wetenschapsfilosofie

Van dit traditionele paradigma van de menselijke evolutie klopt maar weinig, weten we nu.

Paradigma’s en veranderingen

17 reacties / Analyses, Filosofie, Ideeën en techniek, Mensheid, Psychologie, Wereld, Wetenschap / Door / 18 december 2021

Een woord wat wel eens  in discussies wordt gebruikt is het woord paradigma. Vooral als er sprake is van een verandering of vernieuwing die er wordt bepleit. Er wordt dan gesteld dat het tijd is voor een verschuiving of verandering van een bepaald paradigma. Maar wat is nu eigenlijk een paradigma?

Zienswijze of model
Het woord paradigma is een woord dat op verschillende manieren kan worden gebruikt. Over het algemeen wordt er een zienswijze of model bedoeld wat van toepassing op een bepaald deel van de ‘werkelijkheid’.

Misschien wel het meest aansprekende voorbeeld van het woord paradigma is te vinden in de wetenschap. Het woord paradigma kan dan als volgt worden gedefinieerd [1]:

Een paradigma is in de wetenschap en in de filosofie een samenhangend stelsel van modellen en theorieën die een denkkader vormen waarbinnen de ‘werkelijkheid’ geanalyseerd en beschreven wordt.

Wetenschapsfilosofie
Het onderdeel van de filosofie wat zich bezighoudt met het kritisch bestuderen van (wetenschappelijke) paradigma’s is de wetenschapsfilosofie. Voorbeelden van invloedrijke wetenschapsfilosofen zijn Karl Popper en Thomas Kuhn.

Falsifieerbaarheid speelt een essentiële rol in het werk van Popper. Een belangrijk element uit het werk van Kuhn is dat wetenschap volgens hem niet geleidelijk evolueert, maar middels paradigmaverschuivingen zich stapsgewijs ontwikkeld. Het werk van Popper richt zich duidelijk meer op de wetenschappelijke bewijsvoering.

Paradigmaverschuiving: een voorbeeld
Een bekend en duidelijk voorbeeld van een paradigmaverschuiving is de evolutietheorie van Darwin. Kortweg gezegd: het ging van creatie naar evolutie.  De mens werd niet meer geschapen, maar werd onderdeel het evolutieproces. Hoewel deze zienswijze over het algemeen geaccepteerd is, zijn er nog steeds tegenstanders die twijfelen aan dit paradigma. Het creationisme is een voorbeeld van een eigen paradigma als alternatief voor de evolutietheorie die deze tegenstanders hebben ontwikkeld.

Een belangrijk aspect bij een paradigmaverschuiving is perceptie of geloof. Het is niet gemakkelijk om een nieuwe paradigma te accepteren en het oude los te laten. Nieuwe paradigma’s die radicaal verschillen van bestaande heersende paradigma’s kunnen dan ook veel weerstand oproepen voordat ze algemeen geaccepteerd worden. Als ze al überhaupt geaccepteerd worden.

Het onderwijs
Een belangrijke plek om paradigma’s  ‘aan te leren’ of eigen te maken is het onderwijs. Tijdens biologielessen wordt bijvoorbeeld de eerdergenoemde evolutietheorie van Darwin onderwezen. Of tijdens de natuurkundeles de gravitatiewet van Newton wat het gedrag van zwaartekracht verklaard.

Ook in het onderwijs zelf worden er paradigma’s gehanteerd over de wijze waarop je het onderwijs organiseert en het beste kan worden aangeboden aan leerlingen. In onderstaande video wordt er gepleit voor veranderingen van de heersende onderwijsparadigma’s die niet meer goed zouden aansluiten bij het huidig tijdperk.  De video geeft een inzicht wat de gevolgen zijn als een bepaald paradigma niet goed meer lijkt te functioneren en een nieuw paradigma noodzakelijk lijkt te zijn.

RSA ANIMATE: Changing Education Paradigms

Belangrijkste bronnen

[1]  Paradigma (wetenschapsfilosofie), Nederlandse Wikipedia
[2] Charles Darwin’s paradigm shift
[3] Wetenschapsfilosofie, Nederlandse Wikipedia

Video: wetenschappelijke vooruitgang gevolg van simpel idee

5 reacties / Filosofie, Wetenschap / Door / 26 april 2012

Wetenschap beoefenen is grotendeels ploeteren: proeven doen, berekeningen nalopen en publiceren. Toch doet iedere wetenschapper het voor dat moment van inspiratie, waarin hij of zij als eerste een nieuw inzicht krijgt en een beetje onsterfelijk wordt. Wetenschappelijke doorbraken zijn vaak het resultaat van de juiste vraag weten te stellen, iets op een andere manier bekijken dan anderen. Adam Savage, bekend van Mythbusters, laat in deze korte TED-presentatie van zeven minuten op humoristische wijze zien, hoe een vaak verbluffend simpel idee tot wetenschappelijke doorbraken leidt. Hoeveel nieuwe ideeën zouden nog op ontdekking wachten?

How simple ideas lead to scientific discoveries

‘Donkere energie onnodig’

28 reacties / Universum, Wetenschap / Door / 27 oktober 2011

Fysicus Arto Annila uit Helsinki komt met een op zijn minst zeer opmerkelijk te noemen nieuwe verklaring voor de versnelde uitzetting van het heelal. We gebruikten domweg een verkeerde rekenmethode.

