Onderzoek doen: wat houden verifiëren en falsifiëren in? - Chapter 10

In een zogenaamde 'empirische cyclus' is het onderzoeksproces opgesplitst in een vijftal fasen:

1. Observatie
2. Inductie
3. Deductie
4. Toetsing
5. Verificatie/falsificatie

Een voorbeeld. Sam onderzoekt de wijze waarop leraren hun leerlingen beoordelen. Hij woont gedurende zes weken de lessen van een aantal leraren bij. Hij heeft de indruk dat een leraar zich vriendelijker en positiever gedraagt ten opzichte van de volgens hem 'slimme' leerlingen dan ten opzichte van de minder slimme leerlingen. Dit betreft fase 1: observatie. Zijn onderzoekshypothese is dat de leraar de toetsen van zijn 'slimme' leerlingen in de regel minder streng beoordeelt dan die van zijn minder slimme leerlingen. Dit betreft fase 2: inductie. Dit zou inhouden dat hij meer onjuiste antwoorden op toetsvragen gegeven door zijn slimme leerlingen dan door zijn minder slimme leerlingen over het hoofd ziet. Dit betreft fase 3: deductie. Sam vraagt de leraar wie hij beschouwt als de vier slimste en de vier minst slimme leerlingen. Hij bestudeert vervolgens de door de leraar nagekeken toetsen van deze acht leerlingen. Hij ontdekt dat de leraar bij de 'slimme' leerlingen 25% van de onjuiste antwoorden over het hoofd heeft gezien en bij de minder slimme leerlingen 5%. Dit betreft fase 4: toetsing. Sam concludeert dat zijn onderzoekshypothese correct was. Dit betreft fase 5: verificatie. 

Wanneer is er sprake van een conclusie zonder onderzoek en zonder nadenken?

Je bent benieuwd of het luisteren naar rockmuziek slecht is voor je gehoor. Je vader is een intelligente man en dus vraag je het aan hem. Hij stelt dat rockmuziek luisteren inderdaad schadelijk is voor je gehoor. Jij concludeert dus dat het waar is. Deze conclusie - gebaseerd op andermans mening - is erg zwak. Ook intelligente mensen als je vader kunnen er naast zitten. En wellicht heeft je eveneens intelligente oom een geheel andere mening. 

Wanneer is er sprake van een conclusie zonder onderzoek, maar met nadenken?

Je vader vertelt je dat rockmuziek luisteren slecht is voor je gehoor, maar klopt dit wel? Je bedenkt je dat sommige rockgitaristen met gehoorschade kampen en trommelvliezen vrij kwetsbaar zijn. Je vindt de conclusie dat rockmuziek luisteren slecht voor je gehoor is dus erg redelijk. In dit voorbeeld heb je wel zelf over de kwestie nagedacht. Je redenering is echter makkelijk aan te vallen. Men kan er tegenin brengen dat trommelvliezen het luisteren naar muziek goed kunnen verdragen en rockgitaristen andere geluidsbronnen om zich heen hebben. Voor een degelijk onderbouwd antwoord moet je de kwestie dus onderzoeken. 

Wanneer is er sprake van een 'niet al te goed' onderzoekje?

Je gaat zelf onderzoek doen naar het verband tussen een slecht gehoor en het luisteren naar rockmuziek. Je legt een enquête voor aan 50 liefhebbers van rockmuziek met gehoorschade. Je zorgt voor een selectie van personen die dezelfde leeftijd hebben en niet zijn geboren met gehoorproblemen. Uit je onderzoek komt naar voren dat 40 personen vaak rockmuziek luisteren. Je concludeert dat rockmuziek luisteren de kans op gehoorschade vergroot.

Er is feitelijk sprake van een wetenschappelijk onderzoek. Er is een hypothese/veronderstelling (rockmuziek luisteren is schadelijk voor je gehoor). Hieruit is een voorspelling afgeleid (mensen met gehoorschade luisteren vaak naar rockmuziek). Daarna heb je gegevens gezocht ter ondersteuning van deze voorspelling. Maar het onderzoek is niet goed. Stel dat je 50 personen had geselecteerd die geen gehoorschade hadden en ook vaak naar rockmuziek luisteren. Anders gezegd: 40 personen met gehoorschade die vaak rockmuziek is een noodzakelijke voorwaarde, maar niet een voldoende voorwaarde voor je conclusie. 

Wanneer is er sprake van een beter onderzoekje?

Je gaat de opzet van je onderzoek verbeteren door een selectie te maken van 50 personen met gehoorschade en 50 personen zonder gehoorschade. De onderzoekshypothese blijft 'rockmuziek luisteren is schadelijk voor je gehoor'. Je voorspelling is aangepast naar 'personen met gehoorschade luisteren vaker naar rockmuziek dan personen zonder gehoorschade.' Uit je onderzoek volgt dat 42 personen met gehoorschade vaak rockmuziek luisteren en 23 zonder gehoorschade vaak rockmuziek luisteren. Je concludeert dat rockmuziek luisteren schadelijk is voor je gehoor. Toch is ook deze conclusie kwetsbaar (zie 'Onderzoek doen: wat houdt verifiëren in?'). 

