De zwarte dozen van Latour

Hoe komen wetenschappelijke feiten eigenlijk tot stand? Door experimenten. Althans dat is het antwoord dat veel mensen zullen geven. Het is ook een mooi beeld. Zo’n experiment heeft iets puurs. Feiten openbaren zich in alleen in laboratoria omdat zij daar, dankzij de inventiviteit van de wetenschappers die er werken, losgekoppeld worden van alle rommelige context waar ze zich normaal in verstoppen. Dat is romantische onzin natuurlijk. Want wat kom je eigenlijk tegen als de totstandkoming van feiten wetenschappelijk gaat onderzoeken?

Ik schreef al eens over Bruno Latour’s onderzoek naar de werking van de wetenschap in Lableven. Latour laat, dat zal je niet verbazen, weinig heel van de romantische ideeën die veel mensen hebben over de wetenschap. In dit blogje bespreek ik zijn meest bekende werk, waar ik ooit de naam voor deze blog van geleend heb: “Science in Action”.

Het ideaalbeeld dat veel mensen hebben van wetenschap wordt gevoed door hoe we over wetenschap schrijven. Wetenschappers zelf, maar ook wetenschapsfilosofen, richten zich eerder op hoe wetenschap zou moeten zijn dan op hoe wetenschap is. Latour stelt zich anders op. Hij zegt dat wetenschap alleen begrepen kan worden door de praktijk te bestuderen. Dat doet hij dus ook, eerst in “Laboratory Life” en later in “Science in Action”. Latour laat daar zien dat wetenschappelijke feiten niet ontdekt, maar dat ze in de loop der tijd gesponnen worden.

Zwarte dozen…
Om dit te verduidelijken gebruikt Latour het begrip van de zwarte doos. Het begrip zwarte doos wordt gebruikt voor technologie die te complex is om helemaal te begrijpen. We kennen de input en de output, maar hoe de machine er in slaagt de vertaalslag tussen die twee te maken blijft verborgen. Het maakt niet uit hoe het van binnen werkt; we vertrouwen gewoon op de output.

Wetenschappelijke feiten, zoals de dubbele helix structuur van DNA, zijn net als die zwarte dozen. Toen DNA voor het eerst werd ‘ontdekt’ was het helemaal niet zo helder en zeker wat die structuur was of wat het belang er van was. Nu zien we de dubbele helix als een gegeven en is de complexe context van ontdekking voor ons verborgen. De dubbele helix is een zwarte doos geworden.

We kennen die wetenschap van de zwarte dozen goed. We leren de zwarte dozen op school: de aarde is rond, de zon een ster, dingen vallen door zwaartekracht, soorten ontstaan in evolutie, erfelijkheid, genetica, dna. Allemaal dingen die je niet in twijfel hoeft te trekken. We zien de wetenschap vervolgens graag als een proces dat zulke onbetwistbare kennis oplevert. Wat kan het anders zijn? De andere kant: de wetenschap in actie; het rommelige proces waarin die feiten tot stand komen is minder bekend. Hoe word een feit een feit? We moeten de zwarte dozen weer open zien te maken.

Doen we dat met de ‘dubbele-helix-doos’ dan zien we het gepuzzel van Watson en Crick. Er zijn mensen die geloven in een drievoudige helix en mensen die denken dat het helemaal geen helix kan zijn. Watson en Crick hebben het ook niet helemaal uitgedoktert: kan het chemisch wel? En als het zo zou zijn, helpt het de biologie dan verder? We zien de baas van Watson, die vindt dat ze zich met belangrijkere dingen bezig moeten houden. We zien hoe Watson en Crick zelf stukje bij beetje in het idee gaan geloven en hoe ze langzaam de een na de ander in het lab weten te overtuigen. Ze publiceren de structuur; het komt in het prestigieuze tijdschrift Nature.

Het spinnen van feiten…
Het geloof in de dubbele helix is dus langzaam gegroeid, in steeds bredere kring. Wanneer wordt de dubbele helix een feit? Hoeveel wetenschappers moeten er dan in geloven? Of was het al een feit en worden al die mensen daardoor overtuigt? Of zijn dit misschien twee kanten van dezelfde medaille die op een dag omklapt? Om deze vragen te beantwoorden onderzoekt Latour hoe wetenschappers elkaar overtuigen van hun gelijk: hij onderzoekt wetenschappelijke retoriek.