Diagram: expansie door supernova's De Nobelprijs natuurkunde, in oktober 2011 uitgereikt, werd toegekend voor onderzoek aan het licht van Type 1a supernova’s. Van dit type verwoestende sterexplosie is exact bekend hoeveel energie deze produceert. Aan de hand van hun helderheid kunnen astronomen zo exact bepalen hoeveel lichtjaar deze supernova’s zich van ons af bevinden.

Hoe werkt afstands- en snelheidsmeting bij sterren?
Ieder atoom en molecuul heeft karakteristieke golflengtes, waarop het energie absorbeert of juist uitstraalt. Zo komt het gele licht van natriumlampen van twee dicht bij elkaar liggende gele lijnen, waarvan de plaats in het kleurenspectrum precies bekend is. Ontdekken astronomen dat deze gele natriumlijnen in bijvoorbeeld het blauwe gebied liggen, dan weten ze dat de ster in kwestie extreem snel op ons afkomt.  Omgekeerd komt vaker voor: roodverschuiving. In dat geval beweegt de ster zich snel van ons af. Een van de grote ontdekkingen van vorige eeuw is dat het heelal uitzet. Dit weten we omdat alle sterrenstelsels zich van ons verwijderen, hoe verder weg, hoe sneller.

Uitzetting gaat steeds sneller
Rond de millenniumwisseling is iets ontdekt waar kosmologen behoorlijk mee in hun maag zitten. Het heelal zet namelijk de laatste paar miljard jaar steeds sneller uit, terwijl kosmologische theorieën nou juist voorspellen dat de uitzetting langzamer gaat. Voor de eerste paar miljard jaar van het bestaan van het heelal klopt dat ook wel aardig. De complete trukendoos van de fysica en kosmologie is uit de kast getrokken om dit te verklaren, zonder een al te overtuigend resultaat. Dit proces verloopt namelijk sneller dan alle bekende natuurkundige processen kunnen verklaren.

De meeste kosmologen geloven daarom dat er een mysterieuze kracht, donkere energie genaamd, verantwoordelijk is.

Annila: donkere energie komt door slecht wiskundig model
Voor het eerst stelt nu iemand vraagtekens bij de data van de supernova-explosies zelf. Volgens Annila verandert het licht tijdens zijn vaak miljarden jaren durende reis door de kosmos, omdat het heelal uitzet tijdens die reis. Dat rekt de fotonen uit, waardoor ze roder worden. Zie daar de roodverschuiving. Het standaard model van de Big Bang, Lambda-CDM, is een wiskundig model, maar modelleert de fysische realiteit niet waaraan fotonen die door een supernova uit worden gezonden onderhevig zijn, aldus Annila. Het model houdt geen rekening met de uitrekking van het heelal. Volgens hem is de relatie tussen helderheid en roodverschuiving daarom geen rechte lijn, maar een kromme – precies de kromme die “donkere energie” lijkt te bewijzen.

Kortom: de versnelde uitzetting is volgens Annila domweg het gevolg van een slecht wiskundig model. Als hij gelijk heeft, gaan ze dat aan de overkant van de Botnische golf uiteraard helemaal niet leuk vinden, want dan gaat het Nobelcomité behoorlijk nat.

Terug naar Maupertuis
Een bekend principe uit de optica is het principe van de Franse wiskundige Fermat: het principe van de minste tijd. Licht volgt volgens dit principe altijd het pad waarmee het het snelst reist. Dit hoeft niet altijd een rechte lijn te zijn. Als de lichtsnelheid in een materiaal tussen de lichtbron en de waarnemer lager is, zal het licht er voor een deel omheen reizen. Zo werken lenzen.

Dit principe is weer een specifieke toepassing van Pierre-Louis de Maupertuis‘ principe van de minste actie. Wiskundig kan je dit doen door er een Lagrangiaanse integraal van te nemen (ideaal, want dat is makkelijk rekenen) of Maupertuis’ oorspronkelijke formulering (weinig populair omdat het lastiger rekenen is). Ten onrechte in dit geval, stelt Annila. Want een aanname die voor Lagrangianen gebruikt wordt, namelijk dat de omgeving niet verandert, klopt niet. Immers: het heelal zet uit.

Maupertuis na drie eeuwen weer springlevend
Niet afgeschrokken door het rekenwerk, daar heb je nu verduveld handige programma’s als Maple en Mathematica voor, paste Annila Maupertuis oorspronkelijke formulering van het principe toe en berekende zo dat het licht van type 1a supernovae exact de voorspelling van Maupertuis volgde. Donkere energie blijkt dus helemaal niet nodig om dit fenomeen te begrijpen. Zie het plaatje hieronder, waarin de roodverschuivingen keurig op een lijn liggen als ze af worden gezet tegen de berekende minste actie.

Denkfout gemaakt door het zoeken van valse zekerheden
Tot slot nog een rake filosofische overweging van Annilo die we onze lezers zeker niet willen onthouden.
“Het is natuurlijk voor ons om te verlangen naar voospellingen. Als we niet de toekomst een beetje zouden kunnen voorspellen, zouden we niet kunnen overleven,” aldus  Annila. “Natuurlijke processen, zoals Maupertuis ze correct benoemd, zijn echter niet berekenbaar. Zonder een goede fysische reden hebben we afstand gedaan van Maupertuis’ formulering. De reden hiervoor was puur ons verlangen naar exacte voorspellingen die ons er toe geleid heeft de fysisch correcte Maupertuis’ formulering te verwerpen.”

