[Column] Wetenschap in crisis

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 27

[Column] Wetenschap in crisis

In steeds meer artikelen en commentaren wordt de vraag hardop gesteld of de natuurkunde op een dood spoor zit. Natuurkundigen hebben inmiddels al meer dan een eeuw lekker gesurft op de twee prachtige en krachtige golven die zijn verwekt door Albert Einstein en Niels Bohr: de algemene relativiteitstheorie en de kwantummechanica. Deze twee beschrijvingen van de werkelijkheid zoals wij die kennen en met onze zintuigen en alle geavanceerde hulpmiddelen kunnen waarnemen, blijken keer op keer juist te zijn. Niet dat wij het allemaal begrijpen, maar de sommen kloppen en de toepassingen zijn overal. Zeker de onbegrijpelijke kwantummechanica heeft ons leven indringend veranderd met al de toepassingen in de elektronische apparatuur waarmee onze moderne samenleving is doordrenkt. Toch schuurt het in toenemende mate dat niemand de verschijnselen van de kwantummechanica begrijpt. Dat verstrengelde deeltjes elkaar op grote afstand instantaan beïnvloeden en dat deeltjes zich tegelijk op meerdere plaatsen kunnen bevinden, zijn verschijnselen die niemand kan verklaren. De natuurkundigen snakken naar een onderliggende verklarende theorie van de kwantummechanica. De gedachte is dat we eerst meer moeten begrijpen van wat er gebeurt op de kleinst denkbare schaal, die van de Plancklengte, 1,6 x 10-25 m. Ga er maar aanstaan.

Dit probleem met de theorievorming in de microkosmos is niets vergeleken met het probleem in de macrokosmos. Daar is vooral de zwaartekracht de oorzaak van alle ellende. Het kosmologisch model dat voortkomt uit de relativiteitsvergelijkingen van Einstein klopt gewoon niet. Het heelal dijt te snel uit en de sterren aan de randen van sterrenstelsels worden niet weggeslingerd. “Oeps,” zou je zeggen als buitenstaander, “daar hebben wij een serieus probleem bij de kop.” De enige twee goedkope oplossingen voor deze ongemakkelijke problemen zijn de aannames van donkere energie en donkere materie. De donkere energie zorgt voor vergroting van de ruimte en daarmee de versnelde afstand tussen hemellichamen en donkere materie zorgt voor meer zwaartekracht en voorkomt daarmee dat sterrenstelsels zoals onze Melkweg uit elkaar spatten. Helaas gaat het niet om kleine correcties. De donkere energie is goed voor 74% en de donkere materie voor 20% van de totale energie/massa in het universum. De resterende armetierige 6% is van de soort materie (de baryonisch materie) die wij kennen en begrijpen. Natuurkundigen hebben geen idee wat donkere energie en donkere materie zijn. Het regent hypothesen. De een nog fantastischer dan de andere. Maar al het onderzoek heeft tot nu toe niets opgeleverd. Het wachten is op de opvolgers van Einstein en Bohr die een volstrekt nieuw inzicht zullen verschaffen in de manier waarop de werkelijkheid in elkaar steekt. Misschien gaan dan zogenaamde singulariteiten waarin het ongemakkelijke fenomeen van oneindigheid een hoofdrol speelt, op de schop. De meest pregnante voorbeelden van singulariteiten zijn de oerknal en zwarte gaten.

Een netelig bijkomend probleem van de impasse waarin de natuurkunde zich nu bevindt, is dat er heftige discussies ontstaan over de besteding van onderzoeksgeld. Vooral voorstellen voor nieuwe dure onderzoeksprojecten zoals een volgende deeltjesversneller voor het CERN, kunnen rekenen op grote weerstand. Daarbij speelt vaak het argument een hoofdrol dat de onderzoeksdoelstelling niet helder is geformuleerd en dat er te vaak wordt gesteld: “We weten nog niet wat wij gaan vinden, maar zo gaat dat nu eenmaal.” Zorgwekkend is dat – net zoals bij ieder dispuut tegenwoordig – de discussies met een nog niet eerder vertoonde felheid worden gevoerd. Voor- en tegenstanders schromen niet elkaar te betichten van onwetenschappelijkheid, verraad aan de beroepsgroep, bevuilen van het eigen nest en het allerergste, namelijk pseudowetenschap.

