort wat de opdracht is, achter de computer gaat zitten en gaat programmeren. Maar als je ooit je computerdocent zoiets ziet doen bij een programma dat ingewikkelder is dan “hallo!” op het scherm af te beelden, verlaat dan de klas onmiddellijk of schuif hem een goed boek over programmeren toe (ik vind zelf “Code Complete” van Steve McConnell erg goed)
Afijn, toen ik eenmaal wist wat ik wilde, ging ik gelijk aan de slag … met plannen. Net zoals een goede bouwvakker als je hem vraagt een huis voor je te bouwen niet gelijk een vrachtwagen bakstenen, een ton cement en 1000 planken koopt en begint met metselen en timmeren, moet je als je gaat programmeren of iets gaat onderzoeken altijd een plan maken – wat moet er gebeuren? Je kunt natuurlijk gelijk achter de computer gaan zitten en programmeren (of achter de labtafel gaan staan en potjes chemicaliën bij elkaar gooien), maar net zoals de enthousiaste bouwvakker die zonder plan meteen begint te metselen, is de kans gewoon te groot dat het rotzooi wordt en dat je het later nog eens over moet doen – maar dan goed!
Plannen kun je het beste doen volgens het “verdeel en heers”-principe. Je stelt een doel, en dat splits je op in kleinere doelen, en die splits je weer op in nog kleinere doelen, tot een doel zo klein en simpel is dat je gelijk weet hoe je dat moet doen. In dit geval:
DOEL: wat wil ik precies bereiken?
Dat er een database met moleculen ingaat, en eruit komt een lijst met voor elk molecuul welke fragmenten erin zitten.
Hoe wil ik dat precies?
Een database van moleculen moet erin gaan
eruit komt:
-een database met een heleboel losse fragmenten
-een lijst met daarin: “molecuul 1: bevat fragment 1, 2 en 3. Molecuul 2: bevat fragment 1, 2, en 4. Molecuul 3: bevat fragment: 5” De nummers van fragmenten verwijzen naar de database
Wat moet het programma dus doen?
-lees een molecuul uit de molecuuldatabase
-splits dat molecuul in fragmenten
-kijk bij elk fragment of dat fragment in de fragmentdatabase voorkomt
ja: schrijf het fragmentnummer achter het nummer van het molecuul
nee: voeg het fragment aan de database toe, geef het een nummer, en zet dat nummer achter het nummer van het molecuul.
-Ga naar het volgende molecuul (stap 1)
Elk van deze stappen is erg grof, en je moet ze dus verder opsplitsen. Bijvoorbeeld: lees een molecuul uit een molecuuldatabase doe je door
-lees atomen van het molecuul.
-lees de bindingen van het molecuul
-maak de atomen aan elkaar vast met de bindingen.
Als je eenmaal dat plan hebt uitgeschreven, controleer je of je niets vergeten bent en dàn kun je gaan programmeren.
Duurt dat allemaal lang? Ja. Maar het is de moeite waard. Een van mijn studenten schreef eens een programma zonder eerst een ontwerp te maken. Na een hele week van aanpassen, uitbreiden en sleutelen werkte het nòg niet goed. Toen vroeg ik hem eerst een plan te maken. Vier uur later was hij klaar met het plan èn het programma. En het werkte ook nog! Als je echt snel wilt werken, plan dan eerst!
Natuurlijk kom je in de wetenschap, en zelfs bij het programmeren, ook verrassingen tegen... maar die bewaar ik voor de volgende aflevering...
EWL Woensdag 28 januari 2009 - Ending is better than Mending
De stof van mijn bureaustoel is aan het verslijten. Of beter gezegd, er zitten al een paar gaten in. Tijd voor actie! Het punt is, dat de rest van de bureaustoel nog oké is, alles werkt en zit verder goed. Valt de bureaustoel dan nog te repareren? Ik heb vandaag dus een paar zaken gebeld, maar ze spraken hun twijfels uit, de meeste moderne bureaustoelen zijn zo gemaakt dat je er als herstoffeerder niet meer bijkan. Dus terwijl maar een klein deel kapot is, zou ik eigenlijk de hele stoel weg moeten gooien! Kennelijk worden produkten ook zo gemaakt, voor gebruik, maar niet voor een lange levensduur. Het doet me denken aan Aldous Huxley's boek "Brave New World", over een toekomstige, massaconsumerende wereld waar kinderen terwijl ze slapen al te horen krijgen "Ending is better than mending" - koop liever dan dat je iets opknapt. Het ideaal van de consumptiemaatschappij. Wat ik wel nog kan doen is mijn future perspectives repareren... en daarmee nu bijna klaar.
dinsdag 27 januari 2009
Primo Levi's luie familie
Primo Levi was Italiaan, jood, chemicus, schrijver, en concentratiekampoverlevende. En al die dingen vind je terug in zijn boeken en vooral in zijn autobiografie, 'Het Periodiek Systeem'. Ik heb dat boek gelezen toen ik ongeveer 14 was, licht teleurgesteld dat er zo weinig over scheikunde in stond, en was het bijna vergeten tot een toevallige gebeurtenis me eraan herinnerde.
Die gebeurtenis was een schrijfworkshop in Amsterdam, waar de docente als voorbeeld van een mooie tekst een hoofdstuk van “Het Periodiek Systeem” tevoorschijn haalde, getiteld “Argon”. In dat hoofdstuk beschreef Primo Levi zijn familie – vriendelijk, maar inerte, zelfgenoegzame, redelijk geïsoleerde mensen die zich weinig van de buitenwereld aantrokken.
De schrijfdocente wees ons op de titel – hoe goed die gekozen was! Argon was namelijk een gas, en Primo Levi's familie was vergast. Toen vroeg ik of ik iets mocht uitleggen.
Voor een chemicus geldt niet “een gas is een gas”, maar bestaan er een heleboel gassen, en die kunnen verschillen als Britney Spears verschilt van Jan-Peter Balkenende - of nog erger. De joden waren vergast met waterstofcyanide, een akelig gas dat naar amandelen ruikt voordat het de ademhaling van je cellen blokkeert en je, hoeveel lucht je ook binnen probeert te krijgen, doet stikken. Argon is radicaal anders.
Argon is een van de edelgassen – gassen met volle buitenste electronenschillen, geen electron teveel en geen electron te weinig. Ze hebben geen behoefte aan meer electronen, en ze staan ook geen electronen af omdat ze de electronen van nature goed vasthouden. Argon-atomen zweven door de ruimte, inert, gezapig, zich niet met dat drukke gereageer van al die andere moleculen bemoeiend. Terwijl er vijfentwintig keer zoveel argon in de lucht voorkomt als koolstofdioxide, hebben de meeste mensen nog nooit van argon gehoord. Want argon doet niets. Argon-atomen hebben aan zichzelf genoeg. Het is niet verbazingwekkend dat argon is genoemd naar het Griekse “argon”, wat “de luie” betekent. Als je het hoofdstuk leest over de Levi's die zich weinig van de buitenwereld aantrekken en onafhankelijk en gezapig door het leven gaan is “argon” inderdaad een passende titel.
Ik weet niet of de schrijfdocente ooit over de schok heen is gekomen dat voor een scheikundige een atoom een persoonlijkheid kon hebben. En natuurlijk heb je geen psychologische tests voor atomen, en zou een soap als “goede atomen, slechte atomen” ongetwijfeld floppen. Maar net zoals we denken dat Balkenende en Wilders andere karakters hebben omdat ze zich anders gedragen, is het best te begrijpen dat chemici aan atomen die zich radicaal anders gedragen, van het bijtende fluor tot het gezapige argon, ook hun eigen persoonlijkheden toeschrijven.
Niet officieel natuurlijk, dat klinkt veel te onwetenschappelijk. En sommige chemici hebben niet eens de fantasie om een persoonlijkheid aan een atoom toe te schrijven. Maar voor de echte top-scheikundigen hebben de verschillende atomen net zo'n typisch eigen karakter als hun eigen broers of zussen, buurmannen of collega's.
Zo, ik stop met schrijven. Ik stap straks in de trein om een vriend te bezoeken. Maar in de trein heb ik lekker even tijd voor mezelf, even niet aan het proefschrift schrijven. In een hoekje, met een boekje, me niets van al de drukte om me heen aantrekkend. Lekker gezapig, ontspannen en tevreden – zo lekker lui als een argon-atoom.
Die gebeurtenis was een schrijfworkshop in Amsterdam, waar de docente als voorbeeld van een mooie tekst een hoofdstuk van “Het Periodiek Systeem” tevoorschijn haalde, getiteld “Argon”. In dat hoofdstuk beschreef Primo Levi zijn familie – vriendelijk, maar inerte, zelfgenoegzame, redelijk geïsoleerde mensen die zich weinig van de buitenwereld aantrokken.
De schrijfdocente wees ons op de titel – hoe goed die gekozen was! Argon was namelijk een gas, en Primo Levi's familie was vergast. Toen vroeg ik of ik iets mocht uitleggen.
Voor een chemicus geldt niet “een gas is een gas”, maar bestaan er een heleboel gassen, en die kunnen verschillen als Britney Spears verschilt van Jan-Peter Balkenende - of nog erger. De joden waren vergast met waterstofcyanide, een akelig gas dat naar amandelen ruikt voordat het de ademhaling van je cellen blokkeert en je, hoeveel lucht je ook binnen probeert te krijgen, doet stikken. Argon is radicaal anders.
Argon is een van de edelgassen – gassen met volle buitenste electronenschillen, geen electron teveel en geen electron te weinig. Ze hebben geen behoefte aan meer electronen, en ze staan ook geen electronen af omdat ze de electronen van nature goed vasthouden. Argon-atomen zweven door de ruimte, inert, gezapig, zich niet met dat drukke gereageer van al die andere moleculen bemoeiend. Terwijl er vijfentwintig keer zoveel argon in de lucht voorkomt als koolstofdioxide, hebben de meeste mensen nog nooit van argon gehoord. Want argon doet niets. Argon-atomen hebben aan zichzelf genoeg. Het is niet verbazingwekkend dat argon is genoemd naar het Griekse “argon”, wat “de luie” betekent. Als je het hoofdstuk leest over de Levi's die zich weinig van de buitenwereld aantrekken en onafhankelijk en gezapig door het leven gaan is “argon” inderdaad een passende titel.
Ik weet niet of de schrijfdocente ooit over de schok heen is gekomen dat voor een scheikundige een atoom een persoonlijkheid kon hebben. En natuurlijk heb je geen psychologische tests voor atomen, en zou een soap als “goede atomen, slechte atomen” ongetwijfeld floppen. Maar net zoals we denken dat Balkenende en Wilders andere karakters hebben omdat ze zich anders gedragen, is het best te begrijpen dat chemici aan atomen die zich radicaal anders gedragen, van het bijtende fluor tot het gezapige argon, ook hun eigen persoonlijkheden toeschrijven.
Niet officieel natuurlijk, dat klinkt veel te onwetenschappelijk. En sommige chemici hebben niet eens de fantasie om een persoonlijkheid aan een atoom toe te schrijven. Maar voor de echte top-scheikundigen hebben de verschillende atomen net zo'n typisch eigen karakter als hun eigen broers of zussen, buurmannen of collega's.
Zo, ik stop met schrijven. Ik stap straks in de trein om een vriend te bezoeken. Maar in de trein heb ik lekker even tijd voor mezelf, even niet aan het proefschrift schrijven. In een hoekje, met een boekje, me niets van al de drukte om me heen aantrekkend. Lekker gezapig, ontspannen en tevreden – zo lekker lui als een argon-atoom.
maandag 26 januari 2009
Hoe werkt wetenschap? (5) Van ruw idee naar onderzoeksvraag
De vorige keer had ik het over hoe een van mijn onderzoeken begon, met een idee van de professor voor een "market basket analysis", en besprak ik de winkelmandjesanalyse. Is het mogelijk om een molecuul net zo te analyseren als een winkelmandje van de Albert Heijn?