Je kunt de rijping van wetenschappelijke ideeën tot feiten goed volgen door wetenschappelijke retoriek te bestuderen. Wetenschappers kunnen bevindingen meer of minder feitelijk opschrijven. Een feitelijke vorm is: “de zon staat in het centrum van het heelal”. Een minder feitelijke vorm: “Galileo Galilei, beweert, tegen de algemeen geaccepteerde ideeën van Aristoteles in, dat de zon in het midden van het heelal staat”. In het tweede geval ga je vanzelf twijfelen hoe het zit met de aarde en de zon. Die twijfel word gezaaid door de context van ontdekking mee te geven. Galileo zou er ook naast kunnen zitten, zeker omdat hij de grote Aristoteles tegen spreekt. Door alle context weg te laten word het juist meer een feit. Wetenschap in actie is onzeker en speculatief, gestolde wetenschap niet.

In wetenschappelijke papers kun je goed zien dat de discussie nog in volle gang is. Wetenschappers trekken meestal een heel blik overtuigingstechnieken open om hun gelijk te krijgen. Ze staven hun beweringen met referenties naar anderen die soortgelijke dingen beweren; ze dekken zich in tegen wetenschappers die anders beweren; ze bouwen hun betoog gelaagd op zodat hun bewering zo waterdicht en feitelijk mogelijk overkomt. Dat maakt wetenschappelijke papers zo moeilijk om te lezen. In een luchtig betoog schiet je veel gemakkelijker gaten. Dat komt wetenschappers die hun prille ideeën geaccepteerd proberen te krijgen natuurlijk niet goed uit.

Uit het bestuderen van het publicatieproces trekt Latour de conclusie dat of een wetenschappelijke bewering als feit gezien wordt of juist niet, eigenlijk vooral afhankelijk is van anderen. Hoe slim je experiment ook is, of hoe baanbrekend je ideeën: wat uitmaakt is hoeveel wetenschappers naar jouw paper refereren, welke dat zijn en hoe feitelijk ze in je in die referenties aanhalen. Feiten ontstaan in een sociaal proces tussen wetenschappers. Het helpt zeker als je de natuur aan je kant hebt staan, maar de kunst is allereerst om andere wetenschappers te overtuigen.

Misschien vind je deze analyse van wetenschappelijke literatuur wat onbevredigend. Je kunt wel stellen dat feiten ontstaan in het sociale publicatieproces, maar al die publicaties gaan toch ergens over? Moeten we niet, als we willen weten hoe feiten tot stand komen, graven naar de echte bron van die kennis: het laboratorium?

Dus neemt Latour ons mee het lab in. Maar, ook het bezoek aan het laboratorium kan een teleurstellende ervaring zijn. Het lab staat op zichzelf weer vol met zwarte dozen. Als we in het lab om een reproductie van een belangrijke grafiek uit het artikel vragen, zien we op een bepaalde manier meer dan in het artikel staat. We kunnen nu echt zien hoe de grafiek tot stand komt: door een complexe setup van apparatuur, elektronica, protocollen. Maar we zien ook minder dan in het artikel, want we moeten elke stap in het proces en elk apparaat doorgronden en vertrouwen om een klein beetje zicht te krijgen op de ‘werkelijkheid’ achter de grafiek. Het lab staat zelf weer vol met zwarte dozen. Eigenlijk is de enige manier om echt grip te krijgen op het experiment zelf een even ingewikkeld lab te bouwen het experiment na te doen. Het is deze strijd tussen laboratoria die we in de literatuur terugzien.

Als we een experiment gaan bekijken verwachten we de naakte feiten te kunnen zien: we verwachten een openbaring van de natuur. Maar in werkelijkheid zien we, net als in het artikel, een zorgvuldig geconstrueerde, vaak uiterst kwetsbare, schakel in technische en theoretische argumentatie. Net als in het wetenschappelijke artikel is de natuur in het lab alleen indirect aanwezig.

Vooruit: je mag hopen dat de natuur uiteindelijk het debat tussen wetenschappers beslecht, maar zolang de kennis nog in ontwikkeling is, is óf en hoe de natuur zich via het experiment laat kennen juist het onderwerp van de discussie. Totdat wetenschappers het hier over eens zijn, kan de natuur het debat niet beslissen. Latour stelt daarom dat je als je wetenschap in actie bekijkt wel relativist moet zijn: hoe we de natuur zien is de resultaat van de wetenschappelijke controverse – het is een sociaal proces. Terwijl je als je naar gestolde wetenschap kijkt wel realist moet zijn: uiteindelijk hebben we na veel discussie en een reeks ingewikkelde experimenten de natuur begrepen zoals hij écht is. Want, hoe indirect ook, als de natuur in al die experimenten niet een rol gespeeld had, was de controverse nooit geëindigd.

