Ingenieurs moeten kunnen omgaan met het onbekende

Alle faculteiten in Delft leiden ingenieurs op. Het onderscheidt onze opleidingen van die bij ‘algemene’ universiteiten. Zelfs in wetenschappelijke disciplines als natuurkunde en scheikunde worden ingenieurs wezenlijk anders opgeleid dan doctorandi. De doctoraalstudent aan een algemene universiteit specialiseert zich en graaft diep. Hij bekwaamt zich in één wetenschap, alfa, beta of gamma, fundamenteel of toegepast. Een ingenieur wordt opgeleid in techniek.

Techniek bestaat ook zonder wetenschappelijke grondslagen. Waar wetenschappelijk inzicht nog te weinig ontwikkeld is om trefzeker toe te passen, zal toch ambachtelijke ervaring een basis vormen voor technisch kunnen. Buskruit en porcelein, de fiets, de stoommachine en de destillatiekolom zijn stuk voor stuk technische prestaties. Maar geen van alle zijn bedacht als toepassing van wetenschappelijke inzichten. Die zijn pas later ontstaan.

Moderne techniek baseert zich op wetenschappelijk inzicht, maar techniek is zeker niet hetzelfde als toegepaste wetenschap. Techniek ontwikkelt zich onder andere voorwaarden en uit andere ingrediënten. Bijvoorbeeld uit een maatschappelijke wens of behoefte. Wetenschap als zodanig hoeft van dergelijke vragen geen weet te hebben.

Bij het oplossen van vraagstukken zijn ingenieurs voortdurend met andermans problemen bezig, om er met alle beschikbare vernuft een oplossing voor te ontwerpen. Daar hoeven soms helemaal geen fonkelnieuwe wetenschappelijke inzichten voor te worden ontwikkeld. Dat geeft de ingenieur bij wetenschappelijke fundamentalisten het ‘fietsenmakersimago’. Universitaire wetenschappers kijken er wat op neer dat ingenieurs steeds bezig zijn met dingen die zij allang weten. Dat vinden ze maar saai en en zo is de mythe ontstaan dat techniek gewoon toegepaste wetenschap zou zijn. Maar zo zit het toch niet in elkaar.

Specifiek voor de tu-ingenieur is het ’technologisch’ denken en handelen. Probleemoplossingen worden ontworpen vanuit een rationele, natuurwetenschappelijke basis. Maar een goed ingenieur leeft niet op wetenschappelijke kennis alléén. Hij moet beseffen dat wetenschappelijke kennis beschikbaar is, om te benutten. Hem wordt, zelfs als de beschikbare kennis onvolledig is, toch gevraagd met oplossingen te komen.
Intuïtie

Voor een ware wetenschapper is onvolledigheid van kennis opwindend. Een uitdaging om de lacune te onderzoeken. De doctorandus is ervoor opgeleid om diep gravend achter die ontbrekende kennis aan te gaan. Voor de ingenieur is onvolledigheid van wetenschappelijke kennis een fact of life bij het ontwerpen. De goede ingenieur wordt echter door onvolledigheid van de beschikbare kennis niet afgeleid naar het onderzoek en ook niet weerhouden bij het zoeken en vindenvan de oplossing voor technische problemen.

Goede ingenieursopleidingen geven de studenten niet alleen een natuurwetenschappelijk basispakket mee om toe te passen, maar vooral ook inzicht over de samenhang van verschillende disciplines, en verder ontwerpvaardigheid. Juist die ontwerpvaardigheid onderscheidt de tu-ingenieur van de doctorandussen. Want ontwerpen is geen toegepaste wetenschap.

Ontwerpen leer je door het te doen. Er is een bepaald soort lef voor nodig om uit verschillende mogelijke alternatieven er één te durven kiezen, vooral in een situatie waar niet alle kennis voorhanden blijkt. In een goed ontwerp blijken door enkele juiste maar toch intuïtief gemaakte keuzes allerlei deelproblemen opgelost te worden doordat de dingen op hun plaats vallen.

Wat een ingenieur in zijn opleiding nodig heeft, is niet de gedetaileerde kennis van de wetenschappelijke specialist die nodig is voor onderzoek. De natuurwetenschappelijke basis van een ingenieursopleiding moet breed zijn, maar coherent en fundamenteel – niet in vakjes versnipperd. De basisopleiding van de ingenieur in de natuurwetenschappen dient ervoor om vertrouwen te verschaffen bij het ontwerpen. Het ontwerpen vraagt om een creativiteit die verder reikt dan toegepaste wetenschap.

De Nederlandse natuurkundige Casimir heeft het idee geopperd van een wetenschap-technologie spiraal. Techniek ontstaat niet uit toegepaste wetenschap; wetenschappelijke kennis en techniek ontwikkelen zich hand in hand. Vaak wordt eerst bij een technisch ontwerp een nieuw idee geboren, dat na realisatie weer nieuwe en fundamentele wetenschappelijke vragen oproept. Zowel technici als wetenschappers opereren aan de grenzen van het weten. Doctorandi vullen aan die grens de witte plekken in. Ingenieurs proberen over de grenzen heen te trekken, desnoods op de fiets. Bij het ontwerpen van nieuwe techniek moeten zij, vol vertrouwen in de wetenschappelijke basis van de techniek, leren ‘omgaan met het onbekende’.

Dr. G. Frens is hoogleraar fysische scheikunde. Vandaag (scheikundegebouw, zaal A, 16.30 uur) gaat hij over dit onderwerp in discussie met delta-columnist dr. B.J. Thijsse.

