Tag Archief: wetenschap

Doorbraakcircus

Deze toost op minder doorbraken en meer openheid in de wetenschap
verscheen in licht gewijzigde vorm in het maartnummer van Eos.

“Naar welke wetenschappelijke doorbraak kijk jij dit jaar uit?” Dat vroeg iemand me op een receptie. Een open vraag over een onderwerp dat me nauw aan het hart ligt: een mens kan het slechter treffen bij dit soort gelegenheden. En toch. Terwijl ik het net aangehapte toastje wegslikte, stelde ik in gedachten deze wedervraag: zijn er al niet te veel doorbraken geclaimd en mag het even iets kalmer, alstublieft? Een slok fruitsap gaf me net genoeg extra bedenktijd om een feestelijker antwoord te formuleren. Ik vertelde kort over een aantal problemen in de hedendaagse wetenschap, maar ook dat ik optimistisch ben over hoe onderzoekers verandering brengen in hun eigen praktijk en die van hun collega’s.

  • Ten eerste groeit het besef dat er veel meer replicatie-onderzoek nodig is. Alvorens een artikel gepubliceerd mag worden in een wetenschappelijk tijdschrift wordt eerst een beoordeling gevraagd aan andere experten uit het vakgebied. Dit systeem van peer review beperkt zich meestal tot het controleren van de tekst en eventueel enkele berekeningen. Wat er momenteel ontbreekt zijn systematische pogingen om de resultaten van andere onderzoekers te herhalen. Zo’n replicatiestudie levert geen doorbraken op, maar hooguit versterking of afzwakking van eerder gemaakte claims. Spannend klinkt het misschien niet en mede daardoor is deze belangrijke pijler van de wetenschap lange tijd verwaarloosd: relatief weinig wetenschappers voeren dergelijke studies uit en als ze dat wel doen, blijkt het moeilijker om hun resultaten te publiceren. Gelukkig is er nu een kentering op gang aan het komen. De Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek  (NWO) heeft bijvoorbeeld voor het eerst fondsen beschikbaar gemaakt specifiek voor replicatieonderzoek. (Zie deze link.) Het zou mooi zijn als de Vlaamse tegenhanger, het Fonds Wetenschappelijk Onderzoek (FWO), dit voorbeeld volgt.
  • Ten tweede is er een groeiende groep onderzoekers die meer openheid van wetenschappelijke gegevens vraagt. Via internet is het mogelijk om naast de beknopte onderzoekartikels ook grote bestanden te delen: denk aan ruwe data, gebruikte computercodes en andere gegevens. Het delen van die bijkomende bestanden komt zowel de controle voorafgaand aan publicatie als de replicatiestudies achteraf ten goede. Toch worden deze gegevens tot nu toe meestal niet vrijgegeven. Een concreet en actueel voorstel om dit te veranderen is het Peer Review Openness (PRO) Initiative: er zijn al meer dan 350  wetenschappers die op opennessinitiative.org beloofd hebben dat ze vanaf nu  zullen weigeren om ingezonden artikels te beoordelen voordat de auteurs essentiële gegevens beschikbaar hebben gemaakt (of overtuigend gemotiveerd hebben waarom dit niet wenselijk zou zijn).*
  • Ten derde is er de roep voor vrije toegang tot wetenschappelijke publicaties. Die artikels gaan over onderzoek dat uitgevoerd is met behulp van publieke middelen (belastinggeld dus), terwijl de winsten tot nog toe grotendeels worden opgestreken door commerciële uitgeverijen (zoals Elsevier, Wiley en Springer). Hier zijn er al langer acties en onderhandelingen over bezig, maar ik verwacht dit jaar nog verdere stappen. Opnieuw in Nederland werden onlangs voor het eerst de bedragen die universiteiten aan deze uitgeverijen betalen openbaar gemaakt door de vereniging van universiteiten (VSNU). Die stap was niet evident, aangezien de afgesloten contracten een geheimhoudingsclausule bevatten. In Vlaanderen is die openheid er voorlopig niet, maar de ontevredenheid wél. Professor Andreas De Block, vice-decaan onderzoek aan het Instituut voor Wijsbegeerte van de KU Leuven, liet eind vorig jaar in De Standaard optekenen: “Geldwolven zijn het, die tot vijf keer langs de kassa passeren.” Het is dus spannend afwachten of ook de Vlaamse universiteiten samen zullen spannen om deze woekercontracten openbaar te maken en zo misschien betere voorwaarden te onderhandelen.

Kortom, ik hoop dat we in de komende tijd wat minder zogenaamde doorbraken zullen zien en meer consolidering en, waar nodig, nuancering of ontkrachting van eerdere conclusies. Dan werkt wetenschap namelijk op haar best. Uit de geschiedenis blijkt dat wetenschap een cumulatief en zelfcorrigerend proces is. Ook nu vinden haar beoefenaars vast manieren om de nieuwe problemen te overstijgen. Maatregelen om het doorbraak- en publicatiecircus een halt toe te roepen en in alle rust verder te zoeken naar nieuwe invalshoeken om het onbekende te behappen. Kijk, daar wil ik best op toosten.

