Waarom we wetenschappers moeten vertrouwen

Goeiedag, het is vandaag zondag 26 oktober 2014, ik ben Jozef Van Giel en dit is de 204^de aflevering van deze podcast. Vandaag vragen we ons af waarom we wetenschappers moeten vertrouwen.

Naomi Oreskes heeft het ons uitgelegd in een TED-talk en Rik Delaet heeft daar Nederlandstalige ondertitels voor gemaakt. Die hebben we gebruikt om deze aflevering te maken.

Elke dag worden we geconfronteerd met problemen als klimaatverandering of de veiligheid van vaccins, waar we vragen moeten beantwoorden waarvan de antwoorden sterk afhankelijk zijn van wetenschappelijke informatie. Wetenschappers vertellen ons dat de wereld aan het opwarmen is. Ook dat vaccins veilig zijn. Maar hoe weten we of ze gelijk hebben? Waarom moeten we de wetenschap geloven? Feit is dat velen de wetenschap niet geloven. Uit opiniepeilingen blijkt nog steeds dat een groot percentage van het Amerikaanse volk niet gelooft dat het klimaat opwarmt door menselijke activiteiten, niet denkt dat er evolutie is door natuurlijke selectie en niet overtuigd is van de veiligheid van vaccins. Waarom zouden we de wetenschap geloven? Wetenschappers zien wetenschap niet graag voorgesteld als een geloof. In feite stellen ze wetenschap tegenover geloof. Ze zeggen dat geloof thuishoort bij (religieus) geloof. En dat geloof is iets anders dan wetenschap. Zij vinden dat religie gebaseerd is op dat soort geloof of misschien op Pascals gok.

Blaise Pascal was een 17e-eeuwse wiskundige die een wetenschappelijk antwoord probeerde te geven op de vraag of hij in God moest geloven. Hij gokte als volgt: “Als God niet bestaat, maar ik besluit om in Hem te geloven, is er echt niet veel verloren. Misschien een paar uur op zondag. Maar als Hij bestaat en ik niet in Hem geloof, dan kom ik zwaar in de problemen.” En dus zei Pascal dat we maar beter in God konden geloven. Of zoals een van mijn professoren zei: “Hij greep de houvast van het geloof.” Hij maakte een geloofssprong en liet wetenschap en rationalisme voor wat ze waren.

Feit is dat voor de meesten van ons de meeste wetenschappelijke claims een geloofssprong vragen. We kunnen wetenschappelijke claims meestal niet zelf beoordelen. Dit geldt eigenlijk ook voor de meeste wetenschappers als het buiten hun eigen specialisatie valt. Als je erover nadenkt, kan een geoloog je niet vertellen of een vaccin veilig is. De meeste chemici zijn geen experts in de evolutietheorie. Een natuurkundige kan, ondanks de beweringen van een aantal onder hen, je niet vertellen of tabak kanker veroorzaakt. Als zelfs wetenschappers buiten hun eigen gebied een geloofssprong moeten maken, waarom accepteren ze dan de beweringen van andere wetenschappers? Waarom geloven ze dan elkaars claims? Waarom zouden wij die claims moeten geloven?

