Gedachtenmeting

Technologieontwikkeling heeft ons denken over het brein beïnvloed doordat we het brein proberen te begrijpen vanuit de werking van die machines: zoals het idee van het brein als een telefooncentrale of het brein als een computer.

Maar dankzij de technologie kunnen we ook steeds slimmere metingen aan het brein doen. Toegegeven: ook de leerlingen van Aristoteles deden aan empirische breinwetenschap – door het uiterlijk van het brein van verschillend dieren te vergelijken. Maar de moderne technologie stelt ons in staat om in levende breinen activiteit te meten, om in te grijpen in het denken met elektronica en om precieze het brein na te bootsen in computermodellen. Dat is machtig gereedschap.

Hoe ver brengt al dit technologische geweld ons eigenlijk bij het begrijpen van het brein? De moderne wetenschap is versnippert in allerlei specialismen en dit geld ook voor het onderzoek aan het brein. Laten we er eens een aantal van bekijken.

Geheugen
Ik heb het eerder in deze serie al gehad over de lokalisatie gedachte : dat bepaalde taken op een bepaalde plek in het brein worden uitgevoerd. Maar we kunnen dit idee natuurlijk toepassen op het geheugen. Als ik aan mijn oma denk, heb ik daar dan een specifieke cel of een klein groepje cellen bij nodig?

Het idee van lokalisatie van het geheugen heeft een grote impuls gehad door de experimenten van neurochirurg Wilder Penfield. Hij liet zien dat als het brein op specifieke plekken gestimuleerd wordt mensen zeer specifieke, levendige herinneringen rapporteren – alsof ze het op dat moment meemaakten. De suggestie dat die herinnering op die specifieke plek is opgeslagen is dan ook sterk. Ook de verwerking van zintuiglijke informatie was volgens Penfield gelokaliseerd hetgeen resulteerde in het beroemde homunculus plaatje: waar de hersenen zijn afgebeeld met specifieke delen van het lijf waar ze aan gekoppeld zijn.

Toch wierpen deze bevindingen niet meteen het idee dat herinneringen juist gedistribueerd werden opgeslagen tegen. Een probleem was dat de herinneringen die Penfield kon oproepen heel anders zijn dan normale herinneringen. Ze waren heel levendig en vol detail, terwijl ‘normale’ herinneringen juist vaag zijn en veel met veel raadwerk aan elkaar gehouden worden. Bovendien was zijn stimulatie vrij grofmazig waardoor het nog altijd de vraag is wat hij precies stimuleerde. Een andere vraag was hoe een herinnering precies in een hersencel opgeslagen kan zijn.

Deze laatste vraag werd beantwoord door Donald Hebb. Hij stelde dat het brein leert door het netwerk van neuronen aan te passen. Erik Kandel toonde later aan de hand van zeeslakken aan dat Hebb’s hypothese correct was. Geheugen werkt via het versterken en verzwakken van connecties in het brein. Dit netwerkidee sluit niet uit dat specifieke cellen aan specifieke herinneringen gekoppeld zijn, maar hoe ‘lokaal’ of ‘geïsoleerd’ die netwerken zijn is een open vraag. We weten simpelweg niet hoeveel cellen samen een herinnering vangen, of die dicht bij elkaar zitten – en in hoeveel herinneringen elke cel een rol speelt.

Het vermogen om nieuwe herinneringen op te slaan kan kapot gaan. De patiënt Henry Molaison werd bijvoorbeeld voor epilepsie behandeld met een breinoperatie waarin delen van het brein worden verwijderd (lobotomie) – een behandeling die wel op schizofrene patiënten werd uitgevoerd.

Daarna kom Henry geen nieuwe herinneringen meer opslaan. Oude herinneringen waren nog prima en werkte zoals altijd, maar nieuwe gebeurtenissen sloeg hij gewoon niet op. Henry is uitgebreid onderzocht en daardoor hebben we veel geleerd over het brein, maar een van de meest duidelijke dingen is dat er een specifiek hersengebied is: de hypocampus, waar de opslag van herinneringen geregeld word.

Inmiddels weten we zoveel van de biochemische kant van leren, dat we valse herinneringen in muizen kunnen inplanten met elektronica. Bepaalde cellen waarvan we weten dat ze betrokken zijn bij het herkennen van een bepaalde geur worden gestimuleerd samen met cellen die met beloning te maken hebben. Vervolgens herkennen muizen die geur, ook al hebben ze hem nooit eerder in het lab geroken.

Het onderzoek van de neurologie van het geheugen is dus wat paradoxaal. We weten erg veel en we begrijpen het brein zelfs zo goed dat we het kunnen controleren, terwijl we tegelijkertijd nog altijd geen antwoorden op basale vragen hebben over hoe herkenningen worden opgeslagen.

