Afbeelding 1: Ook in Nederland bracht de Verlichting een aantal natuurwetenschappers voort, zoals Martinus van Marum. Dankzij de nalatenschap van koopman Pieter Teyler van der Hulst kon hij in Haarlem een kennisinstituut oprichten met o.a. een grote collectie laboratoriuminstrumenten.

We kunnen gerust stellen dat de rol van de wetenschap binnen de Westerse samenleving sterker is dan ooit tevoren. Welk maatschappelijk probleem er ook opduikt, er blijkt altijd wel een hoogleraar voor handen die er vanuit zijn deskundigheid een verklaring voor kan geven en een onderzoek wil instellen naar mogelijke oplossingen. Op het gebied van gezondheid, milieu en klimaat heeft wetenschappelijk onderzoek de afgelopen decennia tot overheidsmaatregelen geleid die men voorheen niet voor mogelijk zou hebben gehouden. Bovendien is de toestroom van jongvolwassenen naar het universitair onderwijs sterk toegenomen en bedraagt hun aandeel binnen deze leeftijdscategorie in sommige landen inmiddels tientallen procenten. Hoewel de oorsprong van de wetenschap vele eeuwen teruggaat in de tijd – zelfs millennia wanneer we de pioniers uit de klassieke oudheid meerekenen – was het de periode van de ‘Verlichting’ waarin academici zich voor het eerst met maatschappelijke thema’s begonnen bezig te houden. Hadden ze zich voordien vooral verdiept in astronomische, mathematische en filosofische vraagstukken, vanaf eind achttiende eeuw werden ook voeding, gezondheid en economie onderwerpen van wetenschappelijke studie. Aangezien zich in hetzelfde tijdsgewricht de ‘Industriële Revolutie’ voltrok, zijn deze twee ontwikkelingen niet los van elkaar te zien. Waren het in de negentiende eeuw nog vooral adviezen, ideeën en inzichten die vanuit de academische wereld tot de industrieel ondernemers doordrongen, in de twintigste eeuw gingen laatstgenoemden laboratoria binnen hun bedrijven opzetten waar universitair geschoolde onderzoekers bestaande producten verbeterden en nieuwe bedachten. Vanuit de academische wereld mag deze ‘Research & Development’ (R&D) dan wel nooit als volledig gelijkwaardig beschouwd zijn, ondernemingen hadden er veel geld voor over en sommige bedrijfslaboratoria groeiden uit tot gerenommeerde instituten. Maar terwijl de wetenschap bloeit als nooit te voren, is de industrie in onze contreien ondertussen al weer een halve eeuw op haar retour. Twee eeuwen lang droeg ze bij aan de oplossing van problemen, terwijl zij nu vooral zelf als een probleem wordt beschouwd waarvoor de oplossing nog niet gevonden is.Afbeelding 2: Grootindustrieel Ernest Solvay stichtte in 1911 in Brussel een instituut waar hij conferenties hield met de meest vooraanstaande natuurwetenschappers van zijn tijd. In 1927 poseerden de deelnemers aan de vijfde editie in het Leopoldpark.

Dat de wetenschap heeft bijgedragen aan de industriële ontwikkeling is boven iedere twijfel verheven, maar de mate waarin is altijd aan discussie onderhevig geweest. Reden hiervoor is dat de grens tussen wetenschap en techniek niet eenvoudig te trekken is en daarom beide disciplines vaak in een adem genoemd worden om deze moeilijkheid te omzeilen. Traditioneel wordt de techniek als het domein van de uitvinders beschouwd en de wetenschap als dat van de onderzoekers. Uitvinders brengen nieuwe producten, materialen, apparaten en machines voort, wetenschappers stellen theorieën en modellen op om fenomenen te begrijpen. Hoewel het op het eerste gezicht vooral de eerste categorie is waar de industrie behoefte aan heeft, waren bepaalde wetenschappelijke inzichten uiteindelijk cruciaal om voor uitvinders nieuwe gebieden te ontsluiten. Dit betekent geenszins dat het hier om éénrichtingsverkeer van wetenschap naar techniek ging, aangezien de techniek anderzijds allerlei instrumenten voortbracht waarmee de wetenschapper nieuwe fenomenen kon waarnemen of meten. Dankzij deze wisselwerking kon onze moderne samenleving ontstaan en was het de industrie die deze verworvenheden op grote schaal ging voortbrengen. Soms waren het uitvinders die de rol van fabrikant op zich namen, maar meestal waren het zakenlieden die over kapitaal en een handelsnetwerk beschikten. Voorbeelden van wetenschappers die een fabriek begonnen zijn echter zeldzaam omdat hun analytische en methodische instelling zelden verenigbaar zijn met de commerciële, praktische en organisatorische benadering die het ondernemerschap vereist. Hun domein was de bibliotheek of het laboratorium en daarvan waren er ten tijde van de Verlichting nog maar weinig te vinden, hoofdzakelijk opgericht door aristocraten of edellieden met een wetenschappelijke belangstelling. Pas in de loop van de negentiende eeuw gingen universiteiten leerstoelen instellen voor natuurwetenschappers en voorzieningen scheppen voor hun onderzoek en onderwijs. Daarom waren het de uitvinders die de beginfase van de industriële revolutie domineerden.Afbeelding 3: Het wetenschappelijke werk van Louis Pasteur op het gebied van de microbiologie vond als snel toepassing in de voedingsmiddelenindustrie.