Het begrip pseudowetenschap sloeg vroeger op kwakzalvers, gebedsgenezers en zondagswetenschappers. Maar steeds vaker meppen criticasters ook theoretisch natuurkundigen met vergaande ideeën in dat hoekje. Een voorbeeld is de hypothese van het multiversum, ofwel dat er naast ons universum nog ontelbaar veel andere universums zijn. Daarin veronderstelt men gradaties van anders zijn. Een variant is de verzameling van universums waar andere natuurwetten gelden dan bij ons. Of zulke universums bestaan zullen wij nooit kunnen weten omdat wij die universums niet kunnen waarnemen. De rekkelijken vinden dat geen probleem, de preciezen zeggen dat het dus geen wetenschap is, maar pseudowetenschap.

Het vervelende van dit openbare geduw en getrek tussen wetenschappers is dat het bij een breed publiek bijdraagt aan het groeiende wantrouwen in nut en noodzaak van en geloof in wetenschap. Het gevaar dreigt dat goede wetenschap zo nu en dan het etiket van fake science krijgt opgeplakt omdat dat goed uitkomt voor een bepaald ideologisch, religieus of politiek doel. Dat geldt vooral voor wetenschapsbeoefening die dicht staat bij het dagelijks leven van mensen zoals klimaatwetenschap, medische wetenschap en economie. Argumenten als dat er altijd wel wetenschappers te vinden zijn die elkaar tegenspreken, dat wetenschappers alleen beweringen doen die hun opdrachtgevers graag willen horen en dat wetenschap eigenlijk ook gewoon maar een geloof is, brengen de legitimiteit van de wetenschap in gevaar.

Is dat erg? Ik denk het wel omdat de geschiedenis ons heeft geleerd dat goede wetenschap de mensheid enorm veel goeds heeft gebracht. Tegelijkertijd kan het geen kwaad als de wetenschappelijke gemeenschap eens kritisch naar zichzelf kijkt en beseft dat zij een eigen verantwoordelijkheid heeft over hoe er naar haar wordt gekeken. Wetenschapsvoorlichting en –journalistiek spelen daarin een zeer belangrijke rol. Helaas is daar nog veel kaf onder het koren.

En misschien zullen de opvolgers van Einstein een belangrijk steentje kunnen bijdragen. Het zou prachtig zijn als de pijnlijk ontbrekende delen in de beschrijving van onze werkelijkheid worden ingevuld. Typeringen als donkere energie en donkere materie horen niet thuis in een heldere natuurkunde.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.
Berichten: 11.849

Re: [Column] Wetenschap in crisis

Het idee van "we weten niet wat we gaan vinden, maar ongetwijfeld iets" is wel een beetje fundamenteel aan experimenten gaan doen met bijvoorbeeld steeds krachtiger deeltjesversnellers en dergelijke: Wellicht is er wat te vinden, maar we hebben geen idee wat het zal zijn totdat we het vinden.

Dit is overigens niet tegen het fundament van natuurwetenschap in: vrijwel alle vroege natuur- en scheikunde waren empirische ontdekkingen. Iets als electromagnetisme werd ontdekt doordat iemand een galvanische cel aansloot op een spoel draad en waarnam dat dat een magneetveld produceerde - het was geen voorzien effect dat alleen 'nog even geverifieerd' moest worden.

Termen als 'donkere' materie of energie zijn wellicht wat ongelukkig gekozen, ze klinken als duister, onvatbaar, onverklaarbaar en dergelijke, terwijl het begrip 'donker' eigenlijk alleen betekent dat we het (nog) niet (direct) kunnen waarnemen. Anderzijds klinkt iets als een 'zwart gat' even onverklaarbaar terwijl we best wat inzicht hebben in wat zwarte gaten zijn en hoe ze werken.

Verder is het denk ik wel van belang pseudowetenschap en speculatie van elkaar te onderscheiden. Iets als homeopathie is duidelijk pseudowetenschap (op zijn best, ik noem het liever kwakzalverij), maar theorieen over meerdere universa en dergelijke zijn puur dat: hypothesen die we momenteel niet kunnen bewijzen, maar ook niet ontkrachten.

