2. WAT IS WETENSCHAP?
1. Inleiding
Iedereen heeft wel een meer of minder intuïtief antwoord op de titelvraag. In de eerste sectie wil ik dit antwoord, dat ik het standaardbeeld van wetenschap noem, onder woorden brengen. Het claimt dat wetenschappelijke kennis van de wereld om ons heen superieur is aan andere vormen van kennis over die wereld, omdat ze gevormd is aan de hand van de feiten. In de tweede sectie zal ik dit beeld kritisch onder de loep nemen, niet om het te verwerpen, maar om het te verdiepen tot een wetenschapsopvatting die op zinvolle wijze kan bijdragen aan zulke belangrijke debatten als dat over de verhouding tussen geloof en wetenschap. Hoe vaak gebeurt het immers niet dat het begrip ‘wetenschap’ en vooral de bijvoeglijke naamwoorden ‘(on)wetenschappelijk’ gebruikt worden als wapens in een strategisch gevecht in plaats van als redelijke argumenten in een dialoog?
2. Standaardbeeld
Het standaardbeeld heeft twee gezichten, een intern-wetenschappelijk en een maatschappelijk. Het eerste kunnen we aldus formuleren: ‘Wetenschap is theorievorming over de zintuiglijk waarneembare wereld om ons heen aan de hand van de feiten die door systematische waarneming en experiment worden vastgesteld.’ Onderzoekers willen de orde, de regelmaat of structuur ontdekken die als het ware achter de vaak chaotische verzameling van waarneembare verschijnselen ligt en die in wetten vastleggen. Dat kunnen causale wetten zijn, waarin een verband tussen oorzaak en gevolg wordt vastgelegd, bijvoorbeeld ‘altijd als je een ding verhit dan zet het uit’. Maar het kan ook om statistische verbanden gaan, zoals in ‘altijd als je met een dobbelsteen gooit is de kans op een “6” gelijk aan 1/6’. Theorieën zijn netwerken van zulke wetten. Met behulp van die theorieën willen ze dat wat er in die wereld gebeurt verklaren. Begrip en inzicht vormen het doel van wetenschap. Wetenschap wordt dus verricht vanuit een verklaringsperspectief. Zo levert de theorie van Newton ons inzicht in allerlei bewegingsverschijnselen, van vallende appels tot het gedrag van planeten; erfelijkheidsverschijnselen worden verklaard met de genetische theorie; met theorieën uit de experimentele psychologie kunnen we bijvoorbeeld het consumentengedrag inzichtelijk maken en met een beroep op statistische wetten voor sociale integratie verklaarde Durkheim het zelfmoordgedrag. Als we eenmaal de wetmatige verbanden op een bepaald gebied hebben opgespoord dan hebben we daarin inzicht gekregen, we begrijpen wat daar gebeurt.
Hiermee stuiten we meteen al op twee cruciale uitgangspunten van deze empirische wetenschap, waarvoor in feite de natuurkunde model gestaan heeft, maar waaraan ook grote delen van de sociologie en de psychologie, en soms zelfs de geschiedwetenschap, zich hebben gespiegeld. Het eerste is de metafysische vooronderstelling dat in die wereld, die we via waarneming en experiment willen leren kennen, een te ontdekken orde, regelmaat of structuur bestaat. Het is een vooronderstelling die aan het wetenschappelijk onderzoek vooraf gaat, die zelf niet uit onderzoek resulteert en daarom metafysisch, bovenzintuiglijk wordt genoemd. Tot de komst van de kwantummechanica werd die orde opgevat als een causale orde (elke verandering werd veroorzaakt), maar in de wereld van de elementaire deeltjes is die van principieel statistische aard, ook al heeft Einstein zich daar nooit bij neergelegd.1 Het tweede cruciale uitgangspunt van het standaardbeeld is methodologisch van aard. De weg waarlangs wetenschappers die gestructureerde wereld pogen te begrijpen, de methode die ze hanteren is die van de systematische waarneming. Het gaat dus om theorievorming over de zintuiglijk waarneembare wereld. Dit heeft twee belangrijke gevolgen. In de eerste plaats beperkt de wetenschap zich tot de materiële wereld van dingen en gebeurtenissen. Immateriële zaken, geestelijke objecten als je wilt, als een roman, een ontwerp, een bedoeling, een taaluiting, een institutie, een norm, een getal, een theorie kunnen niet zintuiglijk waargenomen worden – ze kunnen gelezen, beluisterd of verstaan worden. Een waarnemer ontdekt alleen de materiële gedaante die die zaken aannemen, zeg inktstippen of geluiden.