Ik wil ervoor pleiten dat we dat moeten, maar niet om de reden waar de meesten aan denken. We hebben op school geleerd dat we in de wetenschap moeten geloven omwille van de wetenschappelijke methode. We hebben geleerd dat wetenschappers een methode volgen en dat deze methode de waarheid van hun beweringen garandeert. De methode die de meesten van ons op school geleerd hebben, kunnen we de handboekmethode noemen. Het is de hypothetisch-deductieve methode. Volgens het standaardmodel, het handboekmodel, ontwikkelen wetenschappers hypothesen, leiden ze de gevolgen van deze hypothesen af, proberen ze ze uit in de praktijk en zeggen: “Komt mijn voorspelling uit? Kunnen we het zien gebeuren in de natuurlijke wereld?” Als ze waar zijn, zeggen de wetenschappers: “Geweldig, we weten dat de hypothese juist is.” In de geschiedenis van de wetenschap vind je veel beroemde voorbeelden waarbij wetenschappers precies dit doen. Een van de bekendste voorbeelden komt uit het werk van Albert Einstein. Toen Einstein de algemene relativiteitstheorie ontwikkelde, was een van de gevolgen van zijn theorie dat de ruimte-tijd niet zomaar lege ruimte was maar dat ze gestructureerd was. En dat die structuur vervormd werd door massieve objecten zoals de zon. Als zijn theorie waar was, dan betekende dat dat het licht afgebogen zou worden als het langs de zon passeerde. Dat was een vrij verrassende voorspelling en het duurde een paar jaar voordat wetenschappers in staat waren om ze te testen. Dat gebeurde in 1919 en ze bleek nog waar te zijn ook. Sterrenlicht buigt af als het langs de zon passeert. Dat was een enorme bevestiging van de theorie. Het werd beschouwd als bewijs van de waarheid van dit radicaal nieuwe idee. Het werd in vele kranten over de hele wereld vermeld. Soms wordt deze theorie het deductief-nomologische model genoemd. Academici zeggen de dingen nu eenmaal graag een beetje moeilijk. Maar het gaat in het ideale geval ook over wetten. Nomologisch wil zeggen dat het met wetten te maken heeft. In het ideale geval is de hypothese niet alleen zomaar een idee, in het ideale geval is het een natuurwet.

Waarom is dat belangrijk? Als het een wet is, kan ze niet worden gebroken. Als het een wet is, moet ze altijd waar zijn, altijd en overal, maakt niet uit wat de omstandigheden zijn. Jullie kennen allen ten minste één voorbeeld van zo’n wet: Einsteins beroemde formule: E = mc², die ons vertelt wat de relatie is tussen energie en massa. Die relatie geldt altijd en overal.

Nu blijkt echter dat er verschillende problemen zijn met dit model. Het grootste probleem is dat het verkeerd is. Het is gewoon niet waar. Ik haal drie redenen aan waarom het verkeerd is. De eerste reden is een logische reden. Het is het probleem van de drogreden ‘bevestiging door de consequentie’. Dat is weer zo’n leuke, academische manier om te zeggen dat valse theorieën juiste voorspellingen kunnen doen. Dat een voorspelling uitkomt, is nog geen logisch bewijs dat de theorie klopt. Een goed voorbeeld komt ook weer uit de geschiedenis van de wetenschap. In het Ptolemeïsche universum staat de aarde in het midden terwijl de zon en de planeten er rond draaien. Het Ptolemeïsche model werd vele eeuwen lang door veel heel slimme mensen geloofd. Waarom? Omdat het veel voorspellingen maakte die uitkwamen. Het Ptolemeïsche systeem liet astronomen toe planetenbewegingen nauwkeurig te voorspellen. In feite gaf het aanvankelijk zelfs nauwkeurigere voorspellingen dan de Copernicaanse theorie waarvan we nu zeggen dat ze waar is.

Dat is één probleem van het leerboekmodel. Een tweede probleem is een praktisch probleem, het probleem van de hulphypothesen. Hulphypothesen zijn aannames die wetenschappers maken terwijl ze er zich soms niet bewust van zijn dat ze ze maken. Een belangrijk voorbeeld hiervan komt van het Copernicaanse model, dat uiteindelijk het Ptolemeïsche systeem verving. Toen Nicolaus Copernicus zei dat de Aarde niet het centrum van het universum was, maar dat de zon het centrum was van het zonnestelsel en de Aarde om de zon bewoog, zeiden wetenschappers: “Oké, Nicolaus, als dat waar is moeten we in staat zijn om de beweging van de aarde rond de zon te detecteren.”
Astronomen zeiden dat als de Aarde beweegt en we naar een opvallende ster kijken, laten we zeggen, Sirius – ik weet wel dat jullie in Brussel of Amsterdam geen sterren kunnen zien, maar stel je voor dat je op de buiten bent – en we kijken naar een ster in december, dan zien we die ster tegen een achtergrond van verder afgelegen sterren. Als we nu zes maanden later dezelfde observatie maken, als de aarde in juni naar deze positie is verplaatst, dan zien we dezelfde ster tegen een andere achtergrond. Dat hoekverschil noemen we de stellaire parallax. Dat is een voorspelling van het Copernicaanse model. Astronomen zochten naar die stellaire parallax maar ze vonden niets, helemaal niets. En veel mensen betoogden dat dit bewees dat het Copernicaanse model vals was. Maar wat was het geval? Achteraf gezien kunnen we zeggen dat de astronomen twee hulphypothesen maakten, beide incorrect zoals we nu weten. De eerste was een aanname over de grootte van de aardbaan. Astronomen veronderstelden dat de baan van de aarde groot was ten opzichte van de afstand tot de sterren. In feite is de baan van de aarde echter heel klein ten opzichte van de afstand tot de sterren en bijgevolg is de stellaire parallax zeer klein en heel moeilijk te detecteren.