~

*: Kort nadat ik mijn column had ingestuurd, raakte bekend dat Professor Gert Storms (psycholoog aan de KU Leuven) gevraagd was om af te treden als editor bij een wetenschappelijk tijdschrift, omdat hij zijn belofte aan het PRO Initiative ook wilde doorvoeren bij referee-opdrachten. Het bericht staat nu ook op de website van Nature, wat hopelijk zal helpen om het initiatief meer bekendheid te geven.

Kinderen van de Kosmos: lezing en tekst

Vandaag geef ik in Gent een lezing in de reeks Markante Dialogen met als titel: “Kinderen van de Kosmos: lijkt de wereld te vatten in wiskundige formules?” Deze lezing is gebaseerd op mijn essay “Children of the Cosmos waarmee ik in 2015 de hoofdprijs won in een essaywedstrijd van het Foundational Questions Institute (FQXi). Intussen ben ik zelf ook lid van FQXi: dat was onderdeel van de prijs.

De originele versie van mijn essay heb ik achteraf vertaald naar het Nederlands, maar ben ik vervolgens vergeten op mijn blog te plaatsen. Hieronder plaats ik het begin. (De volledige tekst kan je via de link onderaan downloaden als pdf.)

Kinderen van de Kosmos

Speling in het wetenschappelijke raderwerk

Onze wiskundige modellen kunnen ons onredelijk effectief toeschijnen, maar enkel als we vergeten in rekening te brengen wie wij zijn: wij zijn de kinderen van deze Kosmos. We zijn hier geboren en we kennen onze weg in deze contreien van de Melkweg, ook al beseffen we niet altijd wat voor een wonderlijke verwezenlijking dat is.

“[A]l onze wetenschap, afgemeten aan de werkelijkheid, is primitief en kinderlijk – en toch is het het meest waardevolle dat we hebben.”
– Albert Einstein

“[I]k lijk slechts een jongen te zijn geweest die aan zee op het strand speelde, en zichzelf amuseerde met nu en dan een gladder keitje te vinden of een mooiere schelp dan gewoonlijk, terwijl de grote oceaan der waarheid zich onontdekt voor me uitstrekte.”
– Isaac Newton.

Wiskunde kan onredelijk effectief lijken in de natuurwetenschappen, vooral in de fysica. In dit essay argumenteer ik dat dit oordeel, minstens ten dele, toegeschreven kan worden aan selectie-effecten. Ter ondersteuning van deze centrale bewering voer ik vier elementen aan. Het eerste element is dat wij wezens zijn die geëvolueerd zijn binnen dit universum en dat onze vermogens om patronen op te sporen geselecteerd zijn door diezelfde omgeving. Het tweede element is dat onze wiskunde – hoewel niet volledig ingeperkt door de natuurlijke wereld – sterk geïnspireerd wordt door onze waarneming van die wereld. Het derde element bekritiseert de gebruikelijke waardering van de efficiëntie van wiskunde. Onze focus op de zeldzame successen maakt ons blind voor de alomtegenwoordige mislukkingen (selectievertekening). Het vierde element is dat het proces van het toepassen van wiskunde veel meer vrijheidsgraden verschaft dan de vrijheidsgraden die er binnen de wiskunde zelf zijn. Dit laatste element zal geïllustreerd worden door het gebruik van ‘infinitesimalen’ in de context van wiskunde en fysica. Maar eerst zet ik kort mijn visie op natuurwetenschap en wiskunde uiteen, omdat deze het canvas vormen waarop ik mijn centrale stelling uitteken.

Verder lezen? Download dan hier de tekst “Kinderen van de Kosmos”.

Een meer uitgebreide versie is vorig jaar als hoofdstuk in een Engelstalig boek verschenen: ook die versie kan je desgewenst via de links hieronder downloaden.

Wenmackers, S.
“Children of the Cosmos”
Chapter in: Anthony Aguirre, Brendan Foster, and Zeeya Merali (eds.) “Trick or Truth?”, Frontier’s Collection, Springer (2016) pp. 5-20.
<Springer>  <full preview of my chapter>  <preprint at Lirias>  <earlier (shorter) version FQXi>

Ademtocht

Deze column is in licht gewijzigde vorm verschenen in het decembernummer van Eos.

Op een koude ochtend stap ik van de trein naar mijn kantoor. Gouden zonlicht belicht twee studenten die buiten staan te praten. Ik zie hoe hun adem als een tekstballon boven hun hoofden blijft hangen. Het is de waterdamp uit hun longen die condenseert aan de vroege buitenlucht. Terwijl zij elk huns weegs gaan verdunt hun adem zich in de atmosfeer. Ik stel me voor hoe die uitgeademde waterdamp de wereld zal omsluiten, zich mengend in wolken, zeeën.

Foto van een luipaard door Greg Dutoit.Als we onze adem altijd konden zien zoals op deze frisse ochtend, dan zouden we vast anders met elkaar omgaan. Als we alleen nog maar de kringloop van het water zouden kunnen volgen, zouden we zien dat die niet alleen om ons heen maar ook door onszelf loopt. Die kringloop maakt geen onderscheid tussen ‘wij’ en ‘zij’. Anderzijds zou het ons snel duizelen als we al die trajecten zouden moeten opvolgen.

