Experiment! En kritisk del av den vetenskapliga metoden. Dessa unga kvinnor deltar i ett experiment som är utformat för att övervaka deras hjärnvågor medan de tittar på TV -reklam. © David Levenson/Corbis Historiskt sett vetenskapen har dragit oss ur några ganska pinsamma och farliga fester. Hallå, vetenskapen kan identifiera. Det dabbled i några ganska långtgående idéer i sin ungdom, för.
Fråga vetenskapen om några av dess mer pinsamma stunder, och det kommer troligen att bli tråkigt med en föreläsning om hur det brukade totalt vara i logik och avdrag (ett top-down-tillvägagångssätt som härleder specifika fall från allmänna principer), men sedan mognade och gick in induktion (en bottom-up-strategi som drar breda slutsatser från många observationer).
Självklart, vetenskapen kommer att försämra hur lång och pinsam den ungdomsåren faktiskt var. Dess dalliance med det är-så-fel-men-känns-så-rätt naturfilosofi i Aristoteles överträffade den mörka tiden med århundraden. Faktiskt, vetenskapen skakade inte riktigt sina (bokstavliga) demoner förrän vid ett 1500-talets ingripande av Galileo, som slog det med några krossande observationer, och av Francis Bacon, som fick det att ta en hård titt på sig själv. Efter det, vetenskapen flyttade ut ur föräldrarnas källare, boxade upp sina astrologiplakat och fick ett 9-till-5-jobb med att göra bevisbaserade förfrågningar via observationer, hypoteser, datainsamling, experimentera och testa, aka den vetenskaplig metod .
Men den hade några fantastiska historier att berätta.
Innehåll
De fyra temperamenten (baserat på de fyra humorerna) vänster till höger:flegmatisk, kolerisk, sanguinisk och melankolisk. Denna illustration framträdde i Frank McMahons "Psychology, Hybridvetenskapen. "© Bettmann/Corbis Utan en ordentlig metodik, förnuftet ensam kan leda dig ner på många blinda gränder, så det kommer inte som någon överraskning att fadern till västerländsk medicin också fick sin andel av kvacksalvidéer.
Till exempel, Hippokrates sökte naturliga orsaker till förment övernaturliga besvär, inklusive den "heliga sjukdomen" av epilepsi - då betraktad som bevis på att gudar eller demoner besitter dem. Han var också pionjär i den felaktiga tanken på kroppsvätskor, eller humor , som han sa bestämde människors hälsa, utseende och läggning. Medicinsk praxis baserad på balansering av blod, slem, galla (även kallad choler) och svart galla (aka melankoli), var och en påstås reglerad av ett annat organ, varade fram till mitten av 1600-talet. Dess arv lever vidare i ord som sanguine (latin sanguineus "av blod, "vilket betyder optimistisk eller positiv) och vemodig (deprimerad) [källor:Encyclopaedia Britannica; NLM].
Läkare försökte reglera humör genom kost och träning, och genom att studera kroppsliga evakueringar som urin. Än så länge, så bra. Problemet var, de reducerade varje sjukdom till dessa orsaker, misshandla eller ignorera rötterna till smärtsamma och dödliga störningar i århundraden. Verkligen, långt ifrån att överge de bristfälliga vätskorna, utövare fördubblade dem, gradvis knyta humor till kvaliteter (våt/torr, varmt kallt), element (jorden, luft, eld och vatten), årstider och stadier i livet. Liknande idéer kvarstår idag i indisk ayurveda och traditionell kinesisk medicin [källor:NLM; Science Museum (Storbritannien)].
Det tog oss riktigt lång tid att komma fram till vår nuvarande modell av solsystemet. Säkring/Thinkstock Forntida grekiska astronomer kämpar med de olika ziggarna, zags och lutningar av himmelska rörelser avfärdade några nya förklaringar. Några av dem kretsade till och med nära sanningen. Som sumerierna före honom, Anaximenes noterades på 600 -talet f.v.t. att planeterna vandrade ensam över stjärnbilden. Men han omslöt också stjärnorna i en stel, evig sfär som han sa roterade runt jorden, en idé som skulle överleva geocentrism och hålla sig kvar tills Edmund Halley observerade stjärnornas suveräna rörelse 1718 [källor:Belen et al .; Brandt; Graham; Kanor].