Dat leidt tot de tweede reden waarom de voorspelling niet werkte. De wetenschappers veronderstelden ook dat hun telescopen gevoelig genoeg waren om de parallax te detecteren. Ook dat bleek niet waar te zijn. Pas in de 19e eeuw konden wetenschappers de stellaire parallax aantonen.

Er is nog een derde probleem. Het derde probleem is gewoon het feit dat veel van de wetenschap niet past in het leerboekmodel. Veel wetenschap is helemaal niet deductief, maar inductief. We bedoelen dat wetenschappers niet per se beginnen met theorieën en hypothesen. Vaak beginnen ze gewoon met waarnemen van wat er gebeurt in de wereld. Het bekendste voorbeeld daarvan is Charles Darwin, een van de beroemdste wetenschappers ooit. Toen Darwin als jonge man op reis ging met de Beagle, had hij geen hypothese, geen theorie. Hij wist alleen dat hij een carrière als wetenschapper wilde en begon gegevens te verzamelen. Hij wist vooral dat hij geneeskunde haatte. Hij kon niet tegen bloed en wilde een alternatieve carrière. Hij begon met het verzamelen van gegevens. Hij verzamelde van alles, waaronder ook zijn beroemde vinken. Toen hij deze vinken verzamelde, gooide hij ze in een zak zonder enig idee te hebben van hun betekenis. Vele jaren later terug in Londen bekeek Darwin zijn gegevens opnieuw en begon er een uitleg voor te ontwikkelen. Die uitleg was de theorie van natuurlijke selectie.

Naast inductieve wetenschap, maken wetenschappers ook vaak modellen. Wat ze in de eerste plaats willen, is de oorzaken van dingen verklaren. Hoe doen ze dat? Eén manier is een model bouwen om een idee uit te testen. Henry Cadell was een Schotse geoloog uit de 19e eeuw. Cadell wilde weten hoe bergen gevormd worden. Hij had opgemerkt dat als je naar bergen zoals de Appalachen kijkt, je vaak ziet dat de rotsen erin op een bepaalde manier opgevouwen lijken. Dit gaf hem het idee dat ze vanaf de zijkant samengedrukt waren. Dit idee zou later een belangrijke rol spelen bij discussies over continentale drift. Hij bouwde een model. Een gek ding met hendels en hout. Met dit fysische model kon hij aantonen dat je in rotsen, of in modder, patronen kon maken die veel leken op bergen als je het van opzij samendrukte. Het was een argument over de oorzaak van bergen. Tegenwoordig werken de meeste wetenschappers liever binnenshuis, ze bouwen niet zo vaak meer fysische modellen. Ze doen het met computersimulaties. Maar ook een computersimulatie is een soort model. Het is een wiskundig model, en net als de fysische modellen van de 19e eeuw, is het erg belangrijk voor het denken over oorzaken.

