Esperimenti! Una parte critica del metodo scientifico. Queste giovani donne partecipano a un esperimento progettato per monitorare le loro onde cerebrali mentre guardano gli spot televisivi. © David Levenson/Corbis Storicamente parlando, la scienza ci ha trascinato fuori da feste piuttosto imbarazzanti e pericolose. Hey, la scienza può identificare. Si dilettava in alcune idee piuttosto stravaganti nella sua giovinezza, pure.
Chiedi alla scienza alcuni dei suoi momenti più imbarazzanti, e probabilmente ti annoierà con qualche lezione su come una volta totalmente essere nella logica e deduzione (un approccio top-down che deduce casi specifici da principi generali), ma poi sono maturato e sono entrato in induzione (un approccio dal basso verso l'alto che trae ampie conclusioni da molte osservazioni).
Certo, la scienza sminuirà quanto sia stata lunga e imbarazzante quell'adolescenza. Il suo amore per la filosofia naturale di Aristotele è così sbagliato ma sembra così giusto che è sopravvissuto ai secoli bui. Infatti, la scienza non ha davvero scosso i suoi demoni (letterali) fino a un intervento del XVI secolo di Galileo, che lo ha colpito con alcune osservazioni sconvolgenti, e da Francis Bacon, che gli ha fatto dare uno sguardo duro a se stesso. Dopo di che, la scienza si è trasferita fuori dal seminterrato dei suoi genitori, ha inscatolato i suoi poster di astrologia e ha ottenuto un lavoro dalle 9 alle 17 facendo indagini basate sull'evidenza tramite osservazioni, ipotesi, raccolta di dati, sperimentazione e sperimentazione, alias the metodo scientifico .
Ma aveva delle grandi storie da raccontare.
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I quattro temperamenti (basati sui quattro umori) da sinistra a destra:flemmatico, collerico, sanguigno e malinconico. Questa illustrazione è apparsa in "Psicologia, La scienza ibrida." © Bettmann/Corbis Senza una metodologia adeguata, solo la ragione può condurti in molti vicoli ciechi, quindi non sorprende che anche il padre della medicina occidentale abbia generato la sua parte di idee da ciarlatano.
Per esempio, Ippocrate cercava cause naturali per malattie apparentemente soprannaturali, compresa la "malattia sacra" dell'epilessia, allora vista come prova di possessione da parte di dei o demoni. Ha anche aperto la strada alla nozione sbagliata di fluidi corporei, o umori , che, secondo lui, determinava la salute umana, aspetto e disposizione. Pratica medica basata sul bilanciamento del sangue, catarro, bile (chiamata anche choler) e bile nera (aka malinconia), ciascuno presumibilmente regolato da un organo diverso, durò fino alla metà del XVII secolo. La sua eredità vive in parole come sanguigna (latino sanguigno "di sangue, " che significa ottimista o positivo) e malinconia (depresso) [fonti:Encyclopaedia Britannica; NLM].
I medici hanno cercato di regolare gli umori attraverso la dieta e l'esercizio fisico, e studiando le evacuazioni corporee come l'urina. Finora, così buono. Il problema era, a queste cause riducevano ogni male, maltrattando o ignorando per secoli le radici di disordini dolorosi e mortali. Infatti, lungi dall'abbandonare i fluidi imperfetti, i praticanti li hanno raddoppiati, legando gradualmente gli umori alle qualità (umido/secco, caldo freddo), elementi (terra, aria, fuoco e acqua), stagioni e fasi della vita. Idee simili persistono oggi nell'Ayurveda indiano e nella medicina tradizionale cinese [fonti:NLM; Museo della Scienza (Regno Unito)].
Ci è voluto DAVVERO molto tempo per arrivare al nostro modello attuale del sistema solare. Fusibile/Thinkstock Gli antichi astronomi greci alle prese con i vari zig, zag e inclinazioni di movimenti celesti hanno prodotto alcune nuove spiegazioni. Alcuni di loro orbitano persino vicino alla verità. Come i Sumeri prima di lui, Anassimene notò nel VI secolo a.E.V. che i pianeti vagavano da soli sullo sfondo stellare. Ma ha anche racchiuso le stelle in un rigido, sfera eterna che ha detto ruotava intorno alla Terra, un'idea che sarebbe sopravvissuta al geocentrismo e sarebbe rimasta in vigore fino a quando Edmund Halley non osservò il moto sovrano delle stelle nel 1718 [fonti:Belen et al.; Brandt; Graham; Kanas].