Tolken in groeiende netwerken….
Is het stollen van speculaties tot feiten nog beter te volgen? Daarvoor moeten we volgens Latour het lab weer uit en proberen om het sociale proces tussen wetenschappers in meer detail te bestuderen. Stel je voor dat je een onderzoeker bent die van een controverse een zwarte doos wil maken. Dan zal je anderen mee moeten krijgen. Je zult moeten zorgen dat anderen geïnteresseerd raken in jouw ideeën en dat ze jouw feiten-in-wording willen, of wel moeten gebruiken. Dat kan natuurlijk door aan te sluiten bij de interesses van anderen of door mensen te overtuigen dat wat jij doet in hun belang is. Ook zal je tot op zekere hoogte hun gedrag moeten controleren. Als anderen je werk op een heel andere manier gebruiken dan jij had voorzien ben je daar niet persé beter mee af.

Naast een inhoudelijke dimensie heeft wetenschap dus ook een politieke dimensie. De een is niet te begrijpen zonder de ander. Het is een proces waarin je gelijktijdig mensen moet aanhaken bij je project, ze tot op zekere hoogte moet controleren, terwijl je de realiteit definieert. Die buitenkant van de wetenschap is zeker zo belangrijk als de binnenkant. De peperdure laboratoria waarin wetenschappelijke ontdekkingen gedaan worden, bestaan bij gratie van mensen die er in willen investeren, mensen die op hun beurt hun eigen agenda’s najagen. Latour licht dit toe aan de hand van Lyde, de grondlegger van de geologie.

Lyde leefde in een tijd waarin het als een feit beschouwd werd dat de aarde door God geschapen was en waar je de geschiedenis van de aarde alleen kon bestuderen aan de hand van de bijbel. Hij had dus geen wetenschappelijke collega’s (hooguit vijandig gestemde), maar had die wel nodig om zijn werk niet als een theorietje van een overenthousiaste amateur weg te laten zetten. Omdat hij geen wetenschappelijke gemeenschap om zich heen had, kon hij ook geen financiering regelen, kon hij geen studenten opleiden en ga zo maar door. Er was geen netwerk waarbinnen de piepjonge geologische wetenschap kon groeien.

Lyde slaagde er ondanks die beperkingen in om iets van de grond te krijgen, maar er zijn natuurlijk veel meer onderzoekers die er voortijdig -soms zelfs al tijdens hun promotie- mee stoppen. Als we als karikatuur kijken naar de prof die nauwelijks onderzoek aan het doen is, maar zijn tijd besteed aan netwerken, financiering regelen en ambassadeurschap en die vergelijken met de onderzoeksassistent die dag in dag uit in het lab aan het zwoegen is om de natuur haar geheimen te ontfutselen, dan moeten we concluderen dat ze niet zonder elkaar kunnen bestaan. In het geval van Lyde in de vorm van één persoon, in de moderne wetenschap als een hele machinerie binnen universiteiten en onderzoeksinstituten.

Dat betekent ook dat een groot deel van de mensen die cruciaal zijn in het wetenschappelijke proces helemaal geen wetenschapper zijn. Ze vervullen een rol om het netwerk klaar te maken en in te zetten voor de nieuwe kennis. Het is volgens Latour ongepast om de wording en verspreiding van wetenschappelijke kennis los van elkaar te zien. Nieuwe kennis wordt niet in het lab gemaakt en sijpelt dan door naar de samenleving, ze vormt zich in een breed netwerk van verschillende groepen met verschillende belangen. Daarom is het onderliggende proces beter te begrijpen als een vertaling dan als een verspreiding. Bij een verspreiding denk je aan de situatie waarbij feiten eerst definitief gemaakt worden en daarna uitgedeeld. Maar zo schetst Latour het niet. Een feit komt tot stand door dat verschillende groepen, die er allemaal iets anders mee willen en voor wie het allemaal iets anders betekend, het als zodanig gaan gebruiken. Elk van die groepen heeft een eigen vertaling nodig.

Actie op afstand…
Toch is het niet vreemd dat mensen willen investeren in wetenschap. Ze maakt actie op afstand mogelijk. Als Latour zich buigt over hoe wetenschappelijke kennis verschilt van alledaagse kennis, stelt hij dat wetenschappelijke kennis eigenlijk gecomprimeerde ervaringskennis is.

