Wat natuurwetenschap is en waarom klimatologie dat niet is

Laat ik me beperken tot natuurwetenschap. De invloed op onze samenleving is sinds de relatief korte periode van zo’n 400 jaar dat serieuze natuurkunde bestaat gigantisch. Het is deze ontwikkeling die ons uit de Middeleeuwse duisternis getild heeft en een cruciale bijdrage heeft geleverd aan de Verlichting. Onze moderne manier van natuurwetenschappelijk denken is sindsdien gevormd. Het is dan ook nuttig om in enig detail te begrijpen hoe natuurwetenschap werkt. Want dàt het werkt, behoeft geen verder betoog.

Waarnemen

Natuurwetenschap begint met waarnemen. Het zorgvuldig registreren van waarnemingen is al heel oud en begon in feite met het uitvinden van het schrift. De kwaliteit van waarnemingen is van groot belang en daartoe zijn allerhande hulpmiddelen en instrumenten ontwikkeld om waarnemen tot een ware kunst te verheffen.

Foto: Deeltjesversneller CERN – Unsplash.com CC0

Wie zich ook maar enigszins verdiept in wat er gepresteerd moet worden om bijvoorbeeld zwaartekrachtsgolven of het Higgs boson te detecteren, kan niet anders dan diep onder de indruk komen. Maar waarnemen is ondanks de enorme vooruitgang in instrumentatie slechts een eerste stap. Voor goede natuurwetenschap is veel meer nodig.

Analyse

Het registreren van waarnemingen, hoe nauwkeurig ook, leidt tot een verzameling van feiten die op het eerste gezicht weinig samenhang vertonen. Daarom worden de waarnemingen stelselmatig aan een zorgvuldige analyse onderworpen om te zien of er correlaties aanwezig zijn en of bepaalde trends uit de berg losse gegevens verkregen kunnen worden.

Nu hoeven correlaties en trends op zichzelf genomen niets te betekenen, maar ze kunnen wel de weg wijzen naar mogelijke oorzakelijke verbanden. En daar gaat het uiteindelijk om, omdat op die manier bepaalde wetmatigheden geformuleerd kunnen worden. Een op het eerste gezicht chaotisch universum blijkt dan hopelijk toch aan rationele spelregels onderworpen te zijn. Naarmate de natuurkunde zich meer ontwikkelde, werd de verwevenheid tussen waarneming en theorievorming vaak groter. Niettemin is theorie zonder experimentele bevestiging niet meer dan speculatie.

Voorsprong

Foto: Wetenschappelijk college – Pixabay CC0

Natuurwetenschappen hebben als het om waarnemen gaat een enorme voorsprong op bijvoorbeeld maatschappijwetenschappen. Het is algemeen bevestigd dat een elektron in Amsterdam zich precies zo gedraagt als een elektron in Tokyo. Een Nederlandse en een Japanse fysicus hebben misschien op weinig gebieden een zelfde culturele achtergrond en denkwereld, maar over natuurkunde kunnen ze uitstekend praten. Voor Nederlandse en Japanse psychologen ligt dat toch een stukje lastiger.

Experimenten

Een tweede cruciaal punt is dat natuurwetenschap experimenten kan opzetten waarbij parameters constant gehouden kunnen houden, denk in zijn simpelste vorm aan temperatuur, druk en dergelijke. Daarmee kan het effect van allerlei variabelen nauwkeurig stuk voor stuk bestudeerd worden. Kom daar eens om bij de economie, waar wegens je onvermogen om belangrijke parameters in de hand te houden, de vlucht in de ‘ceteris paribus’ aanname onvermijdelijk is.

Theorievorming

Hoe kunnen we in de natuurwetenschappen uit de waarnemingen, en uit eventuele correlaties nu wetmatigheden afleiden? Daartoe is een centrale rol weggelegd voor theorievorming. Iemand poneert een theorie die verbanden legt tussen een diversiteit aan waarnemingen. Op zijn minst moet een dergelijke theorie in staat zijn beschikbare waarnemingen te verklaren.