Sprak men aanvankelijk in de geschiedschrijving nog over ‘de’ industriële revolutie, recent zijn historici er echter drie gaan onderscheiden. De eerste industriële revolutie komt in deze nieuwe zienswijze globaal overeen met wat vroeger als ‘de’ industriële revolutie bekend stond en die zich kenmerkte door de opkomst van de gemechaniseerde productie in fabrieken met stoom uit steenkoolverbranding als aandrijfkracht. De steenkolenwinning door mijnbouw, het ijzersmelten in hoogovens en gieterijen en de bouw van machines en constructies, kortom de zware industrie, beleefde in deze periode haar opkomst. Daarnaast ontstond er een industrie die zich richtte op de basisbehoefte van de massa, namelijk door deze te kleden en te voeden. De ontwikkeling van de stoommachine tot een geschikte aandrijftechniek voor werktuigen en transportmiddelen, de mechanisering van de textielindustrie en het gieten en smeden van ijzer was grotendeels het werk van uitvinders en ingenieurs die zich baseerden op vernuft en ervaring, maar nauwelijks op wetenschappelijke inzichten. Toch zijn er wel voorbeelden van wetenschappers die hier dankzij hun praktische instelling een bijdrage aan leverden. Zo ontdekte Jan Pieter Minckelers, als hoogleraar verbonden aan de universiteit van Leuven,  in 1784 dat bij verhitting van steenkool onder uitsluiting van zuurstof een brandbaar gas ontstond dat zich goed leende voor verlichtingsdoeleinden. Enkele decennia later ging men dit proces op fabrieksschaal bedrijven om dit gas voor straat- en binnenverlichting te leveren en later ook voor verwarming d.m.v. fornuizen en kachels. Ook de Engelse scheikundige Humphry Davy deed een uitvinding op het gebied van verlichting, maar dan juist ten bate van de winning van steenkool. In 1815 introduceerde hij een lamp die mijnwerkers niet alleen een explosieveilige lichtbron verschafte, maar hen tevens in staat stelde om de concentratie aan mijngas globaal vast te stellen aan de hand van de vorm en de kleur van de vlam.

De voedingsmiddelenindustrie, die in de loop van de negentiende eeuw tot ontwikkeling kwam, was daarentegen wel schatplichtig aan de wetenschap. De Duitse chemicus Andreas Marggraf slaagde er in 1747 in om uit beetwortelsap suiker te winnen en zijn landgenoot Franz Carl Achard wist een halve eeuw later door veredeling het gehalte dusdanig te verhogen dat de teelt lonend werd voor fabrieksmatige verwerking. De Fransman Louis Pasteur geldt als de grondlegger van de microbiologie en het verhittingsproces om bacteriën en schimmels te doden, en daarmee de houdbaarheidsduur van voedsel te verlengen, is daarom terecht naar hem vernoemd. Daarnaast leidde zijn ontdekking van gistcellen tot een verbeterde bereiding van bier en wijn. Landgenoot Nicolas Appert had al in 1810 vastgesteld dat bederfelijk waren geconserveerd konden worden door ze in hermetisch afgesloten flessen te verpakken en daarna in heet water te dompelen. Samen met de Engelsman Peter Durand die hiervoor metalen blikken gebruikte stond hij daarmee aan de basis van de conservenindustrie. De Duitser Justus van Liebig richtte zijn onderzoek op vetten en vleesextracten, waaruit hij concludeerde dat bouillon een voedzaam alternatief is voor vers vlees en daarom zelf in 1865 een fabriek begon om dit te produceren. Vrijwel gelijktijdig zocht ook de Fransman Hippolyte Mège-Mouriès naar een goedkoop te produceren vethoudend voedingsmiddel voor de dagelijkse maaltijd van de lagere bevolkingsklasse. In 1869 introduceerde hij een botervervanger bestaande uit rundvet en afgeroomde melk met versnipperde koeienuier als emulgator: margarine. In Frankrijk sloeg het nauwelijks aan, maar in ons land ontstond met de bedrijven van Antoon Jurgens en Simon van den Bergh een omvangrijke margarine-industrie die later opging in het Unilever-concern.Afbeelding 4: Michael Faraday begon zijn carrière in 1810 als scheikundige in het laboratorium van Humphry Davy, hoewel zijn belangrijkste wetenschappelijke werk de ontdekking van het elektromagnetisme betrof.  