Cirquits
Aangezien we weten dat herinneringen in netwerken van cellen worden opgeslagen, is het dan niet mogelijk om het brein te leren kennen door het simpelweg in kaart te brengen? Dat wil zeggen door vast te stellen welke neuronen met welke verbonden zijn?

Wetenschappers hebben dit op verschillende manieren proberen te doen. Één manier is om het gedrag van individuele neuronen bestuderen in het lab en in het brein. Dit onderzoek is begonnen met katten. Onderzoekers verdoofden een kat, maten de activiteit van één van de hersencellen als gevolg van lichtinval in het oog. De cel bleek alleen gevoelig voor een lijn die verticaal bewoog. Andere vormen en bewegingen hadden geen effect. Het idee was geboren dat cellen hoogst gespecialiseerd zijn.

Mensen zijn ook op deze manier onderzocht. Ook daar bleek specialisatie. Er bleken bijvoorbeeld cellen bij proefpersonen die reageerden op afbeeldingen Jennifer Aston en niet op andere gezichten of beelden.

Toch is de conclusie dat er zoiets bestaat als een Jennifer-Aston-cel niet helemaal terecht. De cel is immers verbonden in een netwerk. De ‘code’ voor de actrice kan verdeeld zijn over heel veel cellen waar deze cel toevallig een deel van uitmaakt. En de cel kan bijdragen aan andere codes waar we geen weet van hebben omdat die niet getest zijn.

Door onze focus op die ene cel verliezen we het totaal uit het oog – en daardoor weten we eigenlijk nog steeds vrij weinig. De indruk die wel ontstaat is dat er een hiërarchie bestaat in het brein, waarbij sommige cellen gevoelig zijn voor veel verschillende stimuli en anderen die veel meer gespecialiseerd zijn, waarbij de gespecialiseerde cellen veel bijdragen aan de herkenning van een bepaald concept. Maar wat die ‘topcel’ dan precies codeert is alsnog een grote vraag.

Als je niet teveel wil inzoomen op een enkele cel kan je als wetenschapper ook de bedrading als geheel onderzoeken: welke cellen zijn precies met elkaar verbonden? Dit wordt het connectome genoemd. Dit is alleen voor de meest eenvoudige dieren te doen. Een enkele hersencel kan verbindingen hebben met tientallen andere cellen en dat kan wel 30m bedrading betekenen.

In de jaren tachtig lukte het voor een wormpje: C.elegans. Het wormpje heeft 900 cellen, waaronder 300 neuronen. Seymour Benner kreeg er de Nobelprijs voor. Inmiddels wordt aan een diagram van de fruitvlieg larve gewerkt. Daarmee lijkt iets wat ook maar in de verste verte lijkt op de complexiteit van een zoogdierenbrein nog ver weg.

En dan is de vraag wat die bedrading laat zien. Onderzoek liet zien dat bij verantwoordelijkheden op verschillende manieren in het netwerk terecht kunnen komen. Met andere woorden voor zover we al een eenduidig antwoord uit te halen is over wat de fysieke bedrading is, dan kan hersenactiviteit nog altijd op verschillende manieren door die bedrading ontspinnen. Cellen kunnen verschillende rollen aannemen. Dat roept de vraag op hoe dit breinkaart project ooit inzichten gaat opleveren waar we direct mee doorkijken. Op zijn minst zullen we moeten modelleren wat er op die infrastructuur gebeurd.

Computers
Daar komen computers weer van pas het brein kan softwarematig gesimuleerd worden. Vroege pogingen lijken op wat nu het neurale netwerk genoemd wordt. Er is een input en een output en stukjes software daar tussen in (verborgen lagen) die signalen bewerken en doorgeven aan andere cellen.

In principe is dit een krachtig model van hoe het brein werkt en het heeft ons lerende en patroonherkennede computers gebracht, maar weinig inzicht in hoe het brein werkt. Op zich kan je monitoren hoe de software veranderd op basis van een leertaak, maar dat heeft zo weinig inzicht gebracht dat van AI gezegd wordt dat het een soort alchemie is. Soms werkt het goed, maar soms ook niet en niemand lijkt te kunnen begrijpen waarom dan.

Een indrukwekkende loot aan deze stam zijn brein-computer interfaces. Via een implantaat bouwen wetenschappers een directe link tussen het brein en een computer. Mensen kunnen zo met hun brein een prothese leren besturen en er zijn ook pogingen protheses voor de zintuigen, zoals de ogen, te maken. Het lijkt het ultieme bewijs dat we het brein zo goed begrijpen dat we het onder controle kunnen krijgen, maar feitelijk zien we hoe twee lerende systemen zich op elkaar aan kunnen passen. Het brein leert de input van de prothese verwerken, de prothese leert patronen in de elektriciteit van het brein te herkennen. Die lerende systemen blijken succesvol samen te kunnen werken en, hoe indrukwekkend dat ook is, het leert ons weinig over de precieze werking van het brein.