När ytterligare observationer ansträngde modellen, gamla astronomer fortsatte att lägga till skal. De fastnade stjärnor i skal, planeter i skal-de tog till och med solen och månen från sitt tidigare fritt flytande hem i luften och stack dem i skal. Några sa stjärnorna, sol och måne var bara hål i något kolossalt kosmiskt durkslag som avslöjade den heliga elden bortom. När den är blockerad, dessa hål producerade månfaser och förmörkelser [källor:Graham; Allen; Kanor].
Denna hopning av sfärer kulminerade i charmigt och löjligt komplexa system som uppfanns av Eudoxus under 400-talet f.v.t. , som innehöll upp till 27 kapslade och sammanlänkade sfärer, var och en snurrar på sin egen axel och påverkar de andra [källor:Allen; Kanor]. Eudoxus skulle ha uppfunnit mer, men Vilhelm av Occam reste tillbaka i tiden och hackade honom med en rakhyvel.
Många av Claudius Ptolemaios idéer om kosmos dominerade, det är, tills Copernicus kom. © Leemage/Corbis De gamla grekerna trodde också att jorden var runt två årtusenden innan Columbus eller Magellan seglade. Vissa argumenterade mot geocentrism, också - bara inte alltid av rätt skäl.
Ta pythagoréerna, den semimystiska gruppen som grundades av den berömda matematikern Pythagoras på 600 -talet f.v.t. som tog bort jorden från mitten av universum av olika skäl. Till dem, Jorden ringlade en central eld, liksom solen, måne, planeter, stjärnor och en påhittad motjord (aka antichthon). Just då, att sätta jorden i rörelse representerade ett radikalt tankeskifte, men sedan pytagoreerna - som undvek bönor, plocka upp fallna föremål eller vidröra vita tuppar - valsade till sin egen melodi:sfärernas musik [källor:Allen; Burnet; Lewis och Chasles; Toulmin och Goodfield].
Om något, försök att rädda geocentrism mot bakgrund av motsatta observationer var lika galna och mycket mer bysantinska. Merkurius och Venus, vars resor verkade trassliga med solens, flyttades inåt eller sattes i banor runt den, även om det kretsade kring oss. Under det andra århundradet, Claudius Ptolemaios förklarade retrograd rörelse , planets uppenbara stöd och looping orsakad av olika orbitalhastigheter, genom att tillgripa banor inom-banor som kallas epicykler. Denna aristoteliskt-ptolemaiska kosmologi dominerade tills Nicolaus Copernicus satte tillbaka solen i mitten där den hörde, och Galileo bevisade honom rätt [källor:Encyclopaedia Britannica; Gagarin och Cohen; Toulmin och Goodfield; Yost and Daunt].
De fyra elementen:jorden, vatten, luft och eld Thomas Vogel/E+/Getty Images Till tidiga grekiska filosofer, all materia var gjord av en enda substans, även om de inte kunde hålla med om vad det var. För astronom och geometriker Thales, det var vatten; för Anaximenes, det var luft (båda levde på 600 -talet f.v.t.). Långt från godtyckligt, dessa val härrörde från observationer av förändrade materiella tillstånd. Anaximenes, till exempel, såg luft växa synlig och tät när den svalnade till dimma och sedan regn, och antog att det skulle kondensera ytterligare in i jorden och rock [källa:Encyclopaedia Britannica; Encyclopaedia Britannica; Cohen].
Senare, Platon, alltid överpresterande, knackade på fyra element för sin värld:jorden, luft, eld och vatten. Aristoteles lade till en femte, eter, för att beskriva himmelska kroppar. Genom att blanda och matcha dessa element, de kunde förklara, till exempel, varför trä var massivt (del jord), men också flöt (del luft) och bränd (del eld) [källor:Armstrong; Platon].