Wat is een klassiek voorbeeld van wetenschappelijk onderzoek?

Water wordt al vele eeuwen uit de grond gepompt met simpele pompen. Onder de pomp zit een buis die recht naar beneden loopt en uitkomt in het grondwater. De pomp is meestal handmatig te bedienen middels een 'zwengel'. Door te zwengelen komt de zuiger in beweging en komt het water via de buis omhoog. Stop je met pompen, dan zakt het water naar beneden, mits de buis langer is dan tien meter. Gaat het om zo'n buis, dan moet je de volgende keer dus eerst een paar keer 'loos' pompen voordat je water krijgt. Bij een kortere buis hoeft dit niet. 

Torricelli (Italiaanse natuurkundige) had hier een verklaring voor. Hij overwoog dat de lucht rond de aarde wellicht een bepaald gewicht heeft. Dit gewicht duwt het water in de buis naar boven (luchtdruk). Om deze verklaring te toetsen bedacht hij een experiment. Hij vulde een meterlange buis die aan één uiteinde gesloten was met kwik. De open onderkant plaatste hij een bak met kwik. Hij stelde dat zijn verklaring klopte wanneer het kwik tot een hoogte van circa 76 centimeter in de buis zou blijven staan (kwik is zo'n 13x zwaarder dan water, 10 meter delen door 13 resulteert in 76 centimeter). Zijn verklaring omtrent het achtergebleven water in de buis bleek juist. 

Onderzoek doen: wat houdt verifiëren in?

Wetenschappelijk onderzoek ziet er simpel weergegeven als volgt uit: je hebt een hypothese, daar vloeit een voorspelling uit voort, je onderzoekt of de voorspelling uitkomt, zo ja: de hypothese is correct. In dit geval is je hypothese geverifieerd. Redeneerschema:

• Als de hypothese waar is, komt de voorspelling uit  (als a, dan b)
• De voorspelling komt uit (b)
• Dus: de hypothese is waar (dus a)

Deze conditionele redenering is ongeldig. De conclusie van zo'n onderzoek is nimmer volledig zeker. Het is mogelijk dat de hypothese waar is als de voorspelling uitkomt, maar de hypothese is niet noodzakelijk waar. Een alternatieve verklaring is ook mogelijk. Ook in het geval van het rockmuziek-voorbeeld is wellicht een alternatieve verklaring denkbaar. Een alternatieve verklaring kan geformuleerd zijn als 'a is niet de oorzaak van b, maar het gevolg van b' of 'a is niet de oorzaak van b en evenmin het gevolg'. 

Een voorbeeld. Muggen komen de afgelopen jaren in grotere getale voor in ons land. Het aantal slakken is echter afgenomen. Onderzoeksvraag: is de mug de oorzaak van de afname van het aantal slakken? Of andersom: is er meer ruimte voor muggen omdat het aantal slakken afneemt? Antwoord: allebei onjuist. Een mug overleeft makkelijker gedurende zachte winters en slakken houden niet van warm weer. Kortom: er is geen sprake van oorzaak-gevolg, maar van een correlatie tussen beide verschijnselen. De oorzaak betreft in beide gevallen een derde factor. 

Onderzoek doen: wat houdt falsifiëren in?

Bekijk het rockmuziek-voorbeeld uit 'Wanneer is sprake van een beter onderzoekje?' Hypothese: rockmuziek luisteren is schadelijk voor het gehoor. Voorspelling: personen met gehoorschade luisteren vaker rockmuziek dan personen zonder gehoorschade. Stel de uitkomst was als volgt: 42 personen met gehoorschade luisteren vaak rockmuziek en 42 personen zonder gehoorschade luisteren vaak rockmuziek. De stelling dat rockmuziek luisteren schadelijk is voor het gehoor is dan verworpen: de hypothese is gefalsifieerd. 

Kortom: hypothese - voorspelling - onderzoeken of de voorspelling uitkomt - voorspelling komt niet uit: hypothese is niet waar. Redeneerschema:

• Als a, dan b
• Niet b
• Dus: niet a

Deze conditionele redenering is geldig. Dit betekent dat een hypothese nooit met 100% zekerheid kan worden geverifieerd, maar wel worden gefalsifieerd. Dit wil niet zeggen dat verifiëren geen waarde heeft. Voor het doen van een goed onderzoek moet je niet alleen gegevens opsporen die je hypothese ondersteunen, maar ook zoeken naar eventuele tegenstrijdige gegevens. Kun je die niet vinden, dan heb je een sterke conclusie. In geval van de stelling 'alle katten zijn grijs' moet je dus niet alleen speuren naar grijze katten, maar ook op zoek gaan naar een andere kleur,

Wat houdt de eis van falsificeerbaarheid in?

Falsifiëren is van groot belang voor wetenschappelijk onderzoek. Een hypothese moet in principe falsificeerbaar zijn. De stelling 'er is een wereld van geesten die we nooit zullen kunnen zien' is niet te falsifiëren. Het is derhalve geen wetenschappelijke hypothese.