Dichter bij de waarheid

Beeld: De bacterie Coxiella burnetii veroorzaakt de Q-koorts. Na de waarneming van bacteriën won de alternatieve theorie van ziektekiemen aan belang.

Wetenschap wordt vaak in een adem genoemd met vooruitgang. Onderzoek jaagt inderdaad technologische en maatschappelijke innovatie aan. Ook de wetenschap zelf wordt geacht zichzelf steeds te verbeteren. Toch is er onenigheid over hoe dat precies werkt.

Naïef kan je denken dat mensen ooit als een onbeschreven blad begonnen zijn. Sindsdien hebben ze via hun zintuigen allerlei kennis verzameld. Ze ontwikkelden microscopen om hun zintuigen te helpen. Zo hoopte de kennis zich gestaag op. Wetenschapsfilosoof Karl Popper noemde dat de ‘emmertheorie’.

Maar de emmertheorie is lek. Lokaal en tijdelijk kan kennis ook verloren gaan, bijvoorbeeld als de taal waarin wetenschap wordt beoefend in onbruik raakt. Bovendien zorgen nieuwe onderzoeksmethodes ervoor dat oude denkbeelden radicaal op de schop moeten.

De microscoop leidde bijvoorbeeld tot de eerste waarneming van bacteriën. Die ontdekking vormde de basis voor een beter begrip van besmettelijke ziektes. Voordien geloofden veel artsen dat slechte lucht ziektes veroorzaakte. Pestmeesters vulden hun snavelmasker daarom met lavendel. Na de waarneming van bacteriën won de alternatieve theorie van ziektekiemen aan belang. Intussen weten we dat sommige ziekteverwekkers zich weliswaar ook via de lucht verspreiden, maar ook dat bloemengeur daar niet tegen helpt. Soms moet de emmer geleegd worden om vooruit te komen.

Popper bedacht de term emmertheorie louter om die visie te bekritiseren. Hij wees erop dat mensen hun kennis niet alleen uitbreiden door passieve waarnemingen, maar vooral door gericht te zoeken op basis van hun eerdere kennis. Wetenschap bestaat dus uit een uitgekiend samenspel tussen denken, doen en aandachtig kijken.

Wetenschappers stellen vaak hypotheses op van de vorm: als ik dit doe, dan gebeurt er dat. Door de handeling uit de hypothese echt uit te voeren en te kijken wat er gebeurt, toetsen ze die hypothese. Als de voorspelling uitkomt, onderbouwt de waarneming de hypothese; als het resultaat de voorspelling tegenspreekt, moeten ze hun hypothese herzien.

Soms lukt het om een samenhangend systeem te bedenken dat veel eerdere waarnemingen verklaart op basis van al goed onderbouwde hypotheses en dat toekomstige waarnemingen voorspelt. Zo’n systeem noemen we een wetenschappelijke theorie. Om Isaac Asimov te parafraseren: nee, een theorie is niet iets dat je na een nachtje drinken hebt bedacht!

Wetenschappelijke theorieën moeten dus goed onderbouwd zijn en kunnen lang standhouden, om vervolgens toch geklopt te worden door een betere theorie. Volgens fysicus David Deutsch zouden we beter over misvattingen praten in plaats van over theorieën: ‘We zouden kunnen zeggen dat Einsteins misvatting van de zwaartekracht een verbetering was van Newtons misvatting’.

De emmertheorie is een misvatting over wetenschap die zelf ook aan vervanging toe is. Een alternatieve theorie – die al doorschemert in het citaat van Deutsch – zegt dat wetenschap weliswaar geen verzameling van ware feiten of theorieën is, maar dat wetenschappelijke theorieën wel steeds beter de waarheid benaderen.

Maar hoe bepaal je de afstand tot de waarheid, terwijl je die niet kent? Over die vraag boog ik me in een artikel samen met doctorandus Leander Vignero. We zochten eerst uit hoe zo’n afstand werkt in gevallen waar we de waarheid al kennen. Beschouw bijvoorbeeld het weerpatroon van een aantal jaar geleden en vergelijk twee meteorologen die dat weer voorspellen op basis van nog oudere waarnemingen.

De eerste meteoroloog onderscheidt slechts vier gevallen: weinig of veel neerslag met zwakke of sterke wind. De tweede meteoroloog werkt fijnmaziger en onderscheidt neerslag in millimeter en windkracht op de schaal van Beaufort. De ruwe meteoroloog kan zelfs door te gokken een kwart van de voorspellingen juist hebben, terwijl de specifieke meteoroloog vrijwel zeker veel foute voorspellingen zal maken, die mogelijk toch dicht bij de waarheid zitten.

De afstand tussen theorie en waarheid kan blijkbaar op verschillende manieren verkleind worden: door volledigheid en door accuratesse, die elkaar deels tegenwerken. Het is dus niet evident dat er één unieke maat bestaat voor wat we bedoelen met dichter bij de waarheid.

De optimistische hypothese dat wetenschap de waarheid steeds beter benadert blijft voorlopig een goede kandidaat om de emmertheorie te vervangen. Of het écht een verbetering is en hoe groot de winst dan is, kunnen we helaas nog niet nameten.