Alai

Instrumentalisme is een opvatting in de wetenschapsfilosofie die beweert dat wetenschappelijke theorieën slechts nuttige hulpmiddelen zijn om verschijnselen te voorspellen, in plaats van ware of bij benadering ware beschrijvingen van de fysieke wereld. Instrumentalisme kan het best worden begrepen als een standpunt tegen wetenschappelijk realisme en de wortels ervan gaan terug tot het begin van de twintigste eeuw met het werk van Ernst Mach (1838-1916) en Pierre Duhem (1861-1916), die beiden natuurkundigen en wetenschapsfilosofen waren die er sterk instrumentalistische opvattingen op na hielden. Een hedendaagse vorm van instrumentalisme is het constructieve empirisme van Bas van Fraassen (1980).

Wetenschappelijk realisme

Wetenschappelijk realisme is de filosofische opvatting dat wetenschappelijke theorieën ware of bij benadering ware beschrijvingen van de fysieke wereld zijn. Er zijn verschillende soorten wetenschappelijk realisten, maar de bekendste zijn realisten over wetenschappelijke wetten en entiteiten (Boyd 1983; Psillos 1999), en realisten over alleen wetenschappelijke entiteiten (Hacking 1983; Cartwright 1983).

Zie bijvoorbeeld het Pauli uitsluitingsprincipe, genoemd naar de Oostenrijkse natuurkundige Wolfgang Pauli (1900-1958), dat stelt dat geen twee elektronen in een atoom dezelfde vier quantumgetallen hebben. Sommige wetenschappelijke realisten geloven dat het Pauli uitsluitingsbeginsel waar is en geloven dus in de entiteiten waarnaar in de wetten wordt verwezen, in dit geval elektronen en atomen. Andere wetenschappelijk realisten geloven echter alleen in de entiteiten waarnaar in het Pauli uitsluitingsbeginsel wordt verwezen, omdat het beginsel zelf strikt genomen onwaar is. In ieder geval zijn instrumentalisten het niet eens met beide soorten wetenschappelijk realisten.

Vroeg Instrumentalisme

Ernst Mach en Pierre Duhem waren de eerste wetenschapsfilosofen die een verfijnde verdediging van de wetenschappelijke vooruitgang ontwikkelden zonder het wetenschappelijk realisme te aanvaarden. Hoewel Mach’s instrumentele opvattingen het eerst opkwamen, populariseerde Duhem het instrumentalisme onder wetenschapsfilosofen, grotendeels door zijn grondige verdediging ervan in zijn boek The Aim and Structure of Physical Theory uit 1906.

Duhem’s instrumentalisme was gecentreerd op een stevige scheiding tussen metafysica en fysica. Duhem beweerde dat de fysica onafhankelijk van diepe metafysische veronderstellingen kon en moest worden gedaan. In plaats daarvan is het doel van de natuurkundige theorie om wiskundige wetten te ontwikkelen die fenomenologische wetten voorspellen met een zo groot mogelijke precisie, volledigheid en eenvoud. In de woorden van Duhem:

Een fysische theorie is geen verklaring; het is een stelsel van wiskundige proposities die tot doel hebben een hele groep experimentele wetten zo eenvoudig, zo volledig en zo precies mogelijk weer te geven (Duhem 1954, 19).

Het is niet nodig dat fysici geloven dat de fundamentele natuurkundige wetten (b.v. Einsteins lichtprincipe) waar zijn of dat de fundamentele fysische entiteiten (b.v. elektronen) werkelijk bestaan. Het zijn eerder nuttige ficties die natuurkundigen helpen verschijnselen te voorspellen. Duhem suggereerde ook dat chemie en biologie instrumenteel kunnen worden bekeken omdat de methoden en instrumenten van chemie en biologie afhankelijk zijn van natuurkundige theorieën.

Hoewel Duhem zich er terdege van bewust was dat het een spectaculair toeval lijkt te zijn dat een louter instrumentele fysica nieuwe verschijnselen kan voorspellen. Integendeel, sommige filosofen, waaronder Duhem, waren sceptisch dat fysische theorieën louter instrumenten waren vanwege dit spectaculaire kenmerk van fysische theorieën. Wetenschapsfilosofen noemen deze opvatting het Geen Wonderen Argument tegen het instrumentalisme. Duhem formuleerde echter een verbazingwekkend antwoord op het Geen Wonderen Argument, dat bekend is geworden als de theorie-afhankelijkheid van de waarneming.