Maar deze methodologische vooronderstelling brengt nog een tweede beperking met zich mee. In onze praktische wereld hebben alle materiele dingen een bepaalde zin of betekenis. Ze hebben allemaal een plaats in de maatschappelijke en culturele context van de voorziening in onze levensbehoeften. Kijk maar om je heen: een trui, een bureau, een lamp, een pc. Ze bezitten allemaal een door ons toegekende betekenis of zin. Welnu, die praktische materiële wereld is niet het onderzoeksterrein van de empirische wetenschap. Daarin gaat het om een natuur, een materiële wereld die pas ontstaat door die praktische zin en betekenis er af te pellen. Zo heeft een voordeur een bepaalde functie in onze huisvesting, hij wordt in termen van mooi of lelijk beoordeeld, gewaardeerd op zijn veiligheid of op zijn duurzaamheid. Kortom, het is niet louter een materieel ding, maar een sociocultureel object, een ding dat een plaats inneemt in ons maatschappelijk en cultureel reilen en zeilen. Welnu, in de zintuiglijke waarneming blijft daarvan niets over. Een natuurwetenschapper, om het bondig te zeggen, kan geen voordeur waarnemen en heeft geen begrip om die te benoemen! Hij komt niet verder dan een ding met bepaald gewicht, kleur en afmeting, van een bepaald materiaal, enzovoort en met zo’n ééndimensionaal begrippenapparaat kan hij niets over voordeuren zeggen. Betekenis, bedoeling en zin – essentieel voor ons praktische leven – blijven buiten zijn gezichtsveld. De natuur van de empirische wetenschap is dus een zinloze abstracte natuur.2
Over die wereld wil de natuurwetenschap dus theorieën vormen aan de hand van de feiten. Dit betekent dat de stappen die daarbij gezet worden, verantwoord moeten kunnen worden met een beroep op de feiten die door systematische waarneming en experiment zijn vastgesteld. ‘De feiten,’ zo moeten we dit lezen, ‘geven ons goede gronden om deze wet, deze theorie als waar te aanvaarden.’ Uiteraard kan er nooit sprake zijn van een logisch afleiden van een theorie uit de feiten. Uit een eindig aantal waarnemingen, bijvoorbeeld over vallende voorwerpen, kunnen we immers nooit tot een algemene uitspraak – bijvoorbeeld over het gedrag van álle vallende voorwerpen – concluderen. Absolute waarheid, dat hebben we wel geleerd, is een achterhaald idee. Achter de wetenschappelijke waarheid zit altijd een beoordelingselement door de betrokken wetenschappers – er wordt overeenstemming bereikt op basis van feitelijke argumenten. In deze zin spreken we van wetenschap als een rationele activiteit, als theorievorming op basis van de waargenomen verschijnselen.
Ik moet met betrekking tot dit idee van wetenschappelijke rationaliteit twee tussenopmerkingen maken. (i) Het gaat dus om een rationaliteit die gebaseerd is op een argumentatief debat over de feiten en niet op zoiets als onbetwijfelbare feiten. En waar sprake is van zo’n debat gericht op het bereiken van consensus, zoals in de wetenschappelijke theorievorming, bestaat altijd ook de mogelijkheid van ontaarding daarvan in een strategisch gevecht – niets menselijks is de wetenschapper vreemd. Persoonlijke belangen, machtsverhoudingen in de groep, economische overwegingen, psychologische factoren, sociale mechanismen, kortom, externe factoren kunnen een rationele theorievorming in de weg staan, het debat frustreren. Uiteraard kan ik hier aan deze kwestie geen recht doen, maar ik merk wel op, dat de norm dat de wetenschappelijke theorievorming hóórt terug te gaan op feitelijke argumenten en niet met oneigenlijke middelen beslist behoort te worden, door wetenschappers zeer breed in ere gehouden wordt. Daarom zijn ze daarop steeds aanspreekbaar, juist als ze zich strategisch zouden gedragen. (ii) Wetenschappelijke rationaliteit sluit helemaal niet uit dat wetenschappers hun nieuwe ideeën ontlenen aan hun intuïtie, aan mystieke ervaring, aan metafysische inzichten of openbaringen of wat dan ook. Maar als zij voor die ideeën wetenschappelijke status willen claimen, als zij dus aanspraak op waarheid van die ideeën willen maken, dán moeten ze met feiten komen, die overtuigende gronden voor die ideeën leveren. Daarin ligt de rationaliteit van de wetenschappelijke theorievorming.
Gezien hun cruciale plaats in dit wetenschapsbeeld moet ik hier alvast iets meer over die feiten zeggen. In de volgende sectie kom ik er uitgebreider op terug. Als we over systematische waarneming spreken dan bedoelen we in de eerste plaats dat die feiten het resultaat behoren te zijn van onbevooroordeelde of onvooringenomen waarneming. Intuïtief lijkt dat meteen duidelijk. Onderzoekers mogen hun experimenten natuurlijk niet laten kleuren door politieke of levensbeschouwelijke opvattingen want dan kan een verdraaiing van de feiten plaatsvinden, terwijl die natuurlijk voor zichzelf moeten spreken. Zouden eigen overtuigingen de waarneming gaan beïnvloeden dan zou er van een toets van een theorie aan de feiten geen sprake meer zijn. Onbevooroordeelde waarneming is daarom centrale norm van wetenschap. Alleen dan kunnen feiten optreden als goede gronden in het wetenschappelijk debat. Voor de beslissing die daaruit voortkomt zal iedereen – atheïst of christen, socialist of liberaal, jong of oud, man of vrouw, zwart of wit – moeten buigen. Zo levert wetenschap boven-persoonlijke, intersubjectieve kennis van die materiële wereld die voor iedereen met recht aanspraak op waarheid mag maken.