Annilo’s ontdekking heeft nog veel meer gevolgen en verklaart mogelijk zelfs wat de diepere oorzaak is achter van de uitzetting van het heelal. Deze komen in het vervolgartikel aan de orde. Stay tuned.

Meer informatie:
Arto Annila. “Least-time paths of light.” Mon. Not. R. Astron. Soc. 416, 2944-2948 (2011)

In de film Serendipity komt een tweetal geliefden door een reeks van toevallige gebeurtenissen uiteindelijk bij elkaar.

Serendipiteit

1 reactie / Filosofie, Wetenschap / Door / 19 juni 2011

Veel van onze beste ontdekkingen kwamen toevallig tot stand. Bannen we het toeval tegenwoordig niet teveel uit en missen we op die manier niet de mooiste dingen?

Toeval als bron van wetenschappelijke kennis
Wat hebben de ontdekking van penicilline, supergeleiding, kosmische achtergrondstraling en pulsars gemeen? Antwoord: dat ze door toeval tot stand zijn gekomen. Een groot deel van onze ontdekkingen is niet gedaan door theoretisch werk, maar door toeval.

In de film Serendipity komt een tweetal geliefden door een reeks van toevallige gebeurtenissen uiteindelijk bij elkaar.
In de film Serendipity komt een tweetal geliefden door een reeks van toevallige gebeurtenissen uiteindelijk bij elkaar

Klassiek is uiteraard het voorbeeld van Columbus, die op zoek ging naar een westwaartse route naar China en in plaats hiervan Amerika ontdekte. Ook in de wetenschap en techniek zijn toevallige ontdekkingen gemeengoed. Niemand had durven voorspellen dat bij temperaturen vlak boven het absolute nulpunt, de weerstand in veel metalen zou dalen tot nul. Of dat een nederige schimmel die op brood voorkomt het leven van duizenden mensen zou redden. De reden is duidelijk. Onze geestelijke vermogens, zelfs die van alle mensen en hun apparaten samen, zijn beperkt en veel kleiner dan de enorme variëteit en complexiteit die onze natuurlijke omgeving (of wat dat betreft: wijzelf) ons biedt. Het is vrijwel onvermijdelijk dat we op een gegeven moment op onverwachte dingen zullen stuiten.

De prinsen van Serendip
Het feit dat dit soort ontdekkingen optreden wordt serendipiteit genoemd, genoemd naar de prinsen van Serendip (Sri Lanka) die in een oud Perzisch verhaal allerlei onverwachte ontdekkingen deden. Serendipiteit laat ons stilstaan bij de fenomenologische rijkdom van de natuur. Kortom: als je het op een gegeven moment niet meer weet, kan het zeer de moeite waard zijn de proef op de som te nemen. Kijken naar het onverwachte. De theorie even te laten voor wat het is. De kans is dan zeker aanwezig dat we wat ontdekken dat de impasse doorbreekt.

Steeds minder serendipiteit
Er komen steeds meer en steeds betere wetenschappelijke theorieën. Steeds meer ontdekkingen en uitvindingen worden nu gedaan als gevolg van het ontwikkelen en uitwerken van theorieën. Dit is niet voor niets. Onze theorieën worden steeds beter en steeds meer ondersteund door een indrukwekkende hoeveelheid bewijsmateriaal. Ook onze technieken om uit een bestaande theorie meer af te leiden, bijvoorbeeld met wiskundige modellen en computersimulaties, worden steeds beter. Kortom: de strategie om uit te gaan van bestaande theorieën werpt steeds meer vruchten af. Vandaar dat veel minder lukraak wordt geëxperimenteerd dan vroeger, en ook veel nauwkeuriger wordt gewerkt (waardoor minder ruimte is voor toevallige ontdekkingen door fouten).

Toch is er nog steeds een domein dat niet door onze theorieën wordt gevangen. Het Onbekende ligt nog steeds op de loer, vaak op zeer onverwachte plaatsen in onze directe omgeving. Vaak doen we ons uiterste best om diep begraven juwelen uit verre continenten uit de rots van onwetendheid te bikkelen, terwijl de schatten vlak onder ons onaangeroerd liggen. Want hoewel theorie een krachtig hulpmiddel is om de wereld om ons heen te begrijpen en te voorspellen, beperkt theorie ons ook. Daarom is het verstandig af en toe de theoretische bril af te zetten en de wereld om ons heen te bekijken als een klein kind: vol verwondering. Wie weet wat voor verborgen verschijnselen nog op zullen duiken in de verborgen holtes waar nog geen theorie is doorgedrongen…

Entropie, peak-oil-theorie en Stoïcijnse filosofie

10 reacties / Filosofie, Ideeën en techniek, Wetenschap / Door / 21 mei 2011

Ugo Bardi (professor Fysische Chemie in Florence) hield tijdens de Peakoil Conferentie in Barbastro (Spanje) een lezing. Op zijn blog, Cassandra’s Legacy, staat de lezing uitgeschreven. Bardi legt uit dat entropie de drijvende kracht achter alle processen in de natuur. Bij alle processen neemt de entropie (de wanorde) toe en daarbij komt energie vrij.

Als water van een waterval naar beneden valt, komt er energie vrij. Daardoor warmt het water een heel klein beetje op. Als water warmer is bewegen de moleculen sneller en er zullen meer watermoleculen verdampen. De entropie is toegenomen.

