Fraude in de natuurwetenschap

Vele jaren geleden, voor de val van "het kwade imperium", vertelde een collega van achter het "ijzeren gordijn" me dat wetenschappelijk onderzoek doen is zoals het achternazitten van een zwarte kat in een donkere kamer. Filosofie, zei hij, is zoals het achternazitten van een onbestaande zwarte kat in een donkere kamer. En Marxistische economie, voegde hij eraan toe, is als het achternazitten van een onbestaande zwarte kat in een donkere kamer en roepen: "Ik heb ze, ik heb ze !". Ik werd hieraan herinnerd in 1989 bij het fiasco van de koude kernfusie. De vraag is niet, waarom zoveel mensen deze bepaalde zwarte kat achternazaten waarvan vrij snel ontdekt werd dat ze niet bestond, maar waarom er zoveel schijnbaar respectabele wetenschappers waren die riepen: "Ik heb ze, ik heb ze!" zonder dit uiteindelijk toch overweldigend onaannemelijk resultaat in hun eigen laboratoria behoorlijk te verifiëren.
Ik zeg "overweldigend onaannemelijk" omdat we weten dat van gewone scheikunde naar nucleaire fusie er een kloof van ongeveer vijf grootteordes overbrugd dient te worden tussen het formaat van atomen en het formaat van atoomkernen, en een kloof van dezelfde omvang tussen de energieschalen waarvan sprake. Desondanks was koude fusie uitermate actueel. Waarom ?
Een hoge nieuwswaarde hebben zou hetzelfde moeten betekenen als een hoge informatiewaarde hebben en, strikt gesproken, informatiewaarde is omgekeerd evenredig aan de waarschijnlijkheid van een gebeurtenis: bijgevolg, hoe onwaarschijnlijker de gebeurtenis, des te groter de nieuwswaarde. Dus, koude fusie, wat zo weinig waarschijnlijk is, moet zeer veel informatiewaarde hebben en vandaar erg belangrijk nieuws zijn. Ho! Er moet hier ergens een misvatting zijn! "Elvis is gezond en wel en leeft in Cuba"; "Bommenwerper uit WO II gevonden op de Maan", enzovoort. Als het geweten is dat het niet waar is, waarom zou het dan actueel moeten blijven? Het lukte me niet om dit punt over te brengen op de mediamensen die me op het hoogtepunt van de koude-fusie-furore regelmatig belden.

Waarom dan de vele valse beweringen? De oorspronkelijke claims kunnen gewoonweg vergissingen geweest zijn. Dit kan iedereen overkomen en dat gebeurt ook, zelfs in de wetenschap, en zelfs met een monotone regelmatigheid. Er wordt geen grote schade aangericht en het kan wat gênant zijn, maar de reputaties blijven intact (tenzij een koppige weigering optreedt die uiteindelijk leidt tot redeloosheid, levitatie, tarotkaarten enz.).

De essentie is, dat de waarheid uiteindelijk aan het licht zal komen en dit is iets dat we telkens weer moeten benadrukken tegenover onze vrienden, buren en niet-sceptici in het algemeen. Er bestaat, hopen we, in de wetenschap of ergens anders, zoiets als de ŒWaarheid¹ met een hoofdletter W.
Maar wat met de onjuiste claims die de oorspronkelijke vergissing bevestigen? Je kan het meeheulerij noemen, maar het benoemen is niet hetzelfde als het verklaren. De verleiding van plotse "beroemdheid", je naam in de krant enz., kan zeker niet de enige oorzaak zijn, maar onderschat nooit de subtiele macht van de media en van de maatschappij in het algemeen, om op dat vlak naam te maken: "Hoe komt het dat een befaamd instituut als "Uw Universiteit" nog niet in staat geweest is koude fusie voort te brengen? Waar is al dat onderzoeksgeld naartoe dat we u schonken?".
De enige zinnige verklaring lijkt wishful thinking te zijn. Dit is allemaal zeer goed gedocumenteerd in de geschiedenis van de wetenschap; bijna allemaal (als we oud genoeg zijn) kunnen we ons gevallen van wishful thinking herinneren, teweeggebracht door onjuiste resultaten of verkeerd begrepen theorieën, elk met zijn eigen typische geschiedenis en graad van beruchtheid.