In haar recentste boek, Pneuma, schrijft kunsthistorica Barbara Baert over de visuele voorstelling van wind en adem in de middeleeuwse kunst. Ze illustreert hoe de onzichtbare levensadem toch getoond kan worden in schilderijen en onderzoekt het verband tussen adem en de geheel ontastbare geest in de Christelijke iconografie. Terwijl het begrip geest in de hedendaagse wetenschappen grotendeels in onbruik is geraakt, blijft adem wel een rol spelen in diverse domeinen: om de longinhoud te meten tijdens een medisch onderzoek, om ziektes of druggebruik op te sporen met een biomedische sensor, of in ecologische studies over de luchtkwaliteit in steden.

(meer…)

Benadert wetenschap de waarheid?

Flammarion.Gisteren kwamen er ongeveer vijftig leerlingen naar het Hoger Instituut voor Wijsbegeerte. Samen met collega Jan Heylen verzorgde ik voor hen een sessie voor de Vlaamse Wetenschapsweek. We behandelden een vraag uit de wetenschapsfilosofie: “Benadert wetenschap de waarheid?”

Dit is een korte beschrijving van de inhoud:

Vroeger dacht men dat de aarde plat was. Vervolgens dacht men de aarde bolvormig was. Telkens was men fout. Waarom zou men dan geloven dat de huidige wetenschappelijke hypotheses waar zijn?* Als antwoord op deze vraag schreef biochemicus en SF-auteur Isaac Asimov ‘The Relativity of Wrong’. Hierin stelt hij dat wetenschappelijke opvattingen in het verleden weliswaar vaak verkeerd waren, maar ze benaderden wel steeds beter de waarheid. Hij illustreert zijn stelling onder meer aan de hand van verschillende hypotheses over de vorm van de aarde. Zijn antwoord is bovendien representatief voor de mening van vele wetenschappers (evenals een deel van de wetenschapsfilosofen**).

In deze les gaan we nader in op de vraag of wetenschap de waarheid benadert. We bekijken verschillende historische voorbeelden en daarbij gaan we na of de stelling van Asimov daarop telkens van toepassing is. Ook zullen we de theorie van Karl Popper, één van de belangrijkste wetenschapsfilosofen, over waarheidsbenadering uitleggen en nagaan of de stelling van Asimov in overeenstemming is met die theorie.

De slides van mijn deel – over Asimov, natuurlijk ;) – en de oefeningen staan nu ook online.

*: De achterliggende redenering wordt pessimistische meta-inductie genoemd.

**: De wetenschappelijke realisten.

Waarom is de zonsondergang niet groen?

ikhebeenvraag.beEr kwam nog eens een originele optica-vraag binnen, dus ik schreef een antwoord.

Pieter vroeg:

“Waarom kleurt de hemel ’s avonds nooit van blauw naar groen en dan pas naar rood?

Ik begrijp het fenomeen van rayleigh scattering. vanuit deze kennis lijkt me het dan ook logisch dat de hemel ’s avonds rood kleurt. Maar toch verklaart dit voor mij dan niet waarom er niet meer overgangskleuren zichtbaar worden naar de avond toe. Als het licht een langere weg door de atmosfeer aflegt, zou wanneer het blauwe licht weggefilterd wordt toch eerst het groene zichtbaar moeten worden. Dit aangezien groen een kortere golflengte heeft als rood en dus sneller rayleigh scattering zou ondergaan.”

Beste Pieter,

Om je vraag volledig te beantwoorden moeten we het hebben over fysica, fysiologie en psychologie.

~

Je vraag veronderstelt dat de hemel ’s avonds nooit van blauw naar groen verkleurt, maar dat klopt niet helemaal.

Als je boven de horizon kijkt richting N of Z (dus niet in de richting van de ondergaande zon in het W) dan zie je daar ’s avonds soms weldegelijk een groene zone. Het is bleekgroen en maar een smalle regio, maar het is er wel. Het is gemakkelijker te zien als er lage wolken hangen (zoals op de foto hieronder): door een deel van de geleidelijke overgang te blokkeren (wat je overigens ook met je handen kan doen als er geen wolken zijn), zie je duidelijker de overgang van blauw naar groen.

In het Nederlandse taalgebied hebben we trouwens toegang tot een ware schatkamer aan dit soort waarnemingen met fysische toelichting (hoewel niet geheel foutloos): deel 1 van “De natuurkunde van ’t vrije veld” van Marcel Minnaert (integraal online). Onder het deel “Licht en kleur van de lucht” bespreekt Minnaert inderdaad de waarneming van groene lucht. Zie deze link en scrol dan naar beneden, naar paragraaf 178: “Wanneer is de lucht in de verte oranje? Wanneer groen?” De kleur ontstaat door een samenspel tussen verstrooiing én absorptie (verzwakking).

Een eerste verklaring voor het schijnbare afwezig zijn van groen in de lucht is dan ook psychologisch: we ‘weten’ dat de hemel blauw is (of oranje-rood bij zonsondergang). Daarom herkennen we dit groen pas als dusdanig als iemand er ons op wijst, of als we er actief naar zoeken.

Groene lucht.

Groene lucht.

~

Dit neemt niet weg dat er inderdaad weinig groen is en dat het groen bovendien geen ‘zuiver’ groen is. Voor alle duidelijkheid geef ik hier nog een toelichting bij.