Het standaardbeeld creëert dus meteen exclusiviteit: alleen de wetenschappelijke manier om naar de materiële wereld, die abstracte natuur te kijken leidt tot ware kennis. Nogmaals, de feiten leveren geen onaantastbaar fundament, geen ‘rock bottom of knowledge’ zoals de logisch positivisten als grondleggers van de wetenschapsfilosofie in eerste instantie meenden. Het gaat om kennis waarvoor met een beroep op de feiten goede, overtuigende gronden gegeven kunnen worden. De gevonden waarheid is altijd een voorlopige, maar wel de beste die we hebben. Uitspraken over dingen en gebeurtenissen in die materiële wereld waarvoor men zich beroept op een andere bron dan de feiten, andere manieren om naar die wereld te kijken – alledaagse ervaring, openbaring, intuïtie of mystieke ervaring – kunnen geen aanspraak maken op waarheid.
Ik kom nu op het maatschappelijk gezicht van het standaardbeeld en daartoe sluit ik aan bij de laatste zin over de superioriteit van wetenschappelijke kennis. Het standaardbeeld in haar maatschappelijke gedaante zegt: ‘De kennis van de empirische realiteit die de wetenschap ons levert, vormt de meest betrouwbare kennis voor een essentieel deel van ons praktisch handelen.’ De exclusiviteit die de wetenschap ten aanzien van de waarheid – uiteraard betrokken op die materiële wereld – claimt, is ook maatschappelijk erkend. Empirische wetenschap heeft als centrale institutie van de moderne samenleving het alleenrecht op de waarheidsclaim. Een botsing tussen geloof en wetenschap, als die tussen Galilei en de Kerk3 op het concrete niveau van kennis over de empirische realiteit lijkt niet meer goed denkbaar. Het idee van een christelijke of islamitische theorie over welk deel van de empirische realiteit dan ook, wordt door vrijwel iedereen als onzinnig betiteld. Nee, als het om empirische kennis gaat dan heeft de wetenschap het voor het zeggen. Een onafhankelijke, autonome wetenschap, vrij van inmenging van Kerk, Staat of Partij, kan met recht als een grote verworvenheid van de moderniteit worden gewaardeerd.
Maar dit raakt de kern van de zaak nog niet. Waarom wordt die bijzondere maatschappelijke status aan wetenschap verleend? Goed, wetenschap geeft inzicht in de wereld om ons heen, althans in haar gereduceerde, materiële gedaante. Goed, die kennis is in bepaald opzicht superieur aan openbaringskennis, ervaringskennis of mystieke inzichten, want in principe kun je die kennis controleren aan de hand van de feiten. Maar de echte reden is dat wetenschappelijke kennis niet alleen de meest betrouwbare is in de theoretische zin van het verkláren van de materiële wereld, maar ook de meest betrouwbare in de praktische zin van hulpbron voor ons hándelen ten opzichte van die wereld. Ware kennis van de wereld om ons heen is geen luxeproduct. Als dat zo zou zijn zou wetenschap hooguit een maatschappelijke positie bekleden die te vergelijken zou zijn met die van bijvoorbeeld de schilderkunst. Nee, mensen zijn voor de bevrediging van elementaire materiële behoeften onontkoombaar aangewezen op beheersing van de natuur. Die vindt plaats in vele materiële productiepraktijken als landbouw, chemische industrie, gezondheidszorg, milieubeheer, woningbouw, et cetera. Kennis van de wetmatige verbanden, die in de materiële wereld gelden – precies de kennis waarop het onderzoek gericht is – kan via technische innovatie4 een hulpbron vormen bij een betere natuurbeheersing. Ook in deze praktische zin heeft wetenschap haar betrouwbaarheid uitgebreid bewezen. Ze vormt een onmisbare hulpbron voor al die technische praktijken. Dat ze tegelijk bijdraagt aan het creëren van vele nieuwe, zeer lastige praktische problemen en dat daarmee ook de maatschappelijke positie van wetenschap problematisch wordt, lijkt me evident. Dat is echter een kwestie die buiten de opzet van deze bijdrage valt.5
3. Aan de hand van de feiten
Het centrale punt uit onze typering van wat wetenschap is, is de ‘theorievorming aan de hand van de feiten’. Dit bepaalt immers het rationele karakter van die activiteit. Het onderscheidt, in het standaardbeeld, het wetenschappelijke van het onwetenschappelijke. Toch is het een hele toer om een helder antwoord te geven op de vraag ‘Wat betekent het dat een theorie gevormd is aan de hand van de feiten of op de feiten is gebaseerd?’ Aan de ene kant zijn er universele uitspraken die door een steeds grotere berg van feiten worden gesteund en die we toch nauwelijks wetenschappelijke status willen verlenen, bijvoorbeeld ‘alle raven zijn zwart’, een op zichzelf staande, geïsoleerde uitspraak die in feite geen verklarend vermogen bezit. Aan de andere kant zijn er theorieën als grote wetenschappelijke prestaties omhelsd terwijl ze tegen alle bekende feiten lijken in te gaan, bijvoorbeeld Copernicus’ theorie. Hoe zit dat?
