Tagarchief: Popper

Een onzekere wetenschap.

De wetenschappelijke methodiek…verandert en transformeert haar object: een procedure kan niet langer onafhankelijk gezien worden van de invloed van de onderzoeker op het onderzochte object.”  Werner Heisenberg, 1958.

Wat beoogt Heisenberg hier duidelijk te maken?

Nobelprijswinnaar Wener Heisenberg (1901-1976) is één van de grondleggers van de kwantumfysica geweest, en de onzekerheidsrelatie van Heisenberg is wellicht zijn belangrijkste contributie. Kwantumfysica is de wetenschap van de onzekerheid en dubbelzinnigheid. Het biedt een alternatief kader van de werkelijkheid waarbij alle gebeurtenissen niet op voorhand bepaald kunnen worden. De realiteit gereduceerd tot kansberekening, toeval zelfs. Dat komt omdat de allerkleinste deeltjes van materie wonderbaarlijke eigenschappen hebben waarbij de deeltjes zich voor een meting tegelijkertijd in een combinatie van mogelijkheden kan bevinden. De daadwerkelijke meting dwingt het kwantumsysteem pas om te kiezen tussen één van deze mogelijkheden. Dit was (en is) een geweldige breuk met de klassieke Newtoniaanse fysica omdat de toestand van het hele universum op ieder moment nu niet meer te voorspellen is. Wat Heisenberg met de bovengenoemde citaat illustreert is dat door de basisprincipes van kwantummechanica het onmogelijk is om een fysiek object te bestuderen zonder het op een bepaalde manier te beïnvloeden. Met andere woorden: er kan geen meting plaatsvinden zonder verstoring. Dit is de kern van Heisenbergs onzekerheidsrelatie gepubliceerd in 1927. Wat vele echter niet weten is dat deze onzekerheidsrelatie een theoretische voorspelling was op basis van zijn intuïtie, en die nu bijna een eeuw later empirisch is vastgesteld!

Kwantumfysica is natuurlijk een geweldige kweekvijver geworden niet alleen voor natuurkundigen maar ook voor filosofen. Als ik helemaal voor mijzelf mag spreken vind ik het een bijzonder interessant werkterrein. Toch moeten we de eigenschappen van kwantumsystemen niet uit hun verband trekken, het gaat hier om het gedrag van subatomaire deeltjes en niet het gedrag van de objecten die wij dagelijks met het blote oog waarnemen. Desalniettemin wordt kwantumfysica vaak door filosofen gebruikt als legitimatie voor de vrije wil, omdat de inherente onvoorspelbaarheid van kwantumfysica indeterminisme mogelijk maakt. Omdat een handeling enkel vrij is als ze niet gedetermineerd is, zou indeterminisme de randvoorwaarde voor vrije wil scheppen. Maar natuurlijk ook voor het toeval, en zijn wij hierdoor dan nog wel baas in eigen brein?

Hoe dan ook, men kan deze uitspraak van Heisenberg ook vanuit een wetenschapsfilosofisch perspectief interpreteren. In de wetenschap speelt “zintuigelijke kennis” (= observaties) een grote rol. Maar een wetenschapper is natuurlijk meer dan enkel een waarnemer. Geobserveerde gegevens moeten geïnterpreteerd worden en vervolgens verwoord/vertaald worden in wetenschappelijke theorieën en hypothesen. “De realiteit die we onder woorden kunnen brengen is nooit de werkelijkheid zelf”, een andere veelzeggende uitspraak van Heisenberg. Een interpretatie is a priori subjectief gegeven. Bovendien worden interpretaties gekaderd binnen een bepaald paradigma, en dat is natuurlijk ook gekleurd door het standpunt dat een wetenschapper verdedigt. De grondlegger van de wetenschapsfilosofie, Karl Popper, opperde dat objectieve kennis niet door verificatie maar door falsificatie gefundeerd werd. Dus niet enkel toetsbaarheid en reproduceerbaarheid van wetenschappelijke hypothesen, maar hun ontkrachting zijn de kernpunten van de objectieve wetenschap. Deze eigenschap verheft wetenschap tot een empirische activiteit waarbij heel nadrukkelijk wordt aangegeven en getoetst op welke grond een wetenschappelijke theorie zou moeten worden verworpen (dit in tegenstelling tot pseudowetenschap). Dit vereist dat de uitkomst van experimenten voorspelbaar moet zijn en een hypothese bevestigd of tegenspreekt. Dit spel van advocaat van de duivel is m.i. de essentie van goede wetenschap bedrijven.

De natuurwetenschap vanaf de Verlichting tot aan de 19de eeuw was vaak zuiver descriptief en derhalve fenomenologisch te noemen. Er was weinig inmenging van de onderzoeker/experimentator op het waargenomene. Vanaf de late 19de eeuw tot en met nu wordt steeds vaker het onderliggende mechanisme van bepaalde natuurwetten blootgelegd. Dit heeft als gevolg dat onderzoekers in feite de werkelijkheid beïnvloeden door proeven te ontwerpen om het gedrag van de materie met de omgeving op (moleculair en) mechanistisch niveau te verklaren. Dit schept een heel belangrijke valkuil waar naar mijn idee Heisenberg op zinspeelt in bovengenoemd citaat: de resultaten-bias van experimenten. Met andere woorden, de vertekening van de werkelijkheid (en dus kennis!) door proeven te ontwerpen die enkel een model kunnen bevestigen (en dus niet ontkrachten). Dit betekend dat proeven op zo’n manier ontworpen moeten worden waarbij ook alternatieve verklaringen gefundeerd kunnen worden. Strikt genomen mag er geen enkele bias in proeven verstopt zitten, alleen is dit veelal onmogelijk te bewerkstelligen. De valkuil waar Heisenberg voor waarschuwt kan men misschien beter de waarnemingsbias genoemd worden. Het selectief omgaan met waarnemingen zodat enkel een model bevestigd wordt. Als dit met opzet gedaan wordt spreken we van wetenschappelijk fraude, alleen gebeurt dit m.i. vaak op onbewust niveau. Het menselijk brein is zo geëvolutioneerd dat wij patronen, samenhang, en orde zeer snel opmerken en herkennen. “Zoek en zij zult vinden” is een wezenlijk gevaar wat we niet moeten onderschatten. Wij zien alleen zaken die we herkennen, het onbekende wordt haast letterlijk niet door ons brein geïnterpreteerd en dus ook niet gezien. Op het moment dat wij proeven doen en waarnemingen denken te maken moet men op deze valkuil bedacht zijn, want het is menseigen om verbanden te zoeken die wellicht helemaal niet causaal zijn. Op die manier passen we de natuur kunstmatig binnen onze (beperkte) verklaringsmodellen. Zo reconstrueren we als het ware de werkelijkheid, maar het is maar de vraag of zij de werkelijk realiteit is.

Copyright © 2015 dwarsliggersschrijven.nl