De meeste wetenschappelijke gebieden zijn in de afgelopen eeuwen ten minste één keer omgegooid met een revolutionaire theorie. Bij dergelijke vernieuwingen, of paradigmaverschuivingen, wordt oude kennis in een nieuw kader ondergebracht. Revolutionaire theorieën hebben succes wanneer het nieuwe kader het mogelijk maakt om problemen op te lossen die het vorige intellectuele regime in de weg stonden. Dit zijn mijn favoriete revoluties. Ik hoop op meer voor ik sterf.
10. Informatie theorie: Claude Shannon, 1948
Het is niet echt de meest revolutionaire theorie, omdat er niet echt een voorafgaande theorie was om een revolutie teweeg te brengen. Maar Shannon heeft wel de wiskundige basis gelegd voor een heleboel andere revolutionaire ontwikkelingen op het gebied van elektronische communicatie en informatica. Zonder informatietheorie zouden bits nog steeds alleen voor oefeningen zijn.
9. Speltheorie: John von Neumann en Oskar Morgenstern, 1944 (met belangrijke verfraaiingen van John Nash in de jaren 1950)
Ontwikkeld voor de economie, waar het enkele successen heeft gekend, heeft de speltheorie dat vakgebied niet helemaal radicaal veranderd. Maar het is op grote schaal overgenomen door vele andere sociale wetenschappen. En evolutionaire speltheorie is een belangrijke tak van de studie van de evolutionaire biologie. De speltheorie is zelfs van toepassing op alledaagse activiteiten zoals poker, voetbal en het onderhandelen over een hoger loon voor bloggers. Er bestaat zelfs zoiets als de quantumspeltheorie, die op een dag zeker voor een revolutie zal zorgen. John Nash won een Nobelprijs voor zijn bijdragen aan de speltheorie, en zijn bewogen leven vormde de inspiratie voor het uitstekende boek A Beautiful Mind. Maar verwacht niet dat je iets over speltheorie leert door naar de filmversie te kijken.
8. Zuurstoftheorie van de verbranding: Antoine Lavoisier, jaren 1770
Lavoisier ontdekte geen zuurstof, maar hij kwam erachter dat het het gas was dat zich met stoffen verbond als ze verbrandden. Lavoisier maakte zo komaf met de heersende flogistontheorie en effende de weg voor de ontwikkeling van de moderne scheikunde. Het was voor Lavoisier een veel veiliger revolutie dan de politieke die spoedig in Frankrijk volgde, en die zo revolutionair was dat Lavoisier er zijn hoofd over verloor.
Schrijf u in voor het laatste van Science News
Koppen en samenvattingen van de laatste Science News artikelen, geleverd in uw inbox
7. Plaattektoniek: Alfred Wegener, 1912; J. Tuzo Wilson, jaren 1960
Wegener besefte al in 1912 dat de continenten ronddreven. Maar het was pas in de jaren 1960 dat wetenschappers de stukken samenbrachten in een allesomvattende theorie van de plaattektoniek. Wilson, een Canadese geofysicus, was een van de belangrijkste bijdragers aan enkele van de belangrijkste stukken, terwijl vele andere onderzoekers ook een prominente rol hebben gespeeld. (Bedenk dat platentektoniek niet moet worden verward met Plates Tectonic, een goede naam voor een revolutionair wetenschap-thema-restaurant.)
6. Statistische mechanica: James Clerk Maxwell, Ludwig Boltzmann, J. Willard Gibbs, eind 19e eeuw
Door warmte te verklaren in termen van het statistisch gedrag van atomen en moleculen, maakte de statistische mechanica de thermodynamica zinvol en leverde tevens een sterk bewijs voor de realiteit van atomen. Bovendien vestigde de statistische mechanica de rol van probabilistische wiskunde in de natuurwetenschappen. Moderne uitbreidingen van de statistische mechanica (nu soms statistische natuurkunde genoemd) zijn toegepast op alles van materiaalkunde en magneten tot verkeersopstoppingen en stemgedrag. En zelfs speltheorie.
5. Speciale relativiteit: Albert Einstein, 1905
In sommige opzichten was de speciale relativiteit niet zo revolutionair, omdat ze veel van de klassieke natuurkunde in stand hield. Maar kom op. Ze voegde ruimte en tijd samen, materie en energie, maakte atoombommen mogelijk en laat je langzamer verouderen tijdens een ruimtevlucht. Hoe revolutionair wil je worden?
4. Algemene relativiteit: Einstein, 19151917>Algemene relativiteit was veel revolutionairder dan speciale relativiteit, omdat het Newtons wet van de zwaartekracht weggooide ten gunste van gekromde ruimtetijd. En opende de ogen van wetenschappers voor de hele geschiedenis van het uitdijende heelal. En voorzag science fiction schrijvers van zwarte gaten.
3. Kwantum theorie: Max Planck, Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Max Born, Paul Dirac, 1900-1926
De kwantumtheorie scheurde het hele weefsel van de klassieke natuurkunde aan flarden, sloopte gewone opvattingen over de aard van de werkelijkheid, gooide hele filosofieën over oorzaak en gevolg overhoop en onthulde eigenaardigheden over de natuur die niemand, hoe vindingrijk ook, ooit had kunnen bedenken. Serieus, het is moeilijk te geloven dat het pas nummer 3 is.
2. Evolutie door natuurlijke selectie: Charles Darwin, 1859
Darwin toonde aan dat de ingewikkelde complexiteit van het leven en de ingewikkelde relaties tussen levensvormen konden ontstaan en overleven door natuurlijke processen, zonder dat daarvoor een ontwerper of een ark nodig was. Hij opende de menselijke geest voor het nastreven van natuurwetenschap, niet gehinderd door bovennatuurlijke vooroordelen. Zijn theorie was zo revolutionair dat sommige mensen er nog steeds aan twijfelen. Dat zouden ze niet moeten doen.
1. Heliocentrisme: Copernicus, 1543
Een van de grootste inzichten ooit, bedacht door enkele oude Grieken maar pas twee millennia later vastgesteld: de aarde draait om de zon (net als andere planeten). Het is nummer 1 omdat het de eerste was. Waar dacht je trouwens dat het woord revolutionair vandaan kwam? (Het werd slechts zelden gebruikt om te betekenen wat het vandaag doet voordat Copernicus revoluties in de titel van zijn revolutionaire boek zette.)
Volg me op Twitter: @tom_siegfried