We beginnen opnieuw met de fysica. Enkel op basis van de informele uitleg over Rayleigh scattering zou je kunnen verwachten dat er een soort piek is in het spectrum dat tot bij ons geraakt en dat die piek geleidelijk van blauw naar rood verschuift naarmate we de zon lager aan de horizon zien (langer optisch pad, dus meer strooiing van telkens langere golflengten). Op basis daarvan zou je verwachten dat de lucht alle kleuren van de regenboog krijgt tussen blauw en rood. Dit is niet wat we zien, vandaar je vraag.

Om te beginnen is het spectrum van invallend zonlicht een breed spectrum. Alle golflengten worden enigszins verstrooid. Als er veel wolken of stof in de lucht hangen, domineert Mie-verstrooiing, die niet golflengte-afhankelijk is en wordt de lucht wit of grijs. Bij een heldere, droge lucht domineert Rayleigh-strooiing en die is weliswaar sterk golflengte-afhankelijk, maar onder geen enkele omstandigheid is het spectrum van het diffuse zonlicht echt scherp gepiekt. Bij een langere lichtweg (als de zon lager aan de horizon staat) verandert niet alleen de bijdrage van de verstrooiing, maar neemt ook de absorptie toe, waardoor het spectrum als geheel lager wordt (minder intensiteit). Het netto-effect is dat groen nauwelijks doorkomt.

Dit alles heeft ook met de werking van onze ogen te maken (fysiologie). We hebben drie types kegelcellen, die elk gevoelig zijn voor een deel van het voor ons zichtbare spectrum. Zie deze figuur voor de overlappende gebieden waarin menselijke fotoreceptoren gevoelig zijn. (De maxima van de pieken zijn in de figuur even hoog aangeduid, maar zo is het in werkelijkheid niet. De cellen zijn niet even gevoelig, maar er zijn er ook niet evenveel van en bovendien worden de signalen in onze hersenen naverwerkt. De gevoeligheid per type cel zegt dus ook niet alles.) We kunnen kleuren zien doordat de verschillende types cellen in een verschillende verhouding vuren.

Hoewel het maximum bij blauw/groen zit, bevat diffuus zonlicht overdag ook kortere golflengten (violet) en langere golflengten (geel/oranje/rood). Wij zien dit spectrum als hemelsblauw. Hiermee heb je ineens ook (een deel van) het antwoord op een aanverwante vraag: waarom zien we lucht overdag niet als violet? :-) Zie ook deze link en deze link, die beide ook inzicht kunnen geven in het “waarom zo weinig groen?” vraagstuk.

Misschien nog iets dat leuk is om te weten: het feit dat we de lucht boven ons tijdens en na zonsondergang nog steeds als blauw zien, komt doordat het licht dan een langere weg aflegt door de ozonlaag, die langere golflengten (rode kant van het spectrum) absorbeert. Het effect hiervan is zeer duidelijk in simulaties.

Als je er nog veel meer van wil weten, uit een bron recenter dan het boek van Marcel Minnaert: zie bijvoorbeeld Atmospheric Optics van Bohren.

Vriendelijke groeten,
Sylvia

Kans op chocoladetaart

Zopas verscheen mijn artikel (samen met Jan-Willem Romeijn) “New theory about old evidence” in de papieren versie van het filosofische vaktijdschrift Synthese. Het is open-access, dus je kan het artikel integraal online lezen. Naar aanleiding van dit artikel schreef ik vorig jaar een column voor Eos, die ik nu ook online plaats.

Op = op!

Deze column is in licht gewijzigde vorm verschenen in het januarinummer van Eos (2016).

Waarschijnlijkheid is als een chocoladetaart: je hebt er maar honderd procent van en eens die verdeeld is, is het op. Als je een muntstuk opgooit zijn er twee mogelijke uitkomsten: kop of munt. Als je vijftig procent kans toekent aan de ene mogelijkheid, dan blijft er automatisch vijftig procent over voor de andere.

Wetenschappers kennen niet alleen waarschijnlijkheden toe aan mogelijke uitkomsten, maar ook aan hypotheses. Biologen doen bijvoorbeeld onderzoek naar de vraag hoe plantenwortels reageren op de aanwezigheid van voedingsstoffen of zware metalen in de bodem. Stel dat ze aanvankelijk acht hypotheses hebben, die ze ongeveer even plausibel achten. Elke hypothese krijgt waarschijnlijkheid één achtste. Het is als een feest met acht gasten: je deelt de taart in acht gelijke stukken en iedereen is tevreden.

Uiteraard kunnen wetenschappers hierover van mening verschillen: als de hypotheses opgesteld zijn door acht teams van biologen, dan is het best mogelijk dat elk team de eigen hypothese het meest waarschijnlijk vindt. Ieder team wil als het ware het grootste stuk taart voor zichzelf. Dat klinkt erg subjectief, maar dat hoeft geen groot probleem te zijn, zolang ze maar overgaan tot de volgende stap: het doen van experimenten, hun resultaten delen en op basis daarvan hun oordeel herzien.

De stelling van Bayes zegt precies wat we moeten doen als we nieuwe informatie krijgen: op basis van onze oorspronkelijke waarschijnlijkheidsverdeling en de experimentele evidentie bekomen we de nieuwe waarschijnlijkheid van alle hypotheses. Als sommige hypotheses minder waarschijnlijk worden, worden de andere automatisch meer waarschijnlijk. De som blijft immers honderd procent. Je kan het je ongeveer zo voorstellen: je hebt de taart eerlijk verdeeld, maar dan blijken enkele gasten op dieet te zijn en schuiven ze de anderen extra stukjes toe.

