Kunsten å mislykkes

James Maxwell baserte ideene sine på at det fantes en eter. Men da forskere forsøkte å måle lysets hastighet gjennom eteren i 1887, fant de noe underlig.

Den fantes ikke.

Farvel eter

Teorier om eter oppsto allerede i antikken, men utviklet seg i takt med ny vitenskapelig innsikt.

— Aristoteles forestilte seg at legemer på jorda er bygd opp av grunnelementene jord, vann, luft og ild, forteller Reidun Renstrøm, førsteamanuensis i fysikk ved Universitetet i Agder. 

— Disse stoffenes naturlige bevegelse er vertikal, men siden himmellegemene beveger seg i sirkler, måtte det finnes et femte element. Det kalte han eter, som har sirkelen som naturlig bevegelse. Aristoteles antok at alle himmellegemene og hele universet besto av eter.

Eteren ble igjen populær på 1600-tallet, da det ble utviklet bølgemodeller for lys.

— En bølge trengte et medium å bre seg ut i. I James Maxwells teori fra 1860-årene er lys en bølge av elektriske og magnetiske felt, som trengte en eter som fyller hele universet. Nå var eteren knyttet til en av fysikkens viktigste teorier. I Maxwells bølgelikning er lysets fart en konstant størrelse, og for fysikerne var det opplagt at farten er konstant i forhold til eteren, som er i ro. Siden jorda beveger seg i eteren, måtte lysfarten være avhengig av jordas bevegelse i forhold til eteren, forklarer Renstrøm.

Dette forsøkte to amerikanske forskere å bevise i 1887.

— Albert Michelson og Edward Morley satte opp et eksperiment som skulle måle denne forskjellen i lysfarten. Men eksperimentet viste ingen forskjell, noe som indirekte viste at eteren ikke finnes. Men hvordan kunne lysbølgene bre seg utover, uten en eter å bre seg i?

Svaret kom i 1905.

— Da Albert Einstein publiserte sin spesielle relativitetsteori, viste han at vi ikke trenger en eter. Lysfarten er en konstant størrelse, som medførte at tid og lengde ble relative størrelser, sier Renstrøm.

khrono helg

Han oppdaga både R-talet og ein bakterie. Men forskinga hadde òg skuggesider

Feil teori, god vitenskap

Samtidig som eteren levde sine siste år, gikk en annen sentral teori mot slutten.

— Jeg synes fokuset på feil er veldig kortsynt. Også god vitenskap kan vise seg å være feil, sier Christoph Gradmann. 

Han er professor i medisinsk historie ved Universitetet i Oslo.

— Det finnes et fantastisk monument over «feil» noen hundre meter unna her, peker han. 

— Såkalte luftetårn hvor man fyrte opp og trakk ut miasma fra bakken.

Tårnene ble oppført i 1887, samme år som Michelson og Morleys eksperiment.

— Med dagens vitenskapelige kunnskap er dette helt feil. Det finnes ikke miasmer. Men som tolkninger var de en virkelighet i hundrevis av år.

Miasma er gresk og stammer som så mye annet fra Aristoteles.

— Det er en gammel tanke om at jord kan produsere en slags utdunstning. På 1700- og 1800-tallet diskuterte man motsetningen mellom at sykdom oppstår fra lokale forhold som produserer miasma, eller som spredning fra menneske til menneske via smitte, forklarer Gradmann.

Så kom Robert Koch og andre med eksperimenter som la grunnlaget for bakteriologien, og miasma ble historie. Men likevel ikke forgjeves, ifølge Gradmann.

— En god del av hva vi i dag anser som miljøhygiene, forskning på fuktighet, temperatur og lufttrykk, ble brukt til å beskrive miasma. Så teorien er feil, men vitenskapen var nyttig. God vitenskap er alltid empirisk, men også tolkende. Det er viktig at vi ikke avfeier miasma som en fantasi. Det var ganske mye god empiri i det.

Det viktigste er hva som er god vitenskap, mener Gradmann.