Chemie
Tot nu toe hebben we vooral de elektrische kant van het brein besproken, maar het brein is ook een chemische fabriek.

De ontdekking van LSD luide een tijdperk in waarin de chemie van het brein volop in de belangstelling kwam te staan. De werking werd toevallig ontdekt door Albert Hofman in 1943 toen hij het stofje, ontwikkeld als middel om beter te kunnen ademen tot zich nam en tijdens een fietstochtje in een hallucinante trip belande.

Er was wel bekend dat er stoffen waren die je stemming konden beïnvloeden, maar zulke sterke en precieze effecten op het brein waren onbekend. Al snel werden ook andere stoffen ontdekt zoals antidepressiva en lithium. De ontdekking van deze stoffen viel ongeveer samen met de vaststelling dat de overdracht van neuroactiviteit chemisch en dus niet elektrisch van aard is. Het had een enorme impact op de psychiatrie (destijds nog in de ban van psychoanalytica), maar na deze vruchtbare beginperiode liep de vondst van psychoactieve stoffen dood.

Er werden honderden chemische stoffen geïdentificeerd die op verschillende tijdschalen een effect op het brein hebben, waardoor er een nieuwe laag van complexiteit aan ons begrip van het brein werd toegevoegd. Alsof een brein dat puur elektrisch werkt al niet ingewikkeld genoeg was. Helaas begrijpen we nog weinig van de precieze rol van al deze stoffen en is het toedienen van psychoactieve stoffen aan het lichaam een vrij grofmazige methode om het brein mee te behandelen. Daarom – en omdat er al jaren geen goede kandidaten zijn – loopt dit onderzoek een beetje dood.

Lokalisatie
Naast lokalisatie van het geheugen is ook lokalisaties van functie nog altijd een onderwerp van onderzoek. Dit onderzoek nam in de tweede helft van de 20e eeuw een grote vlucht door fMRI. fMRI is een indrukwekkende scanningstechniek die vrij precies kan vaststellen waar er bloed door het brein stroomt. Dit wordt op haar beurt als een indicator van activiteit gezien. Vrij precies is overigens nog altijd zeer grofmazig in relatie tot individuele hersensellen: een gebiedjes van één fMRI pixel bevat 5,5 miljoen neuronen.

fMRI is populair omdat op relatief eenvoudige wijze kan worden aangetoond dat bepaalde hersengebieden actief zijn bij bepaalde taken, waarop een hersengebied voor specifieke emoties, bepaalde soorten beelden en andere stimuli geïdentificeeerd kunnen worden. Het idee achter dit programma is dat we die hersengebieden één voor één in kaart kunnen brengen, waarmee we een basis leggen om ook iets te zeggen over de samenwerking van al die gebiedjes. We kunnen de losse radertjes als het ware later weer in elkaar zetten om te laten zien hoe de machinerie van ons denken werkt.

Het probleem is echter er geen bewijs is dat zulke specialisaties bestaan. Immers dat een bepaald gedeelte actiever is tijdens een bepaalde taak zegt niet zoveel over wat het gebied precies doet en in hoeverre het steun ondervind van andere hersenonderdelen, noch hoe het zou reageren op andere stimuli. Het is vrijwel onmogelijk om op basis van al deze losse experimenten ook maar te begrijpen hoe het hersendeel zelf werkt.

En dan is er nog de vraag of die fMRI metingen zelf wel deugen. Omdat er zoveel statistiek nodig is om tot de beelden te komen is er een risico op ‘vals positieven’: experimenten met een uitkomst zonder dat er iets aan de hand was. Dat dit kan optreden is op spectaculaire wijze aangetoond door onderzoekers die een hersengebied vonden voor het herkennen van emoties in een dode zalm. Ze schreven het artikel over de dode zalm vervolgens precies op zoals onderzoekers die fMRI bij levende mensen toepassen doen, waardoor ze extra pijnlijk duidelijk maakten dat deze wetenschap niet zo sterk is als dat de auteurs zelf geloven.

Ook de interpretatie dat fMRI tenminste heeft laten zien dat lokalisatie de regel en niet de uitzondering is in het functioneren van het brein lijkt niet te kloppen. Veel experimenten laten ook zien dat veel taken in het brein gedistribueerd zijn over het hele brein. Zoals de beroemde spiegelneuronen, die eerst verondersteld werden om met weinig op een bepaalde plek te zitten, maar later toch verdeeld bleken over het hele brein. 11% van de neuronen uit de neocortex blijken spiegelneuronen te zijn. Eigenlijk is de uitkomst van al dit onderzoek dat lokalisatie nooit het hele verhaal vertelt en dat we nog altijd weinig weten van hoe het brein haar netwerken organiseert.