Waarschijnlijkheid is als een chocoladetaart.

De kansrekening gaat ervan uit dat we op voorhand alle opties kennen, maar als je waarschijnlijkheden wil toekennen aan wetenschappelijke hypotheses is die aanname niet realistisch. Wetenschappers bedenken namelijk gaandeweg nieuwe hypotheses. De teams van biologen zien bijvoorbeeld dat geen enkele van de vooraf bedachte hypotheses de experimenten goed kan verklaren en gaan op zoek naar een alternatief.

De stelling van Bayes, die ons leert hoe we de waarschijnlijkheid moeten herverdelen tussen de hypotheses die van meet af aan meededen, zegt niet wat er gebeurt als er een nieuwe hypothese op de proppen komt. Als wetenschapsfilosoof buig ik me over die vraag: hoe moeten we nu waarschijnlijkheden toekennen aan de huidge hypotheses als we weten dat er later nog alternatieve opties kunnen worden bedacht?

Stel je het volgende scenario voor: je geeft een verjaardagsfeest en je hebt de taart net aangesneden en uitgedeeld onder de genodigden. Dan gaat de bel: er staat een onverwachte gast aan de deur. Wat nu gedaan? Er zit niets anders op dan blozend de taart te herverdelen.

Als je veel familie en vrienden hebt die graag spontaan langskomen, dan leer je op den duur een stuk taart opzij te zetten in de koelkast. Ook als je nog niet weet wie het dit jaar zullen zijn, toch kan je je voorbereiden op die eventuele laatkomers. Als je het slim aanpakt, geef je bijvoorbeeld telkens de helft van de hoeveelheid taart die je nog hebt. Als er dan meer mensen opdagen dan verwacht, kan je ze altijd nog een stuk aanbieden. En anders heb je zelf nog een stukje de dag nadien.

Kan je zoiets ook doen voor toekomstige wetenschappelijke theorieën? Het antwoord is “ja”: één mogelijkheid is om een catch-all-hypothese te maken. Dat is een hypothese die zegt: “Geen van bovenstaande”. Een soort rommellade waar je later specifieke hypotheses uit kan opvissen. Zo kan je alvast enige waarschijnlijkheid reserveren voor het geval er een nieuwe hypothese wordt bedacht. De catch-all-hypothese zegt dat wellicht nog niet alle hypotheses zijn aangekomen en de waarschijnlijkheid die we vooraf aan die mogelijkheid toekennen, kunnen we achteraf herverdelen.

De kans dat de wetenschap ooit af is lijkt me zeer klein. En als het tegen de verwachting in toch gebeurt, heb ik nog een stuk chocoladetaart in de koelkast.

Geen eiland

Dit jaar staat in het teken van de vijfhonderdste verjaardag van het boek van Utopia, daarom leek het me leuk om een column te schrijven over wetenschappelijk utopisme. Daarin kan Bacons utopie natuurlijk niet ontbreken. (Vanaf nu schrijf ik trouwens elke maand een column voor Eos!)

Deze column is in licht gewijzigde vorm verschenen in het meinummer van Eos.

In 1516 verscheen Utopia, het boek van Thomas More over het socio-politieke en religieuze leven op een fictief eiland. De ondertitel wordt vertaald als: “Een gouden boekje, niet minder heilzaam dan grappig, over de ideale republiek en over het nieuwe eiland Utopia.” Sindsdien is Utopia, wat ‘geen plaats’ of Nergensland betekent, haast synoniem geworden voor Eutopia, of ‘goede plaats’. More contrasteert de rationele eilandbeschaving met de moderne problemen van een Europese stad als Antwerpen. Engelsman Thomas More verbleef namelijk enige tijd in Vlaanderen en zijn boek werd vervolgens door bemiddeling van Erasmus gedrukt in Leuven. Daarom wordt de vijfhonderdste verjaardag van de publicatie ook bij ons gevierd: met een schrijfwedstrijd voor studenten en de expo Op zoek naar Utopia in Museum M (vanaf 20 oktober).

Utopia.

Heruitgave van Mores Utopia, met een illustratie van dit denkbeeldige eiland op de kaft.

Het bedenken van utopieën is van alle tijden. Plato beschreef in zijn dialoog Politeia al een ideale staat, waarin de leiders filosofen waren, en gedurende de middeleeuwen waren verhalen over Luilekkerland populair. Het boek van More gaf vervolgens de aanzet voor een heel genre: de utopische roman. Iets meer dan een eeuw later inspireerde het Francis Bacon tot het schrijven van Nova Atlantis, waarin Bacons visie op ideale wetenschap, wetenschapsethiek en de wisselwerking tussen wetenschappelijk onderzoek en maatschappij een centrale rol spelen. Nova Atlantis verscheen in 1627 (een jaar na het overlijden van Bacon). Zoals de verwijzing naar Atlantis in de titel al doet vermoeden projecteerde ook Bacon zijn utopie op een eiland. Daarop situeerde hij een ideaal instituut voor de wetenschap, dat hij het Huis van Salomon noemde en dat hoog aanzien genoot in deze beschaving. Ook dit verhaal werkte duidelijk inspirerend, niet enkel voor andere schrijvers maar ook voor wetenschappers, want in 1660 werd daadwerkelijk de Royal Society opgericht, een genootschap voor geleerden in Londen.

