Peter Vickers della Durham University scrive di quattro volte in cui le teorie scientifiche sembravano corrette, ma erano lontane dalla realtà.
Una versione di questo articolo è stata originariamente pubblicata da The Conversation (CC BY-ND 4.0)
Ci sono sorprendentemente pochi fatti provati nella scienza. Invece, gli scienziati spesso parlano di quante prove ci sono per le loro teorie. Più prove ci sono, più forte è la teoria e più viene accettata.
Gli scienziati sono di solito molto attenti ad accumulare molte prove e a testare a fondo le loro teorie. Ma la storia della scienza ha alcuni esempi chiave, anche se rari, di prove abbastanza fuorvianti da portare un’intera comunità scientifica a credere a qualcosa che poi è stato considerato radicalmente falso.
Un modo comune in cui gli scienziati raccolgono prove è quello di fare una previsione su qualcosa e vedere se è corretta. Il problema si presenta quando la previsione è giusta ma la teoria che usano per farla è sbagliata.
Le previsioni che sembrano particolarmente rischiose ma che 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.
Lo ‘stadio del pesce’ dello sviluppo umano
Nel 1811, Johann Friedrich Meckel predisse con successo che gli embrioni umani avrebbero avuto fessure branchiali. Questa rischiosa previsione sembrava fornire una prova molto forte per la sua teoria che gli esseri umani, come organismi “più perfetti”, si sviluppano attraverso stadi corrispondenti a ciascuna delle specie “meno perfette” (pesci, anfibi, rettili e così via).
Si dà il caso che i primi embrioni umani abbiano fessure nel collo che sembrano branchie. Questo è quasi certamente dovuto al fatto che gli esseri umani e i pesci condividono del DNA e un antenato comune, non perché noi passiamo attraverso uno “stadio di pesce” nel grembo delle nostre madri come parte del nostro sviluppo verso la perfezione biologica.
Ma le prove disponibili dopo la scoperta delle fessure sul collo degli embrioni nel 1827 hanno certamente fatto apparire la teoria di Mecklel persuasiva. 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 completamente insostenibile.
Un pianeta costruito per gli esseri umani
Un altro esempio è l’idea del geologo del 18° secolo James Hutton che la Terra è come un corpo organico che si riproduce costantemente per fornire indefinitamente un mondo abitabile per gli esseri umani.
Sulla base della sua teoria, Hutton ha previsto con successo che le vene di granito sarebbero state trovate passando attraverso e mescolandosi con altri strati di roccia. Ha anche previsto con successo le incongruenze angolari, quando i nuovi strati di roccia poggiano con un angolo molto diverso da quello degli strati più vecchi immediatamente sotto di loro.
La teoria di Hutton era sbagliata in tutti i modi rispetto al pensiero contemporaneo. La cosa più ovvia è che la Terra non è progettata per gli esseri umani. E, naturalmente, Hutton non aveva alcun concetto di tettonica a placche.
Ma nonostante i suoi errori teorici le previsioni ebbero successo, e quindi grande influenza. Infatti, la sua teoria era ancora un serio candidato alla verità 100 anni dopo. Solo alla fine del XIX secolo fu definitivamente scacciata dalla teoria della Terra in contrazione, che spiegava (erroneamente) le formazioni di valli e montagne in termini di una Terra che si contrae gradualmente mentre si raffredda.
La teoria che ha ingannato Einstein
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 corrette frequenze dei colori specifici della luce assorbita ed emessa dall’elio ionizzato, Einstein disse: “
Le previsioni di Bohr potevano convincere immediatamente Einstein (e molti altri) perché erano corrette con diversi decimali. Ma venivano fuori da quello che ora sappiamo essere un modello dell’atomo profondamente imperfetto, in cui gli elettroni orbitano letteralmente in cerchio attorno al nucleo atomico.
Bohr fu fortunato: nonostante il suo modello fosse sbagliato in modi fondamentali, conteneva anche qualche nocciolo di verità, quanto basta per far funzionare le sue previsioni sull’elio ionizzato.
Elettroni come palline
Ma forse l’esempio più drammatico di tutti riguarda lo sviluppo di Arnold Sommerfeld del modello di Bohr. Sommerfeld aggiornò il modello rendendo le orbite degli elettroni ellittiche e regolandole secondo la teoria della relatività di Einstein. Tutto ciò 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 20° secolo pensavano agli elettroni come a palline molto piccole, e supponevano che il loro movimento fosse paragonabile a quello delle palline vere e proprie.
Questo si è rivelato un errore: la meccanica quantistica moderna ci dice che gli elettroni sono molto misteriosi e il loro comportamento non corrisponde nemmeno lontanamente ai concetti umani quotidiani. Gli elettroni negli atomi non occupano nemmeno una posizione esatta in un momento esatto. Queste considerazioni sono quelle che stanno dietro la famosa battuta: “Se pensi di capire la meccanica quantistica, allora non la capisci.”
Quindi la teoria di Sommerfeld aveva un’idea sbagliata radicale nel suo stesso cuore. Eppure, nel 1916, Sommerfeld ha usato il suo modello come base per un’equazione che descrive correttamente lo schema 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 coincidenza scioccante nella comunità fisica, e vari tentativi in corso sono stati fatti per cercare di capire come sia potuto accadere. Inutile dire che l’incredibile successo predittivo di Sommerfeld convinse molti scienziati dell’epoca che la sua teoria fosse vera.
Nonostante il fatto che le prove successive abbiano dimostrato che queste teorie erano sbagliate, non credo si debba dire che gli scienziati coinvolti abbiano commesso errori. Hanno seguito le prove e questo è esattamente ciò che un buon scienziato dovrebbe fare. Non dovevano sapere che le prove li stavano portando fuori strada.
Questi pochi esempi non dovrebbero certo convincerci che non ci si può fidare della scienza. È raro che le prove siano molto fuorvianti e, di solito, le teorie radicalmente false non producono previsioni accurate e di successo (e di solito producono previsioni radicalmente false).
La scienza è un processo di costante perfezionamento, con la capacità di eliminare alla lunga le svolte non utili. E sappiamo tutti che anche i più affidabili possono occasionalmente deluderci.
Di Peter Vickers
Peter Vickers è professore associato di filosofia della scienza alla Durham University.