Ligesom evolution, alle videnskabelige teorier er et igangværende arbejde

Diskussioner om naturvidenskabens natur og videnskabelige teorier forvirres ofte af den forældede opfattelse, at sådanne teorier bliver gengivet falske, når der opstår anomalier. Forestillingen om en videnskabelig teori som et statisk objekt bør erstattes med den mere aktuelle opfattelse, at den er en del af et levende forskningsprogram, som kan udvide sit omfang til nye områder.

For eksempel, tag den hypotese, at alle svaner er hvide, hvilket virkede ret godt for europæerne, indtil hollandske opdagelsesrejsende fandt sorte svaner i Australien i 1636. Hvad sker der så med vores hypotese? Der er en række muligheder.

1. Omdefiner svanenhed til at inkludere hvidhed. Så er sorte svaner ikke rigtig svaner, og hypotesen forbliver pr. definition sand.
2. Det er blevet modbevist. Kassér det.
3. Sammenlign forskellige arter af svane verden over, og se, hvor godt sorte svaner passer ind.

(1) er den mindst nyttige. Definitioner kan kun fortælle os om, hvordan vi bruger ord. De fortæller os intet om den verden, som disse ord forsøger at beskrive. (2) er baseret på den sunde fornuftstanke, at hypoteser skal kasseres, når de forfalskes ved observation. Dette var den idé, som filosoffen Karl Popper fremsatte i 1930'erne, at skelne mellem videnskab og pseudovidenskab.

Han så psykoanalyse, for eksempel, som pseudovidenskab, fordi uenighed med dens resultater altid kan bortforklares som et resultat af undertrykkelse. Poppers 1930'er-syn har meget at rose det, men smider en masse babyer ud med badevandet. (3) er hvordan videnskab faktisk fungerer, som Popper og hans kolleger, der udfordrede traditionelle syn på, hvordan videnskab fungerer, havde realiseret i 1970'erne.

I vores eksempel, den sorte svane var en anomali, men enhver større videnskabelig teori vil have anomalier. Newtons teori om planetbevægelse kunne ikke forklare Merkurs bane, en anomali, der var kendt i årtier, før Albert Einstein forklarede den med sin generelle relativitetsteori. På trods af denne anomali, Newtons teori blev bibeholdt, fordi der er så meget, som den forklarer. En teori er ikke beregnet til at være en endelig erklæring om, hvordan tingene er, men blot den seneste fase af et forskningsprogram i løbende fremskridt.

Evolution som teori og forskning

I det 18. århundrede, eksistensen af ​​familieforhold mellem forskellige arter blev præciseret i den svenske naturforsker Carl Linnaeus' gruppering af levende ting i arter, slægter, ordrer og så videre, men der var intet bud på, hvordan det gik sådan. I 1820'erne, den franske biolog Jean-Baptiste Lamarck talte om nedarvning af egenskaber erhvervet som et resultat af stræben (da giraffens forfædre stræbte efter at nå højere op i træerne).

I 1859, naturforskere-biologer Charles Darwin og Alfred Russel Wallace kom uafhængigt på ideen om naturlig udvælgelse som den primære drivkraft for evolution. Naturlig selektion, det er, opererer på variation, men uden forståelse af, hvor varianterne kom fra, eller hvordan den variation blev nedarvet.

I begyndelsen af ​​det 20. århundrede kom opdagelsen af ​​mutationer som en kilde til varianter og inkorporeringen af ​​den østrigske botaniker Gregor Mendels genetik i evolutionsvidenskaben, men endnu uden viden om det materielle grundlag for mutation og arv. Dette opstod i 1940'erne, da DNA blev genkendt som arvematerialet. Så fra 1950'erne og fremefter var der bestemmelsen af ​​dens struktur og knækningen af ​​den genetiske kode, der afslørede, hvordan den styrer dannelsen af ​​proteiner.

Siden da, vi har erkendt, at evolution er styret af tilfældigheder såvel som af udvælgelse, at arv kompliceres af ting som genduplikation (hvor en del af DNA kopieres to gange, og hver kopi så kan udvikle sig uafhængigt), horisontal genoverførsel (hvor DNA overføres mellem arter), og endda inkorporering af genetisk materiale fra vira i vores eget genetiske materiale. Og selvfølgelig er der masser af andre ting, som vi stadig ikke forstår … Endnu.

Så på hvert trin, vi har en ufuldkommen teori, fuld af huller og uoverensstemmelser, men en, der kommer så meget desto stærkere frem fra granskning af dens ufuldkommenheder. Ligesom atomteori, det har udviklet sig på måder, som dets ophavsmænd ikke engang kunne have forestillet sig, med voksende forståelse på alle niveauer fra individuelle molekyler til populationernes genetik. Og ligesom atomteorien er den grundlæggende for vores forståelse af den videnskab, der er vokset op omkring den. Biologi uden evolution er som kemi uden atomer.

Mulighed for korrektion

Nogle gange fortæller vi eleverne, at "den videnskabelige metode" består i at indsamle data, at formulere hypoteser for at forklare dem og derefter indsamle flere data for at se, om hypoteserne holder. På andre tidspunkter, vi fortæller dem, at det består i at formulere hypoteser, indsamle data og afvise hypoteserne, hvis dataene ikke passer. Sådanne synspunkter er alt for simple og får videnskabelig forskning til at lyde som at følge en ret kedelig opskrift.

Det første skridt i enhver videnskabelig undersøgelse er at beslutte, at noget er værd at se på. Så de mulige resultater skal være værd at have, og forskningsprogrammet skal have en vis udsigt til succes. Den næste ting er løbende dialog mellem hypoteser og data. Hypoteserne skal være åbne for modifikation i lyset af dataene og skal principielt altid være åbne for korrektion i lyset af yderligere viden. Denne forpligtelse til muligheden for korrektion er kendt som fallibilisme, og er en ting, som alle videnskabelige bestræbelser har til fælles.

Udover det, Jeg ser ingen mening i at foregive, at videnskaben har en enkelt metode (det gør den ikke), eller i forsøget på at trække en hård og hurtig grænse mellem videnskabelig viden og andre former for viden om verden (der er ikke en).

Hvad med svanerne?

i mellemtiden, DNA-beviser viser, at de forskellige hvide svanearter knopsvane, tundrasvane og knopsvane er nært beslægtede, med den australske sorte svane som deres første fætter. Overraskende nok, Sydamerikas sorthalsede svane er et fjernere forhold.

Andre spørgsmål melder sig selv. Er der nogen sammenhæng mellem geografisk fordeling og nærhed af relationer? Hvornår og hvor opstod de separate arter? Har farveforskellene nogen overlevelsesværdi, og i så fald hvad?

Så nu, vores oprindelige svanehypotese, baseret på udseende, er blevet meget ændret, og givet anledning til en lang række nye spørgsmål, der involverer molekylære ligheder, adaptiv evolution vs neutral drift, biogeografi og fossiloptegnelsen. Det er videnskab.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.