Het verhaal van de N-stralen

Nochtans halen de verhalen zeer zelden volledig het niveau van hysterie die de zaak van koude fusie typeerde. Een verhaal dat dit wel deed, was de beroemde kwestie van de N-stralen. Het was in het jaar 1903. De voorafgaande acht jaar werden X-stralen, kathodestralen, alfa-, bèta- en gammastralen ontdekt; het leek wel alsof er geen einde kwam aan de stralen!
Toen kondigde een eminente Professor in de Fysica en lid van de Franse Academie, René Blondlot, de ontdekking aan van een nieuw type stralen die hij N-stralen noemde (naar de Universiteit van Nancy). Vermoedelijk uitgestraald door bronnen van X-stralen, konden N-stralen vele centimeters materie penetreren. Ze maakten zichzelf zichtbaar door de helderheid te verhogen van de vonken die tussen puntige draden over en weer sprongen. Ze deden ook fluorescerende schermen gloeien, net zoals X-stralen, waarmee ze soms gemengd en verward werden.
Nochtans hadden ze allerlei andere soorten bizarre eigenschappen: ze konden afgeschermd worden door ijzer maar niet door koper; ze konden opgeslagen worden in keramische materialen zoals baksteen; ze konden afgebogen worden door metalen prisma's enz.. Bovendien had Blondlot zelfs foto¹s om dit te bewijzen.
Daarna vond men dat N-stralen uitgezonden werden door allerlei zaken, waaronder het menselijk zenuwstelsel - men kan dus achterdochtig beginnen worden. Niettemin sloofden wetenschappers overal in Frankrijk, Duitsland en zelfs Engeland zich uit om Blondlots resultaten te bevestigen: meer dan 300 artikelen werden tussen 1903 en 1906 door 100 wetenschappers gepubliceerd. Blondlot schreef een bekroond boek over zijn onderzoekingen ­ het werd in 1905 in het Engels vertaald.
De hele tijd echter hadden vele ernstige onderzoekers problemen om de resultaten van Blondlot te reproduceren. Met name R.W. Wood, een bekend experimenteel fysicus uit Princeton, stak speciaal de oceaan over om Blondlots laboratorium te bezoeken. Hij werd hartelijk begroet en kreeg verschillende experimenten te zien maar, in alle eerlijkheid, kon hij geen enkele van de zogenaamde verhelderingen van vonken of schermen zien. Wat nu gedaan? Wel, toen Blondlot de afbuiging van N-stralen wou demonstreren, maakte Wood, de sluwe vos, gebruik van de verduistering van het laboratorium en jatte het aluminiumprisma uit het midden van het apparaat! Blondlot bleef enthousiast doen over het zogenaamde verschoven lichtpunt en Wood zweeg. Na zijn terugkeer naar de VS schreef hij een vernietigend artikel, dat de N-stralen mythe ontzenuwde als gigantisch bedrog of een ernstig geval van zelfmisleiding.
De moraal van het verhaal is dat alle menselijke waarnemers, hoe goed ze ook opgeleid zijn, sterk de neiging hebben te zien wat ze verwachten te zien. Maar wat met de foto's? Wel, Blondlot had een zeer behulpzame en voorkomende laboratoriumassistent die nooit faalde om wat hem dan ook gevraagd werd, te produceren! Om het vriendelijk te zeggen; misschien hadden anderen dingen met X-stralen verward die wel degelijk bestaan - in tegenstelling tot N-stralen. Hoe dan ook, na Woods openlijke veroordeling liet iedereen het onderwerp bereidwillig vallen - iedereen behalve de Fransen, van wie de nationale trots toch wel wat op het spel stond. Wat de arme Blondlot betreft, die er zo op uit was een belangrijke ontdekking te doen: hij werd met de grootste vriendelijkheid bejegend en bereikte een gezegende leeftijd, terwijl hij nooit geheel overtuigd raakte van zijn vergissing.