De introductie van elektriciteit als energiedrager zette kort voor 1900 de tweede industriële revolutie in gang. Wetenschappers als Benjamin Franklin, Charles de Coulomb en Allesandro Volta begonnen eind achttiende eeuw dit fenomeen al te bestuderen, waarna Michael Faraday en James Clark Maxwell de magnetische werking van een elektrische stroom aantoonden en beschreven. Faraday bouwde zelfs al in 1821 op basis van dit elektromagnetische principe een primitieve elektromotor. Uiteindelijk was het de uitvinding van de gloeilamp door Joseph Swan en Thomas Alva Edison die de doorbraak betekende en leidde tot de aanleg van de eerste elektriciteitsnetwerken. Laatstgenoemde kan worden beschouwd als de grondlegger van de elektrotechnische industrie én de moderne Research & Development. Het door hem in 1876 opgezette bedrijfslaboratorium in Menlo Park (New Jersey, VS) voor onderzoek naar toepassingen van elektriciteit genoot wereldfaam en kreeg navolging binnen tal van andere ondernemingen. Edison was zijn carrière begonnen in de telegrafie, een communicatiemedium op basis van elektrische stroom dat in 1847 was geïntroduceerd door de Duitser Ernst Werner von Siemens, die eveneens in 1866 het dynamoprincipe ontdekte. Met zijn kennis over geluidsgolven bracht de Schot Alexander Graham Bell in 1876 de eerste telefoonverbinding tot stand door telegraaftoestellen uit te rusten met microfoons en luidsprekers. In 1886 slaagde de Duitse wetenschapper Heinrich Hertz er in om een radiogolf op te wekken, op basis waarvan de Italiaan Guglielmo Marconi tien jaar later al draadloos wist te communiceren. De Duitser Wilhelm Röntgen ontdekte in 1895 een vorm van straling met een dermate hoog doordringend vermogen dat (indirect) het inwendige van het menselijk lichaam er zichtbaar mee gemaakt kon worden. Zijn naam is er sindsdien aan verbonden gebleven en hij won er in 1901 de eerste Nobelprijs voor de Natuurkunde mee. De Zweedse uitvinder/ondernemer Alfred Nobel had deze ingesteld om de wetenschap te stimuleren en ook tal van chemici en medici die deze in ontvangst namen kregen deze voor ontdekkingen met industriële toepassingen.