Francis Bacon twittert Vorig jaar verscheen Francis Bacon ‘twittert’ van wetenschapsethicus Gustaaf Cornelis (uitgegeven bij Garant, 2015; Google Books). Cornelis geeft een samenvatting van Nova Atlantis en licht leven en werk van Bacon toe. Hierbij plaatst hij beknopte parafrases in een kader: zo retweet Cornelis Bacons belangrijkste ideeën. De ondertitel is De nieuwe academie en Cornelis schetst inderdaad zijn eigen utopie van een wetenschappelijke opleiding. Daarnaast geeft hij ook een dystopische beschrijving van de huidige universiteit: Cornelis maakt melding van de nefaste publicatiecultuur die slodderwetenschap in de hand werkt. Maar hij citeert ook een studie waaruit blijkt dat studentenrestaurants bij gemiddeld 65% van de warme maaltijden frieten serveren.

Vóór zijn Nova Atlantis had Bacon een ander belangrijk werk geschreven: Novum Organum over een nieuwe wetenschappelijke methode. De titel verwijst naar de werken van Aristoteles over deductie, die het Organon worden genoemd. De redeneermethode van Aristoteles laat ons toe om uit zekere aannames even zekere conclusies te trekken. Dat lijkt nuttig, als we tenminste over zekere aannames beschikken, maar daar wringt in de praktijk het schoentje. Cornelis retweet Bacons opvatting hierover kernachtig:

“Deductie is enkel geschikt voor het behoud van dwalingen.”

Ons hedendaagse beeld van wetenschappelijke kennis is eerder probabilistisch: er zijn geen absolute zekerheden, maar sommige hypotheses kunnen wel met (zeer) hoge waarschijnlijkheid aangetoond worden. Deze visie vinden we al terug in Bacons Novum Organum: zijn nieuwe methode gaat precies over hoe wetenschappers door herhaling tot algemene wetmatigheden kunnen komen. De methode van Bacon heet inductie.

Drie eeuwen later voegde logicus Peirce de term ‘abductie’ in, voor een andere type niet-deductieve redeneringen, die gericht zijn op de best mogelijke verklaring voor een waarneming. (Hierover schreef ik al in mijn blogbericht “Brief aan een theoloog (over planet nine)“.) Zo komen we tot drie hoofdvormen van wetenschappelijk denken: deductie, inductie en abductie.

Dromen past niet in dit rijtje thuis, maar ik vermoed dat heel wat wetenschappers ook utopische denkers zijn. Daarom verwacht ik dat er vanuit de wetenschap zelf altijd ideeën over de verbetering ervan zullen blijven opborrelen en zie ik de toekomst optimistisch tegemoet. Natuurlijk blijft de aansluiting tussen wetenschap en de rest van de maatschappij steeds een moeilijke oefening. Utopieën spelen zich vaak op eilanden af, maar wetenschap is geen eiland. Misschien moet er iemand een vervolg schrijven op Bacons Nova Atlantis, over een expeditie waarin de bewoners ontdekken dat ze toch niet op een eiland wonen, maar op een schiereiland.

Motivating scientists for philosophy

In recent years, there have been a number of high profile scientists who have spoken dismissively about philosophy. There was a recent case, to which a philosopher responded in a public letter (actually, a blog post). On a different philosophy blog, there was the idea to crowd-source a “Philosophy cheat sheet” for scientists. I copy my reaction below.

Some suggestions for scientists who are already interested in philosophy can be found in this earlier post.

~

This is an interesting suggestion! To introduce a cheat sheet, a motivational letter could be useful too: tell them first why it may be relevant for them. This is my (incomplete) proposal for such a letter.

Dear Scientist,

You belong to a respected profession, that is nevertheless not very well-known by the general public. You may have wondered how to counter stereotypes like the “mad professor” or how to prevent common misconceptions about your particular field of research.

In Philosophy, we have a very similar situation: to people outside our field, it is typically not clear what we do. In addition, unlike Science, Philosophy is often mocked for being pointless, outdated, or worse. You may have similar opinions. However, as a scientist, you are probably open to falsification of your own prior ideas. Ask yourself how you came to this position. Maybe you heard it from your teachers or colleagues, but do you think they really delved into it themselves, or could this just be a myth that is being passed on? Or maybe you read a philosophy book once and really did not like it, but surely this body of evidence is too small for a general dismission of an entire field of research.

It would be nice if you refrained from dismissing Philosophy in public, but there is more: learning more about Philosophy might actually help you with your own mission.

  1. Philosophy, science, and art have a rich and intertwined history. Read up on it! Being a curious person you will find it fascinating. Textbooks on science tend to distort the history of the discipline due to the brevity with which the topic is discussed and because they copy each other rather than returning to the primary sources. Prepare to be amazed by what you will learn about your own field. :-)
  2. f you draw a Venn diagram of famous philosophers and famous scientists, you will find that the intersections contains many elements. Think about Pythagoras, Descartes, Newton, and Galilei, to name a few. Einstein was well-versed in philosophy, too. Maybe it is time for a reunion.
  3. Scientists are typically not trained to reason about science as a whole, its role in society, and the relation between science and other human endeavors (including philosophy). If you do want to address such meta-questions in a meaningful way, it will pay off to educate yourself about the philosophy, history, psychology, sociology, … of your field. As a scientist, you do not need to do this to be good at your work, but as a curious human being, you will probably enjoy it. In addition, it will improve your teaching and communication with a wider audience. So it may be worthwhile to look into it, if you engage in either of these.
  4. A lot of contemporary philosophy is analytic philosophy. It is more similar to science than to literature. It relies on formal models, such as logic and probability theory. Some of the logics (yes, plural) used by philosophers may not be relevant to your work, and that is fine. Yet, some parts of analytic philosophy address questions directly relevant to very active research fields in science. You might enjoy learning more about this.