Het probleem is dat een molecuul één eenheid is, en niet zoiets als een verzameling losse, onafhankelijke onderdelen (zoals haring en pindakaas). De enige manier waarop een winkelmandjesanalyse zou kunnen werken is dus een molecuul op te splitsen in onderdelen.
De meest logische manier om een molecuul op te splitsen is in atomen: water geeft dan twee waterstofatomen en een zuurstofatoom, suiker zes koolstofatomen, twaalf waterstofatomen, en zes zuurstofatomen, hoewel winkelmandjesanalyse dubbele boodschappen/atomen niet telt, dus water → H O, suiker –> C H O. Maar als je naar de gemiddelde chemische database kijkt, zitten in (bijna) alle moleculen koolstofatomen en waterstofatomen, en vaak ook stikstofatomen en zuurstofatomen. Voor de eerste tien stoffen van de Merck database zou dat zijn: C H O, C H N O, C H N O, C H O, C H O, C H O, C H O, C H N O, C H N O S, C H N O S. Kortom: bijna altijd CHO, vaak N, soms S. Kortom, heel saaie winkelmandjes, het analyseren daarvan zou weinig kennis opleveren.
Een andere methode die informatici soms gebruiken is alle mogelijke stukken van een molecuul op te sommen. Als je de waterstofatomen buiten beschouwing laat, krijg je dus één mogelijke structuur bij methaan (C), twee bij ethaan (C en CC), drie bij propaan (C, CC, CCC), wat allemaal nog te doen is. Maar als je naar een “normaal” molecuul als suiker kijkt (sucrose, afbeelding) zijn er een heleboel mogelijkheden.
Er zijn twee fragmenten van 1 atoom, C en O. Twee van twee atomen (CO en CC... geen OO, zoals je misschien begrijpt na mijn stuk over Marilyn Monroe en het toilet). Dat valt nog mee. Met drie atomen: CCC, CCO en COC. Bij vier atomen begint het al veel te worden: CCCC, CCCO, CCOC, en dan de T-vormige stukken CC(C)O en OC(C)O. Met vijf atomen CCCCC, CCCCO, CCCOC, CCOCC, CCOCO, COCOC, OCOCO, en dan de T-stukken: CCC(C)O, COC(C)O, het kruisvormige stuk CC(O)(C)O, de ring -CCCCO-...
Hoe groter het stuk, hoe meer mogelijkheden er zijn, en je gelooft me misschien als ik zeg dat als je alle mogelijkheden van een molecuul als sucrose opsomt, er honderden of zelfs duizenden fragmenten uit één molecuul kunnen ontstaan. Het boodschappenmandje is overvol, de computer maakt overuren, de chemici die alles proberen te controleren raken overspannen... kortom, alle fragmenten opsommen kan, maar is ook niet ideaal.
Ik heb dus aan mijn professor voorgesteld om moleculen eenvoudiger in stukken te knippen: grotere stukken dan atomen, maar niet alle mogelijke deelstructuren; namelijk... wat zou er gebeuren als je moleculen scheidt bij de verbindingen tussen ringen en de rest van het molecuul? Bij sucrose zou je dan het volgende krijgen (afbeelding 2)
Dat ziet er al een stuk eenvoudiger uit, hè? Slechts vijf boodschappen in het mandje. De professoren gingen accoord met mijn redenering, en ik kwam na de fasen van idee en idee verfijnen aan bij de derde fase van het onderzoek: het idee gaan uitwerken. Wordt vervolgd...
Het probleem is dat een molecuul één eenheid is, en niet zoiets als een verzameling losse, onafhankelijke onderdelen (zoals haring en pindakaas). De enige manier waarop een winkelmandjesanalyse zou kunnen werken is dus een molecuul op te splitsen in onderdelen.
De meest logische manier om een molecuul op te splitsen is in atomen: water geeft dan twee waterstofatomen en een zuurstofatoom, suiker zes koolstofatomen, twaalf waterstofatomen, en zes zuurstofatomen, hoewel winkelmandjesanalyse dubbele boodschappen/atomen niet telt, dus water → H O, suiker –> C H O. Maar als je naar de gemiddelde chemische database kijkt, zitten in (bijna) alle moleculen koolstofatomen en waterstofatomen, en vaak ook stikstofatomen en zuurstofatomen. Voor de eerste tien stoffen van de Merck database zou dat zijn: C H O, C H N O, C H N O, C H O, C H O, C H O, C H O, C H N O, C H N O S, C H N O S. Kortom: bijna altijd CHO, vaak N, soms S. Kortom, heel saaie winkelmandjes, het analyseren daarvan zou weinig kennis opleveren.
Een andere methode die informatici soms gebruiken is alle mogelijke stukken van een molecuul op te sommen. Als je de waterstofatomen buiten beschouwing laat, krijg je dus één mogelijke structuur bij methaan (C), twee bij ethaan (C en CC), drie bij propaan (C, CC, CCC), wat allemaal nog te doen is. Maar als je naar een “normaal” molecuul als suiker kijkt (sucrose, afbeelding) zijn er een heleboel mogelijkheden.
Hoe groter het stuk, hoe meer mogelijkheden er zijn, en je gelooft me misschien als ik zeg dat als je alle mogelijkheden van een molecuul als sucrose opsomt, er honderden of zelfs duizenden fragmenten uit één molecuul kunnen ontstaan. Het boodschappenmandje is overvol, de computer maakt overuren, de chemici die alles proberen te controleren raken overspannen... kortom, alle fragmenten opsommen kan, maar is ook niet ideaal.
Ik heb dus aan mijn professor voorgesteld om moleculen eenvoudiger in stukken te knippen: grotere stukken dan atomen, maar niet alle mogelijke deelstructuren; namelijk... wat zou er gebeuren als je moleculen scheidt bij de verbindingen tussen ringen en de rest van het molecuul? Bij sucrose zou je dan het volgende krijgen (afbeelding 2)
Dat ziet er al een stuk eenvoudiger uit, hè? Slechts vijf boodschappen in het mandje. De professoren gingen accoord met mijn redenering, en ik kwam na de fasen van idee en idee verfijnen aan bij de derde fase van het onderzoek: het idee gaan uitwerken. Wordt vervolgd...
EWL Maandag 26 januari 2009: Trouwen of doodgaan
Het eerste wat ik vandaag deed was EnergieDirect opbellen, onze gas- en electraleverancier. Ik beheer al een tijd niet meer de huisrekening, maar ik kreeg nog een aanmaning + boete omdat ze het geld niet meer van de rekening konden afschrijven! Verkeerde naam waarschijnlijk. Ik had uiteraard doorgegeven (drie keer!) dat ze nu met iemand anders contact op moesten nemen, maar dat was kennelijk nooit doorgekomen. En vandaag hoorde ik hoe dat kwam: een contract met EnergieDirect is persoonsgebonden; je kunt het dus alleen op een andere naam zetten als je trouwt, scheidt of sterft. Wel, ik ben niet getrouwd, dus het enige wat erop zit is doodgaan of met de jongen trouwen die nu de huisrekening doet... heel aardige jongen, overigens, maar ik weet niet of ik zijn type ben. Gelukkig was er nog een derde mogelijkheid: opzeggen, en dat kan gratis omdat we een contract voor onbepaalde tijd hebben. Dus opzeggen, maar wel dan coördineren dat we op diezelfde dag weer een nieuwe aansluiting krijgen, met EnergieDirect of misschien (hoop ik ergens) met een energieleverancier waarvan de klantvriendelijkheid niet zo is dat ik mijn hoofd door een massief bakstenen muur wil rammen als ik eraan denk. Ahem... zit nu ongeveer halverwege de correcties op de Future Perspectives van mijn proefschrift, hopelijk morgen af. Maar eerst scene 12 van de musical inleveren, anders moet ik het volgende overleg trakteren.
zondag 25 januari 2009
Mevrouw M. en de levenskracht
Toen ik op de middelbare school zat was ik niet bijzonder populair. Ik had vrienden, maar was niet bijzonder stoer, cool of hip. Toch was er tenminste één moment dat ik de populairste leerling van de klas was. En dat had ik te danken aan mijn biologiedocente.
Mevrouw M. was zo'n type biologiedocent die je op de meeste middelbare scholen tegenkomt. Vergrijsd in het vak en kennelijk niet echt vrolijk uitkijkend naar haar resterende jaren “onderwijsplicht”. Terwijl ik goede en enthousiaste biologiedocenten heb gehad, zoals meneer Roestenberg en meneer Verweij, die biologie leuk vonden en het leuk vonden om les te geven, was mevrouw M. niet zo iemand.
Op de gedenkwaardige dag besprak mevrouw M. biologische stoffen, zoals suikers, vetten en eiwitten, en verklaarde dat die alleen door levende wezens gemaakt konden worden. Ik stak toen mijn vinger op, verklaarde dat dat niet klopte, en voor het oog van een stomverbaasde mevrouw M. en een grinnikende klas schreef ik triomfantelijk de volgende formule op het bord:
NH4CNO → (NH2)2CO
Onder scheikundigen is deze formule bekend als de Wöhlersynthese. Maar waarom is die zo bijzonder?
In de tijd van Wöhler (rond 1830) was scheikunde een wetenschap in opkomst. Lavoisier had zijn wet van Lavoisier geformuleerd, overal werden nieuwe elementen ontdekt zoals zuurstof en chloor, en steeds meer mensen gingen scheikundige experimenten doen om te kijken wat voor stoffen je kon maken. En de chemici maakten honderden zouten en metaallegeringen en zuren en basen... maar het lukte hen niet om biologische stoffen te maken – geen suikers, geen vetten, geen eiwitten.
Op een gegeven moment begonnen wetenschappers dan ook te denken dat dat niet kon, het lag er niet aan dat de chemici het fout deden, nee: de stoffen in mens, dier en plant waren gevormd met behulp van een “levenskracht”, en die had je als scheikundige niet zomaar voorhanden.
De 28-jarige Friedrich Wöhler was het daar niet mee eens. Terwijl zijn leermeesters, de beroemde Gmelin en Berzelius, geloofden dat er een onoverbrugbare kloof was tussen levende en dode stof, dacht Wöhler dat die 'levenskracht' een mythe was die de wetenschap alleen maar in de weg zou staan. Want waar ben je als wetenschapper als je zodra je het niet weet gaat roepen dat dingen gewoon onverklaarbaar zijn, inplaats van ze te onderzoeken? Maar de enige manier om te bewijzen dat er niets mysterieus was aan biologische stoffen was zelf zo'n stof in het laboratorium te maken. En dat was niet gemakkelijk. Het was proberen, proberen en proberen. Maar Wöhler had geluk. Een van de stoffen waar hij lang mee bezig was geweest was het nieuwe zuur waterstofcyanaat – en bij zijn poging ammoniumcyanaat te bereiden (NH4CNO) ontdekte hij dat het ammoniumcyanaat zich spontaan omzette in (NH2)2CO, wat Wöhler herkende als ureum, een van de belangrijkste stoffen in urine. Hij had bewezen dat er helemaal geen 'levenskracht' nodig was om biologische stoffen te maken.
Wöhler werd onmiddellijk een held. Er waren nog wat pruttelende levenskrachtgelovers, maar de meeste chemici schoven de levenskracht terzijde en gingen proberen nog meer stoffen te maken. Honderd jaar na de synthese van Wöhler werd bijvoorbeeld voor het eerst suiker in het laboratorium gemaakt – het was dus inderdaad niet makkelijk om biologische stoffen te maken, maar zeker mogelijk.
