4.1 MODELVORMING

Natuurwetenschappelijke modellen komen op verschillende manieren tot stand. Langs inductieve weg kan men op basis van waarnemingen tot een bepaalde theorie (model) komen. Maar men kan ook een model (theorie) vóóronderstellen en de juistheid van dit model vervolgens langs deductieve weg door middel van berekening en/of experiment trachten te bevestigen (verificatie) dan wel te ontkennen (falsificatie).

WAARNEMING THEORIE / MODEL HYPOTHESE Empirische cyclus RESULTAAT verificatie/falsificatie VOORSPELLING

Het veronderstelde model wordt ook wel hypothese genoemd en wordt pas na algemene aanvaarding tot model verklaard. Na verloop van tijd kan een model door een nieuw model worden vervangen. Daarbij kunnen drie situaties worden onderscheiden:
1: Het model heeft voldoende verklaringskracht maar kan veel eenvoudiger worden geformuleerd.1
2: Het model heeft onvoldoende verklaringskracht en wordt aangepast om meer fenomenen te verklaren.2
3: Het model heeft onvoldoende verklaringskracht en wordt vervangen door een nieuw model dat meer fenomenen verklaart.3
1 Een wetenschappelijk model dient ter verklaring van een fenomeen zo eenvoudig mogelijk te zijn. Dit beginsel wordt het scheermes van Ockham genoemd naar de Schotse wijsgeer William of Ockham die het introduceerde. Voorbeeld: Over het ontstaan van leven op aarde wordt wel gezegd dat het van een andere planeet afkomstig is. Daarmee wordt een extra probleem aan de theorie toegevoegd zonder dat de verklaring dichterbij komt.
2 Modellen blijven een vereenvoudigde afbeelding van de werkelijkheid maar men probeert wel die werkelijkheid steeds gedetailleerder door dat model te laten beschrijven.
3 Soms voldoet een model niet meer en wordt het vervangen door een geheel nieuw model. Zo'n overgang van het ene naar het andere model ondervindt vaak veel weerstand van de gevestigde orde. Er is dan vaak sprake van een echte omwenteling (wetenschappelijke revolutie) waarover de wetenschapsfilosoof Thomas Kuhn een interessant boek heeft geschreven.

Hierna worden twee ontwikkelingen over modelvorming beschreven. Modelvorming op basis van waarnemingen (het zonnestelsel) en modelvorming op basis van fantasie en abstractievermogen (de materie).


Ockham's scheermes

William van Ockham (1285 - 1349 [of 1347]), Engels wijsgeer, de meest invloedrijke en geruchtmakende filosoof en theoloog in de 14de eeuw, franciscaan, studeerde en doceerde in Oxford. Hij kreeg de bijnaam Doctor invincibilis (onoverwinnelijke leraar). Zoals de meeste middeleeuwse filosofen was hij erg jong en kritisch. Het beeld van in kloosters zittende grijs bebaarde monniken kan niet verder van de middeleeuwse werkelijkheid afstaan.
In Ockham's tijd beweerden veel filosofen dat de natuur altijd de eenvoudigste oplossing kiest. Wij passen dit principe nog toe in de optica. Het principe van Fermat (1608-1665) luidt: als het licht zich voortplant van het ene punt naar het andere, dan doet het dit langs een weg die de minste tijd vergt. Ockham maakte bezwaar tegen het principe dat de natuur altijd de eenvoudigste oplossing kiest. Dit gaat in tegen de almacht van God, die op iedere wijze die Hem behaagt het heelal kan inrichten. Het enige wat wij mensen tot onze beschikking hebben, zijn waarnemingen. Om deze te verklaren zijn talloze theorieën mogelijk. Bij het aannemen van theoretische concepten moeten we de eenvoudigst mogelijke kiezen: entia non stunt multiplicanda praeter necessitatum: we moeten het aantal begrippen niet meer uitbreiden dan noodzakelijk is.

Het voordeel om het leven op aarde in het heelal te laten ontstaan is dat je iets meer tijd tot je beschikking krijgt. De ouderdom van het heelal wordt geschat op ca. 15 miljard jaar, de ouderdom van de aarde op ca. 4.5 miljard jaar. Je hebt dus bijna drie keer zoveel tijd om het leven te laten ontstaan. Door te veronderstellen dat het leven in het heelal is ontstaan, verklaar je weliswaar het voorkomen van het leven op aarde, maar nog steeds niet het ontstaan van het leven. De kwaliteit van je verklaringen neemt niet toe, terwijl je wel een schakel meer inbouwt. Volgens Ockham's scheermes is dat nodeloos.