Vanuit deze theorie (thermodynamica) kan Bardi ook verklaren waarom de winning van grondstoffen een klassieke klokvormige curve (bell-shaped) volgt. Een relevante publicatie van dat werk vind je hier.
De klokvormige produktiecurve geldt niet alleen voor aardolie, maar voor alle grondstoffen.

Zoals bijvoorbeeld de winning van antraciet in Pennsylvania

Lees verder op Cassandraclub of klik direct naar het blog van Ugo Bardi.

Eend of konijn? Het hangt er vanaf wat voor theorie je over dit plaatje in je hoofd hebt.

“We missen het grootste deel in de Large Hadron Collider”

1 reactie / Filosofie, Wetenschap / Door / 23 maart 2011

Van de miljarden botsingen in de Large Hadron Collider, de enorme versnellingsring van het CERN op de grens van Frankrijk en Zwitserland waarmee protonen tegen elkaar worden gebeukt, worden er maar enkelen geanalyseerd. De rest wordt gezien als niet-interessant of “vervuild” omdat er onregelmatigheden in voorkomen. Dat is niet zo slim, stelt een groep onderzoekers. Deze onregelmatigheden zouden wel eens een goudmijn aan experimentele gegevens voor afwijkende natuurkundige theorieën kunnen opleveren.

Theoriegeladenheid van de waarneming
Wellicht herinnert u de stelling nog van een college wetenschapsfilosofie. Waarneming is theoriegeladen. Stel, je ziet een groot plantaardig ding ergens staan.

Eend of konijn? Het hangt er vanaf wat voor theorie je over dit plaatje in je hoofd hebt.
Eend of konijn? Het hangt er vanaf wat voor theorie je over dit plaatje in je hoofd hebt.

Een stedeling zal zeggen: een boom. Een plattelandsbewoner met meer natuurkennis zal hetzelfde groeisel aanduiden als een esdoorn. Een boomkweker kan misschien zelfs de cultivar herkennen. Een kind ziet een spannend ding om in te klauteren. Een ambtenaar ziet een stuk natuurwaarde (of, vaker, een lastig obstakel voor het nieuwe winkelcentrum dat voor de realisatie van de vierde doelstelling van het vijfjarenplan absoluut noodzakelijk is).

Alle zien ze hetzelfde object, maar door hun verschillende kennis en wereldbeeld interpreteren ze deze anders. Kortom: je kennis en de ideeën waarin je gelooft bepaalt heel sterk wat je ziet. Voor wetenschappers geldt dit nog sterker omdat ze met vaak zeer ingewikkelde wetenschappelijk instrumenten werken. Achter die instrumenten zit vaak een ingewikkelde theorie. Alles wat buiten deze theorieën valt, is in principe niet met het instrument waar te nemen of wordt gezien als een meetfout. Bij de natuurkundeopleiding leer je om al te afwijkende meetpunten weg te gooien. In landbouw- of biologisch onderzoek is dit een wetenschappelijke doodzonde als je daar geen heel goede reden voor hebt (bijvoorbeeld omdat je constateert dat een konijn de maïszaailingen in plot C3 heeft opgegeten), want daarmee verpest je de statistische eigenschappen van de proef.

Monomanie op de LHC?
De Large Hadron Collider is één van de duurste wetenschappelijke instrumenten ooit gebouwd. Onderzoekstijd op de LHC is schaars. Op dit moment wordt het meeste onderzoek gedaan om slechts één vraag te beantwoorden: bestaat het Higgsdeeltje? Het Higgsdeeltje is een door het Standaardmodel (het natuurkundige model dat het gedrag van alle tot nu toe ontdekte deeltjes geheel verklaart) verondersteld deeltje dat moet verklaren waarom sommige elementaire deeltjes zoals quarks en elektronen massa hebben. De LHC doet niets anders dan miljarden malen achter elkaar protonen opzwepen tot iets minder dan de lichtsnelheid en vervolgens op elkaar laten beuken. De bedoeling is dat er in ieder geval in enkele van die botsingen Higgsdeeltjes aan te treffen. Andere vragen, afkomstig van minder populaire theorieën, blijven daarentegen onderbelicht. Logisch: er is maar een beperkte tijd beschikbaar om te meten en er komt werkelijk een onvoorstelbare hoeveelheid data uit de LHC: per jaar vijftienduizend harde schijven. Alle botsingen waar niet precies iets uitkomt wat lijkt op een Higgsdeeltje, wordt weggegooid. Mogelijk zitten hier uiterst interessante dingen tussen.

Anomale botsingspaden
Deeltjesfysici Patrick Meade, Michele Papucci en Tomer Volansky vinden dat laatste niet erg slim. Ze stellen nu voor om ook te letten op andere “anomale botsingspaden”: gedrag van deeltjes die zich zeer afwijkend gedragen.

In een bellenkamer laten geladen deeltjes een spoor na van bellen. Zo werd het positron ontdekt.
In een bellenkamer laten geladen deeltjes een spoor na van bellen. Zo werd het positron ontdekt.

In tegenstelling tot de extreem nauwkeurige kwantumelektrodynamica, de theorie die elektromagnetisme op kwantumschaal beschrijft (dertien decimalen precies; de nauwkeurigste theorie ooit) is kwantumchromodynamica niet erg. Op zich is dat ook logisch: kerndeeltjes, vooral quarks: de bestanddelen van protonen en neutronen, zijn veel lastiger te meten dan de veel handelbaarder elektronen. Tot overmaat van ramp reageren gluonen, de deeltjes waarmee quarks op elkaar reageren, ook nog met elkaar, wat betekent dat zelfs het gedrag van een enkel proton of neutron al een wiskundige nachtmerrie wordt. Laat staan een complete atoomkern van, zeg, goud of uranium. Het betekent echter ook dat QCD wel eens niet kan kloppen en er zich allerlei nog onbekende deeltjes met afwijkend gedrag schuilhouden in de zee van gevormde deeltjes.