Een andere bekende zaak, zelfs nog meer gelijklopend aan die van koude fusie, is die van "polywater". Dit was een eigenaardige, afwijkende vorm van water, geproduceerd door condenserende waterdamp in fijn kwarts of in glazen capillaire buizen. Er werd over gerapporteerd dat het een dichtheid van 1,4 g/ml, een kookpunt van verscheidene honderden graden Celsius en dezelfde viscositeit als vet had.
Oorspronkelijk ontdekt door een obscuur Russisch scheikundige in de vroege jaren '60, werd de theorie aangenomen en verdedigd door de zeer voorname Russische academicus Boris Deryagin. Met de steun van behulpzame assistenten die vermoedelijk alle experimenten voor hem uitvoerden, overtuigde Deryagin op de een of andere manier zichzelf van de werkelijkheid van deze vreemde substantie, en slaagde er in 1968 in de idee op Britse wetenschappers over te dragen. Zij dachten dat dit afwijkende water iets was zoals H2O4 - een polymeer - vandaar de naam polywater.
Het fenomeen polywater stak de Atlantische oceaan over rond 1969; zijn zogenaamd infraroodspectrum werd gepubliceerd door een gerespecteerd Amerikaans chemicus, en de zaak kwam in een stroomversnelling. Publicatie in de New York Times en andere gelijkaardige niet-wetenschappelijke tijdschriften gaven een impuls aan het verhaal en vrij snel werden honderden papers en rapporten over polywater gepubliceerd.
Een bizar aspect aan het polywaterverhaal was de bewering dat het in feite de stabiele vorm van water was en dat al het gewone materiaal dat ons omringt in polywater zou kunnen veranderd worden als het in contact komt met een microscopisch staal dat uit het labo zou kunnen ontsnappen. (Dat blijkt de plot te zijn van "Cat's cradle", een science-fictionverhaal geschreven in 1963 door Kurt Vonnegut.) Een ander zonderling idee was dat het water dat in levende cellen aanwezig is, eigenlijk polywater zou zijn, zo werd beweerd door minstens een Australisch voedselscheikundige. (New answer to Mystery polywater, Sydney Morning Herald, juni 1970). Desondanks stond tegen die tijd de zeepbel bijna op springen (Polywater? There is no such thing, says CSIRO man, Sydney Morning Herald, juli 1970).
Om een lang verhaal kort te maken, polywater bleek een reusachtig vals alarm te zijn, al zijn vreemde eigenschappen waren toe te schrijven aan onzuiverheden: in sommige gevallen loste siliciumdioxide op van de capillaire buizen, in andere gevallen was het transpiratie van de vingers van de scheikundigen. Lees er alles over in een zeer onderhoudend boek van een beroemde autoriteit op het vlak van water, (Felix Franks, Polywater, MIT Press, 1981). Een interessant postscriptum over de geloofwaardigheid van academicus Deryagin: in de jaren '80 maakte hij de synthese bekend van diamant in een toestel dat zo op je tafel past ! Iedereen zei: "Oh ja? Nog meer Russisch polywater ?". Wel, deze keer had hij verbazingwekkend genoeg gelijk: men kan dunne lagen diamant maken in een microgolfplasma, en over de hele wereld wordt dit nu gedaan.
Het komen en gaan van de interesse in polywater, gedocumenteerd in Franks boek, is inderdaad gelijklopend aan dat van koude fusie, behalve voor de tijdsschaal: e-mail en het faxapparaat versnelden communicatie op zo'n grote schaal dat, terwijl polywater verscheidene jaren bleef bestaan, koude fusie op z'n hoogtepunt maar enkele maanden bleef duren. (Terwijl sommigen dachten ­ sommige chemici denken het misschien nog ? - dat er een interessant elektrochemisch fenomeen zou kunnen overgebleven zijn van wat verondersteld werd koude fusie te zijn.)
Andere aspecten zijn ook vrijwel gelijklopend: een foute waarneming in het begin (in het geval van koude fusie lijkt het een waterstofexplosie geweest te zijn); een sterke wens om de vreemde resultaten te geloven; een bijzonder onduidelijke eerste beschrijving; een bijna onmiddellijke - duidelijk valse - "wij ook" reactie van andere laboratoria; koortsachtige inspanningen in vele laboratoria om het experiment proberen te herhalen (ik geef toe dat ook in mijn afdeling we in een kelderlab palladium elektrodes in zwaar water hadden, afgeschermd door een schild en neutronendetectoren. Dit tegen mijn beter weten in, gebaseerd op theoretische argumenten). Dan waren er de halfbakken theorieën die ogenschijnlijk de waarnemingen probeerden te verklaren; bedrieglijke claims; voorbarige patentaanvragen en dan stilte. Koude fusie stierf een redelijk plotse dood in de ernstige wetenschappelijke gemeenschap - het werd overgelaten aan zonderlingen, elektrochemici en cartoonisten.
Natuurlijk, om eerlijk te zijn, heb ik vrij veel spijt dat deze bepaalde kat onbestaand is. Het zou op z¹n minst een prachtige volledig heldere compacte neutronenbron geweest zijn en mogelijk een goede, schone energiebron. (Nee, we hebben geen goedkope energie, maar schone energie nodig).
Ik ben hoe dan ook erg blij dat, tenminste voor zover ik weet, geen van mijn Australische collega-onderzoekers betrapt werden op het roepen van "Ik heb het, ik heb het!", hoewel enthousiaste aanhangers van koude fusie af en toe nog steeds opduiken. Ik hoorde vorig jaar nog een van hen uithalen naar Australische fysici dat ze zo achterlijk te zijn zich niet met koude fusie - de hoop voor de toekomst - bezig te houden.
Pas op, dat wil niet zeggen dat Australische natuurkundigen hun aandeel aan valse ontdekkingen niet gehad hebben: rond 1971 was er de befaamde fysicus uit Sydney die dacht dat hij minieme geladen deeltjes in een nevelkamerexperiment ontdekt had. Sinds gedeeltelijk geladen quarks recentelijk theoretisch geanalyseerd werden, verwekte deze ontdekking beroering wanneer ze uiteengezet werd tijdens een conferentie in Boedapest. De theorie bleef niet lang overeind. Een perfect schappelijke verklaring voor de vage sporen in nevelkamers werd naar voren gebracht waardoor, ondanks andere ernstige pogingen om partieel geladen deeltjes ("vrije quarks") aan te tonen, het bewijs ervoor nooit gevonden werden. (Vandaag weten we dat quarks altijd in paren of in trio voorkomen binnenin andere partikels). Desondanks was de professor uit Sydney er zo van overtuigd bestolen geweest te zijn van een monumentale uitvinding, dat hij totaal uit zijn evenwicht gebracht werd na zijn korte roem en zich begon bezig te houden met levitatie, tarotkaarten en meer van die zaken. De Australian Skeptics droegen hem zelfs voor de Bent Spoon Award voor in 1989.

