Gedachtenexperimenten

Een van mijn favoriete gedachtenexperimenten is dat van het “hamer en aanbeeld”. Het is van Galileo Galilei die tot de conclusie was gekomen dat de valsnelheid niet afhankelijk is van het gewicht van een voorwerp. In de menselijke ervaring komen bewegende dingen vanzelf tot stilstand en vallen zware dingen sneller dan lichte. Dat het gewicht niet van invloed is op de valsnelheid was in de 16e eeuw dan ook een revolutionair idee. Op de middelbare school leer je het met een “echt” experiment. Je docent heeft een buis met daarin een veertje en een kogeltje. Het veertje valt langzamer dan het kogeltje, de docent zuigt vervolgens de buis vacuüm en daarna vallen het veertje en de kogel wel even snel. Slaapverwekkend.

Het probleem met dat experiment, behalve dat het gewoonweg te snel gaat, is dat het voortbouwt op een idee waar Galilei helemaal niet over kon beschikken: dat van lucht en luchtdruk. Ja, zal je zeggen, maar hoe kan hij dat nou niet geweten hebben? Hij ademde toch, dan voel je de luchtdruk toch gewoon? Oh wat zou ik graag willen dat ik hem dat kon vragen, maar het idee dat lucht een gas is, uit bewegende deeltjes bestaat en dat het druk en wrijving uitoefent was nog niet geland in de 16e eeuwse wetenschap. Hij wist het niet.

Een echt experiment uitvoeren zat er dus ook niet in. Hij kon al niet op het idee komen van een vacuüm, laat staan dat hij het echt kon maken. Hij kon natuurlijk wel zware en lichte voorwerpen met dezelfde vorm laten vallen en in de praktijk dokterde hij zijn valtheorie uit met rollende ballen die van hellingen met verschillende steilheden rolden. Ook al niet iets dat tot de verbeelding spreekt.

Daarom bedacht hij het volgende gedachtenexperiment. Stel, zei Galilei, dat je een aanbeeld en een hamer aan elkaar knoopt. Ongeveer zo.

de-vector-van-de-hamer-en-van-het-aambeeld-24689659

Valt dit geheel nu sneller of langzamer dan een aparte hamer en een apart aanbeeld? Als de hamer langzamer gaat, remt zij het aanbeeld en gaat het geheel dus langzamer dan het aanbeeld alleen. Maar het geheel van aanbeeld en hamer is zwaarder dan het aanbeeld alleen, dus zouden aanbeeld en hamer samen juist sneller moeten vallen. Het probleem kan worden opgelost door aan te nemen dat hamer en aanbeeld even snel vallen.

Prachtig, nietwaar? Een bewijs is het natuurlijk niet. Dan had de Griekse filosoof Zeno ook wel bewezen dat een pijl nooit tegen een muur geschoten kan worden en dat een konijn een schildpad nooit kan inhalen. Maar toch is het verschil tussen een goed experiment en een goed gedachtenexperiment kleiner dat je zou denken.

Een goed experiment, of je het nou uitvoert of niet, moet retorisch goed werken: het verhaal moet kloppen. Het experiment moet je gedachten zo op een spoor zetten dat de uitkomst werkelijk als een bom inslaat. De eerste stap in die vertelkunst in de vraag die het experiment stelt. Vallen zware voorwerpen wel echt sneller? Zetten mensen hun morele kompas onder druk van autoriteit uit, of in een groep? Het moeten als het even kan alledaagse, onschuldige vragen zijn. Het is voor het effect van het experiment namelijk belangrijk dat je het antwoord op de vraag allang denkt te weten. Als je geen verwachtingen hebt werkt een experiment niet. Daarom richten onderzoekers het experiment zo eenvoudig en zo puur in als het maar enigszins kan. Je denkt echt dat je zeker weet wat er uit gaat komen. Maar dan komt het natuurlijk. In de uitvoering blijkt het tegendeel. De ontluisterende uitkomst van een goed experiment is dat je al die tijd ongelijk had. Alle voorwerpen vallen even snel. De morele standvastigheid van de mens is flinterdun.