Theorie-afhankelijke waarneming

Duhem’s bewering is dat alleen al om waarnemingsgegevens van fysische instrumenten en apparaten te interpreteren, fysici een fysische theorie moeten gebruiken. Een gebeurtenis die Isaac Newton (1643-1727) beroemd maakte, was bijvoorbeeld het vermogen van zijn zwaartekrachttheorie om nieuwe planeten te voorspellen, zoals Neptunus in 1846. Letterlijk gebruikten theoretische natuurkundigen in de jaren 1800 Newtons theorie om een achtste planeet te voorspellen uit perturbaties in de baan van Uranus. Vervolgens vertelden deze theoretici de astronomen waar ze aan de hemel moesten zoeken om de achtste planeet te vinden. Uiteindelijk konden de astronomen de planeet vinden in 1846, maar alleen met behulp van telescopen.

Dus Duhem zou erop wijzen dat de Newtoniaanse zwaartekrachttheorie een nieuwe planeet kon voorspellen, maar alleen met behulp van eerdere natuurkundige theorie over telescopen en theorie over het toenmalige hemellandschap. Wanneer wetenschappers dus met wetenschappelijke theorieën nieuwe verschijnselen voorspellen en waarnemen, zijn zij in werkelijkheid theorie-afhankelijke verschijnselen aan het waarnemen die zelf fictief zouden kunnen zijn.

De realisten hadden natuurlijk nog een andere uitdaging voor het instrumentalisme. Theorieën kunnen namelijk niet alleen maar instrumenten zijn, omdat natuurkundigen vaak “cruciale experimenten” kunnen construeren en uitvoeren die een natuurkundige theorie falsifiëren. Duhem had echter een nog spectaculairder argument tegen deze bewering. Onder wetenschapsfilosofen is Duhems argument tegen de mogelijkheid van falsificatie van wetenschappelijke theorieën met cruciale experimenten bekend geworden als de Quine-Duhem these.

De Quine-Duhem these

De Quine-Duhem these, soms bijgenaamd “het onderbepalingsargument” is de opvatting dat elke wetenschappelijke theorie onderbepaald is door elk empirisch bewijs dat we in haar voordeel kunnen bieden. Duhem formuleerde de stelling oorspronkelijk voor natuurkundige theorieën, maar sindsdien heeft de Harvard filosoof Willard van Orman Quine (1908-2000) haar uitgebreid tot alle wetenschappelijke theorieën.

De stelling is opgebouwd vanuit Duhems inzicht dat achtergrondaannames nodig zijn om observationele voorspellingen uit natuurkundige theorieën af te leiden. Isaac Newton (1999) ging er bijvoorbeeld van uit dat telescopen betrouwbare waarnemingsinstrumenten waren en dat planeten geïdealiseerd kunnen worden als puntmassa’s in zijn voorspelling dat het massamiddelpunt van het planetenstelsel binnen de zon lag. De eerste aanname zou Duhem een “observationele aanname” noemen en de tweede een “theoretische aanname”. Later merkte Quine (1951) op dat er meerdere metafysische, wiskundige en logische veronderstellingen ten grondslag liggen aan theoretische voorspellingen.

In de bovengenoemde theoretische voorspelling van Newton werd bijvoorbeeld de Euclidische meetkunde gebruikt om de feitelijke fysieke ruimte weer te geven, de klassieke logica (inclusief de wet van het uitgesloten midden) werd gebruikt in de deductie, en absolute beweging werd verondersteld als een metafysische veronderstelling.

Dus als een kwestie van logica, wanneer een waarnemingsvoorspelling van een wetenschappelijke theorie niet wordt waargenomen of een tegenstrijdige waarneming wordt waargenomen, impliceert dit feit niet dat de theorie onwaar is. Het betekent dat de theorie of een van haar vele achtergrondaannames in strijd is met de waarneming. Merk op dat een theorie plus haar achtergrondveronderstellingen ruwweg de gehele wetenschap tot dan toe omvat. Dit feit was voor Duhem aanleiding om de filosofische opvatting te ontwikkelen die bekend staat als bevestigingsholisme, waarin wordt gesteld dat geen enkele wetenschappelijke theorie geïsoleerd kan worden getoetst en dat, wanneer wij één wetenschappelijke theorie toetsen, wij met die toets de gehele wetenschap toetsen.

Gezien de Quine-Duhem these, het holisme van de bevestiging en de theorie-afhankelijkheid van de waarneming, leert het instrumentalisme van Duhem ons dat zogenaamde nieuwe voorspellingen over de fysieke wereld illusies zijn die zijn opgebouwd uit vastgeroeste wetenschappelijke theorieën en dat een zogenaamde falsificatie van een wetenschappelijke theorie niet meer is dan incoherentie in ons web van overtuigingen.