Berichten: 12

Re: [Column] Wetenschap in crisis

het is maar de vraag of het heelal uitdijt. Die conclusie wordt getrokken uit de roodverschuiving van verre sterren.
Een andere verklaring hiervan is dat de lichtsnelheid afhankelijk is van het zwaartekrachtsveld waar de golf doorheen gaat.
Uit die theorie volgt dan geen uitzetting van het heelal.
Een ernstiger crisis is "wetenschap op bestelling" : wetenschappelijk onderzoek dat politieke besluiten moet legitimeren, wetenschap die zich prostitueert (zijn eer verkoopt) voor de subsidies.
Dat lijkt het geval bij klimaatwetenschap en de zg. energietransitie.
Onze onderzoeksinstituten berichten extreem positief over energie van wind en zon.
Bij klimaatonderzoek worden onzekerheden en feiten die niet met de modellen overeenstemmen verzwegen.
Wetenschappers met afwijkende inzichten worden geridiculiseerd of zelfs ontslagen.

Gebruikersavatar
Berichten: 2.243

Re: [Column] Wetenschap in crisis

Er zijn ondertussen wel heel veel meer zaken die wijzen op een uitdijend heelal.
Hoe wil je je een Big Bang voorstellen zonder vervolgens een uitdijend heelal, bijvoorbeeld?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 7.479

Re: [Column] Wetenschap in crisis

Hoe wil je je een Big Bang voorstellen zonder vervolgens een uitdijend heelal, bijvoorbeeld?
Het probleem is niet zo zeer dat het heelal uitdijt, maar dat het versneld uitdijt. Deze versnelling vereist (donkere) energie (of een nog veel exotischer verklaring). Beide modellen leiden terug redenerend naar een oerknal.

Berichten: 11.849

Re: [Column] Wetenschap in crisis

Dirkse schreef:
do 07 nov 2019, 16:24
Een ernstiger crisis is "wetenschap op bestelling" : wetenschappelijk onderzoek dat politieke besluiten moet legitimeren, wetenschap die zich prostitueert (zijn eer verkoopt) voor de subsidies.
Dat is op zich wel een probleem, zeker als dat hemelijk gebeurt.

Vaak is echter wel duidelijk wie voor het onderzoek betaalde, en zie je de 'conclusies op bestelling' langsvliegen. Meestal rare verhalen die stellen dat chocolade of wijn gezond zouden zijn of iets dergelijks, die vervolgens blijken te zijn gefinancieerd door een branchevereniging of bedrijf.

Anderzijds is het niet zo dat alle wetenschap die door bedrijven gefinancierd wordt slecht zou zijn: Veel legitiem universitair onderzoek krijgt geld uit het bedrijfsleven, maar vaak omdat men oprecht interesse heeft in de conclusie of resultaten.

Gebruikersavatar
Berichten: 27

Re: [Column] Wetenschap in crisis

Het is waar dat veel wetenschappelijke ontdekkingen het resultaat zijn van onbedoelde uitkomsten van experimenten, toeval of ideeen die uit de lucht komen vallen (serendipiteit). Daarom is het juist om met name aan fundamenteel onderzoek niet te veel eisen vooraf te stellen.We weten immers niet wat we niet weten.
Het probleem met de plannen voor het bouwen van experimenteeromgevingen die miljarden kosten, is dat degenen die het geld moeten verschaffen, wel vooraf een indicatie willen hebben waarom het betreffende apparaat wordt gebouwd. Toen de plannen voor de bouw van de huidige deeltjesversneller van het CERN (de Large Hadron Collider) werden goedgekeurd, ging het vooral om de jacht naar het voorspelde deeltje, Higgs boson, dat het standaardmodel van de ons bekende materie compleet en kloppend maakt. Bij de dit jaar gepresenteerde plannen voor de volgende generatie deeltjesversnellers bestaat er niet zo'n concreet doel. In de video van het CERN (http://fcc-cdr.web.cern.ch/webkit/) spreekt men over het verbreden van horizons door het exploreren van de fundamentele natuurwetten, het begrijpen van nu nog onverklaarbare waarnemingen en het onderzoeken van nieuwe fenomenen en interacties. De FCC gaat minstens vijftien miljard euro kosten en moet in 2050 operationeel zijn. De vraag die nu wordt opgeworpen is of die vijftien miljard euro niet beter kunnen worden besteed aan andere onderzoeksvoorstellen met concretere doelen.
Dat is een moeilijk te beantwoorden vraag waarbij de zuiverheid van de argumenten niet altijd gegarandeerd is omdat de deelnemers aan de discussie meestal een belang te verdedigen hebben.