Ik kan erg genieten van goed ontworpen experimenten. Maar ik vind gedachtenexperimenten er toch de mooiste vorm van. Een gedachtenexperiment hoef je niet eens uit te voeren om het overtuigend te laten zijn. Vaak gaat dat natuurlijk mis. Veel theoretisch natuurkundigen zijn goed in gedachtenexperimenten. Einstein was er een kei in. Maar een van zijn bedenksels: het Einstein, Poldofsky, Rosen experiment werd later echt uitgevoerd en stelde hem in het ongelijk. Over dat experiment schrijf ik nog wel eens een blogje. Tot die tijd is het aan de makers van gedachtenexperimenten om te overtuigen zonder dat hun hersenspinsels in het echt getoetst kunnen worden.

Meer lezen?

Ik ga op de waarde van echte experimenten in Waardendragers. Ook mijn blogjes Eksters en Lableven raken aan dit onderwerp.

Waardendragers

Mijn vrouw en ik waren kort geleden in Kamp Vught. Kamp Vught was in de tweede wereldoorlog een doorvoerkamp voor de Nazi’s, na de oorlog werden Nederlandse collaborateurs er gevangen gezet, waarna het kamp nog lang als vluchtelingenkamp in dienst geweest is. Kamp Vught bestaat uit grote barakken met honderden stapelbedden zoals je die wel uit films over concentratiekampen kent. Het is een ongemakkelijk gezicht, maar als je je het leven in het kamp voorstelt wordt het pas echt beklemmend. Die slaapzalen lagen vol uitgehongerde en veelal zieke mensen voorstellen. Overal lag er wel iemand te huilen of te schreeuwen. Mishandeling van gevangenen kwam er veel voor, in Vucht was het absolute dieptepunt het Bunkerdrama waarin 74 vrouwen een nacht in een cel van 9 bij 9 worden opgesloten, een incident dat zelfs de bezetter zelf te ver ging.

Terwijl we door het kamp werden rondgeleid, dwaalden mijn gedachten onwillekeurig af naar de experimenten van Milgram en Zimbardo. Dit zijn experimenten waarover ik, als ik een kansje zie, graag vertel in de klas. Milgram was geïnteresseerd in hoe mensen op autoriteit reageerden. Hij nodigde mensen uit in het lab om mee te doen aan een experiment ‘over leren’.  Proefpersonen werden gevraagd electroshoks uit te delen aan een andere proefpersoon die een lijst met woordjes aan het leren was. Bij elke nieuwe fout moest er een fellere electroshok uitgedeeld worden. In werkelijkheid was de andere proefpersoon een acteur. Hij speelde het effect van ernstige electroshoks na. Eerst vertoonde hij lichte schikreacties, maar al snel begon hij te klagen, dan te jammeren en te schreeuwen om ten slotte helemaal geen reactie meer te geven. Veel proefpersonen voelden zich steeds meer bezwaard electroshoks uit te delen, maar als de wetenschapper in de ruimte op neutrale toon zei dat het experiment vereiste dat de electroshoks werden uitgedeeld deden ze het toch, althans 65% van de proefpersonen ging door tot dat het maximum van 450 volt –  en absolute stilte in de andere ruimte – bereikt was.

Zimbardo bootste de situatie in een gevangenis na in het ‘Stanford Prison Experiment’. Hij nodigde een groep proefpersonen uit om in een rollenspel de situatie in een gevangenis na te spelen. De groep proefpersonen werd willekeurig ingedeeld in twee groepen waarvan één groep als gevangenen en de andere als bewakers werd aangewezen. De situatie van een gevangenis werd nauwkeurig nagebootst, de gevangen werden gearresteerd, kregen nummers enzovoort. De eerste dag gebeurde er weinig, maar al snel liep de situatie volledig uit de hand. Op de tweede dag kwamen een aantal gevangen in opstand, die werd ‘neergeslagen’ met brandblussers. Daarna gingen de bewakers steeds verder om controle te houden, ze gingen psychologische spelletjes spelen met de gevangenen, ze gingen straffen door matrassen weg te halen (gevangen moesten op beton slapen), ze weigerden om toiletemmers van de gevangen te verschonen, enzovoort. Het sadisme van de bewaking liep zo snel uit de hand dat het experiment vroegtijdig gestopt moest worden – na zes dagen al.