Sincerely,
a Philosopher of Science

~

Further thoughts welcome.

Brief aan een theoloog (over planet nine)

Misleidend plaatje want de nieuw gepostuleerde planeet is niet rechtstreeks waargenomen.Op KU Leuven Blogt schreef professor Bénédicte Lemmelijn een blogbericht over planet nine: lees het hier. Aangezien ze zelf aangeeft dat ze een “beperkt positief-wetenschappelijk begripsvermogen” heeft, heb ik de gelegenheid te baat genomen om enkele punten toe te lichten vanuit wetenschapsfilosofie en -geschiedenis.

Achteraf zag ik dat er op Twitter veel negatieve reacties waren op de aankondiging van het blogbericht. Lieven Scheire noemde het ‘creationisme light‘. Ik vind het vooral jammer dat er nog zo veel misvattingen zijn over wetenschap, maar anderzijds zie ik het ook als een kans om zelf over wetenschap te vertellen. Vandaar dat ik mijn reactie ook hieronder plaats.

~

Beste Bénédicte,

Het viel me op dat u in het tweede deel het woord “deductie” gebruikt. De term die me hier passender lijkt (ook gezien de titel en de rest van uw stuk) is “abductie” (in het Engels “inference to the best explanation”). Dit is een redeneervorm, geen bewijsvoering. U schrijft de conclusie van de wetenschappers neer als: “er moet een planeet zijn die dit alles veroorzaakt.” Hier wijst het woord “moet” echter niet op logische noodzakelijkheid, zoals bij deductie. “Moet” of “moet wel” kan in het Nederlands inderdaad ook een abductie aangeven. (Zie deze samenvatting van een studie hierover.)

Er zijn in de loop van de geschiedenis overigens wel vaker planeten gepostuleerd op basis van indirecte waarnemingen. Soms succesvol (Neptunus), soms ook helemaal niet (Vulcanus)! Laten we die laatste optie hier toch ook niet uit het oog verliezen: in de wetenschap is het cruciaal dat voordien plausibel geachte hypotheses steeds verworpen kunnen worpen op basis van nieuwe waarnemingen en inzichten.

Wetenschappers zelf spreken zelf trouwens zelden of nooit categorisch over bewijs of feiten. Het gaat in de wetenschappen om (zeer) hoge waarschijnlijkheid en coherentie met bestaande kennis. Wanneer er voor dezelfde hypothese meerdere, onafhankelijke proeven en berekeningen zijn die haar bevestigen, wordt de waarschijnlijkheid steeds hoger. Planet nine heeft dus nog een lange weg te gaan voor deze hypothese op gelijke hoogte komt met, pakweg, de hypothese dat de aarde een natuurlijke satelliet heeft.

Er zijn geen voldongen feiten, wel een aantal hypotheses die tot op heden elke test hebben doorstaan.

Om dit uit te leggen gebruik ik in mijn colleges over wetenschapsfilosofie een levende boom als metafoor voor wetenschap. (Zie ook bv deze pdf p. 17.) Nieuwe hypotheses of studies zijn als twijgjes aan de boom. We kunnen niet bij voorbaat weten welke twijgjes uitgroeien tot dragende takken van de boom. Daarvoor moet het eerst vele stormen en snoeibeurten doorstaan. En zelfs een houten tak kan later gesnoeid moeten worden. (Dat de aarde een maan heeft behoort in dit beeld tot de stam, planet nine is slechts een twijgje op een uitloper van de kruin.)

Een andere metafoor die ik soms gebruik is een spel waarbij gezegd wordt “de tafel plakt niet”. Dit werkte ik uit in mijn essay “Children of the Cosmos” (zie p. 2).

Vriendelijke groeten,
Sylvia

PS: Het is een detail, maar ik wou toch opmerken dat ik de formulering “een soort zwaartekracht” heel vreemd vond. Sinds Newton spreken we van “universele gravitatie”, precies omdat er maar één soort zwaartekracht gevonden is – op aarde en erbuiten.

~

Aanvullingen 9 maart 2016:

Professor Lemmelijn was ’s avonds op Radio 1 (de dag dat haar blog gepubliceerd was) en ook daar hoorde ik geen teken van creationisme. Maar ze gebruikte wel opnieuw “deductie” schijnbaar als synoniem van “wetenschappelijk denken”, wat echt een misvatting is (weliswaar een wijdverbreide).

Intussen schreef studentenblad Veto ook over de kwestie: “Creationisme is boerenbedrog” met als ondertitel “Creationisme aan de KU Leuven: God is niet meetbaar”. Ze hebben hiervoor verschillende mensen gecontacteerd. Ook met mij werd een kort telefonisch interview afgenomen en dit heeft tot enkele quotes geleid. (Zelf ben ik er niet helemaal tevreden over. Twee zinnen is gewoon te kort om hier iets zinnigs over te kunnen zeggen.)

