Door Marc van Oostendorp

Een curieus verschijnsel is dat wetenschappers hun grote ideeën eigenlijk alleen nog uitdrukken in boeken voor een breder publiek. Hoe zit het universum precies in elkaar? Wat zijn de grenzen aan de wetenschap? Nooit schrijft iemand een wetenschappelijk artikel over die vragen, terwijl het artikel eigenlijk de enige vorm is waarin je in veel wetenschappen je ideeën nog uiteenzet.

Echte wetenschap gaat daarom zelden over de vragen die ten grond liggen aan de wetenschap, de aannames die je doet om uberhaupt tot enig resultaat te kunnen komen. Echte wetenschap bestaat vaak uit een betrekkelijk klein resultaat dat bereikt is op basis van impliciete aannames.

Het nieuwe boek van de Duitse natuurkundige Sabine Hossenfelder (ik schreef hier al eens over een blog van haar) gaat dan ook over een belangrijke vraag: heeft het verlangen naar ‘schoonheid’ de theoretische natuurkunde niet op het verkeerde pad gebracht? 

Elegant

In haar boek bespreekt Hossenfelder, onder andere in de vorm van interviews met tal van vooraanstaande en van minder bekende theoretisch natuurkundigen, de huidige stand van zaken in de (deeltjes)fysica. Het is een somber beeld. De afgelopen 30 jaar is er eigenlijk alleen maar stilstand geweest. Het is vrijwel onmogelijk gebleken om interessante nieuwe theorieën op te bouwen, met name theorieën die toetsbare empirische voorspellingen doen. De gigantische deeltjesversneller van CERN (de LHC) begon vrijwel precies tien jaar geleden te draaien en heeft geen enkele bevestiging opgeleverd voor supersymmetrie, een theorie waarop heel veel knappe koppen hun hoop hadden gezet. Het heeft, fameus, wel het bestaan van het Higgs-deeltje aangetoond, maar dat was al een oude voorspelling; bovendien blijkt de massa van dat Higgs-deeltje zo hoog dat het om technische redenen het zeer onwaarschijnlijk maakt dat de LHC ook de deeltjes zal vinden die supersymmetrie voorspelt. Als ze bestaan zijn ze te zwaar om gevonden te kunnen worden.

De natuurkundigen begraven zich daarom volgens Hossenfelder in abstracte theorieën van grote wiskunde elegantie maar zonder vooruitzicht om getoetst te worden. Misschien is de werkelijkheid wel niet zo elegant.

Bolletjes

Soms maakt Hossenfelder de indruk dat ze denkt dat die natuurkundigen alleen maar om irrationele redenen naar schoonheid en elegantie streven in hun theorieën, maar dat is geloof ik vooral een retorische move van de auteur. Het gaat uiteindelijk om het doen van zo min mogelijk aannamen – geen constanten met een vreemde waarde die verder nergens van kan worden afgeleid, niet allerlei ‘onnatuurlijke’ veronderstellingen – waarvan je ook kunt zeggen dat ze vooral dienen voor het begrip. Wanneer ik zeg dat er ‘nu eenmaal’ 45 voetballen in de tuin liggen, heb ik minder van de situatie begrepen dan wanneer ik dat aantal van 45 kan uitleggen.

Uiteindelijk geeft Hossenfelder ook wel toe dat onze enige hoop is dat we toch een ‘mooie’ theorie vinden. De werkelijkheid om ons heen is volkomen onbegrijpelijk en wie weet ook ‘lelijk’. Misschien kan de mens met zijn beperkte bolletje ooit de hele werkelijkheid begrijpen – of misschien kan de mensheid dat door heel veel bolletjes aan elkaar te verbinden –, maar tot die tijd kunnen we eigenlijk alleen maar proberen theorieën op te stellen die zelf dan in ieder geval wel begrijpelijk zijn.

In die zin kunnen we dus het criterium van schoonheid niet loslaten, want schoonheid is hetzelfde als begrijpelijkheid.