Op deeltjessafari
Afwijkend gedrag van deeltjes die in alternatieve theorieën voorkomen kan onder andere bestaan uit kinks: sporen die plotseling van richting lijken te veranderen zonder een tweede knooppunt, sporen die uit het niets lijken op te duiken, afwijkende relaties tussen energie en afstand, afwijkingen in timing, ‘normale’ sporen die minder hits (‘bubbels’) dan normaal opleveren, afwijkende krommingen en sporen die oplossen in het niets. Opmerkelijk genoeg stellen de drie dit soort verschijnselen al waar te hebben genomen in diverse botsingsproeven.
Het drietal stelt als echte experimenteel natuurkundigen voor om gewoon op deeltjessafari te gaan, afwijkende verschijnselen er uit te pikken en ons domweg te laten verrassen door wat Moeder Natuur ons voorschotelt. Gezien de niet bijster indrukwekkende resultaten van veertig jaar snaartheorie, klinkt dat als een zeer aantrekkelijk voorstel. We weten niet alles. Dat maakt wetenschap nou juist zo leuk.

Bron
ArXiv

Norman Borlaug, de vader van de Groene Revolutie, redde waarschijnlijk miljarden mensen het loeven.

Wetenschap als ontwikkelingshulp

2 reacties / Filosofie, Wereld, Wetenschap / Door / 21 maart 2011

Fundamenteel wetenschappelijk onderzoek heeft, zo heeft het verleden uitgewezen, per saldo een enorm positief effect op de wereld en de mensheid. We kunnen alleen niet voorspellen wie het meeste zal profiteren.Zou je fundamenteel-wetenschappelijk onderzoek niet moeten zien als een vorm van ontwikkelingshulp?

Fundamenteel-wetenschappelijk onderzoek: geen direct nut, op de langere termijn de beste investering denkbaar
Toen een Britse hoogwaardigheidsbekleder de Engelse negentiende-eeuwse onderzoeker Michael Faraday vroeg wat het nut van onderzoek naar elektrische stroom was, antwoordde hij naar verluidt snibbig: u zult er op een dag belasting over kunnen heffen.

Norman Borlaug, de vader van de Groene Revolutie, redde waarschijnlijk miljarden mensen het loeven.
Norman Borlaug, de vader van de Groene Revolutie, redde waarschijnlijk miljarden mensen het loeven.

Met de invoering van de energieheffing op elektriciteit bleken Faradays woorden profetisch. De ontdekkingen op het gebied van elektromagnetisme brachten de Britten veel winst, maar oud-kolonie Verenigde Staten nog veel meer. Dit geldt ook voor andere fundamentele wetenschappelijke doorbraken, die vaak in heel andere landen dan waar het onderzoek verricht is, voor voordelen heeft gezorgd.

Ontwikkelingshulp
In feite is fundamenteel-wetenschappelijk onderzoek dus een soort ontwikkelingshulp aan de landen die het best in staat zijn de resultaten van dit onderzoek te vertalen in winstgevende producten. Pasteurs ontdekkingen en de Groene Revolutie van Borlaug hebben bijvoorbeeld meer levens gered dan decennia van bilaterale hulp. Misschien is het een verstandig idee om fundamenteel-wetenschappelijk onderzoek ook zo te behandelen. Als je het zo bekijkt doen landen als de Verenigde Staten en Japan behoorlijk veel aan ontwikkelingshulp, heel wat meer dan de 0,13% die ze aan rechtstreekse ontwikkelingshulp geven.

Wetenschappelijk onderzoek redde miljarden levens
Een bekende kritiek op grote prestigeprojecten als de Large Hadron Collider is dat dat geld veel beter kan worden besteed om de arme kinderen in Afrika te helpen. In feite wordt dit geld besteed voor deze kinderen, want tegen de tijd dat deze kinderen opgegroeid zijn, zijn er door de experimenten m et o.m. de LHC allerlei fundamenteel-natuurkundige ontdekkingen gedaan die het armoedeprobleem tot iets van het verleden maken. in feite is armoede nu al een veel kleiner probleem dan het in de jaren vijftig was. Waar vroeger in landen als India of China hongersnoden schering en inslag waren, is er nu genoeg te eten. De reden: fundamenteel-wetenschappelijk en praktisch wetenschappelijk onderzoek naar onder meer verbetering in landbouw en informatietechnologie, waardoor er veel goedkoop voedsel op de markt kwam en veel Indiërs als telewerker aan de kost komen.

Geen betere ontwikkelingshulp dan wetenschappelijk onderzoek
Wetenschappelijke kennis is onvernietigbaar, groeit en ontwikkelt zich steeds verder.  Het kost vrijwel niets om eenmaal verworven wetenschappelijke kennis te verspreiden. Ook vormt beschikbare kennis een bouwsteen voor nieuwe ontdekkingen en technologieën. Dus ben je een wereldverbeteraar, heb dan wat meer geduld met die wereldvreemde figuren met foute brillen in labjassen. Waarschijnlijk zijn ze je probleempje al aan het oplossen, al beseffen ze zelf nog van niet…

Wat de ene theorie beter maakt dan de andere

10 reacties / Filosofie, Wetenschap / Door / 12 maart 2011

Binnen de wetenschapsfilosofie probeert men wat te zeggen over het hoe en waarom van de wetenschap en haar methodes. Zoals het filosofen betaamt, is er weinig consensus in het wetenschapsfilosofisch vakgebied. Bij deze een opvatting over wat we wel kunnen zeggen.