Nu zul je je misschien afvragen: waarom was het de scheikundigen voor Wöhler dan niet gelukt? Dat waren toch ook slimme mensen? Dat wel, maar in die tijd wist men nog niet goed waaruit biologische stoffen precies bestonden. Net zoals je lood niet in goud om kunt zetten, kon je de metaalzouten met lood, kwik en arsenicum nooit veranderen in vetten of suikers. Pas in de 19e eeuw begonnen de scheikundigen eindelijk formules te gebruiken zoals wij die nog gebruiken, en werden analysetechnieken echt goed. Wöhler had bovendien geluk dat hij medicijnen had gestudeerd, en dus ureum kon herkennen.
Maar waarschijnlijk was de belangrijkste reden dat het Wöhler lukte om de eerste biologische stof in het laboratorium te maken dat hij geloofde dat het mogelijk was, en bleef zoeken. Wetenschap begint vaak met vervelende jongetjes (en meisjes) die het niet eens zijn met grijze eerbiedwaardige docenten. En als we kijken naar alle kleurstoffen, vitaminen en medicijnen die Wöhler, zijn leerlingen en zijn opvolgers hebben ontdekt of ontwikkeld, hebben we toch iets om die eigenwijze 19e-eeuwse jongeman dankbaar voor te zijn.
Mevrouw M. was zo'n type biologiedocent die je op de meeste middelbare scholen tegenkomt. Vergrijsd in het vak en kennelijk niet echt vrolijk uitkijkend naar haar resterende jaren “onderwijsplicht”. Terwijl ik goede en enthousiaste biologiedocenten heb gehad, zoals meneer Roestenberg en meneer Verweij, die biologie leuk vonden en het leuk vonden om les te geven, was mevrouw M. niet zo iemand.
Op de gedenkwaardige dag besprak mevrouw M. biologische stoffen, zoals suikers, vetten en eiwitten, en verklaarde dat die alleen door levende wezens gemaakt konden worden. Ik stak toen mijn vinger op, verklaarde dat dat niet klopte, en voor het oog van een stomverbaasde mevrouw M. en een grinnikende klas schreef ik triomfantelijk de volgende formule op het bord:
NH4CNO → (NH2)2CO
Onder scheikundigen is deze formule bekend als de Wöhlersynthese. Maar waarom is die zo bijzonder?
In de tijd van Wöhler (rond 1830) was scheikunde een wetenschap in opkomst. Lavoisier had zijn wet van Lavoisier geformuleerd, overal werden nieuwe elementen ontdekt zoals zuurstof en chloor, en steeds meer mensen gingen scheikundige experimenten doen om te kijken wat voor stoffen je kon maken. En de chemici maakten honderden zouten en metaallegeringen en zuren en basen... maar het lukte hen niet om biologische stoffen te maken – geen suikers, geen vetten, geen eiwitten.
Op een gegeven moment begonnen wetenschappers dan ook te denken dat dat niet kon, het lag er niet aan dat de chemici het fout deden, nee: de stoffen in mens, dier en plant waren gevormd met behulp van een “levenskracht”, en die had je als scheikundige niet zomaar voorhanden.
De 28-jarige Friedrich Wöhler was het daar niet mee eens. Terwijl zijn leermeesters, de beroemde Gmelin en Berzelius, geloofden dat er een onoverbrugbare kloof was tussen levende en dode stof, dacht Wöhler dat die 'levenskracht' een mythe was die de wetenschap alleen maar in de weg zou staan. Want waar ben je als wetenschapper als je zodra je het niet weet gaat roepen dat dingen gewoon onverklaarbaar zijn, inplaats van ze te onderzoeken? Maar de enige manier om te bewijzen dat er niets mysterieus was aan biologische stoffen was zelf zo'n stof in het laboratorium te maken. En dat was niet gemakkelijk. Het was proberen, proberen en proberen. Maar Wöhler had geluk. Een van de stoffen waar hij lang mee bezig was geweest was het nieuwe zuur waterstofcyanaat – en bij zijn poging ammoniumcyanaat te bereiden (NH4CNO) ontdekte hij dat het ammoniumcyanaat zich spontaan omzette in (NH2)2CO, wat Wöhler herkende als ureum, een van de belangrijkste stoffen in urine. Hij had bewezen dat er helemaal geen 'levenskracht' nodig was om biologische stoffen te maken.
Wöhler werd onmiddellijk een held. Er waren nog wat pruttelende levenskrachtgelovers, maar de meeste chemici schoven de levenskracht terzijde en gingen proberen nog meer stoffen te maken. Honderd jaar na de synthese van Wöhler werd bijvoorbeeld voor het eerst suiker in het laboratorium gemaakt – het was dus inderdaad niet makkelijk om biologische stoffen te maken, maar zeker mogelijk.
Nu zul je je misschien afvragen: waarom was het de scheikundigen voor Wöhler dan niet gelukt? Dat waren toch ook slimme mensen? Dat wel, maar in die tijd wist men nog niet goed waaruit biologische stoffen precies bestonden. Net zoals je lood niet in goud om kunt zetten, kon je de metaalzouten met lood, kwik en arsenicum nooit veranderen in vetten of suikers. Pas in de 19e eeuw begonnen de scheikundigen eindelijk formules te gebruiken zoals wij die nog gebruiken, en werden analysetechnieken echt goed. Wöhler had bovendien geluk dat hij medicijnen had gestudeerd, en dus ureum kon herkennen.
Maar waarschijnlijk was de belangrijkste reden dat het Wöhler lukte om de eerste biologische stof in het laboratorium te maken dat hij geloofde dat het mogelijk was, en bleef zoeken. Wetenschap begint vaak met vervelende jongetjes (en meisjes) die het niet eens zijn met grijze eerbiedwaardige docenten. En als we kijken naar alle kleurstoffen, vitaminen en medicijnen die Wöhler, zijn leerlingen en zijn opvolgers hebben ontdekt of ontwikkeld, hebben we toch iets om die eigenwijze 19e-eeuwse jongeman dankbaar voor te zijn.
zaterdag 24 januari 2009
Hoe werkt wetenschap? (4) Een onderzoek - het idee
Eergisteren had ik het over de algemene principes van wetenschappelijk onderzoek. Net als in het dagelijks leven is het doel van wetenschappelijk onderzoek vragen te beantwoorden. Alleen wordt wetenschappelijk onderzoek doorgaans erg nauwkeurig uitgevoerd om er zeker te zijn dat de vraag ook echt wordt beantwoord.
Wat ik niet vertelde, is hoe je het idee voor het onderzoek krijgt, en hoe je het gaat uitvoeren.
Alweer een hele tijd geleden praatte ik met een van de professoren die mijn promotieonderzoek begeleiden/in de gaten houden, professor Kok. Professor Kok is professor in de informatica, en hij is gespecialiseerd in dataminen. Dataminen is een techniek om regels of patronen in grote hoeveelheden data (bijvoorbeeld computerdatabases) te ontdekken. Een voorbeeld is dat onderzoekers met datamining ontdekten dat als iemand in Amerika ter dood was veroordeeld, de kans dat hij (geen zij, vrouwen worden bijna nooit geëxecuteerd) ook daadwerkelijk werd geëxecuteerd inplaats van levenslang te krijgen niet afhing van de ernst van de misdaad, maar van zijn opleidingsniveau; als je alleen maar lagere school had werd je veel vaker geëxecuteerd, als je universiteit had bleef je leven (wie zei dat school nutteloos is?). Je zou kunnen zeggen dat datamining 'datamining' heet omdat je uit een berg data probeert een paar goudklompjes van kennis te halen.
Nu had professor Kok een tijd daarvoor voor een supermarkt een "market basket analysis" gedaan (of waarschijnlijker: laten doen door een promovendus, want de meeste professoren hebben geen tijd om zelf onderzoek te doen). Nu klinkt "market basket analysis" veel indrukwekkender dan "winkelmandjesanalyse", maar het is gewoon... wel... een winkelmandjesanalyse. Je bekijkt wat klanten van een supermarkt in hun mandje hebben, en dan kun je bijvoorbeeld zien of mensen die bier kopen vaak chips kopen, of juist broccoli. Als bierliefhebbers vaker chips kopen, kun je een extra stapel chips naast de kratten bier zetten, zodat de bierliefhebbers niet vergeten chips mee te nemen als ze naar de kassa gaan. Als bierliefhebbers vaker broccoli kopen, leg je juist de broccoli naast het bier.
Supermarkten als Albert Heijn vinden het natuurlijk razend interessant om te zien of er bepaalde typen klanten zijn die ze kunnen overhalen nog meer te kopen met speciale bonusaanbiedingen of strategisch geherschikte schappen. Maar professor Kok dacht dat de techniek veel meer mogelijkheden had.
Hij vroeg dus aan mij: "Zou je market basket analysis kunnen uitvoeren op moleculen?"
Dit is overigens een van de technieken die in de wetenschap veel wordt gebruikt (en vooral in de informatica): ik heb techniek X die ik gebruik in veld A- zou ik X ook kunnen toepassen in veld P? Bijvoorbeeld: Plakband werkt goed voor het repareren van boeken die kapot dreigen te gaan. Zou plakband ook werken om het fileprobleem op te lossen?
Plakband gebruiken om het fileprobleem op te lossen lijkt me nogal lastig. De X voor A-> X voor P techniek geeft dan ook een heleboel onzinnige suggesties. De letterlijke suggestie van professor Kok zou ik nooit onzinnig noemen (professor Kok was mijn baas), maar was zeker niet gemakkelijk. Terwijl supermandjes meerdere artikelen bevatten, is elk molecuul één eenheid dat zeker niet uit losse onafhankelijke stukken bestaat; er zijn geen nette mandjes met verschillende moleculen. Het idee moest dus aangepast/aangescherpt worden voordat ik er iets mee kon gaan doen...
(wordt vervolgd)
Wat ik niet vertelde, is hoe je het idee voor het onderzoek krijgt, en hoe je het gaat uitvoeren.
Alweer een hele tijd geleden praatte ik met een van de professoren die mijn promotieonderzoek begeleiden/in de gaten houden, professor Kok. Professor Kok is professor in de informatica, en hij is gespecialiseerd in dataminen. Dataminen is een techniek om regels of patronen in grote hoeveelheden data (bijvoorbeeld computerdatabases) te ontdekken. Een voorbeeld is dat onderzoekers met datamining ontdekten dat als iemand in Amerika ter dood was veroordeeld, de kans dat hij (geen zij, vrouwen worden bijna nooit geëxecuteerd) ook daadwerkelijk werd geëxecuteerd inplaats van levenslang te krijgen niet afhing van de ernst van de misdaad, maar van zijn opleidingsniveau; als je alleen maar lagere school had werd je veel vaker geëxecuteerd, als je universiteit had bleef je leven (wie zei dat school nutteloos is?). Je zou kunnen zeggen dat datamining 'datamining' heet omdat je uit een berg data probeert een paar goudklompjes van kennis te halen.
Nu had professor Kok een tijd daarvoor voor een supermarkt een "market basket analysis" gedaan (of waarschijnlijker: laten doen door een promovendus, want de meeste professoren hebben geen tijd om zelf onderzoek te doen). Nu klinkt "market basket analysis" veel indrukwekkender dan "winkelmandjesanalyse", maar het is gewoon... wel... een winkelmandjesanalyse. Je bekijkt wat klanten van een supermarkt in hun mandje hebben, en dan kun je bijvoorbeeld zien of mensen die bier kopen vaak chips kopen, of juist broccoli. Als bierliefhebbers vaker chips kopen, kun je een extra stapel chips naast de kratten bier zetten, zodat de bierliefhebbers niet vergeten chips mee te nemen als ze naar de kassa gaan. Als bierliefhebbers vaker broccoli kopen, leg je juist de broccoli naast het bier.
