Ci sono sorprendentemente pochi fatti dimostrati nella scienza. Anziché, gli scienziati spesso parlano di quante prove ci siano per le loro teorie. Più prove, più forte è la teoria e più accettata diventa.

Gli scienziati di solito sono molto attenti ad accumulare molte prove e testare a fondo le loro teorie. Ma la storia della scienza ha qualche chiave, se raro, esempi di prove sufficientemente fuorvianti da portare un'intera comunità scientifica a credere a qualcosa in seguito considerato radicalmente falso.

Un modo comune in cui gli scienziati raccolgono prove è fare previsioni su qualcosa e vedere se sono corrette. Il problema si verifica quando la previsione è giusta ma la teoria che usano per farla è sbagliata. Le previsioni che sembrano particolarmente rischiose ma si rivelano vere sembrano prove molto forti, come hanno spesso sottolineato Karl Popper e altri filosofi della scienza. Ma la storia ci mostra che anche prove molto forti possono essere fuorvianti.

Nel 1811, Johann Friedrich Meckel ha predetto con successo che gli embrioni umani avrebbero avuto fessure branchiali. Questa previsione rischiosa sembrava fornire una prova molto forte per la sua teoria che gli esseri umani, come gli organismi "più perfetti", svilupparsi attraverso stadi corrispondenti a ciascuna delle specie "meno perfette" (pesci, anfibi, rettili e così via).

Come succede, i primi embrioni umani hanno fessure nel collo che sembrano branchie. Questo è quasi certamente dovuto al fatto che umani e pesci condividono un DNA e un antenato comune, non perché passiamo attraverso una "fase da pesce" quando siamo nel grembo materno come parte del nostro sviluppo verso la perfezione biologica.

Ma le prove disponibili dopo che le fessure del collo dell'embrione furono scoperte nel 1827 fecero certamente sembrare convincente la teoria di Mecklel. Fu solo quando la teoria dell'evoluzione di Charles Darwin prese piede nella seconda metà del XIX secolo che divenne del tutto chiaro che l'idea di Meckel di una serie lineare di perfezione biologica era del tutto insostenibile.

Un altro esempio è l'idea del geologo del XVIII secolo James Hutton che la Terra sia come un corpo organico che si riproduce costantemente per fornire indefinitamente un mondo abitabile per gli umani. Sulla base della sua teoria, Hutton ha predetto con successo che si sarebbero trovate vene di granito che attraversavano e si mescolavano con altri strati di roccia. Ha anche previsto con successo le irregolarità angolari, quando i nuovi strati rocciosi si trovano ad un'angolazione molto diversa rispetto agli strati più vecchi immediatamente sottostanti.

La teoria di Hutton era sbagliata sotto tutti i punti di vista rispetto al pensiero contemporaneo. Più ovviamente, la Terra non è progettata per gli esseri umani. E ovviamente Hutton non aveva il concetto di tettonica a zolle.

Ma nonostante i suoi errori teorici le previsioni ebbero successo, e quindi molto influente. Infatti, la sua teoria era ancora un serio candidato per la verità 100 anni dopo. Fu finalmente espulso alla fine del XIX secolo dalla teoria della Terra in contrazione, che (erroneamente) spiegava le formazioni di valli e montagne in termini di una Terra che si contrae gradualmente man mano che si raffredda.

Evidenze matematiche

Le previsioni di Meckel e Hutton erano basate su argomenti errati. Ma ci sono anche esempi drammatici di prove fuorvianti basate su equazioni. Per esempio, quando Niels Bohr predisse nel 1913 le frequenze corrette dei colori specifici della luce assorbita ed emessa dall'elio ionizzato, Secondo quanto riferito, Einstein osservò:"La teoria di Bohr deve quindi essere giusta".

Le previsioni di Bohr potevano persuadere immediatamente Einstein (e molti altri ancora) perché erano corrette con diverse cifre decimali. Ma sono usciti da quello che ora sappiamo essere un modello dell'atomo profondamente imperfetto, in cui gli elettroni orbitano letteralmente attorno al nucleo atomico in cerchi. Bohr è stato fortunato:nonostante il suo modello fosse fondamentalmente sbagliato, conteneva anche qualche nocciolo di verità, quanto basta perché le sue previsioni sull'elio ionizzato si risolvano.

Ma forse l'esempio più drammatico di tutti riguarda lo sviluppo del modello di Bohr da parte di Arnold Sommerfeld. Sommerfeld aggiornò il modello rendendo ellittiche le orbite degli elettroni e adattandole secondo la teoria della relatività di Einstein. Tutto questo sembrava più realistico del semplice modello di Bohr.

Oggi sappiamo che gli elettroni non orbitano affatto intorno al nucleo. Ma gli scienziati che lavoravano all'inizio del XX secolo pensavano agli elettroni come a palline molto piccole, e supponeva che il loro moto fosse paragonabile a quello delle palle reali.

Questo si è rivelato un errore:la moderna meccanica quantistica ci dice che gli elettroni sono altamente misteriosi e il loro comportamento non si allinea nemmeno lontanamente con i concetti umani di tutti i giorni. Gli elettroni negli atomi non occupano nemmeno una posizione esatta in un momento preciso. Tali considerazioni sono ciò che sta dietro la famosa battuta "Se pensi di capire la meccanica quantistica, allora non lo fai."

Quindi la teoria di Sommerfeld aveva al centro un fraintendimento radicale. Ancora, nel 1916, Sommerfeld ha usato il suo modello come base per un'equazione che descrive correttamente il modello dettagliato dei colori della luce assorbita ed emessa dall'idrogeno. Questa equazione è esattamente la stessa di quella derivata da Paul Dirac nel 1928 usando la moderna teoria della meccanica quantistica relativistica.

Questo risultato è stato a lungo considerato una scioccante coincidenza all'interno della comunità dei fisici, e sono stati fatti vari tentativi in ​​corso per cercare di capire come potrebbe accadere. Inutile dire, L'incredibile successo predittivo di Sommerfeld persuase molti scienziati dell'epoca che la sua teoria era vera.

Nonostante il fatto che prove successive abbiano dimostrato che queste teorie erano sbagliate, Non credo che dovremmo dire che gli scienziati coinvolti hanno commesso errori. Hanno seguito le prove ed è proprio quello che dovrebbe fare un buon scienziato. Non dovevano sapere che le prove li stavano portando fuori strada.

Questi pochi esempi di certo non dovrebbero persuaderci che non ci si può fidare della scienza. È raro che le prove siano molto fuorvianti e, generalmente, teorie radicalmente false non producono successo, previsioni accurate (e di solito producono previsioni radicalmente false). La scienza è un processo di costante perfezionamento, con un talento per appianare colpi di scena inutili a lungo termine. E sappiamo tutti che anche i più fidati possono a volte deluderci.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.