Toen de ontdekkingsreizigers in Azië aankwamen kenden ze het landschap minder goed dan de oorspronkelijke inwoners. Maar dankzij hun instrumenten konden ze dit wel beter in kaart brengen en relateren aan stukken van de wereld die de Aziaten niet kenden. De dammen die in de Nederlandse delta gebouwd zijn beter dan dammen die je op basis van ervaring zou bouwen, omdat een schaalmodel de ingenieurs in staat heeft gesteld allerlei dingen uit te proberen en bloot te stellen aan alle voorkomende weertypen. Dit zou op de werkelijke schaal nooit mogelijk zijn en zo kunnen de ingenieurs meer ervaring opdoen dan dammenbouwers zonder modellen.

Hier komen de zwarte dozen wel weer om de hoek kijken. De cartografen kunnen alleen maar kaarten maken door instrumenten die samenballingen zijn van de kennis van anderen. De waterkundigen gebruikten theorie van anderen over turbulentie. Ze zijn geholpen met het collectieve en cumulatieve karakter van de wetenschap.

Wetenschap is volgens Latour te zien als het verzamelen, coderen en circuleren van sporen. Actie over afstand wordt mogelijk door de gebeurtenissen van ver weg en lang geleden mee te nemen naar het hier en nu. Ervaring moet mobiel worden, zodat het niet uit maakt waar ze is opgedaan. Ze moet stabiel worden zodat ze onderweg niet kan veranderen of verweken. En ze moet combineerbaar worden, zodat verschillende ervaringen opgeteld en samengebald kunnen worden. De rol van inscripties, grafieken, formules, wiskunde en modellen is precies dit: zorgen dat je representaties van de werkelijkheid mobiel, uniform en herbruikbaar worden.

Dit mag wat kosten want de voorkennis over de natuur die zo ontstaat helpt de volgende serie wetenschappers. Het is alsof ze de verschijnselen waar ze mee te maken hebben al kennen, omdat ze voort kunnen bouwen op gecodeerde ervaring. Tegelijkertijd, schept deze manier van werken, het steeds verder coderen en samenballen van kennis een afstand tussen de wetenschap en datgene wat ze bestudeerd. Sommigen vinden het vermogen tot voorspellen de grote kracht van de wetenschap, maar zulke voorspellingen zijn niet het zelfde als de praktijk, ze raken de werkelijkheid nooit helemaal.

Wat wetenschappers kunnen voorspellen is alleen hoe hun eigen instrumenten zich in de buitenwereld zich zullen gedragen. Doctoren, bijvoorbeeld, hebben veel van die instrumenten. Ze vormen feitelijk een extensie van het wetenschappelijke netwerk. Zonder die instrumenten kan dokter zijn kennis niet of nauwelijks aanwenden. Zo is ook een landkaart in de praktijk niet veel waard als er niet er niet een hele reeks richtingwijzers op de grond bestaan die een verbinding leggen tussen de echte en de wetenschappelijke werkelijkheid van de kaart. De lange, technische arm van de wetenschap vereist specifieke kennis en technologie.

Wetenschap in actie…
In Science in Action zet Latour een nieuwe theorie van de wetenschap en de totstandkoming van feiten neer, door precies na te gaan hoe wetenschappers te werk gaan. Hij traceert hoe feiten ontstaan uit discussie tussen specialisten, hoe wetenschappers zich moeten organiseren om dit mogelijk te maken en wat er in de samenleving veranderd door deze praktijken.

Wetenschappers vormen hun ideeën in nauwe fragiele netwerken, die uiteindelijk hun tentakels tot diep in de samenleving kunnen uitspreiden. Daarvoor is het wel nodig van hun ideeën een zwarte doos te maken die iedereen wil en kan gebruiken zonder er nog vragen over te stellen. Dat is een door en door sociaal en technisch proces. Waarin ideeën, mensen, belangen en apparatuur een allesbepalende rol spelen. Latour doet een poging de zwarte dozen open te maken, maar wat er uit komt is zo’n complex en subtiel spinsel dat, eerlijk gezegd, de behoefte de dozen dicht – en de feiten dus de feiten te laten – haast onweerstaanbaar is.

Meer lezen?
In Lableven bespreek ik het boek Laboratory Life van Bruno Latour. Andere boekbesprekingen op deze blog vind bijvoorbeeld je in de taalpragmatiek van Herbert Clark en in Big Science.