Supermarkten als Albert Heijn vinden het natuurlijk razend interessant om te zien of er bepaalde typen klanten zijn die ze kunnen overhalen nog meer te kopen met speciale bonusaanbiedingen of strategisch geherschikte schappen. Maar professor Kok dacht dat de techniek veel meer mogelijkheden had.
Hij vroeg dus aan mij: "Zou je market basket analysis kunnen uitvoeren op moleculen?"
Dit is overigens een van de technieken die in de wetenschap veel wordt gebruikt (en vooral in de informatica): ik heb techniek X die ik gebruik in veld A- zou ik X ook kunnen toepassen in veld P? Bijvoorbeeld: Plakband werkt goed voor het repareren van boeken die kapot dreigen te gaan. Zou plakband ook werken om het fileprobleem op te lossen?
Plakband gebruiken om het fileprobleem op te lossen lijkt me nogal lastig. De X voor A-> X voor P techniek geeft dan ook een heleboel onzinnige suggesties. De letterlijke suggestie van professor Kok zou ik nooit onzinnig noemen (professor Kok was mijn baas), maar was zeker niet gemakkelijk. Terwijl supermandjes meerdere artikelen bevatten, is elk molecuul één eenheid dat zeker niet uit losse onafhankelijke stukken bestaat; er zijn geen nette mandjes met verschillende moleculen. Het idee moest dus aangepast/aangescherpt worden voordat ik er iets mee kon gaan doen...
(wordt vervolgd)
EWL Zaterdag 24 januari 2009 - Opruimen als opscheppen
Terwijl ik vandaag zat op te ruimen, te poetsen en te stofzuigen voor het bezoek van mijn oom en tante, vroeg ik me af waarom wij mensen altijd zo druk bezig zijn met opruimen. Als mijn kamer vuil is, word ik heus niet eerder ziek dan als mijn kamer blinkend schoon is. Maar misschien als we sexuele selectietheorieën geloven moeten we opruimen als een soort opscheppen zien: kijk eens, ik ben zo gezond en zo slim dat ik zo beroemd ben , zoveel geld verdien en zoveel succes heb EN NOG STEEDS HEB IK TIJD OM OP TE RUIMEN! Kun je nagaan hoe goed ik ben! Schoonmaken is een teken dat je de noodzakelijke dingen in het leven gemakkelijk aankunt en nog steeds energie en tijd overhebt om alles schoon te maken. Al denk ik zelf dat er belangrijker dingen in het leven zijn dan ervoor te zorgen dat alles altijd netjes is. Enfin, daarover gesproken: morgen mijn oude future perspectives doorlezen en beginnen met de revisie van mijn dockingartikel. Het opruimen is klaar, laat het echte werk nu maar (weer) komen!
vrijdag 23 januari 2009
De activatie-energie van het opstaan
Toen mijn zus en ik een jaar of tien waren was ik de vroege vogel: ik stond netjes op om zeven uur of tien over zeven terwijl mijn zus liever doorsliep. Ik vond het dus verbazend toen mijn zus op een ochtend rond kwart voor zeven op mijn deur aan het bonzen was, roepend dat ik op moest staan. Er was gelukkig geen brand, maar we hadden de avond ervoor onze schoenen gezet voor Sinterklaas, en mijn zus stond te trappelen om naar beneden te mogen gaan om te kijken wat ze gekregen had.
Als er één wet is uit de scheikunde die je ook in het dagelijks leven voortdurend om je heen ziet, is het het verschijnsel dat mensen veel sneller hindernissen overwinnen voor iets dat ze leuk vinden dan voor iets wat ze saai vinden. De prins uit het sprookje die een bos vol weerwolven trotseert, een glazen berg van drie kilometer hoog beklimt en een ijskoud meer overzwemt om bij een beeldschone prinses te komen, zou zich laten tegenhouden door een motregen voorspellend weerbericht als hij is uitgenodigd door zijn oom en tante om de dia's over hun vakantie in de Saaie Bergen te komen zien.
Vooral bij kinderen kun je goed zien welke dingen ze leuk en minder leuk vinden aan hoe snel ze bijvoorbeeld in de auto stappen als ze naar de tandarts moeten of naar een pretpark worden gebracht, maar misschien merk je het bij jezelf ook wel: hoe snel sta je op als je naar school moet? Hoe snel pak je je boeken uit in een bepaalde les?
Waarom heeft de snelheid waarmee je iets doet te maken met hoe leuk je het vindt? Bij mensen weet ik het niet goed (alleen dat het zo werkt), maar in de scheikunde is er de vuistregel dat als de eindtoestand van de moleculen een veel lagere energie heeft dan de begintoestand (vergelijk het met iets erg leuks voor mensen) de activeringsenergie laag is, en dat betekent dat de chemische reactie erg makkelijk is (bijvoorbeeld: als benzine verbrandt). Als de eindtoestand een veel hogere energie heeft dan de begintoestand, is de activeringsenergie een stuk hoger, en dat maakt een reactie heel moeilijk (bijvoorbeeld: het kost planten veel werk om suiker te maken uit koolstofdioxide en water).
Vergelijk het eerste met het tweede plaatje. Als opstaan veel vervelender is dan in bed blijven liggen is de heuvel die je over moet hoog, je hebt veel wilskracht nodig en het zal lang duren voordat je opstaat. Als opstaan leuker is (als er bijvoorbeeld kadootjes zijn) hoef je daarentegen maar een veel kleiner hobbeltje te nemen en heb je veel minder wilskracht nodig. Mijn zus stond dus veel eerder op als ze haar schoen had gezet.
De activatie-energie verklaart waarom het vaak moeilijker is om aan je huiswerk te beginnen dan het is om het huiswerk te blijven doen als je eenmaal bezig bent. En waarom het zo moeilijk is op te staan of iets vervelends te gaan doen als je moe bent of je niet goed voelt – je hebt dan zo weinig energie dat het veel moeilijker is over de heuvel heen te komen. Dus daarom is het zo belangrijk goed te slapen en af en toe leuke dingen te doen, daar krijg je energie van om ook de vervelende dingen te doen. Misschien leuk om aan je ouders uit te leggen als ze zeggen dat je moet ophouden met televisie kijken en naar bed moet...
Als er één wet is uit de scheikunde die je ook in het dagelijks leven voortdurend om je heen ziet, is het het verschijnsel dat mensen veel sneller hindernissen overwinnen voor iets dat ze leuk vinden dan voor iets wat ze saai vinden. De prins uit het sprookje die een bos vol weerwolven trotseert, een glazen berg van drie kilometer hoog beklimt en een ijskoud meer overzwemt om bij een beeldschone prinses te komen, zou zich laten tegenhouden door een motregen voorspellend weerbericht als hij is uitgenodigd door zijn oom en tante om de dia's over hun vakantie in de Saaie Bergen te komen zien.
Vooral bij kinderen kun je goed zien welke dingen ze leuk en minder leuk vinden aan hoe snel ze bijvoorbeeld in de auto stappen als ze naar de tandarts moeten of naar een pretpark worden gebracht, maar misschien merk je het bij jezelf ook wel: hoe snel sta je op als je naar school moet? Hoe snel pak je je boeken uit in een bepaalde les?
Waarom heeft de snelheid waarmee je iets doet te maken met hoe leuk je het vindt? Bij mensen weet ik het niet goed (alleen dat het zo werkt), maar in de scheikunde is er de vuistregel dat als de eindtoestand van de moleculen een veel lagere energie heeft dan de begintoestand (vergelijk het met iets erg leuks voor mensen) de activeringsenergie laag is, en dat betekent dat de chemische reactie erg makkelijk is (bijvoorbeeld: als benzine verbrandt). Als de eindtoestand een veel hogere energie heeft dan de begintoestand, is de activeringsenergie een stuk hoger, en dat maakt een reactie heel moeilijk (bijvoorbeeld: het kost planten veel werk om suiker te maken uit koolstofdioxide en water).
Vergelijk het eerste met het tweede plaatje. Als opstaan veel vervelender is dan in bed blijven liggen is de heuvel die je over moet hoog, je hebt veel wilskracht nodig en het zal lang duren voordat je opstaat. Als opstaan leuker is (als er bijvoorbeeld kadootjes zijn) hoef je daarentegen maar een veel kleiner hobbeltje te nemen en heb je veel minder wilskracht nodig. Mijn zus stond dus veel eerder op als ze haar schoen had gezet.
De activatie-energie verklaart waarom het vaak moeilijker is om aan je huiswerk te beginnen dan het is om het huiswerk te blijven doen als je eenmaal bezig bent. En waarom het zo moeilijk is op te staan of iets vervelends te gaan doen als je moe bent of je niet goed voelt – je hebt dan zo weinig energie dat het veel moeilijker is over de heuvel heen te komen. Dus daarom is het zo belangrijk goed te slapen en af en toe leuke dingen te doen, daar krijg je energie van om ook de vervelende dingen te doen. Misschien leuk om aan je ouders uit te leggen als ze zeggen dat je moet ophouden met televisie kijken en naar bed moet...
Hoe werkt wetenschap? (3) Het onderzoek
Als je iemand vraagt wat de gemiddelde wetenschapper doet, hoor je “onderzoek!” De meeste mensen hebben wel een beeld van onderzoek – ze denken aan een detectiveserie waarin mensen met grote brillen op en witte jassen aan op de scene van een moord rondsluipen en met een ernstig gezicht pluizen uit het tapijt in plastic zakjes stoppen. Of ze denken aan een man met een wilde haardos die achter een tafel vol borrelende glazen kolven staat. Of ze denken aan die vervelende mensen die je onder het avondeten opbellen voor een “consumentenonderzoek”.
Maar ze denken niet aan zichzelf. En toch zijn alle mensen onderzoekers. Onderzoek is gewoon het proberen te beantwoorden van vragen die je hebt. Bijvoorbeeld: als je aan je leraar vraagt of je paragraaf 3.2 ook moet leren voor je proefwerk, is dat onderzoek. Als je aan je dokter vraagt of hij kan kijken waarom je keelpijn hebt, gaat hij dat onderzoeken. Als de auto van je vader niet meer wil rijden, en de garage gaat ernaar kijken, is dat ook onderzoek, al wordt het niet zo genoemd. Mensen hebben altijd vragen, en als ze die proberen te beantwoorden is dat onderzoeken.
Haal nu diep adem en denk na over wat ik heb gezegd. Aan onderzoek is eigenlijk niets moeilijks of mysterieus. Je doet elke dag al kleine onderzoekjes. Als je jezelf een vraag stelt en je gaat het uitzoeken ben je al onderzoek aan het doen. En als je niet alleen een vraag stelt maar ook heel hard na gaat denken over hoe je dat zo goed mogelijk kan uitzoeken dat je echt zeker weet dat je het goede antwoord krijgt– dan word je bijna vanzelf een wetenschapper.
'Maar wetenschappers dan,' zeg je misschien 'doen toch iets heel anders? Met ingewikkelde formules enzo, en ze praten over dingen die ik niet begrijp...'
Een belangrijke reden waarom wetenschappelijk onderzoek zo ingewikkeld lijkt is dat wetenschappers vaak heel veel geleerd hebben over een bepaald vak. Elk vak heeft zijn eigen woorden ('oxidator', 'neutronenster', 'osmose') waardoor wetenschappelijk gepraat voor een niet-wetenschapper soms onbegrijpelijk kan zijn. Maar iedereen heeft specialisaties. Als je aandelenhandelaars hoort praten over AEX-indexen en opties en “bonds” begrijp je er ook niets van, al zijn dat geen wetenschappers. En als je aan een Indiaas kind vertelt over een voetbalwedstrijd, terwijl die alleen maar cricket kent, zal hij niets begrijpen van “spits”, “goal”, “toespelen” of “keeper”. Als je wetenschappers vraagt in gewone taal te zeggen wat ze bedoelen, zal dat ze vaak wel lukken, al moeten ze dan meestal veel langer praten.