Poiché ulteriori osservazioni hanno messo a dura prova il modello, gli antichi astronomi continuavano ad aggiungere conchiglie. Hanno bloccato le stelle nelle conchiglie, pianeti in conchiglie - hanno persino strappato il sole e la luna dalla loro precedente casa fluttuante nell'aria e li hanno bloccati in conchiglie. Alcuni dicevano le stelle, il sole e la luna erano solo buchi in un colossale scolapasta cosmico che rivelava il fuoco sacro al di là. Quando bloccato, questi buchi producevano fasi lunari ed eclissi [fonti:Graham; Allen; Kanas].
Questo accumulo di sfere culminò in sistemi affascinanti e ridicolmente complessi inventati da Eudosso nel IV secolo a.E.V. , che comprendeva fino a 27 sfere nidificate e collegate, ognuno gira sul proprio asse e influenza gli altri [fonti:Allen; Kanas]. Eudosso avrebbe inventato di più, ma Guglielmo di Occam viaggiò indietro nel tempo e lo colpì con un rasoio.
Molte delle idee di Claudio Tolomeo sul cosmo dominavano, questo è, fino all'arrivo di Copernico. © Leemage/Corbis Quegli antichi greci credevano anche che la Terra fosse circa due millenni prima che Colombo o Magellano salpassero. Alcuni si sono opposti al geocentrismo, anche - solo non sempre per le giuste ragioni.
Prendi i pitagorici, il gruppo semimistico fondato dal famoso matematico Pitagora nel VI secolo a.E.V. che ha rimosso la Terra dal centro dell'universo per vari motivi. A loro, La Terra circondò un Fuoco Centrale, come il sole, Luna, pianeti, stelle e una contro-Terra inventata (aka antichthon). Al tempo, mettere in moto la Terra ha rappresentato un cambiamento radicale di pensiero, ma poi i pitagorici, che evitavano i fagioli, raccogliere oggetti caduti o toccare galli bianchi - ballare al loro ritmo:la musica delle sfere [fonti:Allen; bruciacchiato; Lewis e Chasles; Toulmin e Goodfield].
Se qualcosa, i tentativi di salvare il geocentrismo alla luce di osservazioni contrarie erano altrettanto stravaganti e molto più bizantini. Mercurio e Venere, i cui viaggi sembravano ingarbugliati con quelli del sole, sono stati spostati verso l'interno o posti in orbite attorno ad esso, anche mentre orbitava intorno a noi. Nel II secolo, Claudio Tolomeo ha spiegato moto retrogrado , l'apparente sostegno e looping dei pianeti causati da diverse velocità orbitali, ricorrendo a orbite dentro le orbite chiamate epicicli. Questa cosmologia aristotelico-tolemaica dominò fino a quando Niccolò Copernico riportò il sole nel centro a cui apparteneva, e Galileo gli diede ragione [fonti:Encyclopaedia Britannica; Gagarin e Cohen; Toulmin e Goodfield; Yost e Daunt].
I quattro elementi:terra, acqua, aria e fuoco Thomas Vogel/E+/Getty Images Per i primi filosofi greci, tutta la materia era fatta di una sola sostanza, anche se non potevano essere d'accordo su cosa fosse. Per l'astronomo e geometra Talete, era acqua; per Anassimene, era aria (entrambi vissero nel VI secolo a.E.V.). tutt'altro che arbitrario, queste scelte derivavano dall'osservazione di stati mutevoli della materia. Anassimene, Per esempio, vide l'aria crescere visibile e densa mentre si raffreddava in nebbia e poi pioggia, e presumeva che si sarebbe condensato ulteriormente in terra e roccia [fonte:Encyclopaedia Britannica; Enciclopedia Britannica; Cohen].
Dopo, Platone, sempre il supereroe, ha sfruttato quattro elementi per il suo mondo:terra, aria, fuoco e acqua. Aristotele ne aggiunse un quinto, etere, per descrivere i corpi celesti. Mescolando e abbinando questi elementi, potrebbero spiegare, Per esempio, perché il legno era solido (in parte terra), ma anche galleggiava (in parte aria) e bruciava (in parte fuoco) [fonti:Armstrong; Platone].