Ik denk dat de ‘middelbare-schoolopvatting’ over de verhouding tussen theorie en feiten vaak deel uitmaakt van het standaardbeeld: op grond van het steeds maar weer waarnemen van het samengaan van verschijnsel a (dit potje bevat water) met verschijnsel b (dit water begint bij 100°C te koken) generaliseren we tot de universele uitspraak ‘altijd als a zich voordoet, doet ook b zich voor’ (‘alle water kookt bij 100°C’). De valwet, de wet van Ohm, de wet van Boyle-Gay Lussac, de wetten van Mendel en veel andere, vormen evenzovele voorbeelden van deze inductieve generalisatie op de hechte basis van talloze feiten. Steeds weer bleek en blijkt verschijnsel a samen te gaan met verschijnsel b en deze waarnemingsresultaten doen ons met vertrouwen overstappen op ‘alle a zijn b’. De verkregen feiten vormen uiteraard geen volledige verificatie van de gevonden wetmatigheid, maar ze maken haar wel in zo hoge mate waarschijnlijk, dat het redelijk is haar als waar te aanvaarden. Ze is in voldoende mate door de feiten bevestigd. Ze is ‘aan de hand van de feiten’ gevormd en kan daarom ook in de alledaagse praktijk met vertrouwen als hulpbron bij het handelen worden gebruikt, bijvoorbeeld als je iets moet verhitten tot 100°C, dan dompel je het in kokend water.
Tegenover deze middelbare-schoolopvatting, die door de al even genoemde logisch positivisten veel verfijnder is uitgewerkt, vermeld ik de opvatting van Karl Popper. Het wetenschappelijk onderzoek ziet er heel anders uit dan het beeld van inductieve generalisatie doet vermoeden. Wetenschappers zoeken helemaal niet naar steeds meer bevestigingen van hun wetten of theorieën. Ze starten niet bij de feiten om door inductie tot wetmatige verbanden te komen, maar formuleren hypothesen van boven af en proberen die aan de hand van de feiten juist te falsificeren. Aan één negatief feit, bijvoorbeeld ‘dit potje water kookt bij 98,7°C’, heb je genoeg om je hypothese dat alle water bij 100°C kookt naar de prullenbak te verwijzen. Langs deze weg, door het uitwieden van onwaarheid, het formuleren van een nieuwe hypothese, pogingen die weer te weerleggen, prullenbak, nieuwe hypothese, enzovoort benaderen wetenschappers steeds dichter de waarheid. De theorie die ondanks alle pogingen haar te weerleggen standhoudt, wordt voorlopig aanvaard als de theorie die de waarheid het dichtst benadert. Natuurlijk, ook hier geldt dat geen sprake kan zijn van absolute zekerheid, maar de overlevende theorie is wel de sterkste tot nu toe! Ze is gebaseerd op de feiten in dié zin dat ze alle pogingen haar te weerleggen heeft doorstaan. En we kunnen ook haar met een gerust hart in het praktische leven toepassen.
Met behulp van een voorbeeld zal ik proberen duidelijk te maken dat beide opvattingen over de verhouding tussen theorie en feiten onhoudbaar zijn omdat ze een veel te naïef idee van ‘de feiten’ hanteren. Vele malen is van potjes water de temperatuur gemeten waarbij het water ging koken. In verreweg de meeste gevallen bleek die bij 100°C te liggen, soms was het wat hoger, soms wat lager. We gaan ervan uit, dat de waarnemers onvooringenomen en eerlijk zijn – de eerste vereiste voor een systematische waarneming – en dat ze door alledaagse ervaring (bijvoorbeeld met eieren koken) geleerd hebben waar te nemen wanneer water gaat koken en om een thermometer af te lezen met een bepaalde foutenmarge. De enige uitspraak die op grond van de feiten te verdedigen lijkt is ‘water kookt meestal bij 100°C, maar soms wat lager of wat hoger’. De inductieve wetenschapper kan met deze gegevens niks beginnen. De afwijkingen, nemen we aan, liggen buiten de foutenmarge en mogen niet genegeerd worden. De popperiaanse wetenschapper komt evenmin verder. Hij zou hoogstens kunnen zeggen dat we de hypothese ‘water kookt bij 100°C’ niet meer hoeven te toetsen, want die is op voorhand al weerlegd en hoort dus in de prullenbak.