Terwijl wetenschappers dus qua 'rare taal' niet veel afwijken van andere mensen pakken wetenschappers onderzoek wel anders aan dan de meeste mensen. Zo maken wetenschappers nauwkeurig aantekeningen over wat ze doen en wat ze zien. Als ze namelijk iets hebben ontdekt of uitgevonden (bijvoorbeeld hoe je een aardbei in een olifant kunt veranderen) zullen andere wetenschappers willen weten hoe ze dat precies gedaan hebben, want dan kunnen ze het na proberen te doen. Vergelijk het met een recept voor appeltaart. Als jij heerlijke appeltaart bakt, en een vriend van je vraagt het recept, dan moet je geen recept geven als “er zitten een paar appels in, en een heleboel meel, en een scheut melk, en nog een paar andere dingen, maar die ben ik vergeten” - dan kan die vriend die appeltaart nooit zelf bakken. Als niemand kan nadoen wat jij hebt gedaan, dan heb je het fout opgeschreven of (nog erger) uit je duim gezogen, en dan telt je ontdekking niet.
Maar dat is voorlopig even genoeg over de theorie van onderzoek. Ik zal de volgende keer mijn eigen onderzoek als voorbeeld gebruiken, dan wordt het ook duidelijker op welke punten wetenschappelijk onderzoek gewoon is zoals je het zelf zou doen en op welke punten wetenschappers anders hebben leren denken dan de gemiddelde persoon.
Maar ze denken niet aan zichzelf. En toch zijn alle mensen onderzoekers. Onderzoek is gewoon het proberen te beantwoorden van vragen die je hebt. Bijvoorbeeld: als je aan je leraar vraagt of je paragraaf 3.2 ook moet leren voor je proefwerk, is dat onderzoek. Als je aan je dokter vraagt of hij kan kijken waarom je keelpijn hebt, gaat hij dat onderzoeken. Als de auto van je vader niet meer wil rijden, en de garage gaat ernaar kijken, is dat ook onderzoek, al wordt het niet zo genoemd. Mensen hebben altijd vragen, en als ze die proberen te beantwoorden is dat onderzoeken.
Haal nu diep adem en denk na over wat ik heb gezegd. Aan onderzoek is eigenlijk niets moeilijks of mysterieus. Je doet elke dag al kleine onderzoekjes. Als je jezelf een vraag stelt en je gaat het uitzoeken ben je al onderzoek aan het doen. En als je niet alleen een vraag stelt maar ook heel hard na gaat denken over hoe je dat zo goed mogelijk kan uitzoeken dat je echt zeker weet dat je het goede antwoord krijgt– dan word je bijna vanzelf een wetenschapper.
'Maar wetenschappers dan,' zeg je misschien 'doen toch iets heel anders? Met ingewikkelde formules enzo, en ze praten over dingen die ik niet begrijp...'
Een belangrijke reden waarom wetenschappelijk onderzoek zo ingewikkeld lijkt is dat wetenschappers vaak heel veel geleerd hebben over een bepaald vak. Elk vak heeft zijn eigen woorden ('oxidator', 'neutronenster', 'osmose') waardoor wetenschappelijk gepraat voor een niet-wetenschapper soms onbegrijpelijk kan zijn. Maar iedereen heeft specialisaties. Als je aandelenhandelaars hoort praten over AEX-indexen en opties en “bonds” begrijp je er ook niets van, al zijn dat geen wetenschappers. En als je aan een Indiaas kind vertelt over een voetbalwedstrijd, terwijl die alleen maar cricket kent, zal hij niets begrijpen van “spits”, “goal”, “toespelen” of “keeper”. Als je wetenschappers vraagt in gewone taal te zeggen wat ze bedoelen, zal dat ze vaak wel lukken, al moeten ze dan meestal veel langer praten.
Terwijl wetenschappers dus qua 'rare taal' niet veel afwijken van andere mensen pakken wetenschappers onderzoek wel anders aan dan de meeste mensen. Zo maken wetenschappers nauwkeurig aantekeningen over wat ze doen en wat ze zien. Als ze namelijk iets hebben ontdekt of uitgevonden (bijvoorbeeld hoe je een aardbei in een olifant kunt veranderen) zullen andere wetenschappers willen weten hoe ze dat precies gedaan hebben, want dan kunnen ze het na proberen te doen. Vergelijk het met een recept voor appeltaart. Als jij heerlijke appeltaart bakt, en een vriend van je vraagt het recept, dan moet je geen recept geven als “er zitten een paar appels in, en een heleboel meel, en een scheut melk, en nog een paar andere dingen, maar die ben ik vergeten” - dan kan die vriend die appeltaart nooit zelf bakken. Als niemand kan nadoen wat jij hebt gedaan, dan heb je het fout opgeschreven of (nog erger) uit je duim gezogen, en dan telt je ontdekking niet.
Maar dat is voorlopig even genoeg over de theorie van onderzoek. Ik zal de volgende keer mijn eigen onderzoek als voorbeeld gebruiken, dan wordt het ook duidelijker op welke punten wetenschappelijk onderzoek gewoon is zoals je het zelf zou doen en op welke punten wetenschappers anders hebben leren denken dan de gemiddelde persoon.
donderdag 22 januari 2009
EWL Donderdag 22 januari 2009 - Urgent versus Belangrijk
Na het afschrijven van de "future perspectives" van mijn proefschrift (wel, ik zal ze in het weekend corrigeren) aan het begin van de avond een vergadering over de musical die ik met twee anderen aan het schrijven ben. Belangrijk! Maar... we hadden geen van drieeën veel gedaan in de vakantie en het begin van deze maand. Bijna niets zelfs... Het afscrhijven van de musical is een van die dingen die ik graag wil doen, maar dan komt er een verslag, of een speech, of iets anders leuks/interessants/dat NU moet. We hebben deze keer maar deadlines gesteld. Want als urgente dingen vaker worden gedaan dan belangrijke, is het misschien een goed idee de belangrijke dingen ook urgent te maken...
woensdag 21 januari 2009
Marilyn Monroe en het toilet
Vorige week moest ik het toilet weer schoonmaken, maar de toiletreiniger was op. Ik ging dus naar de supermarkt en daar zag ik iets interessants: toiletreiniger, niet met chloor, maar met actieve zuurstof! Nou hou ik niet van chloorlucht, dus heb ik het uitgeprobeerd. Het werkt best goed, en zonder chloor-stank. Maar als scheikundige was ik vooral benieuwd naar wat die “actieve zuurstof” nou eigenlijk was. En dat bleek een oude bekende: waterstofperoxide.
Waterstofperoxide is misschien vooral bekend door Marilyn Monroe. Van nature had Marilyn Monroe (of Norma Jeane Mortenson, zoals ze echt heette) bruin haar. Maar ze was een expert in makeup, en door haar haren te behandelen met waterstofperoxide veranderde ze zichzelf in een blondje. Maar waarom zou je haarverf in een toilet gooien? Of je haar verven met toiletreinigingsmiddel?
Om te begrijpen waarom Marilyn Monroe blond werd (en mijn toilet schoon) moet je één ding weten over waterstofperoxide (de officiële naam voor H2O2). Er zitten zuurstofatomen in. En zuurstofatomen zijn geen aardige atomen. Zuurstof is als de zure vrek Ebenezer Scrooge uit Dickens' “Christmas Carol” (die jullie misschien rond de kerst eens op TV hebben gezien), een “uitknijpende, grijpende, wringende, schrapende, klauwende hebzuchtige ouwe zondaar”. Zoals Scrooge alleen maar om geld gaf, geeft een zuurstof-atoom alleen maar om het hebben van meer electronen, en niets anders. Als Dickens een chemicus was geweest had hij misschien een zuurstof-kerstverhaal geschreven (“An Oxygen Carol”) waarin een bitter en hebzuchtig zuurstofatoom gestoken in een oude versleten jas gebogen door de vuile straten van Londen loopt, sissend tegen de kleine spelende atoompjes op straat die met de electronen spelen die hij zo graag wil afpakken.
De zuurstof in water is ongevaarlijk; elk zuurstofatoom heeft twee waterstofatomen om zich heen, die hem allebei een electron geven, en een zuurstof met twee extra electronen is verzadigd en gelukkig, net als een Scrooge die in een bad geld zwemt. Maar bij waterstofperoxide zijn de zuurstoffen niet gelukkig. Ze hebben allebei één electron (van de waterstof), maar moeten de andere electronen met elkaar delen. En als hebberige mensen èrgens een hekel aan hebben, is het aan delen. Allebei de zuurstofatomen in waterstofperoxide zijn dus voortdurend om zich heen aan het loeren of er ergens iets is waar ze een electron van kunnen afpikken. Dat ze andere moleculen kapotmaken als ze er een electron van afpikken kan ze niet schelen. Het gaat om hen. Op het toilet maken ze vuilmoleculen kapot, in haar maken ze de natuurlijke haarkleurstoffen kapot (en nog een boel andere stoffen, waterstofperoxide is echt niet goed voor je haar). Marilyn Monroe werd dus blond en het toilet werd dus schoon door zuurstofatomen, de hebberige electronen-vrekken.
Er is dus een overeenkomst tussen Marilyn Monroe en mijn toilet: het vuile werk werd gedaan door de hebberige zuurstofatomen van waterstofperoxide. Dus hoe gemeen en hebberig zuurstofatomen ook mogen klinken, ze hebben zeker hun nut: ze maakten Marilyn Monroe beroemd en mijn toilet schoon. Maar net als bij een menselijke Scrooge: houd zuurstof in de gaten. Het is een harde werker, maar nooit helemaal te vertrouwen...
Waterstofperoxide is misschien vooral bekend door Marilyn Monroe. Van nature had Marilyn Monroe (of Norma Jeane Mortenson, zoals ze echt heette) bruin haar. Maar ze was een expert in makeup, en door haar haren te behandelen met waterstofperoxide veranderde ze zichzelf in een blondje. Maar waarom zou je haarverf in een toilet gooien? Of je haar verven met toiletreinigingsmiddel?
Om te begrijpen waarom Marilyn Monroe blond werd (en mijn toilet schoon) moet je één ding weten over waterstofperoxide (de officiële naam voor H2O2). Er zitten zuurstofatomen in. En zuurstofatomen zijn geen aardige atomen. Zuurstof is als de zure vrek Ebenezer Scrooge uit Dickens' “Christmas Carol” (die jullie misschien rond de kerst eens op TV hebben gezien), een “uitknijpende, grijpende, wringende, schrapende, klauwende hebzuchtige ouwe zondaar”. Zoals Scrooge alleen maar om geld gaf, geeft een zuurstof-atoom alleen maar om het hebben van meer electronen, en niets anders. Als Dickens een chemicus was geweest had hij misschien een zuurstof-kerstverhaal geschreven (“An Oxygen Carol”) waarin een bitter en hebzuchtig zuurstofatoom gestoken in een oude versleten jas gebogen door de vuile straten van Londen loopt, sissend tegen de kleine spelende atoompjes op straat die met de electronen spelen die hij zo graag wil afpakken.