Mainstream

Wel kunnen we, daar heeft Hossenfelder gelijk in, door de criteria voor ‘schoonheid’ misschien wat minder eenzijdig te nemen. Hoewel ze ook klaagt dat er onlangs toen er interessante data uit de LHC leken te komen, binnen een paar maanden 500 (zegge: vijfhonderd) artikelen met verklaringen voor die data verschenen, die uiteindelijk slechts een statistische misser bleken te zijn, pleit ze uiteindelijk geloof ik toch ook voor het verbreden van de ruimte van mogelijke theorieën. Hoe de wetenschap dan vervolgens uit al die theorieën een keus moet maken, daar heeft ze helaas geen antwoord op; maar het lijkt me de discussie waard.

Het belangrijkste pleidooi van Lost in Math lijkt me dan ook dat voor het openbreken van de wetenschap. Zelfs voor mensen met vaste banen, zelfs voor mensen in het Angelsaksische tenure-systeem (waarin je als je eenmaal tenure hebt, niet meer kunt worden ontslagen tenzij je je echt misdraagt, maar je dus inhoudelijk kunt doen wat je wilt), wordt de druk steeds groter om artikelen te schrijven die door peers worden goedgekeurd en die dus voldoende mainstream zijn, om subsidies te krijgen die ook door peers worden beoordeeld, onder andere op de vraag of je wel voldoende peer-reviewed artikelen hebt geschreven.

Zonderlingen

Er heerst, kortom, een enorme sociale druk op braafheid. “Je zou denken”, schrijft Hossenfelder, “dat wetenschappers, met hun professionele roeping om objectief te zijn, hun creatieve vrijheid zouden beschermen en zouden rebelleren tegen de noodzaak om collega’s te paaien om geld te kunnen blijven binnenhalen. Maar dat doen ze niet.”

Het is natuurlijk ook moeilijk te organiseren, bijvoorbeeld door de grote explosie aan professionele onderzoekers in de afgelopen eeuw. Hossenfelder rekent voor dat het aantal theoretisch natuurkundigen in de afgelopen eeuw ongeveer verhonderdvoudigd is (en ze rekent daarbij eigenlijk alleen Amerika en Duitsland; ik stel me voor dat buiten het westen de groei nog veel groter is geweest). Bij een dergelijk megabedrijf is organisatie nodig, en sociale druk om wel ongeveer hetzelfde te blijven doen als anderen. Zonder sociale druk kan er ook geen wetenschap zijn – dan heb je alleen individuele zonderlingen die op hun eigen zolderkamertje de wereld proberen te ontdekken.

Driften en grillen

Hossenfelder wijst er af en toe – terecht – op dat andere wetenschappen ook hun eigen crises kennen. Ze noemt vooral de economie als voorbeeld, als een soort karikatuur van de natuurkunde: in dat vak is men pas echt verliefd op de wiskunde om de wiskunde en wordt de bestudeerde werkelijkheid wel heel erg naar eenvoud en elegantie gemanipuleerd. De wereld van de kleine deeltjes is van zichzelf dan nog tenminste eenvoudiger dan die van menselijke actoren met al hun wensen, driften en grillen.

Wat de oplossing moet zijn, weet Hossenfelder uiteindelijk natuurlijk ook niet. Mij lijkt in ieder geval één ding duidelijk: die zal niet komen uit de machine van peer reviewed publicaties zelf. De oplossing kan daarom misschien alleen komen door mensen die bereid zijn af en toe buiten dat systeem te gaan staan.

En een boek te schrijven zoals dit. Hossenfelder zegt dat ze beseft dat het schrijven van een boek als dit mogelijk slecht is voor haar carrière als onderzoeker – beter had ze braaf artikelen kunnen schrijven, en subsidies kunnen aanvragen. Dat is misschien wel de grootste makke van de wetenschap: dat er zo weinig plaats is voor dwarsliggers als zij.

Sabine Hossenfelder. Lost in Math. How Beauty Leads Physics Astray. Basic Books, 2018. Bestelinformatie bij Athenaeum.