Het netwerkkarakter van kennis besprak ik eerder in kennisnetwerken en sociale kennisnetwerken.

EPR

In mijn blogje over gedachtenexperimenten haalde ik het Einstein – Podolsky – Rosen (ofwel het EPR) experiment al even aan. Ik beloofde toen dat ik er nog eens een apart blogje over zou schrijven. Nu het EPR experiment in Delft opnieuw in het echt is uitgevoerd en opnieuw Einsteins ongelijk aantoont kom ik daar natuurlijk niet meer onder uit. Opnieuw, inderdaad, want het experiment was al eens uitgevoerd, maar daar kom ik zo op terug. Eerst maar even de kwestie zelf. Om te kunnen snappen waarom het EPR experiment zo tot de verbeelding spreekt is het misschien nodig iets van de geschiedenis van de moderne natuurkunde te weten.

Het EPR experiment draait om de rol van toeval in de quantummechanica. Die quantummechanica is de natuurkunige theorie die het gedrag van kleine deeltjes (atomen en nog veel kleiner) beschrijft. De theorie is altijd onderwerp geweest van hevige discussie vanwege haar vreemdheid. Op het niveau van de kleinste deeltjes gebeuren dingen die je in het alledaagse leven weinig tegen komt. Zo blijkt dat de warmte in een warm voorwerp alleen vrij kan komen in de vorm van kleine energie brokjes, die een minimum grootte hebben. De manier waarop warmte uit een voorwerp komt is dus eerder te vergelijken met een emmer knikkers, waar je er  één voor één een uit kan halen, dan met een emmer water waar je ook hele minuscule druppeltjes uit kan halen. Eigenlijk kun je zeggen dat de natuur digitaal is en niet analoog. Of zoals natuurkundigen het zien: energie blijkt gekwantiseerd te zijn; daaraan dankt de quantummechanica zijn naam. Dit idee is voor het eerst geopperd door Max Planck in 1900.

Misschien vind je het idee van gekwantiseerde engerige geen opzienbarende ontdekking, maar Planck vond het idee van kwanta zo raar, dat hij er zelf eerst niet echt in geloofde. De enige reden dat hij het opperde was dat de straling die van een warm voorwerp af komt op deze manier goed te beschrijven is. Albert Einstein gaf de quantumtheorie vervolgens een flinke impuls toen hij in 1905 liet zien dat ook het foto-elektrisch effect, het ontstaan van elektriciteit als licht op een metalen plaat valt, goed te verklaren is door de aanname van gekwantiseerde energie. Nu waren er dus twee verschijnselen waar het idee van kwanta voor werkte en two makes a crowd. Voor deze ontdekking kreeg Einstein later de Nobelprijs. Wat volgde in de natuurkunde, waren een aantal duizelingwekkende jaren. Na het idee van energiepakketjes volgde namelijk nog een reeks natuurkundige theorieën die elkaar in vreemdheid naar de kroon staken, maar waarmee wel vaak de uitkomsten van experimenten verklaard en voorspeld konden worden. Einstein zelf was niet onverdeeld positief over deze nieuwe natuurkunde. Hoewel hij er eigenlijk zo’n beetje het startschot voor gegeven had en hoewel hij met zijn relativiteitstheorie toch had laten zien niet wars te zijn van vreemde ideeën over de natuur, zat één aspect van de quantummechanica hem erg dwars. Dit was de rol die toeval toebedeeld kreeg.

Einstein was namelijk een determinist. Hij geloofde, dat als je vandaag een oneindig precieze meting zou doen van het universum en je zou perfecte natuurkunde hebben, dat het universum van morgen  precies te voorspellen moest zijn. De quantummechanica sprak dit idee tegen. Één probleem was het onzekerheidsprincipe van Werner Heisenberg. Dit principe was een van die nieuwe natuurkundige theorieën. Heisenberg stelde dat je nooit tegelijk de snelheid en de plaats van een deeltje precies kon vaststellen. Volgens Heisenberg kon je de eigenschap van een deeltje alleen te weten komen door het te beïnvloeden. Als je de snelheid van een deeltje probeerde te meten beïnvloedde je de plaats en andersom. Met dit onzekerheidsprincipe stak hij een spaak in het deterministische wiel. Hij stelde namelijk dat het heelal onmeetbaar was. Je kun nooit precies weten hoe snel alle deeltjes gingen, tenminste niet als je ook wist waar die deeltjes waren. Het heelal voorspellen zat er dan ook niet in en teletransportatie trouwens ook niet. Toen de schrijvers van Star Trek kritiek kregen op hun verhalen over teletransportatie, omdat dit volgens het principe van Heisenberg onmogelijk was, bedachten ze snel een apparaat dat de Heisenberg compensator genoemd werd. Zo werd de serie gered van de werkelijkheid.