De zuurstof in water is ongevaarlijk; elk zuurstofatoom heeft twee waterstofatomen om zich heen, die hem allebei een electron geven, en een zuurstof met twee extra electronen is verzadigd en gelukkig, net als een Scrooge die in een bad geld zwemt. Maar bij waterstofperoxide zijn de zuurstoffen niet gelukkig. Ze hebben allebei één electron (van de waterstof), maar moeten de andere electronen met elkaar delen. En als hebberige mensen èrgens een hekel aan hebben, is het aan delen. Allebei de zuurstofatomen in waterstofperoxide zijn dus voortdurend om zich heen aan het loeren of er ergens iets is waar ze een electron van kunnen afpikken. Dat ze andere moleculen kapotmaken als ze er een electron van afpikken kan ze niet schelen. Het gaat om hen. Op het toilet maken ze vuilmoleculen kapot, in haar maken ze de natuurlijke haarkleurstoffen kapot (en nog een boel andere stoffen, waterstofperoxide is echt niet goed voor je haar). Marilyn Monroe werd dus blond en het toilet werd dus schoon door zuurstofatomen, de hebberige electronen-vrekken.
Er is dus een overeenkomst tussen Marilyn Monroe en mijn toilet: het vuile werk werd gedaan door de hebberige zuurstofatomen van waterstofperoxide. Dus hoe gemeen en hebberig zuurstofatomen ook mogen klinken, ze hebben zeker hun nut: ze maakten Marilyn Monroe beroemd en mijn toilet schoon. Maar net als bij een menselijke Scrooge: houd zuurstof in de gaten. Het is een harde werker, maar nooit helemaal te vertrouwen...
Hoe wetenschap werkt (2): hoe word je Professor
Professoren zijn net popsterren. Dat wil niet zeggen dat als je naar de universiteit gaat je ineens Britney Spears of Jamai voor de klas ziet staan, of dat elke professor omringd wordt door een groep gillende meiden (of gillende jongens). Ik bedoel dat de manier waarop je professor wordt heel veel lijkt op de manier waarop je popster wordt: je moet eerst beroemd worden.
Vroeger, als je een beroemde arts of advocaat was, kwamen er soms mensen naar je toe die van je wilden leren hoe je arts of advocaat kon worden, en die wilden daar zelfs geld voor betalen. Toen er universiteiten kwamen vonden die universiteiten het een goed idee om die beroemde artsen en advocaten in te huren om les te geven – want dan komen er veel studenten op jouw universiteit studeren. En nog steeds zoeken universiteiten beroemde wetenschappers om les te geven, soms vragen ze aan wetenschappers of ze bij hen willen komen werken, soms zetten ze een advertentie in de krant om professoren te zoeken, en de beroemdste wetenschapper die zich aanmeldt wordt dan de professor.
Maar hoe word je nou eerst een beroemde wetenschapper? Bij popsterren weten de meeste mensen ongeveer hoe je beroemd wordt. Eerst ga je heel veel oefenen en neem je misschien zangles of instrument-speelles. Je gaat bij een band, of nog beter: richt een band op. Dan probeer jij (of je manager) zoveel mogelijk optredens/“gigs” te boeken bij cafés en bruiloften, soms zelfs gratis, en ga je misschien zelf ook liedjes schrijven. Of misschien ga je meedoen aan Idols, maar ook dan win je alleen als je al daarvoor heel veel hebt geoefend. En als je hard genoeg werkt en goed genoeg wordt en je muziek aan voldoende platenmaatschappijen opstuurt, dan gaat misschien een platenmaatschappij je muziek uitgeven en gaan mensen je steeds meer betalen om op te treden. En zo word je langzamerhand steeds beroemder en rijker, door hard werk, goed te zijn in wat je doet (wat vaak ook komt door hard werk), en mensen te laten horen dat je goed bent.
Bij wetenschappers werkt het eigenlijk hetzelfde. Je wordt beroemd door telkens een “gig” te zoeken, een baan waarin je onderzoek mag doen en artikelen mag schrijven. Bijvoorbeeld mijn baan als promovendus is een goede “gig” omdat ik onderzoek mag doen en artikelen mag schrijven. Net als een popster werk je zo hard mogelijk, en probeer je zoveel mogelijk artikelen (liedjes) te schrijven, die liefst ook nog een beetje goed zijn. Die artikelen stuur je op naar de “platenmaatschappijen” (dat wil zeggen, de uitgevers van wetenschappelijke tijdschriften, hoe beroemder het tijdschrift, hoe beter; een publicatie in Nature is beter dan een publicatie in het Oekraiense tijdschrift voor aardwormonderzoek, net als een contract met Virgin Records beter is dan als je platenmaatschappij de Jan Tonijn, “wij verkopen ook vis” BV is) en je geeft presentaties over je onderzoek op bijeenkomsten voor wetenschappers (live optredens). Als je echt handig bent ga je ook nog zelf conferenties ('events') organiseren zodat nog meer andere wetenschappers je leren kennen. Dan hoop je dat jij en jouw werk zo beroemd worden dat mensen het over je hebben (dat betekent: ze gaan jouw werk in hun eigen artikelen noemen, 'citeren') en er zijn zelfs hitlijsten van de meest geciteerde artikelen, net als de Top40.
En uiteindelijk, als je hard genoeg werkt en beroemd genoeg wordt, word je uitgenodigd om professor te worden. Maar als je eindelijk professor bent betekent dat nog niet dat je mag uitrusten. Professoren doen heel andere dingen dan toen ze nog onderzoeker waren, en nemen een andere plaats in in de wetenschappelijke levenscyclus. Maar daarover zal ik later schrijven.
Vroeger, als je een beroemde arts of advocaat was, kwamen er soms mensen naar je toe die van je wilden leren hoe je arts of advocaat kon worden, en die wilden daar zelfs geld voor betalen. Toen er universiteiten kwamen vonden die universiteiten het een goed idee om die beroemde artsen en advocaten in te huren om les te geven – want dan komen er veel studenten op jouw universiteit studeren. En nog steeds zoeken universiteiten beroemde wetenschappers om les te geven, soms vragen ze aan wetenschappers of ze bij hen willen komen werken, soms zetten ze een advertentie in de krant om professoren te zoeken, en de beroemdste wetenschapper die zich aanmeldt wordt dan de professor.
Maar hoe word je nou eerst een beroemde wetenschapper? Bij popsterren weten de meeste mensen ongeveer hoe je beroemd wordt. Eerst ga je heel veel oefenen en neem je misschien zangles of instrument-speelles. Je gaat bij een band, of nog beter: richt een band op. Dan probeer jij (of je manager) zoveel mogelijk optredens/“gigs” te boeken bij cafés en bruiloften, soms zelfs gratis, en ga je misschien zelf ook liedjes schrijven. Of misschien ga je meedoen aan Idols, maar ook dan win je alleen als je al daarvoor heel veel hebt geoefend. En als je hard genoeg werkt en goed genoeg wordt en je muziek aan voldoende platenmaatschappijen opstuurt, dan gaat misschien een platenmaatschappij je muziek uitgeven en gaan mensen je steeds meer betalen om op te treden. En zo word je langzamerhand steeds beroemder en rijker, door hard werk, goed te zijn in wat je doet (wat vaak ook komt door hard werk), en mensen te laten horen dat je goed bent.
Bij wetenschappers werkt het eigenlijk hetzelfde. Je wordt beroemd door telkens een “gig” te zoeken, een baan waarin je onderzoek mag doen en artikelen mag schrijven. Bijvoorbeeld mijn baan als promovendus is een goede “gig” omdat ik onderzoek mag doen en artikelen mag schrijven. Net als een popster werk je zo hard mogelijk, en probeer je zoveel mogelijk artikelen (liedjes) te schrijven, die liefst ook nog een beetje goed zijn. Die artikelen stuur je op naar de “platenmaatschappijen” (dat wil zeggen, de uitgevers van wetenschappelijke tijdschriften, hoe beroemder het tijdschrift, hoe beter; een publicatie in Nature is beter dan een publicatie in het Oekraiense tijdschrift voor aardwormonderzoek, net als een contract met Virgin Records beter is dan als je platenmaatschappij de Jan Tonijn, “wij verkopen ook vis” BV is) en je geeft presentaties over je onderzoek op bijeenkomsten voor wetenschappers (live optredens). Als je echt handig bent ga je ook nog zelf conferenties ('events') organiseren zodat nog meer andere wetenschappers je leren kennen. Dan hoop je dat jij en jouw werk zo beroemd worden dat mensen het over je hebben (dat betekent: ze gaan jouw werk in hun eigen artikelen noemen, 'citeren') en er zijn zelfs hitlijsten van de meest geciteerde artikelen, net als de Top40.
En uiteindelijk, als je hard genoeg werkt en beroemd genoeg wordt, word je uitgenodigd om professor te worden. Maar als je eindelijk professor bent betekent dat nog niet dat je mag uitrusten. Professoren doen heel andere dingen dan toen ze nog onderzoeker waren, en nemen een andere plaats in in de wetenschappelijke levenscyclus. Maar daarover zal ik later schrijven.
EWL Dinsdag 20 januari 2009 - de dikke dokter
Terwijl Obama zijn inaugurele rede houdt, ben ik bezig met mijn eigen speech voor de spreekvereniging waar ik lid van ben. Het is een oefenspeech, maar wel met een belangrijk onderwerp: hoe zorg je ervoor dat mensen je speech onthouden. Een goede speech moet maar over één ding gaan. En dat is het eerste van de vijf punten die ik bespreek. Je ziet het misschien al aankomen, ik raakte ver over tijd en moest het einde afraffelen. Achteraf zie ik er ook wel het grappige van in. Ik ben net als de dokter die zijn patiënt adviseert gezond te eten en veel te bewegen terwijl de dokter zelf een uitgezakte vetzak is. Al probeerde ik echt de vijf onderwerpen tot één onderwerp samen te voegen. Maar dat was echt te optimistisch, de onderwerpen waren niet zo samenvoegbaar. Misschien dat ik hetzelfde onderwerp nog eens probeer, maar alleen maar één of twee dingen bespreek. Fouten maken is niet leuk, maar wel veel leerzamer dan successen. Bovendien heb ik door de speech van clubgenoot Bill geleerd dat er een heel handig ananassnijapparaat bestaat. Dus zeker geen verloren avond!
maandag 19 januari 2009
Waarom Coca Cola Zero je moeder niet dunner maakt
Bij de supermarkt was gisteren een lange rij, dus om de tijd door te komen mijmerde ik wat over de raadselen van het universum terwijl de klant voor me zijn boodschappen op de band zette. Maar ineens werd ik alert, want hij had iets interessants gekocht: Coca Cola Zero.
Coca Cola Zero lijkt een triomf van de scheikunde – en dat is het ook. Het vergt veel chemische slimheid om stoffen te bedenken die net zo smaken als suiker, geen calorieën bevatten, en waarvan je niet dood neervalt. Maar door de slanke meisjes van de Cola-reclame (die volgens mij helemaal geen cola drinken, maar leven op een dieet van spa en rijstwafels) wordt ook gesuggereerd waarom dat zo handig is: namelijk, dat je er slank van wordt. Nu is coca-cola een Amerikaans bedrijf, en Cola zegt nergens dat je van Coca Cola Zero slanker wordt, alleen dat er geen suiker inzit. Maar het is nogal logisch dat mensen denken dat Coca Cola Zero handig is als je van cola houdt en je wilt afvallen. Je krijgt minder calorieën binnen, dus je wordt minder dik. Da's toch logisch?
Nou zijn er van Coca Cola Zero twee lessen te leren. Allereerst waarom veel bedrijven als Coca Cola het doen klinken alsof hun produkten je slanker maken, maar het nergens op hun website opschrijven, en ten tweede dat iets dat logisch lijkt helemaal niet waar hoeft te zijn. Maar daar kom je vaak pas achter als je het gaat onderzoeken.