Lokalisatie van functies in netwerken van cellen is nog altijd een plausibele hypothese, maar die netwerken zijn zeker niet altijd ook geconcentreerd in de ruimte. De fMRI heeft dezelfde problemen als de Jennifer-Aston-cel experimenten – en die zijn nog lang niet opgelost.

Bewustzijn
Als we toch aan het meten zijn: wat zou het mooi zijn als we op een fMRI plaatje precies konden zien waar het bewustzijn zit zodat we eindelijk kunnen vaststellen dat, en hoe, het bewustzijn een product is van hersenactiviteit.

Experimenteel is dat niet triviaal. Je moet immers onbewuste hersenactiviteit met bewuste hersenactiviteit vergelijken. Maar iemand een cognitieve taak geven, zoals in fMRI gebruikelijk is werkt hier niet voor omdat dit allemaal ‘bewuste’ taken zijn.

Toch is er wel onderzoek uitgevoerd naar de ‘neurologische correlaten van het bewustzijn’. Men is begonnen met het meten van hersenactiviteit bij het ontwaken. Dat ligt voor de hand omdat we bij het slapen niet bewust zijn en bij het wakker worden wel. Dat onderzoek liep echter dood omdat het signaal te vaag was.

Ander onderzoek richtte zich op de rol van hersenhelften. Dit was mogelijk bij dieren en mensen van wie de hersenhelften operatief gescheiden waren. Dit onderzoek gaf in ieder geval sterk bewijs dat het brein een rol speelt in het bewustzijn. Bij mensen met losgesneden hersenhelften kunnen de beide helften apart van elkaar bestudeerd worden, omdat de visuele input verdeeld is. Het rechteroog is gekoppeld aan de linker hersenhelft en andersom.

De experimenten laten zien dat de twee hersenhelften allebei tekenen van bewustzijn tonen, hoewel dit makkelijker te onderzoeken is voor de linker hersenhelft waar onze taalproductie zit. Beide helften lijken zich echter op geen enkele manier van de ander bewust. De suggestie van deze experimenten is dat als je het brein splitst je ook twee verschillende bewustzijnen krijgt. Hetgeen in ieder geval de suggestie werkt dat breinactiviteit en bewustzijn sterk samenhangen.

Nieuw onderzoek richt zich op het stimuleren van bepaalde delen van het brein. Zo zijn er delen van het brein die door gestimuleerd te worden gevoelens van angst oproepen bij de proefpersonen. Of er een deel van de hersenen bestaat dat angstbewustzijn controleerde is maar zeer de vraag. Dezelfde cellen zijn bij andere processen ook betrokken.

Samengevat is er hooguit zwak empirisch bewijs voor de relatie tussen het brein en het bewustzijn. Genoeg om de stelling te ondersteunen dat het bewustzijn veroorzaakt wordt door het brein, maar niet genoeg om licht te werpen op hoe dat dan in zijn werk gaat. Er zijn in de laatste jaren theorieën ontwikkeld over deze relatie, maar overtuigend empirisch bewijs, of zelfs de definitie van hoe dat bewijs er uit moet zien is er gewoon nog niet.

Tot slot
De moderne wetenschap heeft met haar technologisch vernuft, en focus op wat meetbaar is enorm veel kennis opgeleverd over de biologie van het brein. Maar het wel de vraag of we nu ook beter grip hebben op de werking van het brein. We zien het als een orgaan dat informatie opslaat door netwerken van cellen aan te passen. Maar hoe dat in zijn werk gaat; hoe die netwerken zelf georganiseerd zijn; wat de rol is van al die chemische stoffen die bij het proces betrokken zijn en hoe belangrijk lokalisatie is? Eigenlijk weten we daar nog heel weinig van af.

We hebben er duizenden puzzelstukjes bij gekregen, maar niet zoveel nieuwe ideeën over hoe het brein zou kunnen werken waar al die puzzelstukjes in passen. In die zin kun je je afvragen of we zoveel verder zijn dan een halve eeuw geleden. Er is door het empirische geweld en de explosie van onderzoek in de neurologische breinwetenschap veel hard bewijs, maar weinig ideeën over wat we eigenlijk proberen te bewijzen.

Een kernprobleem lijkt te zijn dat het bewijs op macroniveau: “hoe reageert het totale netwerk op een impuls” slecht te koppelen is aan het mesoniveau “welke activiteit zien daarbij we in de hersenen” en het microniveau “hoe reageert één cel. Het is natuurlijk niet uit te sluiten dat die schakels snel zullen gevonden worden, maar de bottleneck lijkt eerder in ons denken over het brein te zitten dan in de metingen waar in de moderne tijd zo de nadruk op is komen te liggen.

