In het eerste deel van deze serie besprak ik twee strategieën die wetenschappers zouden kunnen gebruiken om nieuwe inzichten over de wereld te vergaren, of in de woorden van onze mijnbouw metafoor: om goud te vinden. De strategieën van zowel de gelukstreffers als de grondige graafmachines, hoewel nuttig in sommige gevallen, werden als te inefficiënt voor de wetenschap beschouwd. In dit artikel zal ik de strategie uitleggen die de meeste wetenschappers (proberen te) gebruiken, die ik de strategie van de bedachtzame theoretici zal noemen. Bovendien zal ik uitleggen waarom – in tegenstelling tot wat je zou verwachten – dit de meest efficiënte strategie is die we hebben.
Bedachtzame theoretici
In tegenstelling tot de gelukstreffers, die op willekeurige plaatsen blijven graven, en de grondige graafmachines, die blijven graven in de buurt van oude goud locaties, houden de bedachtzame theoretici niet zo van graven. Dat doen ze alleen als ze er zeker van zijn dat het graven de moeite waard is. In plaats daarvan nemen ze de tijd, meestal om de kaarten te bestuderen waar andere wetenschappers eerder goud hebben gevonden. Bij het lezen van al deze verschillende rapporten zouden ze een patroon kunnen zien verschijnen: “Hmm, op de meeste plaatsen waar goud werd gevonden, bevatten de rotsformaties ook kwarts. Misschien komen kwarts en goud vaak samen voor!” Zo’n vermoeden kan dan expliciet worden uitgedrukt in de vorm van een theorie, een reeks uitspraken die in detail uitleggen wat de theoreticus gelooft dat waar is, bijvoorbeeld: “Op plaatsen met kwarts vinden we goud”.
Vaak is zo’n patroon niet meteen duidelijk. In die gevallen vergen de taken van de bedachtzame theoretici veel tijd en moeite die niet kan worden besteed aan graven. Voor een buitenstaander verspillen de theoretici kostbare tijd met lezen, denken en praten, zonder echt iets productiefs te doen, zoals graven. Toch kan hun werk verrassend belangrijk zijn, omdat de theorieën die hieruit voortkomen vaak ogenschijnlijk verschillende inzichten samenvatten in de belangrijkste ideeën.
De voordelen van theorieën
Het beste van theorieën is dat het wetenschappers in staat stelt om de plaatsen te beperken waar goud gevonden kan worden. Ze hoeven niet langer op willekeurige plaatsen te graven en hopen geluk te hebben, noch hoeven ze elke vierkante centimeter op de kaart grondig uit te graven voor goud. In plaats daarvan hebben wetenschappers een algemene regel die hen een behoorlijke hoeveelheid succes belooft. De theorie doet voorspellingen over welke plaatsen op de kaart – die met kwarts – goud zullen bevatten. Bovendien bevinden deze voorspellingen zich vaak op zeer onverwachte plaatsen – ver weg van waar de grondige graafmachines en gelukstreffers naar goud graven. Dit maakt het zeer onwaarschijnlijk dat de goudafzetting zou zijn gevonden zonder de bijdragen van de theoreticus.
Kritische experimenten
Oké, theorieën zijn dus nuttig, maar waarom voeren wetenschappers dan zo veel experimenten uit met schijnbaar weinig praktisch nut? Het komt vaak voor dat twee theoretici het oneens zijn. Elke theoreticus onderscheidt enigszins verschillende patronen en komt daarmee met een andere theorie dan de andere: theoreticus A zou kunnen zeggen dat goud alleen in de buurt van kwarts te vinden is, terwijl theoreticus B gelooft dat goud in alle afzettingen van sedimentair gesteente te vinden is. Om het geschil op te lossen, kunnen we een kritisch experiment doen: we graven in een sedimentair gesteente dat geen kwarts bevat. Als we goud vinden, dan heeft B gelijk, zo niet, dan kan A gelijk hebben.
Hoewel het kritische experiment zelf niet per se tot veel goud leidt, maakt de waarde van het oplossen van het geschil dat ruimschoots goed. De waarneming bijvoorbeeld dat het licht van sterren door de zwaartekracht om de zon zal buigen, is op zichzelf al een interessante ontdekking. Maar het feit dat deze ontdekking bewees dat Einsteins theorie beter was dan die van Newton, maakte de ontdekking aanzienlijk interessanter. Die ene ontdekking was de oorzaak van een complete wetenschappelijke revolutie, die onze opvatting van de werkelijkheid fundamenteel veranderde en leidde tot veel nieuwe ontdekkingen en toepassingen. Daarom is het vinden van een theorie die betere voorspellingen doet veel meer waard dan een enkel inzicht, en door kritische experimenten uit te voeren, kunnen wetenschappers snel ontdekken welke theorieën waar zijn.
Hoewel het dus lijkt alsof wetenschappers veel tijd verspillen met nadenken en experimenten uitvoeren die misschien geen duidelijke praktische implicaties hebben, doen ze dat om een goede reden. Theoretiseren is een veel betere strategie om tot nieuwe inzichten te komen dan een strategie van willekeurig experimenteren of een strategie die uitsluitend berust op incrementeel opgraven. Kritische experimenten, zelfs die op zichzelf oninteressant zijn, zijn belangrijk voor het oplossen van geschillen tussen verschillende theorieën. Hoe contra-intuïtief het ook mag zijn, in de enorme, gecompliceerde wereld waarin we leven, weten de bedachtzame theoretici de snelste weg naar goud.
Schrijver: Rowan Sommers
Redactie: Francie Manhardt
Nederlandse vertaling: Cielke Hendriks
Duitse vertaling: Natascha Roos
Eindredactie: Merel Wolf