Hedendaags Instrumentalisme

Ondanks de aantrekkingskracht van Mach en Duhem’s instrumentalisme, werd de wetenschap in de twintigste eeuw zo succesvol, dat het steeds moeilijker werd om het instrumentalisme te verdedigen. Zo ontwikkelden realisten overtuigende argumenten die bepaalde theoretische deugden (zoals verklaringskracht) als constitutief voor goede wetenschappelijke theorieën aanwezen, zodat onderbepaaldheid toch kon worden overwonnen (Psillos 1999). Niettemin ontstond er een nieuwe golf van instrumentalisme onder de Princeton-filosoof Bas van Fraassen. Zijn opvatting, bekend als constructief empirisme, beweert dat hoewel wetenschappelijk realisme een redelijke filosofische opvatting is over wetenschappelijke theorieën, instrumentalisme even redelijk is (van Fraassen 1980).

Merk het verschil op tussen Duhem’s instrumentalisme en van Fraassen’s instrumentalisme. Duhem beweert dat het doel van de natuurkundige theorie instrumenteel moet zijn. Van Fraassen beweert dat het doel van de natuurkundige theorie instrumenteel zou kunnen zijn. Met andere woorden, het constructieve empirisme beweert dat het voor een wetenschapsfilosoof even rationeel is om instrumentalist te zijn als voor haar om realist te zijn. Het doet geen uitspraken over hoe wetenschappers wetenschappelijke theorieën zouden moeten zien. Misschien is het het beste voor de wetenschap (d.w.z. de wetenschappelijke vooruitgang) dat wetenschappers oprecht geloven in wetenschappelijk realisme. Constructief empirisme kan dit toegeven. Maar wat het niet toegeeft is dat het instrumentalisme geen volstrekt redelijke manier is om wetenschap te begrijpen vanuit een filosofisch gezichtspunt.

Er zijn een aantal vragen die hedendaagse instrumentalisten moeten beantwoorden, zoals: Hoe kunnen we niet ontologisch geëngageerd zijn aan de entiteiten die in onze wetenschappelijke theorieën gepostuleerd worden, als de theorieën causale processen beschrijven? Toch zijn er een aantal vragen die wetenschappelijk realisten moeten beantwoorden, zoals: Wat betekent het om te zeggen dat een wetenschappelijke theorie ongeveer waar is?

Ook waren enkele van de grootste figuren in de wetenschap van de twintigste eeuw instrumentalisten. Zo ontwikkelden Nobelprijswinnaars Niels Bohr (1885-1962) en Werner Heisenberg (1901-1976) in de jaren twintig van de vorige eeuw de zeer instrumentalistische Kopenhagen-interpretatie van de kwantummechanica, die in de hedendaagse natuurkunde nog steeds de meest populaire interpretatie van de kwantummechanica is. Het instrumentalisme is daarom nog steeds een levendige filosofische opvatting en zal nog lang blijven bestaan.

Zie ook

• Pierre Duhem
• Filosofie van de wetenschap

• Boyd, Richard. 1983. Over de huidige status van het wetenschappelijk realisme. Erkenntnis 19: 45-90.
• Cartwright, Nancy. 1983. Hoe de Wetten der Natuurkunde Liegen. Oxford: Oxford University Press.
• Duhem, Pierre. 1954. Het doel en de structuur van de natuurkundige theorie. Philip Wiener, ed. Princeton: Princeton University Press.
• Hacking, Ian. 1983. Representing and Intervening: Introductory Topics in the Philosophy of Natural Science. Cambridge: Cambridge University Press.
• Newton, I. 1999. The Principia, Mathematical Principles of Natural Philosophy: Een nieuwe vertaling, trans. I.B. Cohen & A. Whitman. Berkeley: University of California Press.
• Psillos, Stathis. 1999. Wetenschappelijk Realisme: Hoe de Wetenschap de Waarheid opspoort. London: Routledge.
• Quine, W.V.O. 1951. Twee dogma’s van het empirisme. Philosophical Review 60: 20-43.
• van Fraassen, Bas. 1980. Het Wetenschappelijke Beeld. Oxford: Clarendon Press.

Alle links opgehaald 3 maart 2018.

• Scientific Progress, Stanford Encyclopedia of Philosophy
• Scientific Realism, Stanford Encyclopedia of Philosophy

Algemene Filosofie Bronnen

• Stanford Encyclopedia of Philosophy
• The Internet Encyclopedia of Philosophy
• Paideia Project Online
• Project Gutenberg