Meer lezen?
Dit blogje is in zijn geheel gebaseerd op ‘The Idea of the Brain’ van Matthew Cobb. Het maakt het derde deel uit van een quintologie, die begon met de post ‘brein quintologie’, verder ging met ‘op zoek naar het brein’ en ‘informatieverwerker’ en nog verder gaat met ‘het onbegrijpelijke brein‘.

Ik schreef al eens over de ontwikkeling van ‘little science naar big science‘, iets dat zich spiegelt in de breinwetenschap, besprak het bewustzijn in ‘wil‘ en het geheugen in geheugenmachine.

Deze blogjes zijn natuurlijk nog het meest bedoeld om jullie lekker te maken om ‘The Idea of the Brain‘ zelf te lezen.

Anachronismen

Imre Lakatos, de wetenschapsfilosoof, schijnt gezegd te hebben dat de wetenschapsfilosofie leeg is zonder de wetenschapsgeschiedenis en dat de wetenschapsgeschiedenis blind is zonder de wetenschapsfilosofie

Prachtig. Het zou inderdaad vreemd zijn als filosofen, die theorieën over de wetenschap opstellen, zich niet zouden interesseren voor hoe die wetenschap zich daadwerkelijk voltrokken heeft. Nou ja. Zulke filosofen bestaan wel natuurlijk: Lakatos begon er niet voor niets over. Het is ook lastig om geschiedenis te schrijven als je dat niet vanuit een theoretisch kader doet. Er is veel wetenschapsgeschiedenis. Als je niet specifiek naar iets op zoek bent word het lastig het allemaal te overzien. Hoewel ik me dan weer wel afvraag of de wetenschapshistorici uit de tijd van Lakatos blij waren met de avances van de filosoof. Heel gelukkig is dat huwelijk tussen de filosofie en de geschiedenis toch nooit echt geweest.

Daar zijn goede redenen voor, maar de spelbreker die ik het boeiendst vind is het probleem van de anachronistische kennisstandaarden.

Een anachronisme is iets dat niet in de tijd past. In de middeleeuwen keken mensen niet op hun horloge. In de jaren 90 waren er geen smartphones. In films kan het gebruik van anachronismen heel humoristisch werken. In de films van Monty Python verspreiden historische figuren zoals Koning Arthur en Jezus steeds opvallend moderne denkbeelden. 


Wetenschapsfilosofen die iets willen zeggen over wat kwalitatief hoogstaande kennis is, of die echte van valse wetenschap willen onderscheiden, lopen het risico net zo’n raar figuur te slaan als deze hoofdpersonen. Ze dringen zich niet alleen op aan de historici, maar ook aan de geschiedenis zelf. Er is geen enkel bewijs dat Aristoteles ooit gerandomiseerde dubbelblinde experimenten deed. Maakt dat hem een slechte wetenschapper?


Goed, dat was een flauwe retorische vraag, maar het punt zal duidelijk zijn: in de loop der tijd zijn de standaarden voor wat goede kennis is en voor hoe de wetenschap vooruitgang boekt veranderd. Daarmee is het anachronisme bijna onontkoombaar voor iedereen die iets verstandigs wil zeggen over de wetenschap. Hedendaagse ideeën over wetenschappelijke rationaliteit zeggen weinig over de wetenschap van vroeger en oude ideeën hebben inmiddels hun geldigheid verloren.


Het is ook een waar dilemma, want er zijn niet veel uitwegen te bedenken. Er is de olifant-in-de-porseleinkast benadering van Karl Popper, die beweerde dat de wetenschapsfilosofie normatief is en dat het dus niet gaat over hoe wetenschap is, maar over hoe ze moet zijn. Dat zet de wetenschapsgeschiedenis buitenspel en schoffeert met terugwerkende kracht alle wetenschappers die nog niet van Poppers gouden standaarden op de hoogte waren en zich er niet aan konden houden.


Er is ook de olifant-in-de-porseleinkast benadering van Paul Feierabent, die beweerde dat de wetenschapsgeschiedenis zo grillig is, dat er in het geheel niets te zeggen valt over welke benadering van de wetenschappen werkt en welke niet: anything goes. Daarmee zette hij de wetenschapsfilosofie buitenspel en reduceerde wetenschappers, goed en slecht, tot prutsers die maar wat aanklooien.


De gulden middenweg wordt bewandeld door iemand als Larry Laudan, die beweert dat er algemene principes zijn te geven voor de groei van wetenschap als geheel en tijdspecifieke invullingen van die principes die aan verandering onderhevig zijn. Volgens Laudan hebben wetenschappers altijd gewerkt aan het vergroten van het probleemoplossend vermogen van hun vak, maar verschillende ideeën gehad over hoe dat in te vullen is.