Nu is stellen dat de toestand van het heelal niet precies meetbaar is, nog iets anders dan stellen dat de natuur zich in het geheel niet voorspelbaar gedraagt. Heisenberg beweerde ook niet dat de natuur niet deterministisch is, maar anderen deden dat al heel snel wel. Onzekerheid, zo stelden zij, zit in de natuur ingebakken. Zelfs met een precieze meeting van het heelal, perfecte natuurkunde en eventueel een Heisenberg compensator, zou je volgens hen nog niet kunnen weten hoe het heelal er morgen uit ziet. Dat hangt helemaal van het toeval af. Hun kernidee was het idee van superpositie. Een deeltje dat in superpositie is, is in meerdere toestanden tegelijk. Electronen hebben bijvoorbeeld spin, ze kunnen bij wijze van spreken 1 rechtsom en linksom draaien. Het idee van superpositie stelt dat elektronen tegelijk linksom en rechtsom kunnen draaien. Pas als we de spin gaan meten ‘kiezen’ de elektronen een kant. Dit is een absurd idee en dat vond Einstein ook. Maar dat elektronen blijkbaar twee kanten tegelijk op kunnen draaien, was helemaal niet wat hem het meest dwars zat. Wat Einstein niet beviel was een gevolgtrekking uit deze theorie: als deeltjes in meerdere toestanden tegelijk kunnen zijn totdat ze gemeten worden, dan is de natuur niet deterministisch meer. Zij wordt fundamenteel onvoorspelbaar. Dat vond Einstein maar niets: “God dobbelt niet”, zei hij.

En dus ging Albert Einstein met Boris Podolsky en Nathan Rosen zitten om een gedachtenexperiment te verzinnen waardoor je meteen kon zien dat het idee van superpositie gewoonweg niet waar kon zijn. Om het ongelijk van aanhangers van superpositie aan te tonen gebruikten Einstein, Podolsky en Rosen het idee van tweelingdeeltjes. De toestanden van die deeltjes zijn gekoppeld. We kunnen dus twee deeltjes hebben waarvan we niet weten in welke toestand ze zijn (volgens het superpositieprincipe), maar waarvan we wel weten dat ze een tegengestelde spin hebben. Stel je een tweelingdeeltje voor zeiden de EPR auteurs, waarvan de afzonderlijke deeltjes heel ver, misschien wel een lichtjaar uit elkaar zijn gedreven. Vervolgens meten de we de spin van één deeltje. Dat springt volgens het superpositieprinciepe pas door die meting in een bepaalde spin. Het andere deeltje moet dat dan ook doen: maar… hoe ‘weet’ het ene deeltje dat een ander deeltje een lichtjaar verderop gemeten wordt?. Volgens Einstein kan er niets sneller bewegen dan het licht, dus even een boodschap over zenden kan niet. Er moet een magische werking op afstand zijn òf het superpositieprincipe klopt niet.­­­

In het EPR experiment staat dus met het superpositieprinciepe de vraag of de natuur deterministisch is op het spel. Dat is nogal wat. Toegegeven: het EPR experiment is niet het makkelijkst te begrijpen gedachtenexperiment dat ooit bedacht is, maar als gedachtenexperiment is het vrij overtuigend. Het superpositieprincipe zelf is al niet erg intuïtief, maar als er ook nog magische werking op afstand bij komt kijken, dan kan het toch bijna niet waar zijn. Exit toeval in de kwantummechanica. Toch? Nee dus. De man die Einstein in het ongelijk stelde heette Alain Aspect. Hij voerde in de jaren 80 van de vorige eeuw een experiment uit in de kelders van zijn laboratorium in Parijs waarmee door metingen aan deeltjes vastgesteld kon worden of de werking op afstand die in het EPR gedachtenexperiment zo een belangrijke rol speelt, bestaat. En zijn antwoord was ja. Deze deeltjes blijken te reageren zoals het superpositieprincipe voorspelt. Einstein had ongelijk en de natuur was ondeterministisch.