Ook de chemie droeg als wetenschap in sterke mate bij aan de tweede industriële revolutie. Pioniers als Antoine de Lavoisier, John Dalton en Joseph Priestly spraken eind achttiende eeuw al over chemische elementen en reacties en vermoedden het bestaan van atomen en moleculen als bouwstenen van de materie. Toch zou het nog meer dan een halve eeuw duren vooraleer het begrip van molecuul- en structuurformules de wetenschappers in staat stelde om nieuwe verbindingen chemisch te synthetiseren. Tijdens de eerste industriële revolutie was het daarom vooral nog de scheikunde die domineerde: destillatie, extractie en kristallisatie om waardevolle stoffen te winnen uit minerale, dierlijke en plantaardige hulpbronnen. Deze processen maakten opgang in de voedselindustrie en niet voor niets waren het met name scheikundigen die daar als wetenschapper de basis voor legden (zie hiervoor). Het Solvay-proces uit 1861 voor de bereiding van soda kan worden gezien als het startpunt van de chemische basisindustrie, die de textiel-, zeep-, glas- en papierindustrie ging voorzien van deze belangrijke grondstof. De Belg Ernest Solvay richtte niet alleen een chemiebedrijf op, maar ook een wetenschappelijk instituut waar conferenties gehouden werden met geleerden van wereldfaam zoals Albert Einstein. De productie van kleurstoffen uit steenkoolteer kan als vroegste voorbeeld van chemische synthese op industriële schaal worden beschouwd, waar de Brit William Perkin in 1856 de aanzet toe gaf. Vanaf toen werd steenkool naast brandstof ook een belangrijke grondstof voor de chemische industrie. De synthese van aspirine door Felix Hoffmann in 1897 liet zien dat de ‘koolteerchemie’ ook medicinale stoffen kon voortbrengen, waar de firma Bayer AG bekendheid door kreeg. Dat Duitsland kort na 1900 de toon aangaf binnen deze sector bleek eens te meer toen Fritz Haber in 1909 zijn ammoniaksyntheseproces introduceerde. Dat deze belangrijke grondstof voor kunstmest (en explosieven) voortaan ook (door vergassing) uit steenkool gemaakt kon worden was een belangrijke doorbraak die hem de Nobelprijs opleverde, ondanks zijn dubieuze rol tijdens de Eerste Wereldoorlog. Na dat conflict verschoof het zwaartepunt van het chemisch onderzoek weer naar de Angelsaksische landen, waar men kunststoffen en allerlei andere verbindingen ging synthetiseren uit aardolie: de petrochemie. Grote chemiebedrijven openden laboratoria waarin wetenschappers stoffen voor nieuwe toepassingen synthetiseerden, waarna ingenieurs het proces opschaalden naar een fabriek m.b.v. een zogenaamde pilot plant. De chemicus in laboratoriumjas met zijn reageerbuizen groeide uit tot het archetype van de natuurwetenschapper.Afbeelding 5: Het laboratorium in Menlo Park (New Jersey) waar Thomas Alva Edison de fonograaf en gloeilamp uitvond is behouden gebleven als museum en geldt als het vroegste voorbeeld van industriële R&D.

Hadden de universiteiten in de negentiende eeuw leerstoelen ingesteld voor natuurwetenschappers met daaraan verbonden laboratoria en bibliotheken, in de twintigste eeuw gingen veel regeringen er daarnaast toe over om instituten op te richten voor toegepast wetenschappelijk onderzoek. Reden hiervoor was dat bepaalde belangrijke onderzoeksgebieden niet geëxploreerd zouden worden omdat ze te weinig wetenschappelijke uitdaging boden voor de academische wereld en te weinig commerciële uitdaging voor het bedrijfsleven. Dat gold bijvoorbeeld voor onderzoek op nucleair, medisch, meteorologisch, ruimtevaartkundig, landbouwkundig en militair gebied. Achterliggende gedachte was dat op de lange termijn hier ook de industrie van zou kunnen profiteren wanneer uit deze gebieden nieuwe commerciële toepassingen zouden voortvloeien. Anderzijds waren de laboratoria van multinationale ondernemingen na de Tweede Wereldoorlog dusdanig gegroeid dat ze wetenschappers konden inzetten voor lange termijnonderzoek met een exploratief karakter. Het was wederom de elektronica-industrie waar dit tot tal van producten leidde die het dagelijks leven gronding veranderden zoals de televisie, de personal computer, het internet en de mobiele telefonie. De miniaturisatie van geïntegreerde schakelingen, ofwel IC’s, in combinatie met digitalisering maakte dit alles mogelijk en luidde het begin in van de Derde Industriële Revolutie waarin we ons thans bevinden.

Het zijn wederom de Verenigde Staten die de toon zetten binnen de informatietechnologie, terwijl meer en meer de landen in het Verre Oosten i.p.v. Europa nu de industriële navolgers zijn geworden. De wetenschappelijke inspanningen op chemisch gebied zijn in de naoorlogse decennia verschoven richting farmaceutisch onderzoek. Daartoe ontstonden nieuwe vakgebieden zoals de biochemie en de biotechnologie als aanvulling op de chemische synthese om tot nieuwe medicijnen en therapieën te komen. Net als in de elektronica is het binnen de farmaceutische industrie overigens de trend om zich in de VS en Europa te concentreren op onderzoek en de productie uit kostenoverwegingen te laten plaatsvinden in Azië. Hoewel er in beide sectoren nog altijd grote bedrijfslaboratoria met honderden wetenschappers bestaan zijn er steeds meer wetenschappers die zelf een onderneming beginnen om een uitvinding of ontdekking uit te werken tot een product of toepassing en daarvoor investeerders aantrekken.Afbeelding 6: ‘Bell Labs’ in Murray Hill (New Jersey) kwam in 1925 voort uit het laboratorium van Alexander Graham Bell en verwierf als R&D-centrum van American Telegraph & Telephone Company (AT&T) wereldfaam toen er in 1946 de transistor werd uitgevonden door John Bardeen, Walter Brattain en William Shockley.