Dat klinkt een stuk eleganter dan de bruuske benadering van Popper en Feierabent, maar je kun je afvragen of het echt een uitweg biedt. Is het echt zoveel vriendelijker om van een tijdspecifieke invullingen van kwaliteit te spreken dan om te zeggen dat alles geoorloofd is? En loopt het algemene principe niet ook het risico anachronistisch te zijn? Probleemoplossend vermogen klinkt alvast heel erg als iets van nu – en niet van alle tijden.

Wat zou het mooi zijn als de filosofen van nu met de wetenschappers van toen in gesprek konden. Ik zou er heel wat voor over hebben om in te kunnen loggen op een Zoom call om een gesprek tussen Laudan en Aristoteles over probleemoplossend vermogen bij te wonen of met Popper over falsificatie. Of nee, als ik dan toch mag dromen: Aristoteles spreekt met Laudan over het probleem van anachronismen in de wetenschapsfilosofie.


Meer lezen?

Ik schreef over de ideeën van Larry Laudan in “Het probleemoplossend vermogen van Larry Laudan” en hij wees me in zijn boekje Progress and its Problems ook opmeet probleem van anachronismen. De ideeën van Karl Popper behandelde ik in “Groeit Kennis?” en “De drie werelden van Popper”.


De andere filosofen die ik hier noem trakteerde ik nog niet op zo’n uitgebreide bespreking. Maar het is interessant om de ideeën van Popper en Laudan eens te vergelijken met de uitkomsten van de empirische studies van de werking van wetenschap zoals ik die in “Lableven”, “De zwarte dozen van Latour” en “Big Science, Little Science” besprak.

Plat

NRC kopte gisteren dat één op de tien Fransen gelooft dat de aarde plat zou kunnen zijn. Ik moest meteen lachen natuurlijk. Zo van: dat is wel een heel merkwaardige overtuiging in deze moderne tijd. Meteen daarna bekroop me toch een ongemakkelijk gevoel. Ik maakte me zorgen over toestand van de wereld. Want zeg nou zelf: Frankrijk! Dat er Amerikanen zijn die geloven dat de aarde plat is. Ach. Een paar verdwaalde creationisten die het geloven? Zit ik niet mee. Maar 10% van iedereen. Dat is wel veel. En Frankrijk is om de hoek. Voor je het weet slaat dat de-aarde-zou-best-wel-eens-plat-kunnen-zijn virus over naar hier. Brrr.

Ik hoor zelf dus nog bij de groep die denkt dat de aarde rond is, maar door het berichtje ging ik me wel afvragen hoe dat ik zo zeker kon weten. Terwijl ik nog aan het nagniffelen was ging ik het bij mezelf na. 1: iedereen weet dat de aarde rond is. 2: ik heb op school geleerd dat de aarde rond is. 3: dat de aarde rond is past in andere ideeën die ik heb over de wereld, zoals dat de aarde om de zon draait. 4: een ronde aarde die om haar as draait geeft een mooie verklaring voor dag en nacht. 5: je kan helemaal om de aarde heen vliegen en varen. 6: op foto’s die vanuit de ruimte genomen zijn, ziet de aarde er uit als een bol.

Kortom: ik heb het van horen zeggen.

Want zeg nu zelf… direct bewijs voor de rondheid van de aarde kom je in dit lijstje niet tegen. Ik zou natuurlijk rond de aarde kunnen vliegen, maar ik heb het nog nooit gedaan. En toen ik eens naar Amerika vloog – dat is ongeveer een kwart rond – had ik na de landing helemaal niet het gevoel dat de aarde scheef stond. De grond was recht onder me en ik had helemaal geen moeite mijn evenwicht te bewaren. Die foto’s zijn eigenlijk ook geen direct bewijs: ze zouden nep kunnen zijn en je ziet eigenlijk een schijf, dus per saldo zit die hele bolvormigheid meer in je hoofd dan dat je het op de foto kan zien.

Het sterkste bewijs dat ik heb voor de rondheid van de aarde is dat al die verschillende indirecte bronnen het eens zijn met elkaar. Het is altijd een sterke aanwijzing dat je goed zit wanneer verschillende bronnen in dezelfde richting wijzen, maar in dit geval is dat gewoon weer terug te voeren op punt 1: iedereen denkt dat de aarde rond is.