L'idea di fondo -- che, come disse Democrito intorno al 440 a.E.V., tutta la materia consiste di cose impercettibilmente piccole - avvicinato alla verità, ma prove utili della vera teoria atomica erano lontane nel futuro, negli esperimenti del 1662 di Robert Boyle con la pressione dell'aria e il vuoto. Ci vorrebbe un altro secolo e mezzo prima che il chimico inglese John Dalton avanzasse una teoria atomica accettata nel 1803 [fonte:Berryman].
Non sei del tutto sicuro di come si formano le ostriche? Né erano i primi filosofi naturali che pensavano, con il pretesto di generazione spontanea, che il fondo marino potrebbe semplicemente generarli. Spike Mafford/Photodisc/Thinkstock Da dove nasce la vita? Come, hanno chiesto le prime fonti, possono i vermi apparire semplicemente in un cadavere o le ostriche semplicemente apparire sul fondo del mare? filosofi naturali greci, che pensava che tutta la materia avesse qualità intrinseche, detta vita potrebbe nascere dalla materia vile, date le giuste condizioni. Lungo linee simili, gli antichi cinesi pensavano che il bambù generasse afidi [fonti:Brack; Simone].
Questa idea di generazione spontanea porterebbe a degli esperimenti piacevoli, scoperte assurde e voluminoso vetriolo versato da artisti del calibro di Voltaire e dei suoi contemporanei del XVIII secolo. Ma la deposizione delle uova scientifiche iniziò davvero all'inizio del XVII secolo, quando il medico fiammingo Jan Baptista van Helmont disse che i topi sarebbero nati spontaneamente da una camicia sporca posta in un recipiente contenente chicchi di grano, e che gli scorpioni potrebbero generarsi da uno stampo di mattoni rivestito di basilico [fonti:Brack; Simone]. Non si sa ancora se un criceto vivo uscirà da un succo di Jamba fatto con semi di chia e proteine del siero di latte.
In viaggio verso la verità, il mondo della scienza devierà attraverso due teorie fortemente in competizione: preformazionisti ha detto che tutti gli embrioni esistevano, completamente formato, in uova o sperma (che alcuni sostenevano fossero come infinite matrioske risalenti ad Adamo ed Eva), mentre il epigenesi sosteneva che la vita nasceva da altra materia ma non riusciva a concordare sulla forza sottostante [fonti:Alioto; Maienschein].
Gli argomenti risultanti erano viziosi e spesso ridicoli, ma gli sforzi per confutare la generazione spontanea alla fine hanno portato a miglioramenti nel rigore scientifico e nella progettazione sperimentale che hanno contribuito a fornire le risposte giuste [fonte:Encyclopaedia Britannica].
I londinesi vittoriani pensavano che la loro città affollata fosse piena di vari miasmi disgustosi. © Il collezionista di stampe/Corbis Come dimostra il nostro esempio precedente, anche dopo l'avvento del metodo scientifico, nuove teorie possono richiedere del tempo per superare la forza dell'autorità e della tradizione, soprattutto se i vecchi metodi sembrano funzionare.
Prendere teoria del miasma . Risalente almeno a Ippocrate, attribuiva le malattie alle arie turche, che attribuiva alle esalazioni nocive di piante o animali o a minuscoli frammenti di vento, materia in decomposizione. Poiché l'idea ha guidato riforme salutari in materia di alloggi e servizi igienico-sanitari, spesso riusciva a ridurre i casi di malattia, quindi non c'è da meravigliarsi che sia diventato popolare in puzzolente, sovraffollata Londra vittoriana. Tuttavia, mascherando il vero colpevole (batteri), ha contribuito a molte morti inutili [fonti:Science Museum UK; severo; UCLA].
Con un tocco un po' ironico, uno dei principali sostenitori londinesi della teoria del miasma ha contribuito a confutarla, almeno per quanto riguarda il colera. William Farr, un pioniere dell'epidemiologia e delle statistiche sanitarie, fornito dati di cluster vitali durante l'epidemia di colera di Londra del 1854. John Snow ha usato notoriamente questi dati per tracciare la malattia trasmessa dall'acqua a una pompa dell'acqua di Broad Street. Il suo lavoro, e quella di pionieri come Ignaz Semmelweis e Joseph Lister, avrebbe poi aiutato Louis Pasteur e Robert Koch a dimostrare la teoria dei germi. Ma, per adesso, ha dimostrato la preziosa capacità di autocorrezione del metodo scientifico [fonti:BBC; Museo della Scienza Regno Unito; UCLA].