Hoe spectaculair het experiment van Alain Aspect ook was, het probleem met echte experimenten is dat de uitkomst ook bepaald kan zijn door de experimentele opstelling. Werden de metingen in Aspects experiment wel snel genoeg uitgevoerd? En zaten er geen andere fouten in de opstelling? Het experiment dat de Delfste wetenschappers eind Oktober gedaan hebben zou waterdicht moeten zijn. Alle mogelijke fouten in het experiment van Aspect, zijn geadresseerd. Er is ongelofelijk precieze apparatuur gebruikt. De opstelling gebruikt daarnaast glasvezels die over de hele campus liggen en is daarmee kilometers groot. Met al deze verbeteringen toonde het definitief Einsteins ongelijk aan. Nou ja definitief… ook het Delftse experiment zal wel weer ten prooi vallen aan allerlei kritiek op de details van de opstelling. Want dat is natuurlijk het probleem met echte experimenten: dat er foutjes in kunnen sluipen.

En dat soort foutjes geven weer ruimte om de controverse nog een tijdje te laten bestaan. Tot een nog groter en nog duurder experiment Einsteins ongelijk opnieuw aantoont of tot dat er een theorie bedacht wordt die ook de metingen verklaart, maar die intuïtiever is. Ik zou zelf inzetten op het laatste denk ik. Maar tot een dergelijke theorie gevonden is, is de wereld nog even ondeterministisch. Is dat erg? Ach, misschien is het ook alleen maar erg voor theoretisch natuurkundigen.

Meer Lezen?

Er is rondom het Delftse experiment natuurlijk veel pers geweest, waarvan ik het beeldverhaal over het experiment, dat de Volkskrant publiceerde het meest leeswaardig vond.

Ik schreef zelf al eerder een blogje over gedachtenexperimenten in het algemeen. En over het nut van echte experimenten in de blogjes “waardendragers” en “eksters”. Ook het blogje lableven over Bruno Latour’s studie naar de gang van zaken in een biomedisch laboratorium is gerelateerd aan dit blogje.

[1] Dit is echt ‘bij wijze van spreken’. Electronen kun je niet ‘zien’, ze zien er niet uit als balletjes en ze draaien waarschijnlijk al helemaal niet. Spin is een van de eigenschappen van electronen, maar het is een heel theoretisch/wiskundig concept.

Lableven

In het begin van het boek verontschuldigd Bruno Latour zich haast aan de werkemers van het laboratorium waar “Laboraratory Life” over gaat. Niets uit het boek, zo zegt hij, zal hen verbazen: het boek geeft gewoon een beschrijving van hun werk zoals zij dat uitvoeren, iets nieuws zullen ze daar dus niet van leren. Is Latour hier oprecht? Ik vermoed van wel maar hij weet ook donders goed hoe zo’n positionering retorisch werkt. “Laboratory life” is een klassieker in de wetenschapssociologie. Om dat te kunnen begrijpen moet je het boek misschien in zijn tijd kunnen plaatsen. We spreken hier het einde van de jaren 70. Wetenschap is in die tijd uitgegroeid tot het miljoenenbedrijf dat het nu nog is. In de jaren 70 komen de sociale wetenschappen tot grote bloei. Er is optimisme over de maakbaarheid van de samenleving en goede sociaal wetenschappelijke kennis speelt daarin een grote rol – net zoals onze kennis van de natuur eerder de techniek heeft voortgestuwd.

Een van de projecten die deze sociale wetenschappers oppakken bevraagt de status van wetenschappelijke kennis. Een dominante opvatting van wetenschap is het “positivisme”. De wetenschap beroept zich van oudsher op een aanpak die tot zekere, ware, kennis kan leiden. De positivistische mythe is dat de wetenschap slechts feiten bloot legt: het is een neutrale, objectieve onderneming waarin de wetenschapper slechts een instrument is. In de kritische jaren 70 komt er een tegenbeweging op gang die het sociaal constructivisme heet. Volgens het sociaal constructivisme zijn feiten geen waarheden die toevallig ontdekt zijn door wetenschappers, maar als de uitkomst van complexe sociale processen waarin machtsstructuren en onderhandelingen een belangrijke – zo niet allesbepalende – rol hebben. Veel sociaal constructivisten hebben een relativistische wetenschapsvisie. In deze visie houden we dingen niet waar omdat ze “bewezen” zijn, maar omdat de aanhangers van een bepaalde theorie toevallig sterker zijn gebleken dan de tegenstanders.