Ik ben natuurlijk niet écht gaan twijfelen door deze gedachtegang, maar het laat wel iets belangrijks zien: voorwetenschappelijke ideeën, zoals een platte aarde, zijn niet zo dom als dat je zou denken. Het wereldbeeld waar wij mee opgevoed zijn is eigenlijk nogal tegen-intuïtief. Als je je zintuigen vertrouwt in plaats van wat je op school leerde, ontwikkel je hele andere ideeën over de wereld dan de wetenschap ons voorschotelt. We weten zelfs vrij precies welke ideeën dat zijn. Dat blijkt bijvoorbeeld uit onderzoek aan misconcepties van middelbare scholieren over de natuur en natuurkunde. De ideeën die scholieren daarover hebben komen precies overeen met hoe de Griekse filosofen, zoals Aristoteles, over de wereld dachten. Er zijn geen IQ scores van Aristoteles bekend, maar ik schat in dat die niet tegenvallen. Geloof in voorwetenschappelijke ideeën is dus niet te verklaren vanuit een gebrek aan logisch redeneren of kritisch denken. Het gaat er om welke bronnen je gebruikt en welke je daarvan het meest vertrouwt.

Terug naar de Franse wereldbolontkenners. Is het een probleem dat zij het wereldbeeld waar wetenschappers honderden jaren op gepuzzeld hebben niet blijken te vertrouwen? Dat hangt er natuurlijk van af waar het wantrouwen vandaan komt. NRC suggereerde een beetje dat er een schrikbarende opkomst van collectieve paranoia gaande is en het past natuurlijk ook mooi in recente berichten over filterbubbels en feitenvrije politiek, maar ik durf wel te betwijfelen of dat is wat hier aan de hand is.

Ik denk dat het bericht, of vooral de reactie er op, laat zien dat we de invloed van de wetenschap op het grote publiek structureel overschatten. Zo wetenschappelijk zijn onze denkbeelden nu ook weer niet. We denken er allemaal het onze van als het zo uitkomt. We maken massaal gebruik van therapieën die niet bewezen zijn of waarvan zelfs bewezen is dat ze niet werken. We geloven misschien niet in God, maar hebben het vervangen door “ietsisme”. Wereldwijd trekken intellectuelen hele registers vol met drogredenen open om de klimaatwetenschap te ontkennen. Zo kan ik nog wel even doorgaan.

Wat mij wel interessant lijkt is een meting door de tijd heen van dit soort ideeën. Hoeveel mensen dachten in 1850 dat de aarde wel plat kon zijn in vergelijking met nu? Dan kunnen we tenminste zien of we echt met plotselinge paranoia te maken hebben of met normale, gezonde, variatie van publiek gedachtengoed rondom wat wetenschappers bedacht hebben. Maar voor zover ik weet is de invloed van de wetenschap als geheel op het grote publiek nooit wetenschappelijk onderzocht.

Misschien is ongeloof in klimaatverandering en geloof in homeopathie en ‘iets’ van een andere orde dan denken dat de aarde plat is, maar het mechanisme is hetzelfde. Het écht pijnlijke feit achter dit krantenbericht is dat het ook over onszelf gaat. We geven gewoon met zijn allen vaak de voorkeur aan onze eigen, weinig geïnformeerde meninkjes, boven het magnifieke puzzelwerk van wetenschappers van over de hele wereld. Als het om onze denkbeelden gaat lijden we collectief aan dezelfde arrogantie en hoogmoed, niet alleen die 10% platdenkers.

Meer lezen?

Ik schreef al eens over ideeën het publiek versus de wetenschap in Eksters. Ik beschreef ook al eens verschillende kennisbronnen, waarvan getuigenis de belangrijkste is voor ons. Dit blogje suggereert eigenlijk dat ons wetenschappelijke wereldbeeld tot de basiskennis behoort.

De mogelijkheid dat nieuwe media wel degelijk collectieve paranoia aanjagen onderzocht ik in Collateral damage of the robotsrace (on the web).

Het volledige NRC artikeltje vind je hier. Ook de column van Rosanne Hertzberger uit die zelfde week is een aanrader.

Waarheidsinjecties

Ik vind discussies over “waarheid” vaak onzin, maar nu wil ik het er toch eens over hebben. Er zijn verschillende visies op de vraag hoe je aan waarheid kan komen en welke visie je aanhangt maakt veel uit voor hoe je de dingen inricht in het leven. Dat is een van de redenen dat filosofen zich vaak buigen over die vraag en het is ook de reden dat ik er nu over begin. Laten we daarom even naar de leercyclus kijken.

Lakatos spuit

Waarschijnlijk heb je een plaatje als dit, of iets wat er op lijkt wel eens gezien. De leercyclus stelt dat leren in rondjes gaat. We hebben kennis of een theorie over de werkelijkheid, die we kunnen toetsen met een experiment, waarvan we de waarnemingen weer veralgemeniseren tot een aangepaste theorie. De leercyclus geld voor al het leren, dus ook voor wetenschappelijk leren. Iets is waar als je de hele cirkel rond kunt, zonder dat je ergens in de problemen komt.