— Vitenskapen er ikke ute etter evige sannheter, men virkeligheter som kan beskrives med empiriske observasjoner, eksperimenter og så videre. Det er det som gjør det vitenskapelig.

Robert Koch sørget ikke kun for et paradigmeskifte, men forsøkte også å lage en kur.

— Koch prøvde å utvikle en medisin som virket mot bare tuberkulosebakterien, en slags ekstrakt av tuberkulose-kulturer som ble kalt tuberkulin. Den var en fantastisk bom, men forble i bruk i flere tiår. Jeg har funnet tilfeller hvor det ble brukt som medisin nesten inntil 1930-tallet, sier Grandmann.

At Koch selv døde i 1927 sier kanskje også noe om hvorfor enkelte teorier overlever lenger enn de bør.

— Av og til forsvinner vitenskap på en biologisk måte, ved at den som har en oppfatning dør. Folk elsker å holde fast i sine overbevisninger.

Guds terninger

Det gjorde også Albert Einstein, da han motsatte seg Werner Heisenbergs prinsipp om usikkerhet, som er et grunnleggende konsept i kvantemekanikken.

— Det kalles uskarphetsrelasjonen, og sier at vi ikke kan måle en partikkels posisjon og bevegelsesmengde nøyaktig samtidig. Det bryter med muligheten til å forutsi en bevegelse, forklarer Reidun Renstrøm.

Både Erwin Schrödinger og Einstein ønsket å motbevise dette.

— Schrödinger ville lage en kvantemekanikk som kan forklares med klassisk fysikk, og fikk støtte av Einstein, som trodde kvantemekanikken var ufullstendig. Og at det derfor fantes en teori også for kvanteverdenen, som ikke brøt med determinismen.

«Gud spiller ikke med terninger,» ble et av hans mest kjente sitater, og handler om dette. Men han tok feil.

— Så langt har ingen eksperimentelle resultater vært i uoverensstemmelse med kvantemekanikken, sier Renstrøm.

polarforsking

Forskaren som forsvann

Da verden var ferdig med infeksjoner

Men «feil» kan også skape noe. Som da Alexander Fleming glemte noe i laboratoriet i 1928.

— Han dro på helgetur og etterlot petriskåler med kulturer av stafylokokker på laboratoriet. En av dem ble ødelagt av en mikroskopisk sopp over helgen, og der begynner historien til penicillin. Med en feilslått kultivering.

Et antibiotikum som også bidro til en ny optimisme. For etter midten av det forrige århundret syntes de store infeksjonene å være tilbakelagt.

— Man hadde utryddet kopper, og kombinasjonen av offentlig helsevesen, vaksiner og antibiotika skulle føre til en fremtid hvor det slett ikke finnes infeksjonssykdom. Men så skjønte man at det ikke stemte … oppfatningen begynte å snu på 1970-tallet. Med antibiotikaresistens, og det endelige motbeviset, som var hiv, sier Gradmann.

— Det handler ikke om feil

Få år etter han motbeviste eteren, hevdet Albert Michelson at naturvitenskapen neppe hadde flere store oppdagelser i vente: «Det virker sannsynlig at de fleste store, underliggende prinsippene er godt etablerte.»

Så kom Max Planck og Albert Einstein. Både kvantefysikken og relativitetsteorien filleristet bildet av universet.

Renstrøm tror ikke at noen av dagens teorier blir direkte avkreftet, men at de muligens kan få et begrenset gyldighetsområde.

— På samme måte som Newtons mekanikk og gravitasjonsteori fikk, da Einstein publiserte sine relativitetsteorier. Dersom fysikken engang får en kvantegravitasjonsteori, betyr ikke det at vi stryker kvantemekanikken og den generelle relativitetsteorien. Men da vet vi hvilke grenser de har, sier hun.

Både eter og miasma er gått inn på topplistene over tilbakelagte teorier. Men poenget er kanskje ikke om de var riktige eller feil, men hva de bidro med.

— Det handler ikke egentlig om feil som vises umiddelbart. Normal praksis er at omtrent alt man synes er god vitenskap i dag, på en eller annen måte blir feil etter hvert, sier Gradmann.