Foto: Wiskundig model – Pixabay CC0

Daarnaast volgen uit een goede theorie ook voorspellingen die door nieuwe experimenten getoetst kunnen en moeten worden. Als een theorie niet alle beschikbare data verklaart, of voorspellingen van de theorie door nieuwe experimenten weerlegd worden, deugt de theorie niet. Tijd om opnieuw na te gaan denken.

Kritiek

Nieuwe theorieën worden in de wereld van de natuurwetenschap nooit meteen als zoete koek geslikt. Het is algemeen geaccepteerd dat op iemand die een theorie poneert de verplichting rust overtuigende argumenten als onderbouwing te leveren. Wie stelt, heeft meteen ook de bewijsplicht. Voor critici is het dus voldoende om aan te tonen dat de voorgestelde theorie de beschikbare waarnemingen onvoldoende verklaart. Op de criticus rust niet de plicht om met een nieuwe theorie te komen, hoewel daar uiteraard ook niets tegen is.

Zolang we te maken hebben met zuivere wetenschap zonder politieke bemoeienis, werkt het bovenstaande model goed. Theoretische voorspellingen van Higgs over zijn boson en van Einstein over zijn zwaartekrachtsgolven hebben lange tijd op de plank gelegen omdat experimentele verificatie decennialang buiten bereik was. Pas door het veel later doen van buitengewoon geavanceerde waarnemingen en de overeenstemming daarvan met de vroegere voorspellingen, kregen deze theorieën in de natuurkunde brede acceptatie.

Klimatologie

Hoe anders is de situatie bij de extreme vorm van verpolitiekte wetenschap die bekend staat onder de naam klimatologie. Dat het doen van betrouwbare waarnemingen bij een systeem zo complex als de planeet aarde geen sinecure is, staat buiten kijf. De meetgegevens komen uit zeer diverse bronnen die allemaal hun eigen gespecialiseerde expertise vereisen.

Foto: Windmolenpark – Unsplash.com CC0

Het ontwikkelen van een theoretisch model dat al deze zeer diverse waarnemingen (van al dan niet smeltende polen, ijsberen, arctische ijsboringen, etc.) in één verklarend kader plaatst, is dan ook een heroïsche opgave. Het is dan ook geen wonder dat gekwalificeerde critici op allerlei fronten de aanval op de realiteitswaarde van de modeluitkomsten betwisten. Het zou een ernstige tekortkoming van de natuurwetenschap zijn als het anders was.

Alarmistisch

De politieke en economische belangen om betrouwbare kennis te ontwikkelen over het toekomstige klimaat en de grootschalige energievoorziening van de mensheid leiden helaas tot wetenschappelijke verwording. Klimatologie heeft vele kostgangers en velen van hen grossieren in allerhande alarmistische voorspellingen ( ⬇) die inmiddels vaak door nieuwe waarnemingen achterhaald zijn, om maar niet te spreken over de fundamenteel wiskundige problemen die inherent zijn aan complexe modellering.

Discrepanties

Volgens de normale geaccepteerde methoden van de natuurkunde is het dan voldoende om te wijzen op deze discrepanties, teneinde aan te tonen dat de huidige klimaatmodellen en hun voorspellingen inadequaat zijn. Normaal gesproken zou een dergelijke situatie leiden tot een intensief wetenschappelijk debat dat uiteindelijk hopelijk op basis van strikt wetenschappelijke overwegingen beslecht zou worden.

Religie

Hoe anders zit de klimaatwereld in elkaar. Wat een normale tak van natuurwetenschap zou moeten zijn, is onder politieke druk verworden tot een klimaatreligie. Aanhangers van de klimaatwetenschap en organisaties die een groot belang hebben bij politieke beslissingen genomen op dubieuze gronden hebben zich verenigd in een kongsi die optreedt met een agressiviteit die in de serieuze natuurwetenschap ongekend is.

Foto: Unsplash.com CC0

Alles wordt uit de kast gehaald om wetenschappers die twijfels durven uiten over wat de klimatologie ons vaak voorschotelt verdacht te maken en zelfs voor de rechter te slepen. Ook scheldpartijen schijnen tot de ‘bon ton’ van die vorm van wetenschap te behoren. Waar politiek en wetenschap niet langer gescheiden worden, is de wetenschap het voornaamste slachtoffer.

Inhoudelijker kunnen we het kennelijk niet maken, dwazer wel.