Het geloof in wetenschappelijke theorieën
Een wetenschapper kan in een theorie geloven zonder zeker te weten dat deze theorie waar is.
‘Kwantummechanica is een natuurkundige theorie die het gedrag van materie en energie met interacties van kwanta op atomaire en subatomaire schaal beschrijft. De kwantummechanica doet statistische uitspraken over een reeks van waarnemingen, het gedrag van een individueel elementair deeltje kan alleen in waarschijnlijkheid worden beschreven.’
-Wikipedia.org-
Het gedrag van een elementair deeltje is dus niet iets dat met het oog waargenomen kan worden, maar alleen kan worden beschreven door een theorie waarvan de uitspraken zelfs alleen in waarschijnlijkheid kunnen worden gedaan. Toch geloven veel wetenschappers in het feit dat de kwantummechanica juist is en dat het gedrag van elementaire deeltjes te beschrijven is. Kun je zomaar in iets geloven dat je nog nooit gezien hebt? Hoe kan men weten of de theorie van de kwantummechanica juist is als de beschreven onderdelen nooit echt zijn waargenomen? Is er geen empirisch bewijs nodig om een theorie volledig te kunnen vertrouwen en ook te gebruiken? Ik denk dat een wetenschapper altijd in een theorie kan geloven en deze kan gebruiken zonder zeker te weten dat deze waar is.
In hoeverre een wetenschapper een theorie met de waarheid associeert, hangt af van zijn of haar gedachtegang. Op dit gebied is het dat een van de belangrijkste debatten in de wetenschapsfilosofie heeft plaatsgevonden, en zich nog steeds afspeelt, namelijk die tussen de realisten en de antirealisten. Realisten stellen dat theorieën overeenkomen met de werkelijkheid en dat er een werkelijkheid bestaat die onafhankelijk is van gedachten en taal. De wereld is precies zoals de beste wetenschappelijke theorieën deze beschrijven (Devitt, 1997). Deze theorieën proberen ons daarnaast een beschrijving te geven van niet waarneembare aspecten van de werkelijkheid (Godfrey-Smith, 2003). Tegenover de realisten staan de antirealisten. Antirealisten zijn het niet eens met de gedachtegang van de realisten. Er zijn twee belangrijke stromingen binnen het antirealisme: het instrumentalisme en het daaruit afgeleide en door Bas van Fraassen(1980) gedefinieerde constructief empirisme. Het instrumentalisme stelt dat wetenschappelijke theorieën te gebruiken zijn om met ervaringen om te gaan. Een instrumentalist maakt zich geen zorgen of een theorie een waarheidsgetrouwe beschrijving is van de echte wereld, maar gebruikt de theorie slechts als middel om een specifiek doel te bereiken. Instrumentalisten stellen: als we door middel van een theorie goede voorspellingen kunnen doen, wat willen we dan nog meer? Een meer gedetailleerde beschrijving van deze gedachtegang is gedaan door Bas van Fraassen(1980). Hij heeft het in plaats van instrumentalisme over constructief empirisme. Van Fraassen suggereert dat er maar een ding is dat we van een theorie moeten vragen. Dit is dat een empirisch adequate theorie alleen maar een accurate beschrijving hoeft te geven van de waarneembare delen van de wereld. Of deze theorie dan ook de verborgen werkelijkheid beschrijft maakt niet uit. Hij stelt dat om een theorie te accepteren men 1) moet geloven dat de theorie empirisch adequaat is en men 2) de concepten uit de theorie moet gebruiken om verdere problemen op te lossen en om de theorie te verbeteren en uit te breiden. Een theorie is empirisch adequaat wanneer alle uitspraken die zij over het waarneembare doet, waar zijn. Het maakt dus niet uit of de uitspraken over het onwaarneembare waar zijn of niet.
Op welke manier moet een wetenschapper kijken naar wetenschappelijke theorieën? Ik ben het in grote lijnen met de gedachtegang en theorie van van Fraassen eens, maar op sommige punten heb ik een iets afwijkende mening. Voor wetenschappers is het belangrijk dat ze een theorie hebben waar ze op kunnen bouwen. Om op een theorie te kunnen bouwen, dient een wetenschapper er in te geloven. Een theorie is nuttig als er op basis van de theorie voorspellingen gedaan kunnen worden. Het is dus noodzakelijk dat er geen belemmeringen zijn tot het opstellen van theorieën, zodat wetenschappers ten allen tijde de beschikking hebben over wetenschappelijk materiaal om onderzoek mee en naar te doen.
De huidige wetenschap ontwikkelt zich steeds verder. Van de derde wet van newton tot de kwantummechanica. We zijn op het punt aangekomen dat niet alles dat in theorieën wordt beschreven meer waarneembaar is. Echter, dit betekent niet dat we deze theorieën niet voor waar kunnen aannemen. Niet alles is waarneembaar, maar wel detecteerbaar. Hieruit kunnen theorieën worden afgeleid die gezien kunnen worden als de waarheid die voor die theorie belangrijk is, ook al zijn deze theorieën misschien niet voor het oog waarneembaar. Een voorbeeld zou men kunnen vinden in de ontwikkeling van medicijnen. Soms wordt er tijdens de clinical trials in het ontwikkelingsproces van nieuwe medicijnen een toevallige ontdekking gedaan, dit fenomeen wordt serendipity genoemd. Bij serendipity blijkt een medicijn een ander, positief, effect te hebben dan waar het in eerste instantie voor ontwikkeld werd. Stel dat dit positieve effect is dat een medicijn voor de behandeling van een ziekte of bijvoorbeeld een beroerte, die acute behandeling vereist, gebruikt kan worden. In dit geval denk ik dat het medicijn, zonder dat men de ‘theorie’ achter de werking volledig getoetst heeft en als waar beschouwt, toch gebruikt kan worden, in het belang van de patiënt.