Maar voor de wetenschapper ‘in het veld’ markeren deze gegevens juist een veel voorkomende onderzoekssituatie, ze confronteren hem met een theoretisch probleem! Hoe kan dat? Omdat hij als wetenschapper uitgaat van het metafysische uitgangspunt dat de waarneembare realiteit een wetenschappelijk kenbare realiteit is. Als wetenschapper kan hij zich niet neerleggen bij een ‘meestal wel, soms niet’-uitspraak. Hij beseft dat dat juist niet oplevert waarop de wetenschap uit is, namelijk een verklaring van de waargenomen fenomenen. Achter die verwarrende feitenverzameling moet een ontdekbare regelmaat of orde liggen en die moet opgespoord worden. Hij weigert dus zich bij de feiten neer te leggen, zoals ze zich aandienen. Hij zal iets doen wat inductivist en popperiaan niet kunnen. Hij zal een normerende hypothese formuleren: ‘water hoort bij 100°C te koken’. Hij schrijft deze wet dus als hypothese aan de natuur voor in plaats van haar af te lezen uit de waargenomen feiten. Die worden nu gekwalificeerd: er is een groot aantal kloppende feiten, maar sommige worden anomalieën of lastige feiten. En het zijn nu juist die lastige feiten die in het onderzoek een centrale plaats innemen.6 Niet als weerlegging want dan snijden we ons de weg naar een beter inzicht voortijdig af, maar als motor achter een voortgaande begrips- en theorievorming. Dat er een paar potjes met water op de top van de Mont Blanc bij 99°C kookten en een potje met zeewater bij 102°C vormt nu juist het onderzoeksprobleem – de vraag naar de verkláring van deze anomalieën.
Enerzijds doet deze wetenschapper dus wat de inductivist wil: hij generaliseert, maar normerend, tegen de feiten in. Anderzijds is hij ook half popperiaan: hij start niet aan de basis bij de feiten, maar formuleert zijn hypothese van bovenaf én verleent aan lastige feiten of anomalieën een heel centrale positie in het onderzoek, zij het niet als weerlegging.7
Na de normeringsstap moet dus theorievorming plaatsvinden die een verklaring biedt voor die abnormale kooktemperaturen in termen van dieper liggende regelmatigheden, die in wetmatige verbanden worden vastgelegd. Deze tweede stap moet met terugwerkende kracht de eerste rechtvaardigen.
We kunnen gelukkig een lang verhaal kort maken. Er worden verbanden ontdekt tussen de temperatuur waarbij een vloeistof kookt en de op de plaats van het experiment heersende luchtdruk en tevens tussen de luchtdruk en de hoogte boven zeeniveau. Bovendien leidt onderzoek naar het afwijkende gedrag van zeewater tot een theorie over de relatie tussen het kookpunt van een vloeistof en de hoeveelheid daarin opgeloste stof. Het nieuwe verschijnsel van de kookpuntsverhoging wordt ontdekt. Ook deze voortgaande theorievorming stuit weer op lastige feiten, die op hun beurt niet als weerlegging maar als onderzoeksprobleem worden opgevat, steeds vanuit het basiscredo, dat wetenschap uit is op verklaring van de verschijnselen in de empirische realiteit. Slechts één voorbeeld: de fysisch chemicus Selmi nam waar dat bepaalde oplossingen niet de kookpuntsverhoging vertoonden die ze zouden horen te vertonen – de anomalieën noemde hij schijnoplossingen in onderscheid tot de echte – en die schijnoplossingen leidden tot een nieuwe theorie over uiterst kleine deeltjes die bijvoorbeeld in water zweven, maar er niet echt in opgelost zijn. Zo was het tot dan toe onbekende verschijnsel van de colloïdale oplossingen ontdekt. Het onderzoek krijgt zijn eigen dynamiek met lastige feiten als motor.
Ik hoop dat deze korte impressie voldoende is om daaruit het volgende te concluderen:
1. Als wetenschappers zich op een naïeve manier aan de waargenomen feiten zouden houden, dan zouden ze nooit tot enige theorievorming, tot begrip van de werkelijkheid kunnen komen. Daarom drukken ze tastenderwijs een orde aan de empirie op en ontdekken dan kloppende en lastige feiten. De kloppende spelen een ondergeschikte rol, de lastige vormen de richtingaanwijzers voor voortgaande theorievorming. Het zijn juist die feiten waarvan de theorievorming het moet hebben. Als alle feiten gaan kloppen verliest de theorie haar vruchtbaarheid. Ze verklaart niets nieuws meer, droogt op! Een vruchtbare theorie is dus altijd onaf.8 De mogelijkheid dat ze opnieuw op lastige feiten stuit, moet aanwezig blijven wil ze wetenschappelijk interessant zijn.9
2. Die lastige feiten zijn nog in ander opzicht cruciaal. Zij vormen de verbinding tussen theorie en bestudeerde werkelijkheid. Ze zijn immers het signaal dat de theorie op de realiteit botst. Succesvolle voortgezette theorievorming betekent dat theorie en empirie weer wat beter op elkaar afgestemd zijn. Theorievorming aan de hand van de feiten is dus aan de hand van de lastige feiten. Dié sturen de theorievorming én verankeren de theorie in de empirie. Terugkijkend zijn de lastige feiten veranderd in volstrekt normale, kloppende feiten. Als nu een potje water op de top van de Mont Blanc bij 100°C zou koken zou dát juist een anomalie zijn. De begrepen empirische realiteit groeit zo tegelijk op met de theorie. Er is geen sprake van ‘eerst feiten, dan theorie’ of omgekeerd. De theorie modelleert de feiten én de feiten de theorie. Inderdaad, de rationaliteit van de wetenschap ligt niet in haar fundering op een enorme verzameling kloppende feiten, maar in de succesvolle verklaring van lastige feiten. Theoretisch hebben we een netwerk van begrippen en wetmatige verbanden gevormd. Tegelijk hebben we in de materiële wereld een structuur, een orde ontdekt.