Den bakomliggande tanken - att, som Democritus sa runt 440 f.v.t., all materia består av omärkligt små saker - närmade sig sanningen, men användbara bevis på verklig atomteori låg långt i framtiden, i Robert Boyles 1662 experiment med lufttryck och dammsugare. Det skulle ta ytterligare ett och ett halvt sekel innan den engelska kemisten John Dalton skulle främja en accepterad atomteori 1803 [källa:Berryman].
Är du inte helt säker på hur ostron bildas? Inte heller var tidiga naturfilosofer som trodde, i sken av spontan generation, att havsbotten bara kunde leka dem. Spike Mafford/Photodisc/Thinkstock Varifrån kommer livet? Hur, frågade tidiga källor, kan maddiker helt enkelt dyka upp i ett lik eller ostron bara dyka upp på havsbotten? Grekiska naturfilosofer, som trodde att all materia innehöll inneboende egenskaper, sa att livet kan uppstå från grundmaterial, med rätt förutsättningar. På liknande sätt, den forntida kinesiska tanken bambu skapade bladlöss [källor:Brack; Simon].
Denna idé om spontan generation skulle leda till några härliga experiment, absurda fynd och omfattande vitriol som spillts av sådana som Voltaire och hans samtida från 1700-talet. Men utläggningen av vetenskapliga ägg började verkligen i början av 1600 -talet, när den flamländska läkaren Jan Baptista van Helmont sa att möss spontant skulle uppstå från en nedsmutsad skjorta placerad i ett kärl som innehåller vetekorn, och att skorpioner kunde leka från en basilikafodrad tegelform [källor:Brack; Simon]. Inget ord ännu om en levande hamster kommer att utfärda från en Jamba Juice gjord med chiafrön och vassleprotein.
På väg mot sanningen, vetenskapsvärlden skulle omväg genom två hårt konkurrerande teorier: Preformationister sa att alla embryon fanns, fullformad, i ägg eller spermier (som vissa hävdade var som oändliga matryoshka -dockor som sträckte sig tillbaka till Adam och Eva), medan epigenesister hävdade att livet uppstod från annan materia men inte kunde enas om den bakomliggande kraften [källor:Alioto; Maienschein].
De resulterande argumenten var onda och ofta löjliga, men ansträngningar för att motbevisa spontan generation drev slutligen förbättringar i vetenskaplig noggrannhet och experimentell design som hjälpte till att ge de rätta svaren [källa:Encyclopaedia Britannica].
Viktorianska Londonbor tyckte att deras trånga stad sprängdes av olika fula miasmer. © The Print Collector/Corbis Som vårt tidigare exempel visar, även efter tillkomsten av den vetenskapliga metoden, nya teorier kan ta lite tid att övervinna myndighetens och traditionens kraft, särskilt om de gamla sätten verkar fungera.
Ta miasma teori . Daterar åtminstone till Hippokrates, det hänförde sjukdomar till illaluktande luft, som den skyllde på skadliga växt- eller djurutandningar eller små bitar av vindburna, förfallande materia. Eftersom idén drev hälsosamma reformer inom bostäder och sanitet, det lyckades ofta med minskade sjukdomsfall, så det är inte konstigt att det blev populärt i illaluktande, överfulla viktorianska London. Ändå, genom att maskera den sanna syndaren (bakterier), det bidrog till många onödiga dödsfall [källor:Science Museum UK; Sterner; UCLA].
I en lite ironisk twist, en av Londons ledande förespråkare för miasma -teori hjälpte till att motbevisa den, åtminstone när det gäller kolera. William Farr, en pionjär inom epidemiologi och hälsostatistik, gav viktiga klusterdata under Londons kolerautbrott 1854. John Snow använde känd data för att spåra den vattenburna sjukdomen till en Broad Street -vattenpump. Hans arbete, och pionjärer som Ignaz Semmelweis och Joseph Lister, skulle senare hjälpa Louis Pasteur och Robert Koch att bevisa groddteori. Men, tills vidare, den visade den vetenskapliga metodens ovärderliga förmåga till självkorrigering [källor:BBC; Science Museum UK; UCLA].