1. Dingen veranderen. Ik neem aan dat iedereen, realist of idealist, het daar mee eens is.
2. Dankzij de wetenschap krijgen veranderingen een bepaalde richting. Nieuwe bevindingen zorgen voor nieuwe apparatuur waarmee we nieuwe handelingen kunnen verrichten of oude handelingen op een nieuwe manier kunnen verrichten. Zo kunnen we dankzij verschillende vervoermiddelen binnen kortere tijd een langere afstand afleggen en op plaatsen komen die eerst ontoegankelijk waren.
3. Dit zorgt er onder andere voor dat we als mensen op een andere manier tegen dingen aankijken en anders in het leven staan. Ook mensen veranderen, tussen generaties evenals in één mensenleven.
Ik heb bewust gekozen voor het woord ‘veranderen’ omdat deze een vrij neutrale connotatie heeft. Of de verandering een (positieve) vooruitgang betreft is nog maar de vraag. Sterker nog, ik denk dat DAT de vraag is waar het in de wetenschapsfilosofie om draait.
Vele gelezen stukken draaien om de hoedanigheid (of status) van de werkelijkheid (of ontologie) en of uit die werkelijkheid door ons als mens met al haar tekortkomingen een waarheid geabstraheerd kan worden. Zie het volgende schema:

Werkelijkheid -?-> waarheid –> goed en fout –> positief en negatief

Afhankelijk van het antwoord op de vraag of er zoiets als ‘waarheid’ bestaat volgt of theorieën (of paradigma’s, zo je wilt) cumulatief zijn of niet en of wij dit kunnen meten/weten.
Een verdieping in de wetenschapsfilosofie heeft mij vooral veel onenigheid tussen verschillende filosofen over deze onderwerpen te berde gebracht. Het dichtst dat we bij ‘waar’ zijn gekomen vind ik in het tweede deel van de definitie van wetenschappelijk realisme van van Fraassen: “… acceptance of a scientific theory involves the belief that it is true” [1].
Het ‘geloof dat iets waar is’ is naar mijn idee het dichts bij een bevredigend antwoord tot nu toe. Naar aanleiding van de drie punten waar ik mee begon, zou ik verder willen gaan met deze notie van ‘waarheid’.
4. Om een verandering als positief of negatief te kunnen beschouwen, is er een notie van waarheid nodig om de verandering aan te meten. Deze waarheid vinden we, tot dusver, in ons geloof in die waarheid.
5. Ons geloof in een bepaalde waarheid kunnen we rechtvaardigen door bij onszelf te rade te gaan. Als er verschillende theorieën zijn die bepaalde fenomenen op een verschillende manier verklaren en verschillende voorspellingen doen, kiezen we doorgaans voor die theorie waarvan we de kans op een gelukkig leven het grootst achtten.
6. Uit het idee dat we nu ouder worden en gezonder kunnen blijven dan vroeger volgt het idee dat de wetenschap ons verder heeft gebracht in positieve zin.

Hieruit volgt dan dat een theorie die naar ons idee meer verklaard en op een preciezer manier, we daarom beter kunnen noemen dan een voorgaande theorie.

[1] Curd, M. & Cover, J.A. “Philosophy of Science: The Central Issues” (1998). Pagina 1066

Zijn evangelisch-christelijke geloof belette Maxwell niet om de vier baanbrekende Wetten van Maxwell te ontdekken en het bestaan van elektromagnetische straling te voorspellen.

Gaan wetenschap en religie samen?

17 reacties / Filosofie / Door / 27 februari 2011

Volgens sommige zich als verlichte denkers beschouwende mensen heeft religie per definitie een negatieve invloed op de ontwikkeling van wetenschap. Religie is immers op dogma’s gebaseerd (dogmatiek is onlosmakelijk onderdeel van theologie) en als zodanig in tegenspraak met het wetenschappelijke basisprincipe van fundamentele twijfel aan waarheden. Klopt dit of is dit een voorbarige aanname?

De koude oorlog tussen wetenschap en religie
Wetenschappers staan vaak op gespannen voet met religieuze autoriteiten. Zo durfde de Poolse monnik Mikolaj Kopernik zijn heliocentrische theorie pas na zijn dood te laten publiceren. Achteraf bleek dit een verstandige beslissing, want de roomskatholieke kerk plaatste het boek op de Index van verboden boeken. Astronoom en natuurkundige Galileo Galilei kreeg huisarrest, Baruch Spinoza kreeg het vanwege zijn vrijzinnige opvattingen zwaar aan de stok met de joodse gemeenschap en ook aan de andere kant van de Hellespont hadden en hebben de religieuze autoriteiten weinig waardering voor kafirs die de woorden van de koran of de hadith in twijfel trekken.

Wetenschap als religieuze activiteit
In feite heeft het beoefenen van wetenschap enkele religieuze trekken.

Zijn evangelisch-christelijke geloof belette Maxwell niet om de vier baanbrekende Wetten van Maxwell te ontdekken en het bestaan van elektromagnetische straling te voorspellen.
Zijn evangelisch-christelijke geloof belette Maxwell niet om de vier baanbrekende Wetten van Maxwell te ontdekken en het bestaan van elektromagnetische straling te voorspellen.

