Cosmos (13e en laatste deel) The Pale Blue Dot en vijf adviezen voor wetenschappelijk onderzoek

Eratosthenes, een geleerde en de bibliothecaris van de bibliotheek van Alexandrië berekende als eerste de omvang van de aarde. Alle kennis van die tijd was in die bibliotheek opgeslagen in boekrollen. Naar schatting een half tot 1 miljoen boekrollen! Ongekend. In de 4e eeuw na Christus werd de bibliotheek vernield door een menigte [1].

De eerste globe werd door Martin Behaim in 1492 geconstrueerd. Hij onderscheidde drie continenten: Europa, Afrika en Azië (Amerika ontbrak). Hij meende dat daarmee de geografie van de aarde compleet was. Hij had geen flauw idee van Amerika. 

In 1912 nam Victor Hess stralingsdetectors mee in een luchtballon. Hij vond dat op 5 km hoogte de radioactieve straling tweemaal zo hoog was als op de grond. De straling werd niet minder door een zonsverduistering, dus was niet van de zon afkomstig. En was overdag even sterk als 's nachts. Hess ontdekte kosmische straling. De wetenschappers van die tijd konden het niet verklaren.

Fritz Zwicky, ontdekker van de supernova

Fritz Zwicky ontdekte in 1933 een exploderende ster die hij supernova noemde. Na hun ineenstorting werden het neutronensterren. 

Vera Rubin ontdekte wat Zwicky in 1933 al 'dark matter' (donkere materie) had genoemd. Onzichtbaar, behalve de zwaartekracht die het uitoefent op sterren. Alle waarneembare sterren en sterrenstelsels bij elkaar maken maar 5% uit van de materie in de kosmos. En dan is er zelfs nog meer 'dark energy' in het universum.

Edwin Hubble ontdekte in 1929 dat het universum expandeert. Later ontdekten astronomen dat die expansie zo'n 14 miljard jaar geleden begon: de 'Big Bang'. Tegen de verwachting in ontdekten astronomen in 1998 dat de expansie niet vertraagt, maar juist versnelt. De oorzaak? 'Dark energy' oftewel: 'we weten het niet'.

"Dat we het niet alles weten geeft niet. We kunnen beter toegeven dat we niet alle antwoorden hebben, dan geloven in iets wat niet klopt. Als we doen alsof we alles weten, ontdekken we nooit hoe het echt zit."

De ontdekkingen van de Voyager 1 en 2: de eerste actieve vulkaan op een ander hemellichaam, nl. op de maan IO van de planeet Jupiter. De maan Europa heeft tweemaal zo veel water als wij op aarde. De ringen van Saternus bleken uit ijsklompen te bestaan. Voyager 2 gaf voor het eerst beelden van de buitenste planeet Neptunus. De maan Triton heeft geisers die kokende stikstof 8 km de ruimte in spuiten. 

Gelukkig heeft de aarde niet vaak last van supernova explosies. De laatste was 2 miljoen jaar geleden. Mangaanknollen op de bodem van de oceaan zijn het bewijs van een supernova explosie die gevolgen had voor de aarde. Bacteriën nemen mineralen op uit het zeewater. Een supernova produceert een radioactieve vorm van ijzer dat niet op aarde geproduceerd kan worden, en die komt voor in de mangaanknollen. Dus het verband tussen supernova en mangaanknollen is hiermee gelegd. 

Kun je de tijdsduur van één miljard jaar voorstellen? Als je de tijd sinds de Big Bang samenperst in 1 aarde-jaar, dan is een miljard jaar ongeveer één maand. wat gebeurde er 1 miljard jaar geleden op aarde? Supercontinent Rodinia is zonder dieren en planten; er was in die tijd te weinig zuurstof om een ozonlaag te vormen; door UV straling kon het land niet gekoloniseerd worden. Rodinia leek meer op Mars dan op de huidige aarde. Het leven bestond uit eencelligen in de oceanen.

Astronoom Carl Sagan (de oorspronkelijke maker van de Cosmos serie) kwam op het idee de Voyager voordat hij te ver van de aarde verwijderd was, nog eenmaal zijn blik terug naar de aarde te richten. Dat gaf de beroemde 'pale blue dot' foto: de aarde was nog net zichtbaar als een klein blauwe stipje. We horen de stem van Carl Sagan die in dichterlijke bewoordingen beschrijft wat dat beeld bij hem oproept:

Sagan: "The Earth is a very small stage in a vast cosmic arena"
citaat uit wiki: Pale Blue Dot

"Our planet is a lonely speck in the great enveloping cosmic dark."