Dit heeft uiteraard ook gevolgen voor de wetenschappelijke waarneming. In hun waarneming van de feiten kijken onderzoekers altijd door hun theoretisch raamwerk heen naar de werkelijkheid. De waarneming van het kookpunt van dit potje water is alleen maar mogelijk wanneer de waarnemer de theorie over het koken van vloeistoffen als het ware als verlengstuk van zijn zintuigen gebruikt. De wetenschappelijke waarneming, zo wordt dit meestal gezegd, is altijd een theoriegeladen waarneming.
3. Het voorbeeld maakt ook duidelijk dat het onderzoek niet gericht is op het ontdekken van geïsoleerde universele uitspraken zoals ‘alle raven zijn zwart’, ook al worden die steeds weer massaal door ‘de feiten’ bevestigd. Ze ontberen elke verklarende kracht omdat ze nooit botsen met de feiten, nergens een andere universele uitspraak kruisen. Het zijn hooguit interessante weetjes. Het wetenschappelijk onderzoek is uit op een samenhangend stelsel van verbanden. Lastige feiten bevinden zich op de kruispunten van die verbanden. Er is dus altijd sprake van theorievorming in de zin van de ontdekking van een netwerk van wetmatigheden. Alleen dat bezit verklarende kracht: de lastige feiten zijn overgegaan in kloppende, volstrekt normale verschijnselen. Dit heeft een belangrijke consequentie voor de formulering van een wet. Die zal steeds beginnen met ‘normaliter’ of ‘onder normale omstandigheden’. Bijvoorbeeld ‘normaliter kookt water bij 100°C’ en die clausule houdt dan onder andere in dat het om zuiver water moet gaan en dat de druk bij het experiment 1 atm. moet zijn. Deze clausule duidt dus op de kruispunten van deze wet met andere in het theoretisch netwerk. En nu kan ook het idee van ‘systematische waarneming’ verder worden ingevuld. In de systematische waarneming en het experiment wordt een toestand van normale omstandigheden zoals vastgelegd in de beschikbare theorie gerealiseerd, waarin storende factoren vermeden worden. Pas in zó’n waarneming, wordt een feit vastgesteld, dat in het onderzoek kan meetellen. Wetenschappers láten de feiten spreken door ze in het lab onder gespecificeerde omstandigheden tot spreken te bréngen. Nogmaals, de theorie modelleert de feiten, maar gelukkig confronteert de empirie de theorie steeds weer met lastige feiten. Die vormen immers de aanzet tot verdere ontwikkeling van het wetenschappelijk inzicht in de empirische wereld.
Tot nu toe heb ik gedaan alsof onderzoekers in hun werk alleen maar onaffe theorieën tot hun beschikking hebben, maar dat is uiteraard onjuist. Naast hun theoretisch netwerk van begrippen en wetmatigheden beschikken ze ook over een uitgebreid instrumentarium. In de eerste plaats hebben ze natuurlijk hun meetinstrumenten zoals een thermometer waarmee ze hun waarnemingen verrichten. Die vormen als het ware verlengstukken van hun zintuigen. En daarnaast hebben ze hun experimenteertechnieken, zoals de techniek om een zuivere vloeistof te prepareren waarvan ze het smeltpunt willen vaststellen. Maar dit betekent natuurlijk dat als een lastig feit wordt ontdekt, dit ook het gevolg kan zijn van een tekortkoming van de gebruikte instrumenten. En dan bedoel ik niet een defect in een apparaat, bijvoorbeeld door slijtage of slecht onderhoud, maar een principiële tekortkoming: het meetinstrument is bijvoorbeeld niet gevoelig genoeg om bepaalde metingen betrouwbaar uit te voeren of een experimenteertechniek stelt niet in staat een gewenste toestand op de labtafel met de vereiste precisie te prepareren. Een lastig feit kan dus ook een signaal zijn dat de onderzoekers op zoek moeten naar instrumenten met grotere precisie, naar technische innovatie op het gebied van het instrumentarium dus, in plaats van naar verbeteringen in de theorie. Dan vormt dat feit dus niet primair (maar vaak wel in tweede instantie) een theoretisch maar een technisch onderzoeksprobleem. Het lastige feit zelf geeft niet aan op welke wijze het geïnterpreteerd moet worden. En om de complexiteit van de onderzoekssituatie nog verder te vergroten, moeten we ons realiseren dat in de instrumenten en apparaten die in het onderzoek worden gebruikt vele theorieën zijn ingebouwd. In de simpele thermometer die in ons voorbeeld werd gebruikt, wordt de waarheid van de theorie over de kubieke uitzetting van vloeistoffen bij temperatuurverhoging verondersteld – het succesvol functioneren van dat instrument is daarop gebouwd! De telescopen van de astronomen veronderstellen de waarheid van de optische theorie over de breking van het licht. Popper noemde deze ingebouwde theorieën treffend zoeklichttheorieën. Ze worden in de praktijk van het onderzoek als probleemloos aanvaard. Ze functioneren als affe en ware theorieën. Maar tenslotte zijn ook deze theorieën, hoezeer ze ook in het praktische handelen van onderzoekers als vanzelfsprekend worden aangenomen, nog steeds vatbaar voor verdere ontwikkeling. Een lastig feit kan dus zelfs duiden op de noodzaak van déze theorievorming. Een voorbeeld. Tot 1931, toen Urey zwaar water ontdekte, bestond er een chemische techniek om zuiver water te maken, een techniek die berustte op onze kennis van de chemische eigenschappen van deze vloeistof. Maar zwaar water kookt bij 101,4°C en is niettemin chemisch gezien hetzelfde als H2O en moet dus bij 100°C koken. Het begrip ‘zuiver water’, dat tot 1931 gedefinieerd was in termen van chemische scheidingsmethodes, moest dus hervormd worden in termen van een fysische scheidingstechniek!