Maar dat komt niet zo vaak voor natuurlijk. De werkelijkheid is ingewikkelder dan we kunnen begrijpen en theorieën zijn slechter dan we zouden willen. Dus als je theorie en je werkelijkheid niet overeen komen: wie vertrouw je dan, de theorie of de werkelijkheid?  Imre Lakatos stelt dat er twee verschillende visies zijn. Er zijn mensen die van de theorie uit blijven gaan, ook al klopt de werkelijkheid niet: zij proberen waarheid boven in het systeem te ‘injecteren’ – laten we dit de idealisten noemen. Er zijn ook mensen die van de werkelijkheid uitgaan, ook al klopt de theorie niet: zij injecteren waarheid onder in het systeem – de realisten of empiristen.

Allebei de stromingen zijn in de geschiedenis van de wetenschap ruimschoots voor handen. Plato was een idealist en ook Euclides, de grondlegger van de meetkunde. Hij ging uit van basisprincipes die zo duidelijk en eenvoudig waren dat ze wel waar moesten zijn -zoals de kortste weg tussen twee punten is een rechte lijn – en bouwde van daar uit zijn meetkunde op. Dat is dus een waarheidsinjectie boven in het systeem: je gaat uit van iets waarvan je zeker weet dat het waar is en de rest leid je dan af. Dat afleiden noemen we deductie en het is een bijzonder sterke vorm van logica. Wat idealisten zeggen is zeker niet altijd waar, maar ze hebben wel de logica aan hun kant. Het is niet verwonderlijk dat deze benadering veel toegepast is in de wetenschap. De Franse filosoof en wetenschapper Descartes deed het zo en ook Einstein werkte voornamelijk op een deductieve manier aan zijn theorieën, hoewel hij zeker geen pure idealist was.

De realisten (of empiristen) werken precies andersom. Zij stellen dat je uit moet gaan van de werkelijkheid en die zo goed mogelijk moet beschrijven: ze injecteren waarheid onderin de leercyclus. Ook dat is trouwens geen nieuw idee: Aristoteles was een empirist en Francis Bacon ook. Maar empiristen hebben een paar problemen. Ten eerste moeten ze het stellen met een veel slechtere vorm van logica: inductie. Het is makkelijker een specifiek geval op een betrouwbare manier van een algemene regel af te leiden dan een algemene regel uit (een aantal) specifieke gevallen. En een tweede probleem is dat veel waarnemingen met meerdere theorieën te verklaren zijn: welke kies je dan? Een derde probleem, ten slotte, is dat goede theorieën vaak nog niet rijp zijn en niet alle bekende feiten kunnen vangen, maar dat dan later blijkt dat de theorie wel een goede basis vormt om al die feiten alsnog in onder te brengen. Lakatos zegt daarover dat veel theorie in werkelijkheid ‘weerlegd geboren’ is.

Voor beide benaderingen is natuurlijk iets te zeggen en beide kampen hebben ook wel iets opgeleverd. Aan de idealisten danken we het idee dat een goede theorie een zekere eenvoud, schoonheid en intrinsieke waarde moet hebben. Aan de empiristen danken we het idee dat theorieën wel ergens over moeten gaan: dat mooie theorieën die de werkelijkheid niet vangen misschien minder bruikbaar zijn dan lelijke theorieën die wel waar zijn. Het zou goed zijn om in balans te leven tussen idealisme en realisme. Ook al schuurt het soms bij allebei de benaderingen.

Maar ik vraag me af of die balans niet zoek is. Als ik kijk naar onze neiging alles te willen vastleggen op camera’s, schoolprestaties van kinderen te meten, resultaat en ontwikkelingsgesprekken te voeren – en vast te leggen, dan vrees ik dat de empiristen teveel ons leven bepalen. In plaats van samen na te denken over wat echt belangrijk is en discussie te voeren over welke gezichtspunten we op menselijk functioneren nodig hebben, meten we ons suf. In plaats van aan idealen of grote ideeën houden we ons vast aan de meetlat, of die nou meet wat we echt willen weten of niet. Misschien heb je je tijdens het lezen van deze blog afgevraagd of ik de empiristen niet wat hard hebt aangepakt en de idealisten wat soepel. De uiteindelijke toets van een idee is toch de werkelijkheid? Eigenlijk is deze blog dan voor jou geschreven. Want in die ‘uiteindelijke toets’ zit een visie op de waarheid (de empiristische visie) die zich vertaald in een waardesysteem en maatschappijbeeld: de ‘meten is weten’ maatschappij. Als je je net als ik afvraagt of die maatschappij wel zo heilzaam is, dan moet je je misschien afvragen of de weg terug niet moet beginnen met een genuanceerdere opvatting van de ‘waarheid’

Meer lezen?

Mijn vorige post, over waardedragers, ging ook over het verband tussen kennis en waarden, maar nam ik het wel op voor de empiristen. En ook in mijn blog over Eksters, gaf ik de empirie ruim baan.