Een wetenschapper moet, als onderdeel van de wetenschappelijke methode,  immers altijd bereid zijn om zijn geliefde overtuigingen op de proef te stellen en zich over te geven aan een hogere macht – de natuurwetenschappelijke werkelijkheid – als hij of zij een experiment uitvoert. Een wetenschapper gelooft (net als een gelovige over God) dat hij nooit een volledig begrip van de natuur heeft.

Als wetenschappers van deze nederige houding afdwalen, zoals Stephen Hawking en beoefenaars van de snaartheorie doen, komen ze vroeg of laat in grote wetenschappelijke problemen. Het werk aan de snaartheorie heeft bijvoorbeeld droevig weinig opgeleverd. Aan wetenschap doen vereist een haast mystieke zuiverheid van geest: is de onderzoeksvraag inderdaad zuiver en zonder bias geformuleerd? Om diepe geheimen te ontraadselen moeten wetenschappers boven hun intellectuele beperkingen en vooroordelen, kortom hun eigen ik, heenspringen. Kortom: activiteiten waar ook zen-boeddhisten, sanyassins of evangelische gelovigen zich voortdurend mee bezig houden.

Op zich is het dus niet verwonderlijk dat veel wetenschappers overtuigde gelovigen waren en zijn. Zo was Newton een verwoed astroloog en occultist, was James Clerk Maxwell een vurig christen en had ook dezelfde Galilei die het aan de stok had met de kerk, tegelijkertijd ook een sterk persoonlijk geloof.

Het essentiële verschil: twijfel en dogmatiek
Elke georganiseerde religie kent dogma’s, geloofswaarheden waaraan niet mag worden getwijfeld. Zo kent de roomskatholieke kerk en de meeste protestantse kerken een uitgebreide catechismus, reden voor de vroegere explosie aan kerkgenootschappen in Nederland. Waren ze het met een punt niet eens, dan werden ze geëxcommuniceerd en richtten ze een eigen kerk op. In wetenschappen met een dogmatische cultuur gebeurt dit overigens ook geregeld, zij het iets minder. Wee het gebeente van wetenschappers die twijfelen aan de gevestigde paradigma’s van een bepaalde wetenschappelijke stroming. Hun artikelen worden niet gepubliceerd en ook hun kansen op carrière of onderzoeksgelden zijn vaak verkeken. Een mooi voorbeeld van sektevorming is de snaartheorie, waar de bewijzen voor ontbreken maar waarvan de aanhangers wel de natuurkundige burelen domineren.

Dogma’s als afgoderij
Religie en wetenschap kunnen pas verzoend worden als onaantastbare religieuze dogma’s worden vervangen door de werkhypotheses zoals deze in de wetenschap gebruikelijk zijn. Hier zijn ook goede religieuze redenen voor. In zowel jodndom, christendom als islam bestaan er ernstige religieuze bezwaren tegen het maken van een beeld van de godheid. Hoeveel erger dan een beeld is een dogma, waarmee de godheid wordt beperkt? Nog erger, om niet te zeggen godslasterlijk is het te beweren dat door mensen verzonnen wetten, zoals de sharia, goddelijke wetten zijn en deze te stellen boven natuurwetten, die, leert elke religie, van God afkomstig zijn.
Kortom: er zijn voldoende religieuze redenen om een einde te maken aan dogma’s.

Veel mensen voelen zich goed bij reiki, maar veel wetenschappers vinden deze techniek maar onzin.

Wat is het verschil tussen wetenschap en techniek?

8 reacties / Filosofie, Wetenschap / Door / 26 februari 2011

Door veel mensen worden wetenschap en techniek op één lijn gesteld. Geen wonder. Voor beide geldt: wil je ze op een hoog niveau beoefenen, dan moet je over behoorlijk vel wetenschappelijke achtergrondkennis over het desbetreffende onderwerp beschikken.  Toch zijn er een aantal grote en essentiële verschillen tussen wetenschap en techniek…

Wat is wetenschap?
Wetenschap is geen kennis of cultuur, maar een bepaalde methode om aan betrouwbare kennis te komen. Centraal in het wetenschap bedrijven (althans: het zou centraal moeten staan want ook wetenschappers zijn maar mensen) is de wetenschappelijke methode, een proces waarmee wetenschappelijk getoetste kennis is te verzamelen. In het kort is dat: je doet waarnemingen, je bedenkt een verklaring voor die waarnemingen die ook eerdere waarnemingen kan verklaren, aan de hand van die verklaring doe je een voorspelling over de uitkomst van een bepaald experiment en vervolgens voer je dat experiment uit.

Er bestaat niet absoluut zekere wetenschappelijke kennis. Er kan altijd uit een experiment blijken dat de voorspellingen die we met onze huidige kennis doen, incompleet of onjuist zijn. Zo kon de zwaartekrachtstheorie van Newton, die al drie eeuwen goede diensten bewees, de afwijkingen van de baan van de planeet Mercurius niet verklaren. Er moest een nieuwe zwaartekrachtstheorie komen, de algemene relativiteitstheorie van Einstein, om deze waarnemingen te kunnen verklaren. De algemene relativiteitstheorie doet het tot nu toe goed: er is nog geen enkele waarneming gedaan die hiermee in strijd is. Hier kunnen we echter niet zeker van zijn. Op het moment dat we een verschijnsel waarnemen dat Einsteins pet te boven gaat, moeten we een betere theorie verzinnen die de bestaande plus de nieuwe waarnemingen kan verklaren.