Studenten reageren vaak verbaast als ze over deze experimenten horen. Als ik ze de opzet van het experiment vertel en ze vraag om een voorspelling te doen over de uitkomsten dan onderschatten ze meestal het aantal mensen dat bereid is ernstige electroshoks uit te delen en de zwaarte van de mishandeling die de nepbewakers hebben toegepast. De waarheid die de experimenten van Milgram en Zimbardo laten zien, is dat ons gedrag in hoge mate door onze omgeving wordt bepaald, ook als die omgevingen dingen van ons vragen die we normaal gesproken niet zouden doen. In Vught ging het natuurlijk niet anders. Ook toen de Joodse gevangenen waren vervangen door Nederlandse collaborateurs en de Duitse bewakers door eerzame Nederlandse bewakers waren de pesterijen en mishandelingen aan de orde van de dag. De mishandelingen waren het gevolg van de rollen van bewaker en gevangene veel meer dan de afkomst of overtuiging van de mensen in het kamp. In kamp Vught en in andere concentratiekampen was het Stanford experiment al eens uitgevoerd.

Experimenten zijn waarheidsdragers en ik vind dat iedereen van de experimenten van Zimbardo en Milgram zou moeten weten, maar niet vanwege de waarheid die ze bloot legde– dat gedrag sterk door de sociale omgeving gestuurd word. Veel belangrijker vind ik dat deze experimenten ook waardendragers zijn. Door het belang van de omgeving op het gedrag te laten zien, laten ze ook het belang van universele waarden zoals gelijkwaardigheid zien en nopen ze tot bescheidenheid. Wat de proefpersonen van Milgram en Zimbardo deden, zouden wij allemaal kunnen doen en zo redeneren we meestal niet over de wereld. We overschatten ons zelf en ons vermogen ons eigen gedrag correct in te schatten schromelijk, we geneigd oorzaken van ons eigen gedrag vooral in onze omgeving te zoeken terwijl we bij anderen de persoon verantwoordelijk houden. We denken vaak over de schurk en de held als personages,  terwijl het eigenlijk rollen zijn. En die rollen kunnen vanuit het perspectief van de ander zomaar omgekeerd zijn. Steeds als we de ander op een grote of kleine manier als schurk wegzetten zouden we eigenlijk even terug moeten denken aan de proefpersonen die destijds zonder al te veel druk zware elektroshocks uit bleken te delen. Dat hadden wij ook kunnen zijn – echt.

Ik ben na het schrijven van dit blogje natuurlijk erg benieuwd naar jullie mening over experimenten als waardendragers. Dragen de experimenten van Zimbardo en Milgram nog andere waarden, en hoe dan? En welke andere experimenten zien jullie eigenlijk als waardedragers?

Meer lezen?

Het experiment van Milgram wordt prima beschreven op Simply Psychology, Wikipedia geeft een prima introductie van het Stanford Prison Experiment. Het bunkerdrama  in Kamp Vught word prima uit de doeken gedaan op hun website.

Ik reken waardendragers uiteraard tot de basiskennis, waar ik eerder een blogje over schreef en het experiment over eksters uit mijn vorige blogje reken ik ook tot de (lichte) waardendragers.

Basiskennis

Een van de moeilijkste vragen als je het over het nut van kennis hebt is welke kennis nu echt basiskennis is. Ik heb het daarbij niet over je pincode, hoewel het natuurlijk erg handig is om die te kennen. Het gaat me nu even om die kennis die je niet elke dag gebruikt, maar die toch belangrijk is – omdat ze je helpt met nadenken.

Ik sprak gisteren met een collega over goniometrie (je weet wel – de tangus, sinus en cosinus – de wiskunde waarmee je aan driehoeken kan rekenen). Hij vertelde me dat hij dit maar één keer in zijn leven gebruikt heeft, namelijk toen hij moest uitrekenen hoe hoog het dak van zijn huis moest zijn en hoeveel dakpannen hij nodig had. Het punt van zijn verhaal was eigenlijk: als je kennis maar één keer in je leven nodig hebt, dan hoef je dat misschien niet per sé op de middelbare school te leren.

Ik ging er natuurlijk meteen tegen in. Er is namelijk een heel bekend tegenargument. Dat gaat ongeveer zo. Misschien gebruik je goniometrie niet elke dag, maar een wiskundige, analytische manier om problemen op te kunnen lossen heb je heel vaak nodig. Het is niet de kennis zelf die van belang is, maar de manier van denken de je er ook van leert. Mijn collega was niet onder de indruk en gelijk had hij. Want… dat argument roept eigenlijk allerlei vragen op.

