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.

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.

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.

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.