Overigens denk ik dat de heftige reacties op het stuk van Lemmelijn wijzen op een allergie aan religie. Zelf probeer ik zo tolerant en open mogelijk te zijn en dus ook te blijven luisteren naar mensen die vanuit een gelovig perspectief over wetenschap nadenken. (En waar nodig bijsturen.) Bij polarisatie is niemand gebaat.

Omdat ik mijn eigen filterbubbel zo ruim mogelijk wil houden, heb ik na dit blogbericht beslist om bijvoorbeeld ook Cees Dekker te volgen via Twitter. Cees Dekker is een bekende gelovige natuurkundige in Nederland, die vroeger intelligent design aanhing, waar hij rond 2008 wel afstand van genomen heeft. Vervolgens heb ik Lemmelijns blogbericht onder de aandacht van Dekker gebracht en hij schreef “Ik heb sympathie voor haar standpunt. Maar het kan het gevaar van een god-van-de-gaten idee meebrengen.”

Het thema “wetenschap en religie” lijkt trouwens in de lucht te hangen dezer dagen. Zie onder andere:

Suggestions regarding philosophy (for scientists)

I received a question from a Ph.D. student in science, who is interested in philosophy and philosophy of science. He had done quite some reading, mainly of the classics, and requested some recommendations for navigating the philosophy of science literature. Below is a slightly redacted version of my reply.

  • If you are in a similar situation, I posted this for you!
  • If you are a philosopher, feel free to add additional suggestions (or indicate parts you disagree with).

Thank you for your question. Always interesting to ‘meet’ people who have a similar background and who are interested in philosophy / philosophy of science! :-) I never did a systematic study of philosophy myself, so I think I know the situation you describe. ;-) But I do think I can help you with some suggestions. Here they are:

* If you want to get some idea of which subbranches exist in philosophy and how actively they are being researched, take a look at the PhilPapers index. (It functions as an archive of pre- and postprints in philosophy).

You probably already noticed “the great divide”: there is ‘continental’ philosophy (which is more similar to literature) and ‘analytical’ philosophy (which relies more on logic and mathematics). The former used to be dominant in Europe, and the latter more in the Anglo-American world, but analytical philosophy is becoming mainstream everywhere.

* If you still want/need a general introduction to phrases and methods that are common to many areas of philosophy, check out “The Philosopher’s Toolkit” by Baggini. (You can check the index e.g. on Amazon: if you don’t know most of the words in the section titles, this is probably a good book to start with.)

* A good general introduction to philosophy of science is James Ladyman’s “Understanding Philosophy of Science”. (I have used it for an introductory course and found it very intelligble.)

* You might want to supplement this with readings in philosophical logic, but I don’t know a good starting point (sorry).

* After this I would suggest reading a “Cambridge Companion to …” (or similar) on a particular subbranch of philosophy that interests you. For instance, philosophy of physics (or a different science). If you are also interested in ethics, then you will be better off with philosophy of technology, but I am less familiar with that area. My own specializations include philosphy of probability, time, and infinity. So I can make more specific recommendations for these; just ask me!

* In general, SEP is a very good source, so each time you see a topic of interest or a philosophical term that you don’t know but are interested in, start there! (The search function is not great, though, so just use Google and add SEP as a search term.) If you follow-up on some of the links or sources in the bibliography you will always be reading relevant material.

* My colleagues and me have just founded “Philosophy of Science Leuven” (PSL) to make the philosophers of science activities more visible to people outside our research centre. Our website is not ready yet, but you can already use it to subscribe to one or more e-maillists in case you want to be informed of lectures on those topics. Alternatively, you can also just check out the events at this website. We have regular meetings on Friday afternoons (starting 3pm), but occasionally also at other times. Always welcome!

* Have fun exploring!

Best wishes,
Sylvia

PS: If you want to have some idea of what philosophers gossip about, currently this website is the place to be. ;-)

PPS: If you ever consider publishing in a philosophy journal or switching careers, be forewarned that publishing is much more difficult than in science or engineering. There are very few ‘good’ journals, so the acceptance rate is very low and the turn-around time is insanely long at some of these popular journals (years!). Except for the journals that use triple-blind refereeing, most of them are double blind; this means the editors see the names of the authors and there are many desk-rejections, especially for authors that are not famous (yet). I don’t like this at all about my new field. :( Rarely any of the ‘good’ journals have impact factors, so what is considered ‘good’ is just a reputation thing as well and it takes quite some time to learn about these unwritten rules. :/

Addendum (11pm):

My colleague Pieter Thyssen (Ph.D. in theoretical chemistry, currently doing research in philosophy of physics) has two further suggestions (via Twitter). He wrote: “also loved reading Curd & Cover’s Central Issues in the Philosophy of Science” and “Another one I liked a lot was Alan Chalmers’ What is this Thing Called Science?”

Addendum (14 Jan.):

Thanks to David De Wolf for pointing me to the following blogpost written by Tomas Petricek: “Philosophy of science books every computer scientist should read“. Another vote for “What is this Thing Called Science?” Hm, maybe I should read that sometime. ;-) The other suggestion are primary sources and I like this selection. For instance, I usually assign my students at least one chapter of Paul Feyerabend’s “Against Method”, too. :-)