Een van de grote vragen gaat over de klimaatverandering. We hebben enorme hoeveelheden bewijs dat de aarde aan het opwarmen is. Uit de metingen van de laatste 150 jaar blijkt dat de temperatuur van de aarde gestaag is toegenomen. In het bijzonder in de laatste 50 jaar hadden we een dramatische toename van bijna 1 graad Celsius. Wat veroorzaakt deze verandering? Hoe achterhalen we de oorzaak van de waargenomen opwarming? Wetenschappers kunnen het modelleren met een computersimulatie. Zo zijn er computersimulaties die rekening hielden met de verschillende factoren waarvan we weten dat ze het klimaat op aarde beïnvloeden, zoals sulfaatdeeltjes van luchtvervuiling, vulkanisch stof van vulkanische uitbarstingen, veranderingen in zonnestraling, en natuurlijk broeikasgassen. Ze vroegen zich af welke set van variabelen in een model reproduceert wat we in het echt zien. En het model dat alles omvat is produceert ook de meest nauwkeurige voorspellingen. De enige manier waarop je de waargenomen temperatuurmetingen kan reproduceren is door al deze dingen te combineren, met inbegrip van de broeikasgassen. Merk op dat de stijging van de broeikasgassen de zeer dramatische temperatuurstijging in de afgelopen 50 jaar volgt. Dat is de reden waarom klimaatwetenschappers zeggen dat we niet alleen weten dat klimaatverandering een feit is, maar ook dat broeikasgassen daar een belangrijk aandeel in hebben.

Over al die verschillende dingen die wetenschappers doen, deed de filosoof Paul Feyerabend zijn bekende uitspraak: “Het enige principe in de wetenschap dat de vooruitgang niet remt, is ‘alles mag’.” Nu wordt dit citaat vaak uit zijn verband gerukt. Feyerabend bedoelde niet dat in de wetenschap alles kan. Hier komt dan ook het volledige citaat, “Als u me prest om te zeggen wat de methode van de wetenschap is, moet ik zeggen: alles mag.” Wat hij wilde zeggen, is dat wetenschappers veel verschillende dingen doen. Wetenschappers zijn creatief. Maar dan kaatst deze vraag de bal terug: “Als wetenschappers geen bepaalde methode gebruiken, hoe beslissen ze dan wat juist is en wat fout?” En wie beoordeelt dat? Het antwoord is: wetenschappers, en zij oordelen door naar het bewijsmateriaal te kijken. Wetenschappers verzamelen op allerlei manieren bewijsmateriaal, maar hoe ze het ook verzamelen, het moet aan controle worden onderworpen.

Dit bracht de socioloog Robert Merton ertoe zich bezig te houden met de vraag hoe wetenschappers gegevens en bewijzen onderzoeken. Hij zei dat ze het doen door ‘georganiseerd scepticisme’. Hij bedoelde dat het georganiseerd is omdat ze het collectief doen, ze doen het als groep, en scepticisme, omdat ze het doen vanuit een positie van wantrouwen. Dat wil zeggen, de bewijslast ligt bij de persoon met een nieuwe claim. In deze zin is wetenschap intrinsiek conservatief. De wetenschappelijke gemeenschap zal niet vlug zeggen “Ja, we weten iets, het is waar.” Ondanks de populariteit van het concept van paradigma-verschuivingen, zien we dat echt grote veranderingen in het wetenschappelijk denken relatief zeldzaam zijn in de geschiedenis van de wetenschap.

Dat brengt ons bij nog een idee: doordat wetenschappers bewijs collectief beoordelen, zijn historici zich gaan bezighouden met de vraag van consensus. Uiteindelijk is wetenschap, wetenschappelijke kennis, de consensus van wetenschappelijke deskundigen die door dit proces van georganiseerde, collectieve controle, het bewijsmateriaal hebben beoordeeld en tot een conclusie komen: ofwel ja, ofwel nee. Dus kunnen we aan wetenschappelijke kennis denken als aan een consensus van deskundigen. We kunnen de wetenschap ook zien als een soort jury, maar dan een heel speciaal soort jury. Het is geen jury van collega’s, maar een jury van geeks. Het is een jury van mannen en vrouwen met een doctorstitel, en in tegenstelling tot een conventionele jury, die slechts twee keuzes heeft, schuldig of niet schuldig, heeft de wetenschappelijke jury in feite meerdere keuzes. Wetenschappers kunnen zeggen: “Ja, iets is waar.” Ze kunnen zeggen: “Nee, het klopt niet.” Of : “Goed, het kan waar zijn, maar we moeten er nog wat aan werken en meer bewijsmateriaal verzamelen.” Ofwel: “Het zou waar kunnen zijn, maar we zijn er nog niet uit, houden het even in beraad en komen er later misschien op terug.” Dat is wat wetenschappers ‘onbehandelbaar’ noemen.

