Дискусії про природу наукових та наукових теорій часто плутають із застарілою думкою про те, що такі теорії стають хибними, коли виникають аномалії. Поняття наукової теорії як статичного об'єкта повинно бути замінено більш сучасним уявленням про те, що вона є частиною живої дослідницької програми, яка може розширити сферу своєї діяльності на нові галузі.

нерегулярні

Для прикладу візьмемо гіпотезу про те, що всі лебеді білі, що здавалося досить хорошим для європейців, поки голландські дослідники не знайшли чорних лебедів в Австралії в 1636 році. То що відбувається з нашою гіпотезою? Є кілька варіантів.

1) Визначте лебедів, щоб включити білизну. Тоді чорні лебеді насправді не лебеді, і гіпотеза залишається вірною.

2) Це було спростовано. Відкиньте це.

3) Порівняйте різні типи лебедів у всьому світі та з’ясуйте, наскільки добре підходять чорні лебеді.

(1) є найменш корисним. Визначення можуть лише сказати нам, як ми вживаємо слова. Вони нічого не говорять нам про світ, який намагаються описати ці слова. (2) базується на здоровому глузді, що гіпотези слід опускати, коли вони сфальсифіковані спостереженням. Це була ідея, запропонована філософом Карлом Поппером в 1930-х роках, щоб розрізнити науку від псевдонауки.

Він розглядав психоаналіз як псевдонауку, оскільки незгоду з його висновками завжди можна пояснити репресіями. Зовнішній вигляд Поппера в 30-х роках дуже похвалив його, але він кидає у ванну багато дітей з водою. (3) - це те, як насправді працює наука, як Поппер та його колеги, які сумнівались у традиційних поглядах на те, як працювали наукові праці в 1970-х.

У нашому прикладі чорний лебід був аномалією, але кожна велика наукова теорія матиме аномалії. Теорія руху планет Ньютона не могла пояснити орбіту ртуті - аномалію, відому десятиліттями до того, як Альберт Ейнштейн пояснив її своєю загальною теорією відносності. Незважаючи на цю аномалію, теорія Ньютона збереглася, оскільки тут є що пояснити. Теорія не призначена як остаточне твердження про те, як справи, а лише про останню стадію дослідницької програми, яка постійно прогресує.

Еволюція як теорія та дослідження

У 18 столітті існування сімейних стосунків між різними видами виражалося в групуванні живих істот шведським натуралістом Карлом Лінеєм за видами, родами, порядками тощо, але не було жодних вказівок на те, як справи йшли таким чином. У 1820 році французький біолог Жан-Батіст Ламарк говорив про спадщину рис, набутих в результаті зусиль (оскільки предки жирафів прагнули сягнути вище в дерева).

У 1859 р. Біологи-натуралісти Чарльз Дарвін і Альфред Рассел Уоллес самостійно висунули ідею природного відбору як основної рушійної сили еволюції. Природний відбір, тобто він працює над варіаціями, але не розуміючи, звідки вони беруться або як варіація успадкувала.

На початку 20 століття відбулося відкриття мутацій як джерела варіантів та інтеграція генетики австрійського ботаніка Грегора Менделя в еволюційну науку, але поки без знання матеріальної основи мутації та спадщини. Це з’явилося в 1940-х роках, коли ДНК було визнано генетичним матеріалом. Потім, починаючи з 1950-х років, визначали його структуру та розтріскування генетичного коду, виявляючи, як він контролює вироблення білків.

З тих пір ми зрозуміли, що еволюція зумовлена ​​випадковістю, а також вибором того, що успадкування ускладнюється такими речами, як дублювання генів (де шматок ДНК копіюється двічі, і кожна копія може розвиватися незалежно), горизонтальним перенесенням генів (де ДНК передається між видами) і навіть включення генетичного матеріалу від вірусів у наш власний генетичний матеріал. І, звичайно, є багато інших речей, які ми досі не розуміємо

Отже, на кожному етапі ми маємо недосконалу теорію, яка повна прогалин та невідповідностей, але яка стає сильнішою завдяки контролю над її недосконалістю. Як і атомна теорія, вона еволюціонувала мислимими способами, із зростаючим розумінням на всіх рівнях, від окремих молекул до популяційної генетики. І як атомна теорія, це основа нашого розуміння науки, яка виросла навколо неї. Біологія без еволюції подібна до хімії без атомів.

Можливість ремонту

Іноді ми говоримо студентам, що «науковий метод» полягає у збиранні даних, формулюванні гіпотез, що їх пояснюють, а потім збиранні додаткових даних, щоб з’ясувати, чи виділяються гіпотези. В інших випадках ми говоримо їм, що це полягає у формулюванні гіпотез, зборі даних та відхиленні гіпотез, якщо дані не відповідають. Такі погляди занадто прості, а наукові дослідження звучать як досить нудний рецепт.

Першим кроком у будь-якому науковому дослідженні є вирішення того, на що варто подивитися. Тож можливі результати повинні бути обґрунтованими, а дослідницька програма повинна мати певні шанси на успіх. Інша справа - постійний діалог між гіпотезами та даними. Гіпотези повинні бути відкритими для змін у світлі даних і, в принципі, завжди повинні бути відкритими для виправлення у світлі подальших знань. Це зобов'язання щодо можливості виправлення відоме як хибність, і одне, що спільне у всіх наукових зусиллях.

Крім того, я не бачу сенсу робити вигляд, що наука має єдиний метод (це не так), або намагатися провести жорстку та швидку межу між науковими знаннями та іншими видами знань про світ (це не має значення),

А як щодо лебедів?

Тим часом дані ДНК показують, що різні види білих лебідів, які лебідь лебедь, лебідь тундра та лебедь-нямка тісно пов'язані з австралійським чорним лебідьком як їхнім першим кузеном. Дивно, але чорногривий лебідь Південної Америки - більш далекі стосунки.

Інші питання напрошуються самі. Чи існує зв’язок між географічним розподілом та близькістю стосунків? Коли і де виникли окремі види? Чи мають різниці кольорів якесь значення виживання, і якщо так, то яке?

Наша нинішня гіпотеза лебедів, заснована на зовнішньому вигляді, була в основному модифікована, щоб підняти низку нових питань щодо молекулярної подібності, адаптивного розвитку проти нейтрального дрейфу, біогеографії та копалин. Це наука.