Wat Coca Cola heeft gedaan met Coca Cola Zero is suiker vervangen door kunstmatige zoetstoffen. Maar word je inderdaad dunner als je in plaats van suiker kunstmatige zoetstoffen eet? De onderzoekers Susan Swithers en Terry Davidson op de Purdue Universiteit in Amerika hebben dat uitgeprobeerd op ratten (zie het tijdschrift New Scientist, 16 februari 2008). Eén groep ratten kreeg vijf weken lang yoghurt met suiker, een andere groep ratten (de 'Zero-ratten') yoghurt met kunstmatige zoetstof. Verder mochten de ratten zoveel eten als ze wilden. Niet verbazingwekkend was dat één groep ratten na vijf weken zwaarder en vetter was geworden. Het was wèl opvallend dat dat de Zero-ratten waren!
De onderzoekers denken dat dat komt omdat de hersenen van de zero-ratten op een gegeven moment gingen denken “hé: dit is wel zoet, maar levert heel weinig energie. Kennelijk levert eten minder energie op dan we dachten, en moeten we meer eten om voldoende naar binnen te krijgen” Als je een “suiker-rat” een stuk chocoladepudding gaf, at die rat na afloop minder (net zoals jij geen trek meer hebt in bietjes als je een hele chocoladepudding hebt opgegeten) maar de “Zero-ratten” aten veel meer na de pudding, omdat ze geleerd hadden dat iets wel zoet kon zijn, maar zo weinig energie had dat ze meer moesten eten.
Als Coca Cola echt zou willen bewijzen dat Coca Cola Zero slanker maakt kunnen ze niet alleen zeggen dat er geen suiker inzit, maar ook een aantal mensen vijf weken lang elke dag een paar glazen Coca Cola Zero of normale Coca Cola laten drinken, en kijken welke mensen na afloop slanker of dikker zijn geworden. Maar dat is duur en dat zou wel eens dezelfde uitkomst kunnen hebben als met de ratten – en niemand zou dan nog Coca Cola Zero kopen. Dus laat Coca Cola het maar bij “geen suiker, fantastische smaak”. Als je Coca Cola Zero lekker vindt en dikker wil worden, moet je het vooral kopen. Maar als ik zelf zou willen afvallen, zou ik toch gewone Cola kopen. Of gewoon iets vaker water drinken...
het artikel (Engels) http://www.newscientist.com/article/mg19726435.500-sweetener-may-be-worse-for-dieters-than-sugar.html
Coca Cola Zero lijkt een triomf van de scheikunde – en dat is het ook. Het vergt veel chemische slimheid om stoffen te bedenken die net zo smaken als suiker, geen calorieën bevatten, en waarvan je niet dood neervalt. Maar door de slanke meisjes van de Cola-reclame (die volgens mij helemaal geen cola drinken, maar leven op een dieet van spa en rijstwafels) wordt ook gesuggereerd waarom dat zo handig is: namelijk, dat je er slank van wordt. Nu is coca-cola een Amerikaans bedrijf, en Cola zegt nergens dat je van Coca Cola Zero slanker wordt, alleen dat er geen suiker inzit. Maar het is nogal logisch dat mensen denken dat Coca Cola Zero handig is als je van cola houdt en je wilt afvallen. Je krijgt minder calorieën binnen, dus je wordt minder dik. Da's toch logisch?
Nou zijn er van Coca Cola Zero twee lessen te leren. Allereerst waarom veel bedrijven als Coca Cola het doen klinken alsof hun produkten je slanker maken, maar het nergens op hun website opschrijven, en ten tweede dat iets dat logisch lijkt helemaal niet waar hoeft te zijn. Maar daar kom je vaak pas achter als je het gaat onderzoeken.
Wat Coca Cola heeft gedaan met Coca Cola Zero is suiker vervangen door kunstmatige zoetstoffen. Maar word je inderdaad dunner als je in plaats van suiker kunstmatige zoetstoffen eet? De onderzoekers Susan Swithers en Terry Davidson op de Purdue Universiteit in Amerika hebben dat uitgeprobeerd op ratten (zie het tijdschrift New Scientist, 16 februari 2008). Eén groep ratten kreeg vijf weken lang yoghurt met suiker, een andere groep ratten (de 'Zero-ratten') yoghurt met kunstmatige zoetstof. Verder mochten de ratten zoveel eten als ze wilden. Niet verbazingwekkend was dat één groep ratten na vijf weken zwaarder en vetter was geworden. Het was wèl opvallend dat dat de Zero-ratten waren!
De onderzoekers denken dat dat komt omdat de hersenen van de zero-ratten op een gegeven moment gingen denken “hé: dit is wel zoet, maar levert heel weinig energie. Kennelijk levert eten minder energie op dan we dachten, en moeten we meer eten om voldoende naar binnen te krijgen” Als je een “suiker-rat” een stuk chocoladepudding gaf, at die rat na afloop minder (net zoals jij geen trek meer hebt in bietjes als je een hele chocoladepudding hebt opgegeten) maar de “Zero-ratten” aten veel meer na de pudding, omdat ze geleerd hadden dat iets wel zoet kon zijn, maar zo weinig energie had dat ze meer moesten eten.
Als Coca Cola echt zou willen bewijzen dat Coca Cola Zero slanker maakt kunnen ze niet alleen zeggen dat er geen suiker inzit, maar ook een aantal mensen vijf weken lang elke dag een paar glazen Coca Cola Zero of normale Coca Cola laten drinken, en kijken welke mensen na afloop slanker of dikker zijn geworden. Maar dat is duur en dat zou wel eens dezelfde uitkomst kunnen hebben als met de ratten – en niemand zou dan nog Coca Cola Zero kopen. Dus laat Coca Cola het maar bij “geen suiker, fantastische smaak”. Als je Coca Cola Zero lekker vindt en dikker wil worden, moet je het vooral kopen. Maar als ik zelf zou willen afvallen, zou ik toch gewone Cola kopen. Of gewoon iets vaker water drinken...
het artikel (Engels) http://www.newscientist.com/article/mg19726435.500-sweetener-may-be-worse-for-dieters-than-sugar.html
zondag 18 januari 2009
EWL Zondag 18 januari 2009 - wie mag meedoen?
Het schrijven aan de "future perspectives" (toekomstvoorspellingen) van mijn proefschrift ging vandaag niet zo snel als gehoopt. Ik help namelijk met het organiseren van een schrijfwedstrijd voor het tijdschrift Spino, maar we zijn er nog niet over uit wie wel en wie niet mag meedoen en hoeveel prijzen we hebben en hoe we het allemaal organiseren. Dus dat worden veel mailtjes over en weer met voorstellen, tegenvoorstellen en tegen-tegenvoorstellen. En nu ik googel op "how to organize a writing contest" zie ik dat we vergeten zijn een maximaal aantal woorden in de advertentie te zetten. Dat wordt dus weer een laat e-mailtje aan mijn mederedacteuren...
Hoe wetenschap werkt (1). De Universiteit
De Universiteit. Voor veel mensen de meest bewonderde instelling in Nederland: de plaats waar gymnasium-leerlingen heengaan als ze slim genoeg zijn, waar beroemde professoren rondlopen die alles weten, waar allemaal dingen worden uitgevonden. Andere mensen vinden het een achterhaald in de zestiende eeuw levend instituut waar superspecialisten hun tijd verspillen met het schrijven van dikke boeken over de schubstructuur van de zuidcolombiaanse moddervis. Maar zoals je alleen kunt begrijpen waarom een ijsbeer een dikke witte vacht heeft als je weet hoe de noordpool eruit ziet, kun je wetenschappers alleen echt begrijpen als je weet in wat voor omgeving ze leven. En voor de meeste wetenschappers is dat de universiteit. Zelfs wetenschappers die in een bedrijf of een instituut of een ministerie werken zijn bijna altijd afkomstig van en opgeleid op een universiteit. Dus als je ècht wil weten hoe het leven als wetenschapper is, moeten we daar beginnen.
De universiteit is vooral bekend omdat het een soort grote school is. De leerlingen zijn ouder dan op een middelbare school, en ze heten studenten. Maar het zijn eigenlijk gewoon leerlingen. Het klinkt alleen mooier. Lessen heten colleges, lokalen heten zalen, docenten heten professoren (of docenten!), proefwerken en toetsen heten tentamens. En practicums heten practicums, omdat dat al een latijns woord was.
Dus als je een woordenboek van “scholiers” naar “students” zou maken:
school = “universiteit”
les = “college” (luisteren naar de docent heet “hoorcollege”, het maken en bespreken van opgaven heet “werkcollege”)
proefwerk/toets = “tentamen”
leerling = “student”
docent = “docent/hoogleraar”
meneer/mevrouw = “doctor” or “professor”
lokaal = “zaal”
mijn klas = “mijn jaargenoten”
examen doen = “afstuderen”
Als je het leuk vind te experimenteren, raad ik je aan bij je ouders onder het avondeten gewoon eens noncharlant te zeggen “Onze hoogleraar wiskunde besteedde vandaag het grootste deel van het college aan het bespreken van de stof voor het komende tentamen”. Je vader zal zich waarschijnlijk heel erg in zijn aardappel verslikken.
De universiteit is dus op het eerste gezicht een soort “super-school”. Maar er zijn een paar verschillen.
Allereerst krijg je op de universiteit maar les in één vak. Dus als je Duits studeert krijg je elke dag de hele week Duitse geschiedenis, Duitse literatuur, Duitse uitspraak, Duitse grammatica, maar geen Nederlands, natuurkunde, Engels of wiskunde. Dus als je één vak erg leuk vindt, is de universiteit een heel leuke plaats om te zijn.
Het tweede verschil met de middelbare school is dat je op de praktica vaak heel nuttige dingen leert. Als jullie ooit bij een bedrijf gaan werken, zal geen enkele baas jullie vragen “kijk of keukenzout in water oplost, en probeer het weer uit het water te krijgen door het water te verdampen”. Net zoals je op een banketbakkersopleiding leert taarten te bakken, en je op een journalistenopleiding leert artikelen te schrijven, zo leer je op de universiteit op een practicum hoe je een zieke blindedarm moet verwijderen (als je geneeskunde studeert), hoe je een nieuw geneesmiddel moet maken (als je scheikunde studeert) en hoe je een computerprogramma schrijft (als je informatica studeert).
Het derde verschil is misschien het leukste. Dat is dat lessen (ehm.. colleges) niet verplicht zijn. Als je op een maandag thuis wil blijven en computerspelletjes wil spelen mag dat, als je wil gaan surfen op de dag van een tentamen mag dat ook. Je mag als student zelf beslissen wat je doet en wanneer, al is het handig als je in elk geval je tentamens maakt, anders kun je niet afstuderen. Dat zorgt er wel voor dat een derde van de studenten hun studie niet afmaakt. Als op een middelbare school tien kinderen van elke brugklas van school zouden gaan en bij McDonalds zouden gaan werken zou de school gesloten worden. Daarom zijn middelbare scholen wat strenger, al is dat niet altijd leuk.
Nu vind je het misschien gek dat universiteiten het niet erg vinden als studenten niet op les komen. En ik heb tot nog toe tenminste ook één ander raar ding verteld, dat een docent zowel een “hoogleraar” als “docent” kan heten. Wat is het verschil? En er is nog iets vreemds. Docenten op een middelbare school geven het hele jaar 20 of 30 uur per week les. Een docent of hoogleraar op de universiteit maar tien weken, en dan nog maar twee tot vier uur per week. Wat doen ze in de rest van hun tijd? … wel... om dat te begrijpen moeten we de andere, voor de meeste mensen verborgen helft van de universiteit bekijken. Daarover vertel ik de volgende keer.