L'idea dell'impressione materna ha certamente creato alcune storie interessanti. Elena Vasilchenko/iStock/Thinkstock Chiaramente, la medicina è stata lenta ad emergere come un campo di studio rispettato e rigoroso. Caso in questione:Mary Toft, la donna che nel settembre 1726 convinse almeno una dozzina di medici che poteva partorire conigli morti e parti di coniglio. Ripetutamente.
Fermiamoci per lasciare che affondi.
Sebbene il metodo scientifico fosse ben consolidato in alcuni ambienti, la medicina rimase uno stufato di idee, condito pesantemente con ciarlataneria e teorie per animali domestici. Il fiorente campo dell'ereditarietà è ancora accettato impressione materna , l'idea millenaria che qualunque cosa una donna incinta vedesse o sentisse potesse alterare fisicamente il suo bambino non ancora nato. In un racconto straordinario, un giornale ha riferito che il nome di un presunto padre "appare [ndr] in lettere leggibili nell'occhio destro del figlio neonato" [fonti:Encyclopaedia Britannica; Davis; Pediatria; Università di Glasgow].
Chiaramente, discusso esperti di consulenza, la povera Mary Toft aveva subito una sorpresa, incontro legato al coniglio che l'aveva trasformata in una dinamo da coniglietta.
Toft ha portato a termine la bufala per mesi, godendo della celebrità nazionale, ingannare numerosi medici e attirare l'attenzione di re Giorgio I. Alcuni esperti, come il chirurgo tedesco Cyriacus Ahlers, offerto prove scientifiche screditanti, notando che alcuni conigli morti "appena nati" avevano aria nei polmoni e feci contenenti paglia, erba e grano. Ma è stato solo quando qualcuno ha sorpreso sua suocera a comprare piccoli conigli, e sotto la minaccia di un doloroso intervento chirurgico esplorativo riproduttivo, che Maria ha confessato [fonti:Encyclopaedia Britannica; Davis; Pediatria; Università di Glasgow].
Le nostre idee sul sangue e su come funziona si sono evolute parecchio nel corso dei secoli. luchschen/iStock/Thinkstock Se la fisiologia del XVIII secolo era un tale disastro, puoi immaginare come deve essere andata a finire la medicina antica. Da una parte, l'accesso ai soggetti di dissezione ha portato grandi progressi in anatomia e fisiologia fin dal 300 a.E.V. D'altra parte, ogni conclusione corretta sembrava controbilanciata dalla superstizione e dal pregiudizio sociale.
Il medico greco Prassagora (IV secolo a.E.V.) distinse le vene dalle arterie, ma le arterie del pensiero trasportavano aria (probabilmente perché le arterie dei cadaveri sono spesso vuote). Nel II secolo, Galeno portò avanti questa tradizione, ma aggiunse che il sangue veniva prodotto nel fegato, che ha detto lo ha imbevuto di "spirito naturale, " e roteava intorno al corpo nelle vene. Non pompava tanto quanto sgorgava. Una volta che si mescolava con lo "spirito vitale" dai polmoni, il sangue veniva consumato dagli organi, che lo "attirava" come la calamita attira il ferro. Il sangue raggiungeva anche il cervello tramite nervi cavi, Egli ha detto, dove ha assorbito "spirito animale" [fonti:Aird; Galeno; Ovest].
Queste nozioni rimasero fino a quando William Harvey pubblicò il suo rivoluzionario "On the Motion of the Heart and Blood in Animals" nel 1628. Altri, come lo studioso arabo Ibn an-Nafis, morto nel 1288, aveva precedentemente apportato diverse correzioni, ma il mondo occidentale rimase all'oscuro della sua opera. Un altro predecessore, Il medico spagnolo Miguel Serveto descrisse correttamente la circolazione nel XVI secolo, ma avvolse le sue scoperte in un credo religioso che, come lo stesso Serveto, è finito bruciato su una pira [fonti:Aird; Storia moderna di Cambridge; Ovest].