Alle faculteiten in Delft leiden ingenieurs op. Het onderscheidt onze opleidingen van die bij ‘algemene’ universiteiten. Zelfs in wetenschappelijke disciplines als natuurkunde en scheikunde worden ingenieurs wezenlijk anders opgeleid dan doctorandi. De doctoraalstudent aan een algemene universiteit specialiseert zich en graaft diep. Hij bekwaamt zich in één wetenschap, alfa, beta of gamma, fundamenteel of toegepast. Een ingenieur wordt opgeleid in techniek.

Techniek bestaat ook zonder wetenschappelijke grondslagen. Waar wetenschappelijk inzicht nog te weinig ontwikkeld is om trefzeker toe te passen, zal toch ambachtelijke ervaring een basis vormen voor technisch kunnen. Buskruit en porcelein, de fiets, de stoommachine en de destillatiekolom zijn stuk voor stuk technische prestaties. Maar geen van alle zijn bedacht als toepassing van wetenschappelijke inzichten. Die zijn pas later ontstaan.

Moderne techniek baseert zich op wetenschappelijk inzicht, maar techniek is zeker niet hetzelfde als toegepaste wetenschap. Techniek ontwikkelt zich onder andere voorwaarden en uit andere ingrediënten. Bijvoorbeeld uit een maatschappelijke wens of behoefte. Wetenschap als zodanig hoeft van dergelijke vragen geen weet te hebben.

Bij het oplossen van vraagstukken zijn ingenieurs voortdurend met andermans problemen bezig, om er met alle beschikbare vernuft een oplossing voor te ontwerpen. Daar hoeven soms helemaal geen fonkelnieuwe wetenschappelijke inzichten voor te worden ontwikkeld. Dat geeft de ingenieur bij wetenschappelijke fundamentalisten het ‘fietsenmakersimago’. Universitaire wetenschappers kijken er wat op neer dat ingenieurs steeds bezig zijn met dingen die zij allang weten. Dat vinden ze maar saai en en zo is de mythe ontstaan dat techniek gewoon toegepaste wetenschap zou zijn. Maar zo zit het toch niet in elkaar.

Specifiek voor de tu-ingenieur is het ’technologisch’ denken en handelen. Probleemoplossingen worden ontworpen vanuit een rationele, natuurwetenschappelijke basis. Maar een goed ingenieur leeft niet op wetenschappelijke kennis alléén. Hij moet beseffen dat wetenschappelijke kennis beschikbaar is, om te benutten. Hem wordt, zelfs als de beschikbare kennis onvolledig is, toch gevraagd met oplossingen te komen.
Intuïtie

Voor een ware wetenschapper is onvolledigheid van kennis opwindend. Een uitdaging om de lacune te onderzoeken. De doctorandus is ervoor opgeleid om diep gravend achter die ontbrekende kennis aan te gaan. Voor de ingenieur is onvolledigheid van wetenschappelijke kennis een fact of life bij het ontwerpen. De goede ingenieur wordt echter door onvolledigheid van de beschikbare kennis niet afgeleid naar het onderzoek en ook niet weerhouden bij het zoeken en vindenvan de oplossing voor technische problemen.

Goede ingenieursopleidingen geven de studenten niet alleen een natuurwetenschappelijk basispakket mee om toe te passen, maar vooral ook inzicht over de samenhang van verschillende disciplines, en verder ontwerpvaardigheid. Juist die ontwerpvaardigheid onderscheidt de tu-ingenieur van de doctorandussen. Want ontwerpen is geen toegepaste wetenschap.

Ontwerpen leer je door het te doen. Er is een bepaald soort lef voor nodig om uit verschillende mogelijke alternatieven er één te durven kiezen, vooral in een situatie waar niet alle kennis voorhanden blijkt. In een goed ontwerp blijken door enkele juiste maar toch intuïtief gemaakte keuzes allerlei deelproblemen opgelost te worden doordat de dingen op hun plaats vallen.

Wat een ingenieur in zijn opleiding nodig heeft, is niet de gedetaileerde kennis van de wetenschappelijke specialist die nodig is voor onderzoek. De natuurwetenschappelijke basis van een ingenieursopleiding moet breed zijn, maar coherent en fundamenteel – niet in vakjes versnipperd. De basisopleiding van de ingenieur in de natuurwetenschappen dient ervoor om vertrouwen te verschaffen bij het ontwerpen. Het ontwerpen vraagt om een creativiteit die verder reikt dan toegepaste wetenschap.

De Nederlandse natuurkundige Casimir heeft het idee geopperd van een wetenschap-technologie spiraal. Techniek ontstaat niet uit toegepaste wetenschap; wetenschappelijke kennis en techniek ontwikkelen zich hand in hand. Vaak wordt eerst bij een technisch ontwerp een nieuw idee geboren, dat na realisatie weer nieuwe en fundamentele wetenschappelijke vragen oproept. Zowel technici als wetenschappers opereren aan de grenzen van het weten. Doctorandi vullen aan die grens de witte plekken in. Ingenieurs proberen over de grenzen heen te trekken, desnoods op de fiets. Bij het ontwerpen van nieuwe techniek moeten zij, vol vertrouwen in de wetenschappelijke basis van de techniek, leren ‘omgaan met het onbekende’.

Dr. G. Frens is hoogleraar fysische scheikunde. Vandaag (scheikundegebouw, zaal A, 16.30 uur) gaat hij over dit onderwerp in discussie met delta-columnist dr. B.J. Thijsse.