Berichten: 11.849

Re: [Column] Wetenschap in crisis

Dat nieuwe experimenten soms extreem duur zijn is denk ik niet te vermijden. Zaken die eenvoudig te onderzoeken zijn zijn meestal al onderzocht, dus het blijft complexer worden.

Anderzijds is het geen weggegooid geld, zelfs als je niets nieuws ontdekt ben je een stukje wijzer (dat er voor die energie blijkbaar niets nieuws te vinden is), maar je hebt ook de kennis over materialen en techonolgie die weer gebruikt kan worden in andere velden.

Extreem dure projecten als LHC, FCC, ITER en dergelijke zijn lastig privaat te financieren. Anderzijds zijn er wel private investeringen voor duizelingwekkende bedragen (in de orde van honderd miljoen) voor specifiek onderzoek naar bijvoorbeeld kernenergie. Vooralsnog zie je dat het meeste in de VS, wat op zich niet zo gek is gezien daar domweg de meeste recent extreem rijk geworden families leven.


Gebruikersavatar
Berichten: 4.407

Re: [Column] Wetenschap in crisis

Misschien - en ik zeg dit heel voorzichtig - zullen we op zeker moment moeten erkennen dat de mogelijkheden voor verder fundamenteel experimenteel onderzoek wel zo'n beetje zijn uitgeput omdat nog dieper gravende experimenten eenvoudigweg te duur worden.

Het is beslist niet zo dat dan de wetenschap zelf stopt, want zelfs hier op het Wetenschapsforum komen er geregeld topics voor waar we geen antwoord op weten maar die in een goed uitgerust laboratorium wel verder onderzocht en uiteindelijk ook beantwoord zouden kunnen worden. Het wordt dan alleen allemaal wel wat minder spectaculair. Maar wellicht voor de modale burger juist weer leuker want beter te bevatten.

Berichten: 11.849

Re: [Column] Wetenschap in crisis

Fundamenteel onderzoek in de zin van deeltjes en dergelijk wordt exponentieel duurder, en je kunt je terecht afvragen hoeveel "nuttigs" dat momenteel direct oplevert. Het Higgs deeltje vinden was een formidabele prestatie, maar heeft voor zo ver ik weet geen toepassing. Iets dergelijks heb je ook voor het maken van nog zwaardere atomen - er komt een regel bij in het periodiek systeem, maar of we er verder veel van gaan leren?

Uiteraard gaat ander onderzoek gewoon door - deels praktisch gericht, deels fundamenteler in bijvoorbeeld microbiologie/biochemie en dergelijke.

Overigens kan dat best spectaculair zijn als er nieuwe geneesmiddelen, behandelingen, technieken of materialen uit voortkomen. Soms gebeurt er niet echt wat je gedacht had - ik denk dan weinig mensen in de jaren 70 of zelfs 80 het vermoeden zou hebben dat een jaar of 40 later idioot veel "via internet" zou gaan werken.

Berichten: 8

Re: [Column] Wetenschap in crisis

De link in de laatste post van Kappetijn heb ik eens bekeken en maakt mij er niet vrolijker op. Zulke platvloerse advertentie praat en geflitsflats met beelden. De vergelijking met Columbus die ook niet zou hebben geweten waar hij uit kwam. Veel vertoon van interessante koppen en aantrekkelijke jonge mensen. Als je er door heen kijkt zie je los zand met een flauw smaakje. Of zie ik iets over het hoofd in deze filmpjes? De resultaten uit het verleden, hoe mooi ook, bieden geen enkele zekerheid voor de toekomst. Dat komt erg dicht bij "geloof in sterke mannen" ( in dit geval slimme mensen) en dat is wel erg ver bij wetenschap vandaan. Ik zie alleen vragen om carte blanche. Daar hoort geen belastinggeld aan uitgegeven te worden.

Een heel essentiële schakel in de keten van een goed wetenschappelijk onderzoek is het opstellen van een heldere en toetsbare hypothese.

Ik zie de crisis niet zo zeer in de natuurkunde of in de wetenschap, maar in de maatschappelijke omgang er mee. Als de natuurkundigen spreken van donkere materie en energie zijn ze eerlijk: het geeft aan dat ze zich op dit moment op geen stukken na in de buurt voelen van een wetenschappelijke aanpak. Als je echt niet meer weet wat je moet doen dan ga je wat anders doen. Maar wel iets zinnigs, dus via heldere en toetsbare hypothesen en niet via “god zegene de greep”. Dat hoort bij reclames voor ongezonde voeding. Niet via de redenering “hoe houden we de werkgelegenheid in stand” e.d. (werkeloosheid is wel een serieus probleem, maar dat pak je ook aan met heldere en toetsbare ….etc) Niet via de narcistische cultuur van contactloze verering van grootheid in wetenschappelijke reuzen, maar kennis van hun werk.

