På 1830- och 1840-talen, Den amerikanske kraniologen Samuel Morton samlade och mätte hundratals mänskliga dödskallar i vad han beskrev som ett försök att jämföra hjärnstorleken hos fem mänskliga rasgrupper. Nästan samtidigt, över hela världen, Den tyske anatomen Friedrich Tiedemann genomförde liknande forskning.

Forskarna gav nästan likvärdiga resultat, men vad de drog slutsatsen från dessa fynd skiljde sig drastiskt:Tiedemann använde sin för att kämpa för jämlikhet och avskaffandet av slaveriet, och mot tanken att olika raser skapades var för sig. Mortons forskning användes för att upprätthålla status quo i USA, som, vid den tiden, betydde rasdelning, hierarki, och slaveri.

Även om arbetet ägde rum för nästan 180 år sedan, det väcker fortfarande debatt, särskilt över begreppet vetenskaplig rasism och partiskhet. En tidning publicerad i PLOS Biologi från University of Pennsylvania doktorand Paul Wolff Mitchell tillägger till samtalet, genom analys av aldrig tidigare analyserade, handskrivna kranialmått som han grävde fram i Mortons arkiv.

Mitchell fastställde att även om Mortons datainsamlingsmetoder gav korrekta siffror och sannolikt inte var avsiktligt partiska, forskarens slutsatser – att kaukasier hade den största skallstorleken och därför, den högsta intelligensen och att afrikaner hade den minsta skallstorleken och lägsta intelligensen – uppenbarligen var det. De pekar också på vikten av vetenskaplig tolkning.

"Morton och Tiedemann trodde båda att hjärnan var större och mer komplex, ju mer överlägsen individen eller arten är, " säger Mitchell. Det var en tro som hölls av många forskare vid den tiden, även om en som modern vetenskap har motbevisat. "Bortom det, mer än bara data informerade deras vetenskapliga ståndpunkter, " tillägger han. "Politiska och etiska överväganden var, för."

"Det är en komplex historia, " Mitchell säger, en som kräver att man går igenom Mortons process och vad som följde för att helt förstå dess invecklade.

Mortons vetenskapliga väg

Morton, en infödd Philadelphia, läkare, och naturforskare, erkänd som den första fysiska antropologen, började samla mänskliga dödskallar i början av 1800-talet. Även om han inte reste mycket själv, hans roll som president för Naturvetenskapsakademin gav honom möjligheten att korrespondera med forskare runt om i världen för att säkra prover.

Han strävade efter att samla tillräckligt många från var och en av de fem rasgrupper han kände igen:etiopiska (eller afrikanska), Indian, kaukasiska, malajiska, och mongoliska. Totalt, han samlade omkring 900 dödskallar, den största akademiska samlingen vid den tiden, och en som förblev så i ett halvt sekel efter hans död. I dag, Morton Collection förvaras och kureras i Physical Anthropology Sektionen på Penn Museum.

Initialt, Morton mätte storleken på 256 dödskallar genom att hälla vitpepparfrö i varje hålighet, mät sedan i kubiktum volymen frö som behövs för att fylla ett prov. Från det arbetet, han publicerade Crania America 1839, som rapporterade statistik från varje indiansk skalle och medelvärden för de andra grupperna. Nästa år, han publicerade den första av tre skallekataloger, och sedan en bok som heter Crania Aegpytiaca och den andra katalogen kom 1844.

När han försökte replikera sina frömått, Morton hade svårt så han bytte till blyhagel och gick igenom mätprocessen igen, nu med 672 dödskallar. "Han kom till i princip samma slutsats som tidigare, "Mitchell förklarar, "med kaukasier som har den största hjärnstorleken och afrikaner den minsta." 1849, Morton publicerade en tredje och sista katalog med kranialdata baserad på blyskottsmätningar av varje enskild skalle.

Han dog bara två år senare, vid den tiden ansågs vara en framstående expert inom sitt område. Fram tills, det är, Charles Darwin publicerade On the Origin of Species och USA utkämpade inbördeskriget.

Att se något nytt

I mer än ett sekel efter dessa två händelser, Mortons vetenskap hamnade i dunkel, hans metoder moderniserades och överträffade, hans teorier avfärdades. Sedan 1978, Den amerikanske vetenskapsmannen Stephen Jay Gould skrev flera texter om vetenskaplig rasism, tanken att vetenskapliga rön kan motivera fortsatt diskriminering och intolerans. Han använde Mortons skallstudier som ett utmärkt exempel.