De verklaring van een lastig feit kan dus zeer verschillende wegen inslaan. Men kan het probleem definiëren als een theoretisch probleem van de eigen discipline, als een technisch probleem met betrekking tot de gebruikte meetapparaten, als een experimenteel-technisch probleem of als een theoretisch probleem op het niveau van een zoeklichttheorie. Dat verklaart ook het historische fenomeen dat lastige feiten vaak een heel lang leven leiden zonder de betrokken wetenschappers al te zeer te verontrusten. Laat ik tot slot dit punt ook met een voorbeeld toelichten. In 1781 ontdekt Herschel Uranus en zijn afwijkende baan. Een uiterst lastig feit dat pas 65 jaar later kon worden verklaard toen Adams en Leverrier in 1846 de planeet Neptunus ontdekten. De positie van deze planeet kon prachtig verklaren waarom Uranus zo lastig was! Sterker, nu Neptunus is ontdekt moét Uranus wel die eerder onverklaarbare baan doorlopen – dat is normaal. Maar, zo hebben sommigen gevraagd, is het niet irrationeel om zo lang een theorie te handhaven terwijl er feiten zijn die haar heel duidelijk tegenspreken? Krijgt een wetenschappelijke groep, die haar onderzoek binnen zo’n theoretisch kader verricht niet bijna het karakter van een geloofsgemeenschap die een dogma verdedigt? Ligt het hele idee van kritiek op grond van de feiten zo niet op zijn achterwerk? Laten we kijken. Stel we zeggen in 1800 dat het nu toch echt tijd wordt Uranus niet langer als lastig feit maar als weerlegging te kwalificeren. Wat betekent dit dan? Dat we de theorie van Newton in de prullenbak moeten gooien, terwijl het probleem óók door onze meetinstrumenten, onze experimenteertechnieken of een manco in een ingebouwde zoeklichttheorie kan worden veroorzaakt? Nemen we even aan dat we zeer overtuigende gronden hebben om de laatste drie mogelijkheden te verwerpen – een heel realistische aanname. Dan dus Newton verwerpen? Kunnen we dan ineens eb en vloed in Scheveningen niet meer verklaren? Vormen dan al die alledaagse bewegingsverschijnselen op aarde een ongeordende warboel? Een theorie is kennelijk heel iets anders dan een trui die je naar believen aan en uit kunt doen. Zolang ze nog de grondslag biedt voor het ontdekken en succesvol oplossen van nieuwe lastige feiten is verwerping, afgezien van de psychologische (on)mogelijkheid daartoe, ook onrationeel, niet op goede gronden te verantwoorden. Het hardnekkige lastige feit moet gewoon op zijn beurt wachten. Zo’n houding is niet ‘dogmatisch’ in de negatieve zin van het woord. Ja, soms blijkt achteraf dat alleen fundamentele theoretische vernieuwing een lastig feit begrijpelijk kan maken. De rozetbaan van Mercurius bleek niet verklaarbaar naar analogie van Uranus’ baan – de gepostuleerde planeet Vulcanus werd nooit gevonden – en pas Einsteins relativiteitstheorie bracht dit lastige feit tot zwijgen. Hebben we dan toch de trui van Newton in de vodden gegooid en die van Einstein aangedaan? Nee, we hebben een nieuwe, betere theorie gevormd die het toepassingsgebied van de oude precies omgrenst – bewegingsverschijnselen bij lagere snelheden – maar die daarin tegelijk een fundamenteel nieuwe kijk op álle bewegingsverschijnselen levert. De nieuwe theorie omvat de oude en doet haar niet in de prullenbak verdwijnen, maar betekent begripsmatig een enorme, door wetenschappers van vroegere generaties niet te voorziene omwenteling. Thomas Kuhn spreekt in dit verband van een wetenschappelijke revolutie waarbij het ene paradigma vervangen wordt door een ander. De bespreking van zo’n revolutie voert echter buiten het bestek van deze bijdrage.10
1. Ook in de sociologie en de psychologie treffen we veel statistische en weinig causale wetten aan. Het statistische karakter is hier echter van praktische aard: het aantal factoren dat bij psychische en sociale verschijnselen een rol speelt is meestal zo groot, dat we – voorlopig – met statistische verbanden tevreden moeten zijn. Einstein was van mening dat ook de wereld van de elementaire deeltjes uiteindelijk met behulp van causale wetten verklaard zou kunnen worden. Hij beschouwde de kwantummechanica dan ook als een indrukwekkende, maar onvolledige theorie.