De ervaring in tijd heeft geleerd dat je via andere wegen nogal eens weer op nieuwe perspectieven stuit op oude problemen waar je aanvankelijk niet mee verder kon.
Maar dan sta je nog steeds methodisch op vaste grond. Andersom met slagen in de lucht iets proberen is weggegooid geld. Overigens zijn die andere, nog wel begaanbare wegen er in overvloed is mijn indruk. Maar als je in de huidige tijd zegt dat in bescheidenheid wachten op betere tijden en ondertussen goed je ding met iets anders proberen te doen ook het beste is bij donkere problemen: tja, daar is geen reclamebureau voor te porren zo lijkt het. Maar wetenschap is mooi genoeg om wetenschappelijke plichten serieus te nemen.

Berichten: 11.849

Re: [Column] Wetenschap in crisis

Met een flitsende presentatie alleen kom je inderdaad niet zo ver.

Fundamenteel onderzoek heeft vaak ook uiteindelijk wel gezorgd voor praktische toepassingen, met minstens een compleet nieuw ding per decennium in de hele 20e eeuw. Het lijkt echter een beetje op te drogen qua nieuwe praktische toepassingen - ik denk dat de smartphone het meest herkenbare product is van de 21e eeuw tot dusver, en dat is alweer een behoorlijke tijd geleden.

De 'klapper' van de jaren 2010-2019 durf ik nog niet echt te benoemen, hoewel het decennium op een dikke maand na nu wel voorbij is. Ik vermoed dat men achteraf zal vaststellen dat ontwikkelingen op het gebied van kunstmatige intelligentie het meest gewaardeerd zullen worden voor deze periode - of het zou zelfrijdende auto's, slimme zoekmachines, digitale assistenten of datalanalyse oid is.

Zoiets is geen resultaat van fundamenteel onderzoek in de klassieke zin, maar wel van zeer kostbaar onderzoek, en in grote mate privaat gefinancierd. Qua publiek gefinancierd fundamenteel onderzoek zou ik denken aan grote ontdekkingen als detectie van zwaartekrachtgolven, higgs-boson, en dergelijke zaken die vooralsnog geen praktisch nut zullen dienen (wellicht denken we daar over een eeuw heel anders over, maar daar ga ik niet meer bij zijn tenzij men medisch iets -heel- goed doet de komende decennia).

Probleem is wellicht drijfveer: zijn er zaken die acuut oplossing vereisen en waar men bereid is eindeloos veel geld tegenaan te gooien? We hebben denk ik op dit moment domweg geen noodzaak als een manhattan-project, straalviegtuigen, reis naar de maan, nieuw informatienetwerk of wat dan ook. Uiteraard zijn er continu incrementele verbeteringen op allerlei gebied, maar er lijkt weinig behoefte aan iets 'groots'.

Gebruikersavatar
Berichten: 4.407

Re: [Column] Wetenschap in crisis

@ gks otter

Het is een sprookje dat wetenschap keurig via een vast plan en methodologie verloopt. Verdiep je eerst eens in de wetenschapsgeschiedenis voordat je wetenschappers gaat voorschrijven hoe zij te werk moeten gaan. Men kan eenvoudigweg niet plannen hoe men zaken moet aanpakken die men nog niet kent. Dat maakt fundamenteel onderzoek nu juist zo interessant. Voor toegepaste wetenschap is het wel mogelijk in te schatten wat wel of niet nuttig zou kunnen zijn, maar dat is dan ook een andere tak van sport.

Ik heb het filmpje niet gezien en heb dat ook niet nodig, dat fundamenteel onderzoek wezenlijk verschilt van toegepast onderzoek is duidelijk om de reden die ik hierboven heb uiteengezet. Hoeveel geld men waar aan uitgeeft is een maatschappelijke keuze, maar fundamenteel onderzoek laat zich niet (zinvol) beoordelen langs de maatstaven die voor toegepast onderzoek worden aangelegd.

Reageer