Chanceens rolle i videnskabelige opdagelser - Role of chance in scientific discoveries
"Vi afbildede serendipitøst en intenst grøn fluorescerende falsk moray (familie Chlopsidae ) ål, mens vi studerede biofluorescerende koraller under en ekspedition fra 2011 til Little Cayman Island i det Caribiske Hav. Så vidt vi ved, markerede dette første gang, at en lysegrøn fluorescerende hvirveldyr blev afbildet i dets naturlige habitat. "
Den rolle tilfældigt, eller " held ", inden for videnskab omfatter alle måder, hvorpå uventede opdagelser er lavet.
Mange domæner, især psykologi, beskæftiger sig med den måde, videnskaben interagerer med tilfældigheder - især " serendipity " (ulykker, der gennem sagacity omdannes til muligheder). Psykolog Kevin Dunbar og kolleger anslår, at mellem 30% og 50% af alle videnskabelige opdagelser er tilfældige i en eller anden forstand (se eksempler nedenfor ).
Psykolog Alan A. Baumeister siger, at en videnskabsmand skal være "sagacious" (opmærksom og klog) for at drage fordel af en ulykke. Dunbar citerer Louis Pasteurs ordsprog, at "Chance favoriserer kun det forberedte sind". Dunbar antyder, at det forberedte sind er et trænet i observationel strenghed. Dunbar tilføjer, at der er meget at skrive om den rolle, serendipity ("lykkelige ulykker") spiller i den videnskabelige metode.
Forskning tyder på, at forskere undervises i forskellige heuristikker og fremgangsmåder, der gør det muligt for deres undersøgelser at drage fordel og ikke lide af ulykker. For det første giver omhyggelige kontrolforhold forskere mulighed for korrekt at identificere noget som "uventet". Når et fund først er anerkendt som legitimt uventet og har brug for at forklare, kan forskere forsøge at forklare det: De arbejder på tværs af forskellige discipliner med forskellige kolleger og prøver forskellige analogier for at forstå det første nysgerrige fund.
Forbereder sig på at finde opdagelser
Utilsigtede opdagelser har været et diskussionsemne især fra det 20. århundrede og fremefter. Kevin Dunbar og Jonathan Fugelsang siger, at et sted mellem 33% og 50% af alle videnskabelige opdagelser er uventede. Dette hjælper med at forklare, hvorfor forskere ofte kalder deres opdagelser "heldige", og alligevel er forskere måske ikke i stand til at specificere nøjagtigt, hvilken rolle held spillede (se også introspektionsillusion ). Dunbar og Fugelsang mener, at videnskabelige opdagelser er resultatet af omhyggeligt forberedte eksperimenter, men også "forberedte sind".
Forfatteren Nassim Nicholas Taleb kalder videnskaben "anti-skrøbelig". Det vil sige, videnskab kan faktisk bruge - og drage fordel af - kaoset i den virkelige verden. Mens nogle undersøgelsesmetoder er skrøbelige i lyset af menneskelige fejl og tilfældighed, er den videnskabelige metode afhængig af tilfældighed på mange måder. Taleb mener, at jo mere anti-skrøbelig systemet er, jo mere vil det blomstre i den virkelige verden. Ifølge MK Stoskopf er det på denne måde, at serendipity ofte er "grundlaget for vigtige intellektuelle spring af forståelse" inden for videnskab.
Ordet " Serendipity " forstås ofte som simpelthen "en lykkelig ulykke", men Horace Walpole brugte ordet "serendipity" for at henvise til en bestemt form for lykkelig ulykke: den slags, der kun kan udnyttes af en "sagnøs" eller klog person . Således taler Dunbar og Fugelsang om ikke kun held eller chance inden for videnskab, men specifikt "serendipity" inden for videnskab.
Dunbar og Fugelsang antyder, at opdagelsesprocessen ofte starter, når en forsker finder fejl i deres eksperiment. Disse uventede resultater fører en forsker til selvtvivl og prøver at rette op på, hvad de mener er en fejl i deres egen metode. Den første mulighed er at forklare fejlen ved hjælp af lokale hypoteser (f.eks. Typiske analogier for disciplinen). Denne proces er også lokal i den forstand, at videnskabsmanden er relativt uafhængig eller ellers arbejder med en partner. Til sidst beslutter forskeren, at fejlen er for vedholdende og systematisk til at være en tilfældighed. Selvtillid er komplet, og metoderne skifter til at blive mere brede: Forskeren begynder at tænke på teoretiske forklaringer på fejlen og søger undertiden hjælp fra kolleger på tværs af forskellige ekspertiseområder. De stærkt kontrollerede, forsigtige, nysgerrige og endda sociale aspekter af den videnskabelige metode er det, der gør den velegnet til at identificere vedvarende systematiske fejl (anomalier).