"It has been said that astronomy is a humbling and character-building experience. There is perhaps no better demonstration of the folly of human conceits than this distant image of our tiny world. To me, it underscores our responsibility to deal more kindly with one another and to preserve and cherish the pale blue dot, the only home we've ever known."

Dit zijn bijna religieuze woorden van een niet-religieus mens. En dat allemaal opgeroepen door die ene foto van de pale blue dot. Zie voor het complete citaat de wikipagina.

 

Vijf adviezen voor wetenschappelijk onderzoek

Ter afsluiting van de serie Cosmos een take-home message: wetenschappelijk onderzoek is gebaseerd op 5 elementaire regels:

Twijfel aan een autoriteit. Geen enkel idee is waar omdat iemand het zegt. "Nullius in verba: Take nobody's word for it. See for yourself" (afl 3). Denk zelf na. Twijfel aan jezelf. Geloof niet ergens in omdat je het wilt. In iets geloven maakt het nog niet waar. Test ideeën door waarneming en experiment. Als jouw favoriete theorie geen stand houdt in een goed opgezette test, dan is de theorie fout. Get over it! Follow the evidence wherever it leads!   Als je geen bewijsmateriaal hebt, onthoud je van oordelen. Misschien wel de meest belangrijkste: je kunt het fout hebben. Zelfs de beste wetenschappers hadden foute ideeën (Newton, Einstein, etc) omdat ze mensen zijn. [6] [7] [8] [9]

De nummering is enigszins onzeker omdat Tyson de regels niet nummert in de uitzending [2]. In het boek Cosmos staan worden 2 regels genoemd (zie: Postscript 29 juni). 
Deze gezamenlijke waarden ondermijnen fanatisme en onwetendheid (in het kort gezegd).

 

Naschrift

Ik kwam in een recent comment op dit blog [3] een voorbeeld tegen van misbruik van autoriteiten. Een ongeverifieerd citaat van Albert Einstein werd gebruikt als argument voor een bepaald standpunt. Het probleem hiermee is: een uitspraak van Einstein is niet waar omdat de uitspraak van Einstein afkomstig is! Zelfs de beste wetenschappers kunnen het fout hebben [4]. Zeker als ze niet als expert maar als privé persoon spreken. Bovendien, genie of niet, geen enkel idee is waar omdat iemand het zegt. Bovendien, is het gebruik van zo'n citaat strijdig met de 2e regel "Geloof niet ergens in omdat je het wilt. In iets geloven maakt het nog niet waar." 
Tenslotte: die 5 regels zijn niet 'waar' omdat ze van Sagan afkomstig zijn!!! Dat moet duidelijk zijn als je de regels begrijpt en toepast.

Religies en kerken werken met dogma's. Een dogma is volgens de RK kerk een waarheid die 'geopenbaard' is én door de kerk als zodanig erkend is [5]. Iedereen die de vijf regels begrijpt, begrijpt dat de waarheid niet op deze wijze gevonden kan worden. Een religieus dogma is het tegenovergestelde van een wetenschappelijke theorie. Religieuze dogma's zijn in strijd met alle 5 regels hierboven. Om dat uit te werken laat ik als oefening over aan de lezer.

Cosmos boek en DVD

Er is eind 2013 een paperback herdruk van Sagan (1980) Cosmos verschenen met een inleiding van Ann Druyan en een voorwoord van Neil deGrasse Tyson bij Ballantine Books. Het bevat een kleurenkatern en een paar zwart-wit tekeningen. De inhoud is niet geüpdatet, er is geen literatuur toegevoegd aan de literatuurlijst achterin in het boek zodat helaas alle literatuur van vóór 1980 is. Toch is het boek de moeite waard om er veel meer in staat dan in de tv serie verteld kon worden. Op 10 juni 2014 is de DVD van Cosmos uitgebracht.

 

Postscript 27 juni 2014

 
Het nut van de vijf regels: 

De vijf regels geven een beeld van hoe de wetenschap is, of wil zijn. In theologische kringen bestaan krankzinnige vooroordelen, en koppig in stand gehouden mythes over wat wetenschap is:

"Ook durf ik uit het boek te concluderen dat het hedendaagse “sciëntisme” dat toch boogt op een absolute kennis die ons door de natuurwetenschappen geopenbaard moet worden... " (hier)

Absolute kennis? Geopenbaard? Is er in die 5 regels iets terug te vinden van streven naar 'absolute kennis' die door de natuurwetenschap 'geopenbaard' zou worden? In tegendeel! Centraal staat de menselijke feilbaarheid, de mogelijkheid dat je je kunt vergissen, en hoe je fouten kunt vermijden of elimineren. Wetenschappelijke kennis is nooit absoluut! En wordt al helemaal niet geopenbaard! Dat is juist het grote verschil met religie!