De eerste vraag is of het wel waar is. Er is veel onderzoek gedaan naar kennistransfer: het blijkt dat mensen er slecht in zijn om kennis die ze ergens opdoen in een heel andere situatie toe te passen. Ik ken geen studie waarin specifiek gekeken is naar de vraag hoeveel mensen er zijn die baat hebben bij goniometrie bij het doen van de dagelijkse boodschappen, maar optimistisch over de uitkomsten ben ik niet.

De tweede vraag is of je, als je een manier van denken vaak gebruikt, je die manier van denken niet ook in de situaties kan leren waar je die manier van denken voor gebruikt. Als het inderdaad zo is dat je door de wiskundeles uiteindelijk leert om op een analytische manier naar je boodschappenlijstje te kijken, kunnen we die manier van denken dan niet met boodschappenlijstjes onderwijzen in plaats van met driehoeken? Waarom is die omweg eigenlijk nodig?

Zelfs als we deze twee vragen kunnen beantwoorden, blijft er een derde vraag over. We nemen het even aan: het aanleren van basiskennis, zoals goniometrie, is de meest handige manier om ons een analytische manier van denken te leren die ons elke dag weer van pas komt. De prangende vraag is dan: waarom goniometrie? Of eigenlijk: moet het eerder goniometrie of topografie zijn? Als we al aannemen dat we basiskennis nodig hebben om manieren van denken te leren, hebben we nog niet de vraag beantwoord welke basiskennis we nodig hebben.

Ik denk wel dat er zo iets bestaat als basiskennis en taal en rekenen lijken me heel belangrijke voorbeelden. Maar als je me vraagt hoe het bijvoorbeeld zit met vreemde talen, met wis- en natuurkunde, met godsdienst, met geschiedenis, met nieuwe media of met vingerhaken – dan vind ik het veel moeilijker om te zeggen of dat basiskennis is. We hebben allemaal wel een idee van welke kennis wel een voedingsbodem kan zijn voor andere nuttigere kennis en welke kennis daar niet voor geschikt is, maar echt goede, getoetste, argumenten hebben we niet. En dat is jammer, want daarmee blijft basiskennis dus eigenlijk een kwestie van geloof.

Meer lezen?

Ik besprak de zin van het vak geschiedenis in geschiedenis. Ik sprak over de lastige aspecten van het aanleren van nieuwe kennis in opkijken naar nieuwe kennis.

Is kennis nuttig?

Is kennis nuttig? Als je die vraag stelt zeg je eigenlijk dat je hem ook met nee zou kunnen beantwoorden.  Als ik daar aan denk protesteren alle vezels in mijn lijf. Ik ben ontwerper, ik maak bruikbare dingen van mijn kennis. Ik ben docent: ik draag mijn kennis over. Ik ben onderzoeker: ik maak kennis. Ik gebruik en ontwikkel mijn kennis elke dag. Daarom is de vraag of een stukje kennis nuttig is, alledaagse kost voor me. Als ontwerper vraag ik me af:  is dit nuttig voor mijn ontwerp? Als docent: is het nuttig voor mijn studenten? Als onderzoeker: is het nuttig voor de wereld, de beroepsgroep?

Maar je zou die vraag ook in het algemeen kunnen stellen. Wat is het is het dat kennis (in het algemeen) nuttig maakt? Hebben we evenveel aan alle kennis? Is er nuttige kennis of minder nuttige kennis? Daar lees ik eigenlijk weinig over.

Daarom neem ik op deze blog even geen genoegen met het antwoord “voor mij wel” op de vraag naar het nut van kennis. Ik wil hier de ruimte nemen om te twijfelen en wikken en wegen over het nut van kennis in het algemeen en over het nut van bepaalde soorten kennis.

Omdat ik dat nodig vind om de dagelijkse beslissingen in mijn beroep met kennis van zaken te kunnen nemen. Omdat ik goede argumenten wil voor, – en misschien tegen – de kennismaatschappij. Omdat ik, met die argumenten in handen, op een meer doordachte manier kennis kan gebruiken, overdragen en maken. Dit blogje zal dus vol staan met vragen, inzichten en gezichtspunten over onze, en vooral mijn, omgang met kennis.

Hopelijk boeit dat jullie net zo als dat het mij doet.