Albert Hofmann , den schweiziske kemiker, der opdagede LSD 's psykedeliske egenskaber, når han forsøgte at indtage den på sit laboratorium, skrev
Det er rigtigt, at min opdagelse af LSD var en tilfældig opdagelse, men det var resultatet af planlagte eksperimenter, og disse eksperimenter fandt sted inden for rammerne af systematisk farmaceutisk, kemisk forskning. Det kunne bedre beskrives som serendipity.
Dunbar og kolleger nævner opdagelser fra Hofmann og andre for at have involveret serendipity. I modsætning hertil kan sindet "forberedes" på måder, der forhindrer serendipitet - hvilket gør ny viden vanskelig eller umulig at tage i. Psykolog Alan A. Baumeister beskriver mindst en sådan instans: Forsker Robert Heath undlod at genkende bevis for "fornøjelse hjerne kredsløb "(i septalkernerne ). Da Heath stimulerede hjernen hos sine skizofrene patienter, rapporterede nogle af dem, at de følte fornøjelse - et fund, som Heath kunne have udforsket. Heath var imidlertid "forberedt" (baseret på tidligere tro) på, at patienter kunne rapportere årvågenhed, og når andre patienter gjorde det, var det på rapporterne om årvågenhed, at Heath fokuserede sine undersøgelser. Heath kunne ikke indse, at han havde set noget uventet og uforklarligt.
Hjernen
Fugelsang og Dunbar observerer forskere, mens de arbejder sammen i laboratorier eller analyserer data, men de bruger også eksperimentelle indstillinger og endda neurobilleder . fMRI- undersøgelse viste, at uventede fund var forbundet med særlig hjerneaktivitet. Uventede fund blev fundet at aktivere den præfrontale cortex såvel som den venstre halvkugle generelt. Dette antyder, at uventede fund fremkalder mere opmærksomhed, og hjernen anvender mere sproglige, bevidste systemer til at forklare disse fund. Dette understøtter ideen om, at forskere bruger bestemte evner, der til en vis grad findes hos alle mennesker.
Alan A. Baumeister
På den anden side siger Dunbar og Fugelsang, at et genialt eksperimentelt design (og kontrolforhold) måske ikke er nok for forskeren til korrekt at værdsætte, når et fund er "uventet". Serendipitous opdagelser kræver ofte visse mentale forhold i efterforskeren ud over strenghed. For eksempel skal en videnskabsmand vide alt om, hvad der forventes, før de kan blive overrasket, og dette kræver erfaring inden for området. Forskere kræver også sagacity for at vide at investere i de mest nysgerrige fund.
Serendipitous opdagelser
Royston Roberts siger, at forskellige opdagelser krævede en vis genialitet, men også noget heldigt element for det geni at handle på. Richard Gaughan skriver, at utilsigtede opdagelser skyldes konvergensen mellem forberedelse, mulighed og ønske.
Et eksempel på held inden for videnskab er, når stoffer, der undersøges, bliver kendt for forskellige, uventede anvendelser. Dette var tilfældet for minoxidil (en antihypertensiv vasodilator, som efterfølgende blev fundet at også sænker hårtab og fremmer hårgenvækst hos nogle mennesker) og for sildenafil (et lægemiddel til pulmonal arteriel hypertension , nu kendt som " Viagra ", der anvendes til behandling af erektil dysfunktion. ).
De hallucinogene virkninger af lyserginsyre diethylamid (LSD) blev opdaget af Albert Hofmann , der oprindeligt arbejdede med stoffet for at forsøge at behandle migræne og blødning efter fødslen. Hofmann oplevede mentale forvrængninger og formodede, at det kan have været virkningerne af LSD. Han besluttede at teste denne hypotese på sig selv ved at tage det, han mente var "en ekstrem lille mængde": 250 mikrogram. Til sammenligning er en typisk dosis LSD til fritidsbrug i moderne tid 50 mikrogram. Hofmanns beskrivelse af, hvad han oplevede som et resultat af at tage så meget LSD, betragtes af Royston Roberts som "en af de mest skræmmende beretninger i registreret sygehistorie".