Een ander vrij bekend geval van zelfmisleiding in Australische natuurkunde, was de zaak van de "tachyons", ontdekt in Adelaide door een jonge natuurkundige die niet beter wist, samen met een oudere die het beter zou hebben moeten weten.
"Tachyons" zijn deeltjes die sneller dan de lichtsnelheid bewegen en volgens Einstein niet verondersteld worden te bestaan. Hoe dan ook, wat wiskundig spelen met de relativiteitstheorie laat een theoretische mogelijkheid open voor het bestaan van dergelijke partikels, maar ze zouden inderdaad zeer vreemde eigenschappen hebben. In elk geval ontdekte het team uit Adelaide uiteindelijk, na een vrij grote kop gehaald te hebben in het tijdschrift Nature, een onnozele instrumentenstoring. Daarna werd de tachyon paper uit Adelaide ingetrokken in tegenstelling tot die over de quarks uit Sydney. Er werd geen grote schade aangericht aan reputaties, maar enkele grappenmakers verkondigden dat "een tachyon een deeltje voor is op zijn tijd".
Er zijn ontelbare andere anekdotes over vervalsingen, bedrog of gevallen van zelfmisleiding (vooral in andere gebieden van de wetenschap), maar ik hoop dat men het verschil kan maken tussen enerzijds eerlijke vergissingen en zelfmisleiding door wetenschappers en anderzijds tussen oplichters en pseudo-wetenschappelijke charlatans, die al miljoenen jaren blijken te bestaan. Welke conclusies kan men bijgevolg trekken uit al deze verhalen? Zoals gewoonlijk zijn er meer vragen dan antwoorden. Een erg belangrijke en complexe vraag is: wat is het effect van fraude op de wetenschappelijke onderneming?
Mijn antwoord is dat op lange termijn het effect nihil is! Laat me dit verklaren. Wetenschap is een gecompliceerd zelfaanpassend systeem, zoals het leerproces van mensen, zoals de biologische evolutie, zoals het immuunsysteem bij gewervelden en misschien zoals computers die strategieën uitwerken voor spelen. Al deze systemen zijn zelfcorrigerend of zelfgenezend. Verkeerde ideeën worden geëlimineerd; verkeerde feiten worden vergeten of actief "ontleerd"; slecht aangepast gedrag leidt tot uitsterven. Dus, valse wetenschap, of het nu het resultaat is van fraude of van een eerlijke vergissing - zal uiteindelijk verdwijnen. Het probleem is dat de tijdsschaal niet gedefinieerd is - het kan uiteraard erg lang duren. Ten slotte overleven sommige middeleeuwse bijgelovigheden nog steeds, hoe onaangepast ze ook zijn.