"Gould märker att genomsnittet för afrikanerna mellan frömätningarna och skottmätningarna ökar mycket, men genomsnittet för kaukasiernas mätningar ökar bara lite, ungefär samma mängd som åtgärderna för indianerna gör, "Mitchell säger. "Detta får Gould att dra slutsatsen att Morton omedvetet underskattade hjärnstorleken för afrikanerna."

På grund av frönas komprimerbara natur, Gould föreslog att skallar oavsiktligt kunde vara överfyllda eller lätt packade, ger felaktiga siffror. Morton hade omedvetet gjort det, Gould anade, packar frön i kaukasiska skallar och fyller endast lätt afrikanska skallar, leder till systematiska underskattningar av afrikansk kranial kapacitet.

Utan att Gould visste, dock, han hade inte alla fakta, nämligen den fullständiga frödata som Morton aldrig publicerade – data som Mitchell återupptäckte i vetenskapsmannens arkiv vid Academy of Natural Sciences.

"Jag tittade igenom Mortons gamla katalog över dödskallar. Han hade skrivit ut tre exemplar under hela sitt liv för att annonsera för andra vetenskapsmän och samlare vad han hade i sin samling, " säger Mitchell. "Han behöll också personliga kopior, som han undertecknade och daterade. Det första exemplaret var från 1840."

Den första utgåvan inkluderade inte tryckt hjärnstorlek som de två sistnämnda gjorde, men i Mortons personliga kopia, Mitchell lade märke till handskrivna mått som åtföljde många poster, några skrapat ut och skrivits om. Han insåg också att hjärnmåtten från katalogerna 1840 och 1849 skilde sig åt, vilket ledde till att han drog slutsatsen att de nedskrivna representerade tidigare osynliga frömätningar.

Efter att ha arbetat med Mortons skallar sedan 2010, under ledning av Janet Monge, curator ansvarig för Penn Museums fysiska antropologiska sektion och en Penn adjungerad professor i antropologi, Mitchell hade ett intimt förhållande till samlingen. "Jag känner väl de där skallarna, " säger han. "När jag tittade på vad Morton hade skrivit ner, Jag sade, 'Något stämmer inte här. Det är inte det måttet han ger senare. Det var på grund av en stor förtrogenhet med skallarna som jag kunde se något nytt i dessa dokument."

Vad betyder det hela?

För Mitchell, att titta på posterna för de ursprungliga frömåtten snarare än medelvärdena för fyra av de fem av Mortons rasklassificeringar förändrar samtalet om dessa skallar. Mitchells analys bekräftade att Mortons mätningar var korrekta; medelvärdena för frö- och skottmätningar skilde sig på grund av olika totala provstorlekar.

Men, han påpekar, att fyndet spelar nästan ingen roll.

"Bara för att Mortons data inte var partisk betyder det inte att hans vetenskap inte var det, " Mitchell säger. "Han kan mäta skallar mycket exakt men också vara en partisk vetenskapsman." Titta bara på Tiedemann, han säger. "Den tyske forskaren gör i princip samma sak som Morton men kommer till en dramatiskt annorlunda slutsats."

Genom sitt arbete, Tiedemann märkte en rad olika skallstorlekar bland alla människor. Morton, å andra sidan, fokuserat på hjärnstorleksmedelvärden för olika raser. Även om Mortons siffror överlappar loppen, och även om man tar medelvärdena av Tiedemanns data – vilket han själv aldrig gjorde – avslöjar en nästan perfekt matchning med Mortons, tolkningsskillnaderna mellan de två forskarna stödde deras divergerande slutsatser.

Med hänsyn till dagens vetenskap, det största felet i Mortons forskning kan ligga i att han inte samlade in data om kroppsstorlek, säger Mitchell. Hjärnstorlek korrelerar till kroppsstorlek, och hjärna och kroppsstorlek är välkända anpassningar till klimatet där människor lever. Det betyder ur ett evolutionärt perspektiv, Det finns ingen anledning att anta ett samband mellan kranial storlek och intelligens.

"Om du bara samlar huvuden från hela världen och du inte tar hänsyn till kroppsstorlek, det finns inget meningsfullt sätt att jämföra dina data, "Mitchell säger. "Människor med större kroppar har större hjärnor."

Den andra frågan med Mortons forskning, han noterar, är att raskategorierna han antar inte har någon biologisk grund. Vilket får Mitchell att fråga vad, i slutet, Mortons data kan verkligen lära.

"När vi hanterar moraliska och politiska frågor, tolkning är en viktig del av hur vetenskapen görs, ", avslutar Mitchell. "Det kommer alltid att ha ett inslag av bias. Det enda sättet att komma runt det är att ha en öppen presentation av data, granskning av vetenskapligt arbete, och en mångfaldig gemenskap av människor som arbetar med och tänker på dessa frågor."