Idén om moderintryck gjorde säkert några intressanta berättelser. ElenaVasilchenko/iStock/Thinkstock Klart, medicin var långsam att dyka upp som ett respekterat och rigoröst studieområde. Exempel:Mary Toft, kvinnan som i september 1726 övertygade minst ett dussin läkare om att hon kunde föda döda kaniner och kanindelar. Upprepat.
Låt oss pausa för att låta det sjunka in.
Även om den vetenskapliga metoden var väl etablerad i vissa kretsar, medicin förblev en gryta av idéer, peppade kraftigt med kvacksalveri och husdjursteorier. Det växande ärftlighetsfältet accepteras fortfarande moderintryck , den tusenåriga tanken att vad en gravid kvinna såg eller kände skulle kunna förändra hennes ofödda barn fysiskt. I en anmärkningsvärd berättelse, en tidning rapporterade att en påstådd fars namn "förekommer [redigerad] med läsbara bokstäver i hans spädbarns sons högra öga" [källor:Encyclopaedia Britannica; Davis; Pediatrik; University of Glasgow].
Klart, argumenterade konsultexperter, stackars Mary Toft hade fått en uppseendeväckande, kaninrelaterat möte som hade förvandlat henne till en kanin-förlossningsdynamo.
Toft bar bort bluffen i månader, njuter av nationalkändis, lura många läkare och locka uppmärksamhet från kung George I. Några experter, som den tyska kirurgen Cyriacus Ahlers, erbjöd diskrediterande vetenskapligt bevis, noterar att vissa "nyfödda" döda kaniner hade luft i lungorna och avföring innehållande halm, gräs och säd. Men det var inte förrän någon fångade hennes svärmor harehänt och köpte små kaniner, och hotas av smärtsam reproduktiv undersökande kirurgi, att Maria erkände [källor:Encyclopaedia Britannica; Davis; Pediatrik; University of Glasgow].
Våra idéer om blod och hur det fungerar har utvecklats ganska mycket genom århundradena. luchschen/iStock/Thinkstock Om fysiologin från 1700-talet var en sådan röra, du kan föreställa dig hur tidig medicin måste ha spelat ut. Å ena sidan, tillgång till dissektionsämnen drev stora framsteg inom anatomi och fysiologi så långt tillbaka som 300 f.Kr. Å andra sidan, varje korrekt slutsats verkade motviktad av vidskepelse och sociala fördomar.
Grekisk läkare Praxagoras (fjärde århundradet f.v.t.) differentierade vener från artärer, men trodde artärer bar luft (troligtvis eftersom likartärer ofta är tomma). Under det andra århundradet, Galen fortsatte denna tradition, men tillade att blod gjordes i levern, som han sa genomsyrades av "naturlig ande, "och virvlade runt kroppen i ådror. Det pumpade inte så mycket som det svängde. När det blandades med" vital anda "från lungorna, blod konsumeras av organ, som "lockade" det så som lodsten drar till sig järn. Blod nådde också hjärnan via ihåliga nerver, han sa, där den absorberade "djuranda" [källor:Aird; Galen; Väst].
Dessa föreställningar höll på tills William Harvey publicerade sitt spelomfattande "On the Motion of the Heart and Blood in Animals" 1628. Andra, som den arabiska forskaren Ibn an-Nafis, som dog 1288, hade tidigare gjort flera korrigeringar, men västvärlden förblev omedveten om sitt arbete. En annan föregångare, Den spanska läkaren Miguel Serveto beskrev cirkulationen korrekt på 1500 -talet, men insvept sina fynd i en religiös screed som, som Serveto själv, hamnade bränd på en brasa [källor:Aird; Cambridge Modern History; Väst].