Una stampa del 1561 di un artigliere che spara con un cannone. Il percorso del proiettile è mostrato secondo la fisica aristotelica. Ann Ronan Pictures/Collezionista di stampe/Getty Images Quando Galileo demolì il geocentrismo, ha anche demolito molte altre apprezzate (ma sbagliate) concezioni aristoteliche. Aristotele spiegò il moto asserendo che tutta la materia aveva un posto proprio al quale cercava di ritornare, e che gli oggetti più pesanti dovrebbero cadere più velocemente di quelli più leggeri. Ma attraverso una meticolosa sperimentazione, Galileo mostrò che gli oggetti che cadono o rotolano in discesa accelerano alla stessa velocità costante, che chiamiamo accelerazione di gravità [fonti:Alioto; Dritto].
Aristotele aveva anche sostenuto che un oggetto in movimento nel suo posto naturale, come una palla che rotola per terra, si sarebbe progressivamente fermato perché era sua natura restare lì. Ma come realizzò Galileo, e come Newton successivamente formalizzato, l'apparente rallentamento degli oggetti in movimento era causato dall'attrito; portalo via, e una palla sarebbe rotolata per sempre [fonti:Alioto; Dritto; Cardall e Daunt; Galilei].
Lungo linee simili, la visione aristotelico-tolemaica della fisica implicava che un pezzo di sparo caduto dalla coffa di una nave sarebbe atterrato a una certa distanza dietro l'albero perché la nave si muoveva in avanti mentre la palla cadeva. Ma Galileo mostrò che la palla di cannone, che condivide la velocità di avanzamento della nave, cadrebbe direttamente alla base dell'albero. In questi modi, Galilei, uno dei padri della scienza sperimentale, prefigurava le leggi del moto di Newton, così come il concetto di quadri di riferimento mentre confuta anche alcuni dei principali argomenti contro il movimento della Terra [fonti:Cardall e Daunt; Galilei].
Le sanguisughe sono così vecchia scuola – o no. © Tony Savino/Corbis Nessuna indagine sulle cose folli in cui credevamo prima del metodo scientifico sarebbe stata completa senza una menzione delle pratiche strane e orribili che un tempo consideravamo medicinali.
Ricorda tutta quella faccenda degli umori (sangue, catarro, bile nera e colera, alias bile gialla)? Bene, immagina che tipo di cure mediche potrebbero derivare da un approccio così focalizzato sui fluidi corporei, e hai un'idea di com'era la medicina umorale:diagnosi basate esclusivamente sull'odore delle feci, urina, sangue o vomito; medici che prescrivono il vomito forzato, frequenti salassi e clisteri incerti per bilanciare il corpo. Ciò che gli mancava in termini di efficacia lo compensava in un pericolo di pericolo di vita. Non sorprendentemente, le persone si sono attaccate alla preghiera e ai rimedi popolari quando possibile [fonti:Batchelor; Getz].
Per quanto riguarda le emorroidi sanguinanti, alcuni medici li consideravano equilibratori naturali dell'umorismo, utile per alleviare la mania, depressione, pleurite, lebbra e idropisia (edema). Certo, se il sanguinamento è sfuggito di mano, era ora di far scoppiare gli attizzatoi roventi. È incredibile quello che la gente starà ferma per [fonti:Encyclopaedia Britannica; Enciclopedia Britannica; De Maitre].
Tutte le teorie riposano, di qualche grado, su ipotesi. Cerchiamo di ridurli al minimo, perché creano crepe nascoste nei fondamenti della scienza ma, a corto di effettiva onniscienza, sono praticamente inevitabili.
Quando una teoria va in pezzi, spesso è perché un'ipotesi era sbagliata. La scienza è sempre un'ipotesi plausibile, dopo tutto -- è solo che, secondo il metodo scientifico moderno, sottoponiamo quelle congetture a test rigorosi attraverso la previsione, osservazione, esperimenti ripetibili e peer review. A causa di ciò, anche quando siamo fuori dalla trave, non siamo lontani e, in ogni caso, è solo temporaneo. La fisica einsteiniana sostituì quella newtoniana, ma le leggi di Newton funzionano ancora in ogni situazione che tipicamente incontriamo nelle nostre vite, quindi li usiamo ancora. Se, un giorno, qualcuno sostituisce Einstein, sarà solo in un senso limitato (sostituendo un presupposto o un meccanismo sottostante, probabile). Le previsioni di Einstein funzionano semplicemente troppo bene per essere completamente sbagliate.
E alla fine, questo è il punto. La scienza è ciò che funziona.