En dan krijgt Bruno Latour, een jonge antropoloog de kans om twee jaar lang door te brengen in een biomedisch laboratorium. Hij bestudeert de wetenschappers alsof ze een onontdekte stam zijn. Hij probeert grip te krijgen op hun werkprocessen, hun gebruiken en cultuur en hij geeft antwoord op een actuele vraag: hoe komen feiten nu precies tot stand? In Laboratory Life schetst Latour een beeld van het lab als een productiebedrijf van wetenschappelijke teksten. Alle activiteiten zijn er op gericht invloedrijke wetenschappelijke publicaties te schrijven. Daarvoor worden met de grootste zorgvuldigheid metingen verricht en geïnterpreteerd.

Een belangrijk thema in het boek is de rol van theorie, of bestaande feiten, in de constructie van nieuwe feiten. De apparatuur in het laboratorium bijvoorbeeld. De metingen die deze apparaten doen bouwen sterk op bestaande kennis uit de natuur- en scheikunde en hun resultaten kunnen niet zonder deze kennis geïnterpreteerd worden. Meetmachines zijn gematerialiseerde theorie. Verderop in het boek laat Latour zien hoe, in een zeer uitgebreid programma een poging gedaan wordt de werking een bepaald hormoon aan te tonen. Vanaf het moment dat het hormoon gemeten kan worden en als feit verondersteld word ontstaat er bloeiend wetenschappelijk programma om het hormoon heen.

Latour beschrijft het lab dus als een hermetisch bolwerk, waarin specialistische kennis nodig is om specialistische kennis te krijgen en waarin feiten vooral gewaardeerd worden om hun vermogen nieuwe feiten op te leveren. Reputatie speelt bij deze acceptatie van feiten een allesbepalende rol. Latour laat zien hoe reputatie op micro niveau in het lab de uitkomst van discussies beïnvloed en hij maakt ook een macro analyse van de rol van reputatie in het grotere wetenschappelijke bedrijf. Je reputatie hangt af van de waardering die je vakgenoten opbrengen voor je werk, hetgeen weer sterk samenhangt met de vruchtbaarheid van je bevindingen voor het doen van nieuwe bevindingen. Ook dit versterkt zichzelf: met reputatie komt geld om onderzoek te doen en met de resultaten van dit onderzoek komt reputatie.

Het briljante van Laboratory Life is dat Latour met zijn gedetailleerde empirische studie een gevoelige klap uitdeelt aan beide kampen uit die tijd. Zowel de positivisten als de sociaal constructivisten moeten zich na het lezen van het boek achter de oren krabben. De positivisten halen bakzeil omdat het knap moeilijk is om na het lezen van Laboratory Life nog te beweren dat wetenschappelijke feiten niet sociaal geconstrueerd zijn. Latour laat immers in detail zien hoe deze constructie plaats vindt. Maar de relativistische sociaal constructivisten komen er niet beter af. Het is na het lezen van het boek ook gans onmogelijk om te stellen dat feiten slechts sociale constructies zijn. Het hele boek ademt de zorg en betrokkenheid van de wetenschappers bij het waarheidsproject dat zij in het lab aan het uitvoeren zijn. Als zij meer dan anderen de waarheid in pacht beweren te hebben, is het niet omdat zij “toevallig” gewonnen hebben: ze hebben er harder en met meer wetenschappelijke zorgvuldigheid aan gewerkt.

Latour moet geweten hebben dat zijn werk een grote controverse zou kunnen veroorzaken. Waarom is het boek dan zo bescheiden van toon? Het antwoord is simpel. Latour gebruikt bescheidenheid om zijn interpretatie van het leven in een laboratorium kredietwaardig te maken: hij wil dat we het lezen als een feitelijk relaas, niet als een betoog dat een bepaalde visie ondersteund. Juist daarmee slaagt hij er in om zulke rake klappen uit te delen aan de verschillende visies die er over het wetenschappelijk werk bestaan. Door al zijn bevindingen oncontroversieel te verklaren – zeker voor de werknemers van het lab zelf – portretteert hij zijn eigen werk als feitelijk. En feiten zijn nu eenmaal moeilijk te negeren.

Nog even dit. Zowel vanwege haar inhoud als vanwege haar subtiele retoriek vind ik dat elke wetenschapper Laboratory Life gelezen zou moeten hebben.

Meer lezen?

Dit blogje is gebaseerd op de meest recente versie van: Latour, Bruno, and Steve Woolgar (2013) Laboratory life: The construction of scientific facts.

Ik schreef eerder over wetenschapsfilosofie in waarheidsinjecties en over de macht en kracht van de experimentele wetenschap in Eksters en waardendragers.