Ett tryck från 1561 av en kanon som skjuter en kanon. Projektilens väg visas enligt aristotelisk fysik. Ann Ronan Pictures/Print Collector/Getty Images När Galileo slog ner geocentrismen, han rev också ner flera andra omhuldade (men fel) aristoteliska åsikter. Aristoteles förklarade rörelsen genom att hävda att all materia hade en rätt plats som den försökte återvända till, och att tyngre föremål ska falla snabbare än lättare. Men genom noggranna experiment, Galileo visade att föremål som faller eller rullar i nedförsbacke accelererar med samma konstanta hastighet, som vi kallar acceleration på grund av gravitation [källor:Alioto; Dristle].
Aristoteles hade också hävdat att ett föremål i rörelse på dess naturliga plats, som en boll som rullar längs marken, gradvis skulle sluta eftersom det var dess natur att stanna där. Men som Galileo insåg, och som Newton senare formaliserade, den uppenbara avmattningen av rörliga föremål orsakades av friktion; ta bort det, och en boll skulle rulla på för alltid [källor:Alioto; Dristle; Cardall och Daunt; Galileo].
På liknande sätt, den aristoteliskt-ptolemaiska synen på fysiken innebar att ett skott som släpptes från ett skepps kråkbo skulle landa en bit bakom masten eftersom fartyget rörde sig framåt medan bollen föll. Men Galileo visade att kanonkulan, som delar fartygets hastighet framåt, skulle faktiskt falla rakt till basen av masten. På dessa sätt, Galileo, en av fäderna till experimentell vetenskap, förinställd Newtons rörelselagar, liksom begreppet referensramar samtidigt som det motbevisar några av de främsta argumenten mot jordens rörelse [källor:Cardall och Daunt; Galileo].
Blödningar är så gamla skolan - eller inte. © Tony Savino/Corbis Ingen undersökning av de galna saker vi trodde innan den vetenskapliga metoden skulle vara fullständig utan att nämna de konstiga och skrämmande metoder vi en gång ansåg vara medicinska.
Kom ihåg allt som handlar om humor (blod, slem, svart gall och choler, aka gul galla)? Väl, tänk dig vilken typ av medicinska behandlingar som kan uppstå från ett sådant kroppsvätskefokuserat tillvägagångssätt, och du har en känsla av hur humoristisk medicin var:diagnoser baserade enbart på lukten av avföring, urin, blod eller kräkningar; läkare som föreskriver påtvingad kräkning, frekvent blodsläpp och svaga lavemang för att balansera ut kroppen. Vad det saknade i effektivitet kompenserade det i ren livshotande fara. Inte överraskande, människor fastnar för bön och folkmedicin när det är möjligt [källor:Batchelor; Getz].
När det gäller blödande hemorrojder, vissa läkare betraktade dem som naturliga humorbalanserare, användbart för att lindra mani, depression, pleurit, spetälska och dropsy (ödem). Självklart, om blödningen gick ur handen, det var dags att bryta ut de glödande pokers. Det är fantastiskt vad folk kommer att sitta stilla för [källor:Encyclopaedia Britannica; Encyclopaedia Britannica; DeMaitre].
Alla teorier vilar, till en viss grad, på antaganden. Vi försöker minimera dem, eftersom de utgör dolda sprickor i vetenskapens grundvalar, men kort om verklig allvetande, de är ganska oundvikliga.
När en teori går sönder, det är ofta för att ett antagande var fel. Vetenskap är alltid en välutbildad bästa gissning, trots allt - det är bara det, enligt modern vetenskaplig metod, vi utsätter dessa gissningar för noggranna tester genom förutsägelse, observation, upprepningsbara experiment och peer review. På grund av detta, även när vi är borta från strålen, vi är inte långt borta och hur som helst, det är bara tillfälligt. Einsteinsk fysik ersatte Newtonian, men Newtons lagar fungerar fortfarande i alla situationer vi vanligtvis stöter på i våra liv, så vi använder dem fortfarande. Om, någon dag, någon ersätter Einstein, det kommer bara att vara i viss begränsad mening (ersätta ett underliggande antagande eller en mekanism, troligt). Einsteins förutsägelser fungerar helt enkelt för bra för att vara helt fel.
Och på slutet, det är poängen. Vetenskap är det som fungerar.
