Det vildledende bevis, der narrede videnskabsmænd i årtier

Der er overraskende få beviste fakta i videnskaben. I stedet, videnskabsmænd taler ofte om, hvor meget bevis der er for deres teorier. Jo flere beviser, jo stærkere teori og jo mere accepteret bliver den.

Forskere er normalt meget omhyggelige med at samle masser af beviser og teste deres teorier grundigt. Men videnskabens historie har nogle nøgler, hvis sjældent, eksempler på beviser, der er vildledende nok til at få et helt videnskabeligt samfund til at tro på noget, der senere blev anset for at være radikalt falsk.

En almindelig måde, videnskabsmænd indsamler beviser på, er at lave en forudsigelse om noget og se, om de er korrekte. Problemet opstår, når forudsigelsen er rigtig, men den teori, de bruger til at lave den, er forkert. Forudsigelser, der virker særligt risikable, men som viser sig at være sande, ligner meget stærke beviser, som Karl Popper og andre videnskabsfilosoffer ofte har understreget. Men historien viser os, at selv meget stærke beviser kan være vildledende.

I 1811, Johann Friedrich Meckel forudsagde med succes, at menneskelige embryoner ville have gællespalter. Denne risikable forudsigelse syntes at give meget stærke beviser for hans teori om, at mennesker, som de "mest perfekte" organismer, udvikles via stadier svarende til hver af de "mindre perfekte" arter (fisk, padder, krybdyr og så videre).

Som det sker, tidlige menneskelige embryoner har spalter i nakken, der ligner gæller. Dette er næsten helt sikkert, fordi mennesker og fisk deler noget DNA og en fælles forfader, ikke fordi vi går gennem et "fiskestadium", når vi er i vores mødres livmoder som en del af vores udvikling mod biologisk perfektion.

Men de beviser, der var tilgængelige, efter at embryohalsspalter blev opdaget i 1827, fik bestemt Mecklels teori til at virke overbevisende. Det var først, da Charles Darwins evolutionsteori tog fat i anden halvdel af det 19. århundrede, at det blev helt klart, at Meckels idé om en lineær række af biologisk perfektion var fuldstændig uholdbar.

Et andet eksempel er det 18. århundredes geolog James Huttons idé om, at Jorden er som en organisk krop, der konstant reproducerer sig selv for på ubestemt tid at give en beboelig verden for mennesker. På grundlag af hans teori, Hutton forudsagde med succes, at der ville blive fundet vener af granit, der passerede igennem og blandede sig med andre klippelag. Han forudsagde også med succes vinklede uoverensstemmelser, når nye stenlag hviler i en helt anden vinkel end de ældre lag umiddelbart under dem.

Huttons teori var forkert på alle mulige måder sammenlignet med nutidig tænkning. Mest åbenlyst, Jorden er ikke designet til mennesker. Og selvfølgelig havde Hutton intet begreb om pladetektonik.

Men på trods af hans teoretiske fejl lykkedes forudsigelserne, og så meget indflydelsesrig. Faktisk, hans teori var stadig en seriøs kandidat til sandheden 100 år senere. Det blev først endeligt skubbet ud i slutningen af ​​det 19. århundrede af den kontraherende jordteori, som (fejlagtigt) forklarede dal- og bjergformationer i form af en Jord, der gradvist trækker sig sammen, efterhånden som den afkøles.

Matematisk bevis

Meckel og Huttons forudsigelser var baseret på forkerte argumenter. Men der er også dramatiske eksempler på vildledende beviser baseret på ligninger. For eksempel, da Niels Bohr i 1913 forudsagde de korrekte frekvenser af de specifikke farver af lys absorberet og udsendt af ioniseret helium, Einstein bemærkede angiveligt:​​"Teorien om Bohr må da være rigtig."

Bohrs forudsigelser kunne øjeblikkeligt overtale Einstein (og mange andre foruden), fordi de var korrekte med flere decimaler. Men de kom ud af, hvad vi nu ved som en dybt mangelfuld model af atomet, hvor elektroner bogstaveligt talt kredser om atomkernen i cirkler. Bohr var heldig:på trods af at hans model var forkert på grundlæggende måder, den indeholdt også nogle kerner af sandhed, lige nok til at hans forudsigelser om ioniseret helium lykkes.

Men det måske mest dramatiske eksempel af alle vedrører Arnold Sommerfelds udvikling af Bohrs model. Sommerfeld opdaterede modellen ved at gøre elektronbanerne elliptiske og justere dem i overensstemmelse med Einsteins relativitetsteori. Det hele virkede mere realistisk end Bohrs simple model.

I dag ved vi, at elektroner overhovedet ikke kredser om kernen. Men forskere, der arbejdede i det tidlige 20. århundrede, tænkte på elektroner som meget små kugler, og antog, at deres bevægelse ville være sammenlignelig med bevægelsen af ​​faktiske bolde.

Dette viste sig at være en fejl:moderne kvantemekanik fortæller os, at elektroner er meget mystiske, og at deres adfærd ikke engang stemmer overens med hverdagens menneskelige begreber. Elektroner i atomer indtager ikke engang en nøjagtig position på et nøjagtigt tidspunkt. Sådanne overvejelser er, hvad der ligger bag det berømte narr:"Hvis du tror, ​​du forstår kvantemekanik, så gør du ikke."

Så Sommerfelds teori havde en radikal misforståelse i hjertet. Endnu, i 1916, Sommerfeld brugte sin model som grundlag for en ligning, der korrekt beskriver det detaljerede mønster af farver af lys absorberet og udsendt af brint. Denne ligning er nøjagtig den samme som den, der blev udledt af Paul Dirac i 1928 ved hjælp af den moderne teori om relativistisk kvantemekanik.

Dette resultat har længe været betragtet som en chokerende tilfældighed inden for fysiksamfundet, og der er gjort forskellige løbende forsøg på at forsøge at forstå, hvordan det kunne ske. Det er overflødigt at sige, Sommerfelds utrolige forudsigelige succes overbeviste mange datidens videnskabsmænd om, at hans teori var sand.

På trods af at senere beviser viste, at disse teorier var forkerte, Jeg tror ikke, vi skal sige, at de involverede videnskabsmænd begik fejl. De fulgte beviserne, og det er præcis, hvad en god videnskabsmand bør gøre. De skulle ikke vide, at beviserne førte dem på afveje.

Disse få eksempler burde bestemt ikke overbevise os om, at videnskaben ikke kan stole på. Det er sjældent, at beviser er meget vildledende, og som regel, radikalt falske teorier giver ikke succes, nøjagtige forudsigelser (og normalt producerer de radikalt falske forudsigelser). Videnskab er en proces med konstant forfining, med en evne til at udjævne uhensigtsmæssige drejninger i det lange løb. Og vi ved alle, at selv de mest troværdige af og til kan svigte os.

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