Maar dit leidt ons naar een laatste probleem: als wetenschap is wat wetenschappers zeggen dat het is, gebruiken ze dan niet gewoon een gezagsargument? En leerden we niet op school dat het gezagsargument een logische denkfout is? Hier heb je de paradox van de moderne wetenschap, de paradox van de conclusie waartoe historici, filosofen en sociologen zijn gekomen, om te zeggen dat wetenschap wel beroep doet op autoriteit, maar niet op het gezag van het individu, hoe slim die persoon dan ook mag zijn, zoals een Plato, Socrates of Einstein. Het is het gezag van de collectieve gemeenschap. Je kan eraan denken als een soort wijsheid van de menigte, maar een zeer speciaal soort menigte. Wetenschap doet beroep op autoriteit, maar niet gebaseerd op één individu. Het maakt niet uit hoe slim die persoon kan zijn. Het is gebaseerd op de collectieve wijsheid, de collectieve kennis, het collectieve werk, van alle wetenschappers die eraan hebben gewerkt. Wetenschappers hebben een cultuur van collectief wantrouwen, een ‘toon het me aan’-cultuur.

Dat brengt me bij mijn laatste punt. We staan ‘s morgens op en vertrouwen op onze auto’s. Voor Brussel is dit een slechte analogie, maar de meeste Belgen en Nederlanders die niet in Brussel wonen, springen ‘s morgens in hun auto’s, starten ze en hun auto’s werken, ze werken zelfs ongelooflijk goed. De moderne auto laat het zelden afweten. Waarom? Waarom doen auto’s het zo goed? Niet door het genie van een Henry Ford, Karl Benz of zelfs Elon Musk. Maar omdat de moderne auto het product is van meer dan 100 jaar werk van honderden, duizenden, tienduizenden mensen. De moderne auto is het product van het verzamelde werk, wijsheid en ervaring van iedere man en vrouw die ooit aan een auto hebben gewerkt. De betrouwbaarheid van de technologie is het resultaat van die geaccumuleerde inspanning. Wij profiteren niet alleen van het genie van Benz, Ford en Musk, maar van de collectieve intelligentie en het harde werk van alle mensen die aan de moderne auto hebben gewerkt. Hetzelfde geldt voor de wetenschap, alleen is de wetenschap nog ouder. Ons vertrouwen in de wetenschap is eigenlijk hetzelfde als ons vertrouwen in de technologie, en hetzelfde als ons vertrouwen in alles: het berust op ervaring. Maar het moet geen blind vertrouwen zijn, net zomin als we in alles blind moeten vertrouwen. Ons vertrouwen in de wetenschap, zoals de wetenschap zelf, moet gebaseerd zijn op bewijs, en dat betekent dat wetenschappers beter moeten gaan communiceren. Ze moeten ons niet alleen vertellen wat ze weten, maar ook hoe ze het weten. Dat betekent dat wij betere luisteraars moeten worden.

Het citaat van vandaag komt van Lawrence Krauss. Kraus is een astrofysicus en notoir atheïst. Hij schreef onder andere het boek “Een universum uit het niets” dat in mijn boekenkast ligt te wachten om gelezen te worden nadat ik met Bad Pharma van Ben Goldacre rond ben.

Krauss zei:

 Ik hoop dat iedere student ooit in zijn leven mag meemaken dat iets dat hem na aan het hart ligt — iets dat zó centraal in zijn leven staat dat verlies ervan voelt als het verlies van zijn menselijkheid – fout blijkt te zijn. Want dat is de bevrijding die de wetenschap biedt. De realisatie dat iets voor waar aannemen, een antwoord hebben voordat je de vragen hebt gesteld, nergens toe leidt. (bron)