De universiteit is vooral bekend omdat het een soort grote school is. De leerlingen zijn ouder dan op een middelbare school, en ze heten studenten. Maar het zijn eigenlijk gewoon leerlingen. Het klinkt alleen mooier. Lessen heten colleges, lokalen heten zalen, docenten heten professoren (of docenten!), proefwerken en toetsen heten tentamens. En practicums heten practicums, omdat dat al een latijns woord was.
Dus als je een woordenboek van “scholiers” naar “students” zou maken:
school = “universiteit”
les = “college” (luisteren naar de docent heet “hoorcollege”, het maken en bespreken van opgaven heet “werkcollege”)
proefwerk/toets = “tentamen”
leerling = “student”
docent = “docent/hoogleraar”
meneer/mevrouw = “doctor” or “professor”
lokaal = “zaal”
mijn klas = “mijn jaargenoten”
examen doen = “afstuderen”
Als je het leuk vind te experimenteren, raad ik je aan bij je ouders onder het avondeten gewoon eens noncharlant te zeggen “Onze hoogleraar wiskunde besteedde vandaag het grootste deel van het college aan het bespreken van de stof voor het komende tentamen”. Je vader zal zich waarschijnlijk heel erg in zijn aardappel verslikken.
De universiteit is dus op het eerste gezicht een soort “super-school”. Maar er zijn een paar verschillen.
Allereerst krijg je op de universiteit maar les in één vak. Dus als je Duits studeert krijg je elke dag de hele week Duitse geschiedenis, Duitse literatuur, Duitse uitspraak, Duitse grammatica, maar geen Nederlands, natuurkunde, Engels of wiskunde. Dus als je één vak erg leuk vindt, is de universiteit een heel leuke plaats om te zijn.
Het tweede verschil met de middelbare school is dat je op de praktica vaak heel nuttige dingen leert. Als jullie ooit bij een bedrijf gaan werken, zal geen enkele baas jullie vragen “kijk of keukenzout in water oplost, en probeer het weer uit het water te krijgen door het water te verdampen”. Net zoals je op een banketbakkersopleiding leert taarten te bakken, en je op een journalistenopleiding leert artikelen te schrijven, zo leer je op de universiteit op een practicum hoe je een zieke blindedarm moet verwijderen (als je geneeskunde studeert), hoe je een nieuw geneesmiddel moet maken (als je scheikunde studeert) en hoe je een computerprogramma schrijft (als je informatica studeert).
Het derde verschil is misschien het leukste. Dat is dat lessen (ehm.. colleges) niet verplicht zijn. Als je op een maandag thuis wil blijven en computerspelletjes wil spelen mag dat, als je wil gaan surfen op de dag van een tentamen mag dat ook. Je mag als student zelf beslissen wat je doet en wanneer, al is het handig als je in elk geval je tentamens maakt, anders kun je niet afstuderen. Dat zorgt er wel voor dat een derde van de studenten hun studie niet afmaakt. Als op een middelbare school tien kinderen van elke brugklas van school zouden gaan en bij McDonalds zouden gaan werken zou de school gesloten worden. Daarom zijn middelbare scholen wat strenger, al is dat niet altijd leuk.
Nu vind je het misschien gek dat universiteiten het niet erg vinden als studenten niet op les komen. En ik heb tot nog toe tenminste ook één ander raar ding verteld, dat een docent zowel een “hoogleraar” als “docent” kan heten. Wat is het verschil? En er is nog iets vreemds. Docenten op een middelbare school geven het hele jaar 20 of 30 uur per week les. Een docent of hoogleraar op de universiteit maar tien weken, en dan nog maar twee tot vier uur per week. Wat doen ze in de rest van hun tijd? … wel... om dat te begrijpen moeten we de andere, voor de meeste mensen verborgen helft van de universiteit bekijken. Daarover vertel ik de volgende keer.
zaterdag 17 januari 2009
Hoe het begon...
Voor de laatste keer keek de Verbluffende Lameijerotti naar de geelbruine vormen van het Da Vinci-college afdeling Kagerstraat. Hij zuchtte. Voor de laatste keer controleerde hij of hij de Sensationele Atomen allemaal bij zich had. Het leek te kloppen. Het was fantastisch geweest jonge mensen te vertellen over wetenschap – en soms luisterden ze ook nog! Maar de stage was afgelopen, het verslag ingeleverd, en het was zijn plicht zich weer in de officiële maatschappij te mengen, onder zijn schuilidentiteit van drs. E.M.W. Lameijer, promovendus bij de vakgroepen Farmacochemie en Algoritmiek van de Universiteit Leiden. Een promovendus die nog zijn proefschrift moest afschrijven...
Voor dit blog had ik minstens veertig titels bedacht – naar aanleiding van het voorstel van stagecoördinatrice een blog te beginnen omdat ik vertellen over wetenschap leuk vond, en omdat er zowel binnen als buiten de science-klassen leerlingen zouden zijn die wel meer zouden weten over hoe het leven als wetenschapper nou is. Al die titels deden een poging om serieus en indrukwekkend over te komen ('Wetenschap overal', 'Wetenschappelijke omzwervingen', 'Dagboek met een wetenschappelijke blik'). Ik zou vertellen dat wetenschap Belangrijk is, Leuk is, en Overal is. Wel, wetenschap is ook belangrijk, leuk en overal. Maar uiteindelijk besefte ik dat dat niet de reden is waarom ik wetenschapper ben geworden. Voor mij is wetenschap niet, zoals sommige mensen denken, een verzameling dorre feiten in te dikke boeken, maar een levende, wervelende, kleurrijke, spectaculaire show vergeleken waarbij broadwaymusicals belegen lijken. Wetenschap is een verhaal vol onverwachte wendingen, het nieuwe zien in het gewone, en ineens iets te begrijpen waarvan je niet eens wist dat het te begrijpen was. De Verbluffende Lameijerotti, als wie ik eens optrad/lesgaf aan 3 havo science, komt dichter bij de kern van mijn liefde voor de wetenschap dan al mijn publicaties in wetenschappelijke tijdschriften samen. Als ik een goede chemicus ben komt dat niet door de E.M.W. Lameijer die trouw feitjes in zijn hoofd heeft gestampt, maar door mijn innelijke Lameijerotti, die wetenschap Verbluffend maakt.
Het belangrijkste doel van dit blog is leerlingen (en misschien geïnteresseerde ouders en leerkrachten) een beeld te geven van hoe wetenschap werkt en wat wetenschappers nou doen. Dat wil niet zeggen dat ik wil dat iedereen wetenschapper wordt, ik hoop alleen dat als je weet hoe het bestaan als wetenschapper is je beter een keus kunt maken of je wel of niet zo'n richting op wil gaan. Ten tweede hoop ik dat een paar van mijn verhalen over bijvoorbeeld scheikunde voor tenminste een paar lezers wetenschap of de exacte vakken leuker maken. Als leerlingen ineens merken dat ze minder hard hoeven te studeren voor de betavakken en toch hogere cijfers halen, zou ik dat een heel mooi resultaat vinden. Maar tenslotte denk ik ook dat het belangrijk is over wetenschap te vertellen. Kunnen redeneren als een wetenschapper, nadenken over hoe dingen werken, hoe dingen anders kunnen, naar bewijzen zoeken, en je soms afvragen of andere mensen wel altijd gelijk hebben, maakt je een beetje slimmer. Het enige succes van de leraar is het succes van zijn leerlingen. En als van dit blog die leerlingen nèt iets slimmer, succesvoller en enthousiaster worden – dat is het mooiste geschenk dat ik ze zou kunnen geven.
Dit blog is naar aanleiding van een suggestie van mevrouw Buijs, mogelijk gemaakt door de goede en enthousiaste begeleiding van mevrouw Den Otter, maar geïnspireerd door de leerlingen met wie ik kennis heb gemaakt tijdens mijn periode op het Da Vinci. Ik dank de leerlingen van alle klassen die ik heb gezien en van mijn “testklassen” 4VWO, 4TL en 3 havo science in het bijzonder, en ik hoop dat zij en andere leerlingen van het Da Vinci dit logboek even leuk vinden om te lezen als ik het vind om te schrijven.
Voor dit blog had ik minstens veertig titels bedacht – naar aanleiding van het voorstel van stagecoördinatrice een blog te beginnen omdat ik vertellen over wetenschap leuk vond, en omdat er zowel binnen als buiten de science-klassen leerlingen zouden zijn die wel meer zouden weten over hoe het leven als wetenschapper nou is. Al die titels deden een poging om serieus en indrukwekkend over te komen ('Wetenschap overal', 'Wetenschappelijke omzwervingen', 'Dagboek met een wetenschappelijke blik'). Ik zou vertellen dat wetenschap Belangrijk is, Leuk is, en Overal is. Wel, wetenschap is ook belangrijk, leuk en overal. Maar uiteindelijk besefte ik dat dat niet de reden is waarom ik wetenschapper ben geworden. Voor mij is wetenschap niet, zoals sommige mensen denken, een verzameling dorre feiten in te dikke boeken, maar een levende, wervelende, kleurrijke, spectaculaire show vergeleken waarbij broadwaymusicals belegen lijken. Wetenschap is een verhaal vol onverwachte wendingen, het nieuwe zien in het gewone, en ineens iets te begrijpen waarvan je niet eens wist dat het te begrijpen was. De Verbluffende Lameijerotti, als wie ik eens optrad/lesgaf aan 3 havo science, komt dichter bij de kern van mijn liefde voor de wetenschap dan al mijn publicaties in wetenschappelijke tijdschriften samen. Als ik een goede chemicus ben komt dat niet door de E.M.W. Lameijer die trouw feitjes in zijn hoofd heeft gestampt, maar door mijn innelijke Lameijerotti, die wetenschap Verbluffend maakt.
Het belangrijkste doel van dit blog is leerlingen (en misschien geïnteresseerde ouders en leerkrachten) een beeld te geven van hoe wetenschap werkt en wat wetenschappers nou doen. Dat wil niet zeggen dat ik wil dat iedereen wetenschapper wordt, ik hoop alleen dat als je weet hoe het bestaan als wetenschapper is je beter een keus kunt maken of je wel of niet zo'n richting op wil gaan. Ten tweede hoop ik dat een paar van mijn verhalen over bijvoorbeeld scheikunde voor tenminste een paar lezers wetenschap of de exacte vakken leuker maken. Als leerlingen ineens merken dat ze minder hard hoeven te studeren voor de betavakken en toch hogere cijfers halen, zou ik dat een heel mooi resultaat vinden. Maar tenslotte denk ik ook dat het belangrijk is over wetenschap te vertellen. Kunnen redeneren als een wetenschapper, nadenken over hoe dingen werken, hoe dingen anders kunnen, naar bewijzen zoeken, en je soms afvragen of andere mensen wel altijd gelijk hebben, maakt je een beetje slimmer. Het enige succes van de leraar is het succes van zijn leerlingen. En als van dit blog die leerlingen nèt iets slimmer, succesvoller en enthousiaster worden – dat is het mooiste geschenk dat ik ze zou kunnen geven.
Dit blog is naar aanleiding van een suggestie van mevrouw Buijs, mogelijk gemaakt door de goede en enthousiaste begeleiding van mevrouw Den Otter, maar geïnspireerd door de leerlingen met wie ik kennis heb gemaakt tijdens mijn periode op het Da Vinci. Ik dank de leerlingen van alle klassen die ik heb gezien en van mijn “testklassen” 4VWO, 4TL en 3 havo science in het bijzonder, en ik hoop dat zij en andere leerlingen van het Da Vinci dit logboek even leuk vinden om te lezen als ik het vind om te schrijven.
Abonneren op:
Posts (Atom)