2. Veel uitgebreider heb ik deze ‘natuur van de natuurwetenschappen’ besproken in hoofdstuk VII van mijn Het verschijnsel wetenschap, herziene editie (Amsterdam: Boom, 2006).
3. Die overigens vaak meer een strategisch dan inhoudelijk karakter droeg.
4. Dit is natuurlijk een toevoeging die veel uitgebreider behandeling verdient. Tussen natuurwetenschap en praktijk staan de technische wetenschappen met een eigensoortig onderzoek!
5. Zie daarover het laatste hoofdstuk uit mijn Het verschijnsel wetenschap, herziene editie (Boom: Amsterdam, 2006).
6. Op 25 november 2006 stond er een interview in de Volkskrant met de Nijmeegse fysicus De Groot. Tussen 1960 en 1972 ontwikkelden de fysici het Standaard Model, een wiskundige beschrijving van eigenschappen en interacties van alle bekende deeltjes. Die theorie, zo stelt De Groot, is in feite te goed gebleken. Alle experimenten hebben alleen maar bevestigingen opgeleverd. Dat is niet alleen saai, maar geeft ook geen richting aan verdere theorievorming. De bestaande theorie beschrijft wel veel, maar verklaart niet veel. We zoeken naar een diepere laag onder dit allegaartje. Eigenlijk hebben we, zo formuleer ik het, lastige feiten nodig, die ons de weg naar zo’n diepere laag misschien kunnen wijzen, zodat we mogelijk kunnen verklaren wat we nu alleen nog kunnen beschrijven. Vergelijk de uitspraak ‘alle raven zijn zwart’, die altijd maar weer klopt, maar geen inzicht biedt.
7. Laat ik, en passant, even deze theoretische houding van de wetenschapper die naar een verklaring vraagt, onderscheiden van de praktische van praktijkmensen. Meestal zal zo’n serie waarnemingen bij die practici geen speciale reactie oproepen, tenzij ze hun eitjes in zeewater gaan koken. Die worden dan te hard en ze zullen op zoek gaan naar een aangepaste kooktechniek, een verbeterde handelingsprocedure, via trial and error – ‘in zeewater moet je een ei niet 5 maar 4 minuten koken’ bijvoorbeeld. De praktische houding is dus op verbetering van handelen gericht, de theoretische op beter begrip van de empirische wereld. Handelingsperspectief staat tegenover verklaringsperspectief.
8. Imre Lakatos heeft in zijn beroemde ‘Falsification and the Methodology of Scientific Research Programmes’ deze concepten van vruchtbaarheid en opdroging in de theorievorming ontwikkeld. Zie Imre Lakatos en Alan Musgrave (red.), Criticism and the Growth of Knowledge (Cambridge: Cambridge University Press, 1970).
9. Overigens bestaat er een interessante continuïteit tussen alledaagse en wetenschappelijke ervaring. Op naïeve wijze tonen de feiten aan dat Jan steeds kleiner wordt naarmate hij zich verder van mij af beweegt. Maar als alledaagse, praktische mensen hebben we allang geleerd dat de zintuigen ons hier op het verkeerde been zetten: Jan blijft gewoon even lang ook al is hij uit zicht verdwenen. Een simpel alledaags ervaringsfeit – het líjkt maar zo dat hij kleiner wordt! Klaar. Zulke aangebrachte ordeningen zijn praktisch noodzakelijk. Een anomalie is geen probleem zolang ze de dagelijkse praktijk niet stoort. Maar de theoretische houding kan zich zo’n praktische oplossing niet permitteren.
10. Thomas S. Kuhn, The Structure of Scientific Revolutions, 2nd enlarged edition (Chicago: University of Chicago Press, 1970).