Postscript 29 juni 2014

 
In de tv serie worden 5 regels voor wetenschapsbeoefening genoemd. in het boek staan er twee:

1. There are no no sacred truths; all assumptions must be critically examined; arguments from authority are worthless.
2. Whatever is inconsistent with the facts must be discarded or revised. We must understand the cosmos as it is and not confuse how it is with how we wish it to be. The obvious is sometimes false; the unexpected is sometimes true.

Noten

1. Vernield door: 'the mob'(?) = criminele organisatie, maffia (?), mensenmenigte.
2. Gedeeltelijk komt deze lijst overeen met die in het hoofdstuk 'The Fine Art of Baloney Detection' in Sagan's The Demon-Haunted World. (baloney = onzin). Nuttig om na te lezen.
3. Citaat: "Als dit universum in zijn miljoenvoudige orde en precisie het resultaat van een blind toeval zou zijn, dan is dat net zo geloofwaardig als wanneer een drukkerij explodeert en alle druklettertjes weer op de grond terecht komen in de voltooide en foutloze vorm van het woordenboek." (hier)
4. Dubbele Nobelprijswinnaar Linus Pauling had de structuur van DNA fout en propageerde een onbewezen en extreem hoge dosis vitamine-C therapie. Einstein zelf maakte later in zijn loopbaan een theoretische fout.
5. "Dogma is more narrowly defined as that part of doctrine which has been divinely revealed and which the Church has formally defined and declared to be believed as revealed."! Catholic Answers
6. Confucius' great wisdom: "A man who has committed a mistake and doesn't correct it, is committing another mistake." (bron: 'Seeking Wisdom: From Darwin to Munger') zou ook toegevoegd kunnen worden als regel 7! [toegevoegd 5 juli 2014]
7. A. Atsou-Pier zei: "Regel 6 : de wetenschapper onthoudt zich van uitspraken die buiten zijn discipline dan wel buiten het bereik van de wetenschap vallen." [toegevoegd 5 juli 2014] 
8. Steven Pinker: "if you detect a flaw in this argument, it is reason that allows you to point it out and defend an alternative." (The Better Angels of Our Nature, p. 809) [toegevoegd 23 juli 2014] 
9. Dit kwam ik later tegen:  Fallibilism (voorloper van Popper's falsificationism):  the philosophical principle that human beings could be wrong about their beliefs, expectations, or their understanding of the world, and yet still be justified in holding their incorrect beliefs. [toegevoegd 1 aug 2014]

Compleet overzicht Cosmos blogs:

1. 14 april 2014 Cosmos (1) A Spacetime Odyssey. Neil deGrasse Tyson 
2. 22 april 2014 Cosmos (2) A Spacetime Odyssey. Evolutie
3. 29 april 2014 Cosmos (3) Newton en Halley. De opkomst van de natuurwetenschap
4. 30 april 2014 Cosmos (4) De ontdekking van het licht (Mozi, Ibn al-Haytham, Herschel, Fraunhofer)
5. 1 mei 2014 Cosmos (5) een telescoop is een tijdmachine (Michell, Herschel, Faraday, Maxwell, Einstein)
6. 2 mei 2014 Cosmos (6) The planet of the tardigrades
7. 20 mei 2014 Cosmos (7) Clair Patterson's zoektocht naar de leeftijd van de aarde en lood in ons milieu
8. 21 mei 2014 Cosmos (8) het classificeren van de sterren: Annie Jump Cannon, Henrietta Swan Leavitt, Cecilia Payne
9. 26 mei 2014 Cosmos (9a) de rusteloze aarde en massa uitstervingen;
   27 mei 2014 Cosmos (9b) De rusteloze aarde heeft het lot van het leven op aarde bepaald (deel 2)
10. 4 juni 2014 Cosmos (10) Michael Faraday legde de basis voor de moderne natuurkunde en communicatietechnieken
11. 5 juni 2014 Cosmos (11) Zal de menselijke beschaving overleven?
12. 10 jun 2014 Cosmos (12) Het kwetsbare klimaat van planeet Aarde  
13. 23 jun 2014 Cosmos (13 en laatste deel) The Pale Blue Dot en vijf adviezen voor wetenschappelijk onderzoek

(De data zijn blog datums. De titels van de afleveringen zijn van mij)