Wat is techniek?
Techniek is een systematische methode om een bepaald doel te bereiken. Techniek berust op kennis. Technieken hebben een hard imago, maar dat is onterecht. Zo zijn er ook psychologische technieken, sociale technieken en dergelijke. In feite zijn rituelen mystieke technieken. Het geloof dat een medicijnman heeft in een bepaald kruidenmiddel is even groot als het geloof dat een moderne (allopathische) arts heeft in haar geneeskunst.

Veel mensen voelen zich goed bij reiki, maar veel wetenschappers vinden deze techniek maar onzin.
Veel mensen voelen zich goed bij reiki, maar veel wetenschappers vinden deze techniek maar onzin.

Een techniek kan puur empirisch zijn: gebruikers van de techniek weten dat de techniek werkt, maar niet waarom. Of verklaren om de verkeerde redenen waarom de techniek werkt (het gunstig stemmen van geesten, bijvoorbeeld). Traditionele landbouwtechnieken zijn een goed voorbeeld. Het platbranden van een stuk bos betekent dat veel mineralen vrijkomen als meststoffen voor gewassen, maar boeren in de Derde Wereld weten dit uiteraard niet. Hun voorouders leerden uit ervaring, misschien door uitproberen van hun zaden in een toevallig afgebrand bos, dat het werkt.

Iedere techniek heeft een bepaald gebied, het domein, waarin deze werkt. Bij empirische technieken is dit meestal erg beperkt. Zo is het niet slim om een stuk regenwoud op een berghelling plat te branden, want bij de eerstkomende moessonregen verandert de helling in een vernietigende modderlawine (zoals veel boeren hebben gemerkt). Ook kunnen empirische technieken alleen door uitproberen worden verbeterd en als je erg arm bent kijk je uiteraard wel uit, al te gevaarlijke experimenten te doen met je bezittingen (of je stamhoofd, de priesters en de geesten boos te maken). Geen wonder dus dat er in duizenden jaren maar weinig vooruitgang werd geboekt. Pas kort geleden kreeg techniek een krachtige helper: natuurwetenschap.

Wat hebben wetenschap en techniek met elkaar te maken?
Wetenschap helpt verklaren waarom bepaalde empirische technieken werken: de kennis waarop technieken zijn gebaseerd wordt groter en betrouwbaarder. Dit is van onschatbare waarde voor de techniek, immers zo kunnen technici doelgericht zoeken naar verbeteringen en het toepassingsgebied vergroten. Ook helpt dit nieuwe technieken te ontwikkelen. Toen eenmaal bekend was dat de oogsten zo hoog werden door plantenas, konden scheikundigen op zoek naar het geheime ingrediënt (onder meer kalium) en op zoek gaan naar kalirijke gesteenten om als kunstmest te gebruiken. Door kunstmest te gebruiken bleven de oogsten hoog.
Wetenschap helpt ook technieken nauwkeuriger te maken. Hoe beter je het syteem waarin de techniek werkt begrijpt, hoe beter de techniek is te sturen en hoe breder je de techniek kan toepassen.
Omgekeerd zorgt techniek er voor dat wetenschappers betere apparaten en dus nauwkeuriger experimenten kunnen doen: dankzij de techniek van het vloeibaar maken van helium werd supergeleiding ontdekt. Techniek en wetenschap leven dus in symbiose. Sterker nog: wetenschap zelf is een techniek.

Wetenschap kan ook gebruikt worden om de effectiviteit van technieken te onderzoeken en om technieken door te meten. Zo kan je er op wetenschappelijke wijze achterkomen waarom er elke vrijdag om half vier zulke beroerde schroevendraaiers uit je fabriek komen en of je nou beter ‘gewone’ of homeopathische medicijnen kan gebruiken bij de behandeling van een bepaalde ziekte.

Worden technieken waardeloos als de wetenschappelijke kennis achter de techniek verouderd is?
Apparaten blijven uiteraard nog steeds even goed werken, ook al is de wetenschappelijke kennis verbeterd.Wel komen er waarschijnlijk snel betere apparaten, gebaseerd op betere kennis.

De enorme zonnewijzer Stonehenge werkt na duizenden jaren nog steeds, al weten we ondertussen dat de zon niet rond de aarde draait maar de aarde rond de zon.
De enorme zonnewijzer Stonehenge werkt na duizenden jaren nog steeds, al weten we ondertussen dat de zon niet rond de aarde draait maar de aarde rond de zon.

Paganisten vieren nog steeds midzomernachtswende op het moment dat het zonlicht door de spleet van Stonehenge valt. Omgekeerd werden de Hollanders onaangenaam verrast toen ze in Japan met kanonnen die exacte replica’s waren van hun eigen kanonnen werden beschoten. De Japanners begrepen weinig van de natuurkunde achter het kanon, maar door het exact na te bouwen, de techniek van de Hollanders over te nemen dus, kregen ze hetzelfde resultaat. Overigens bleken de Japanners uitstekende leerlingen die uiteindelijk hun leermeesters overtroffen. Nu zijn het andere landen die in Japan ontwikkelde wetenschap en techniek kopiëren.
Techniek en wetenschap zijn dus twee losstaande werelden, maar kunnen als ze samenwerken ongelofelijk veel tot stand brengen.