Terwijl in wetenschap kleine fouten enige tijd kunnen standhouden, kunnen belangrijke zaken zoals nieuwe ontdekkingen snel geaccepteerd of verworpen worden. Het herhalen van hoge-temperatuursupergeleiding en het falen om koude fusie te herhalen gebeurden allebei snel. Een belangrijke les hier is dat opzettelijk bedrog gewoonlijk snel ontdekt wordt. Daarom is volgens mij frauduleuze wetenschap een zeer risicovolle onderneming vergeleken met bijvoorbeeld financiële fraude. Als wetenschapper zou je gek zijn om zelfs maar fraude te overwegen, alhoewel, - paradoxaal genoeg - als je niet bezorgd bent om je wetenschappelijke geloofwaardigheid, met andere woorden als je een charlatan of een pseudo-wetenschapper bent, kan je het geruime tijd ongestraft doen, vooral als je publiciteit goed is.
Terwijl de wetenschappers de generatoren en misschien de arbiters zijn van wetenschappelijke waarheid in onze gemeenschap, zijn de poortbewakers van de waarheid vaak de publicisten en de journalisten. Zij kunnen veel schade toebrengen als ze hun taak niet behoorlijk volbrengen omdat de publiciteit die in verband wordt gebracht met leugens, enorm afbreuk doet aan de impact van echte wetenschap. Valse wetenschap kan integendeel gemakkelijk leiden tot antiwetenschap. Ik vind dus dat de opzettelijke levering van onwaarheden een crimineel misdrijf zou moeten genoemd worden.
Charlatans en kwakzalvers, samen met de daders van wetenschappelijke fraude, zijn schuldig aan wat ik zou vergelijken met bronvergiftiging - het misleiden, vervuilen of doen ontsporen van ontvankelijke geesten. De verraders van de waarheid - om de titel van een invloedrijk boek over dit onderwerp aan te halen. Het werd geschreven door twee journalisten van The New York Times, William Broad en Nicholas Wade. "Betrayers of the truth" (Simon and Schuster, 1982) concentreert zich op case studies van verscheidene oplichters (voornamelijk op het biomedisch gebied), die probeerden te profiteren van frauduleuze activiteiten.
Enkele belangrijke onderwerpen worden in het boek blootgelegd, waaronder sommige van de neteligste die ik tot nu toe ongemoeid heb gelaten. Bijvoorbeeld, waarom houdt men zich bezig met fraude? Om het zeer simpel te stellen, het is een conflict tussen het tweeledige doel dat de meeste wetenschappers hebben. De vooruitgang van wetenschap aan de ene kant en de bevordering van de eigen persoon aan de andere kant. Hoe dan ook, aangezien bij frauduleuze wetenschap het risico op ontdekking erg groot is en de zeer grote waarschijnlijkheid dat je je verdiende loon zal krijgen, ben ik geneigd te denken dat het meer een zaak is van psychopathologie dan van moraliteit. Het is meer een zaak van gek dan van slecht!

Liegen heeft geen praktische waarde, het werkt niet. Als levitatie zou werken, dan hadden we geen kranen nodig! Desondanks worden dagelijks nieuwe leugens bedacht. Waarom? Dit is volgens mij een van de interessantste vragen: waarom ontstaan valse doctrines en waarom houden ze stand?
Een grote charlatan uit de 16e eeuw met de fantastische naam Phillipus Theophrastus Bombastus Paracelsus von Hohenheim - Paracelsus in 't kort - die beschouwd mag worden als de laatste der alchemisten (of de eerste der chemici, in feite voerde hij veel systematische experimenten uit) zou gezegd hebben dat de mensheid misleid wil worden. Dit betekent dat er altijd een lucratieve markt voor waarzeggers, astrologen en andere charlatans zal bestaan: mensen hebben hun vorm van kwakzalverij nodig als geruststelling.
Misschien zelfs nog relevanter is George Bernard Shaw die, denk ik, in een van zijn theaterstukken zegt: "Wat mensen willen is niet de waarheid, maar zekerheid". Dus terwijl wij wetenschappers strijden om een zo goed mogelijke benadering van de waarheid te bereiken, kunnen we verslagen worden door valse profeten die zekerheid bieden. Niettemin moeten we vertrouwen hebben: de waarheid zal uiteindelijk aan het licht komen.

Dit artikel is gebaseerd op een lezing gegeven door de auteur tijdens de Australian Skeptics Convention in 1995, en werd hier gedrukt met vriendelijke toestemming uit The Sceptic Volume 10, number 1.
Tony Klein is hoofd van de School of Physics aan Melbourne University in Australië.

Vertaling : Liesbeth Tysmans.