Bovendien zal het van sommige theorieën wellicht nooit onomstotelijk vast staan of deze waar zijn. Bij de kwantummechanica is dit wellicht ook het geval. Zouden deze theorieën dan nooit als waar mogen worden beschouwd? Ik vind van niet. Zolang deze theorieën oplossingen bieden aan huidige problemen en een meerwaarde zijn voor de wetenschap, vind ik dat ze gebruikt mogen worden. Niet waarneembare aspecten hoeven niet per se waar te zijn om een theorie nuttig te maken. Het zou zonde zijn om eerst door te gaan met het proberen tot het empirisch bewijzen van niet waarneembare aspecten, terwijl we ook nieuw onderzoek kunnen doen met behulp van de theorie.
Realisten stellen dat ook niet waarneembare aspecten als waar moeten worden beschouwd bij het opstellen van een theorie. Maar wat als we deze theorie nu accepteren en stellen dat deze de onafhankelijke waarheid weergeeft, maar dat in de toekomst blijkt dat deze fout is? Dan zou volgens de realisten dus de realiteit, de onafhankelijke werkelijkheid, veranderen. Iets wat volgens de realistische gedachtegang onmogelijk is. In het constructief empirisme levert deze situatie geen gevolgen op voor de theorie zelf. Karl Popper stelde dat een theorie als waar mag worden beschouwd als deze in theorie falsifieerbaar is en dat als de theorie (nog) niet gefalsifieerd is, deze als waar mag worden beschouwd. Dit komt overeen met de gedachtegang om, in het belang van de wetenschap, niet waarneembare aspecten van een theorie als waar te beschouwen, totdat is gebleken dat deze theorie niet waar is.
Een tegenargument kan komen uit de logisch empirische hoek(Godfrey-Smith, 2003). Deze stroming stelt dat men theorieën niet kan opstellen uit onafhankelijke waarheden, maar alleen door middel van empirie. Een theorie moet dus verifieerbaar zijn, door het doen van waarneming of experimenten. In deze stroming gaat met uit van het opstellen van theorieën door middel van inductie. Bij inductie wordt uit het doen van een aantal waarnemingen een algemene conclusie getrokken. Inductie heeft hierdoor een groot nadeel: logisch gezien is het niet mogelijk die conclusie te trekken na een aantal waarnemingen, er hoeft namelijk in de toekomst maar een afwijkende waarneming gedaan te worden en de theorie is meteen verworpen. Het niet waarneembare zou dus volgens het logisch empirisme niet in een theorie gevangen kunnen worden. Echter, inductie is, door zijn beperkingen, in de wetenschap zulke mate verdrongen door deductie, dat ik denk dat deze gedachtegang niet verdedigd kan worden door iemand die zichzelf een wetenschapper noemt.
Kortom de discussie wat betreft het geloof in een theorie zonder de wetenschap of de theorie wel of niet waar is, kan volgens mij beantwoord met maar een antwoord. Het constructief empirisme van Bas van Fraassen komt het meest dichtbij het antwoord op deze discussie. Ten eerste is het belangrijk dat er voor wetenschappers ten allen tijde theorieën zijn waar ze op kunnen bouwen en waar ze conclusies uit kunnen trekken. Om dit te kunnen blijven doen in de huidige, sterk ontwikkelde wetenschap, is het nodig om niet waarneembare theorieën toch te accepteren en er op te bouwen, zonder zeker te weten of ze wel of niet waar zijn. Bovendien zal van sommige theorieën nooit vastgesteld kunnen worden of ze waar zijn, maar desondanks dienen deze toch gebruikt te worden. Het zou zonde zijn om deze theorie eerst te proberen te bewijzen of waar te nemen, terwijl het ondertussen mogelijk was geweest om de wetenschap door te blijven ontwikkelen. Daarnaast loopt het realisme spaak bij de situatie van een verkeerde theorie, terwijl het constructief empirisme en de gedachtegang van Karl Popper daar uitkomst bieden. Ten slotte zijn tegenargumenten uit logisch empirische hoek niet verdedigbaar, doordat inductie in de loop der jaren heeft plaatsgemaakt voor deductie. Wetenschappers, laat je niet belemmeren door overdreven realistisch te zijn, geloof in je theorie en bezorg ons een fantastisch ontwikkelde wetenschappelijke toekomst!
References
Devitt, M. Realism and truth. 2nd ed. Princeton, NJ: Princeton University Press (1997).
Dieks, D. Realisme en quantummechanica’, hoofdstuk 9 in: Jaap van Brakel & Diederick Raven (red.) Realisme & Waarheid (Assen: Van Gorcum, 1991), pp. 161-178.
Fraassen, B.C. van. B.C. van Fraassen (Ed.), The Scientific Image, Arguments concerning scientific realism. Oxford (1980).
Smith, P.G., Theory and reality, an introduction to the philophy of science, hoofdstuk 12. (2003).