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.”
(Gelach)
“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 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 gaat.
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 = m.c2,
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. (Gelach)
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.
Dit is een beeld van het Ptolemeïsche universum
met de aarde in het midden ervan
terwijl de zon en de planeten errond 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 eerst meer accurate 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 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.”
Deze dia hier illustreert het concept 'stellaire parallax'.
Astronomen zeiden dat als de Aarde beweegt
en we naar een opvallende ster kijken, laten we zeggen, Sirius -
ik weet wel dat jullie in Manhattan 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.
Dit is een voorspelling van het Copernicaanse model.
Astronomen zochten naar die stellaire parallax
en ze vonden niets, helemaal niets.
En veel mensen betoogden dat dit bewees dat het Copernicaanse model vals was.
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.
Vandaag zou het beeld er meer zo uitzien,
- dit komt van NASA -
en je ziet de baan van de Aarde eigenlijk heel klein is.
In feite zelfs nog veel kleiner dan hier getoond.
De stellaire parallax
is dus zeer klein en eigenlijk heel moeilijk te detecteren.
Dat leidt tot de tweede reden
waarom de voorspelling niet werkte,
omdat wetenschappers ook veronderstelden
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 wel 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 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 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?
Een manier is een model bouwen
om een idee uit te testen.
Dit is Henry Cadell,
een Schotse geoloog uit de 19e eeuw.
Je kunt aan zijn deerstalkermuts en laarzen zien dat hij een Schot is.
(Gelach)
Cadell wilde weten
hoe bergen worden gevormd.
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 dit model, dit gekke ding met hendels en hout.
Hier zie je zijn kruiwagen, emmers en grote voorhamer.
Geen idee waarom hij laarzen aanheeft.
Misschien regende het.
Met dit fysische model kon hij aantonen
dat je in rotsen, of zoals hier 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.
Op deze dia hier toont de zwarte lijn
de metingen van de laatste 150 jaar
waaruit blijkt dat de temperatuur van de aarde gestaag is toegenomen.
Je kunt zien dat we in het bijzonder in de laatste 50 jaar
een dramatische toename hadden
van bijna 1 graad Celsius,
of bijna 2 graden Fahrenheit.
Wat veroorzaakt deze verandering?
Hoe achterhalen we de oorzaak
van de waargenomen opwarming?
Wetenschappers kunnen het modelleren met een computersimulatie.
Dit diagram illustreert een computersimulatie
die rekening hield 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 stelden de vraag,
welke set van variabelen in een model
reproduceert wat we in het echt zien.
De zwarte lijn geeft de metingen weer.
De lichtgrijze is het model.
En het model dat alles omvat,
is antwoord E op de toets, 'alle antwoorden zijn juist'.
de enige manier waarop je
de waargenomen temperatuurmetingen kan reproduceren
is door al deze dingen te combineren,
met inbegrip van de broeikasgassen.
Merk in het bijzonder op dat de stijging
van de broeikasgassen
die zeer dramatische temperatuurstijging
in de afgelopen 50 jaar volgt.
Dit 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.”
Wetenschappers 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,
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,
hier geïllustreerd door deze aardige mevrouw
die aan haar collega's haar bewijsmateriaal toont.
Deze mensen zien er niet uit als echte wetenschappers.
Ze staan er veel te tevreden bij.
(Gelach)
Oké, dat brengt me bij mijn laatste punt.
We staan ‘s morgens op
en vertrouwen op onze auto's.
Voor Manhattan is dit een slechte analogie,
maar de meeste Amerikanen die niet in Manhattan 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.
Heel hartelijk bedankt.
(Applaus)