Είναι απλά μια θεωρία;

«Είναι απλά μια θεωρία».

Αν έχεις βρεθεί σε κάποια συζήτηση επιστημονικού περιεχομένου, είναι σχεδόν βέβαιο πως θα έχεις ακούσει, ή μπορεί να έχεις πει και ο ίδιος, αυτή τη φράση. Οι λέξεις «θεωρία» και «υπόθεση» συνήθως χρησιμοποιούνται ως συνώνυμες, στην επιστήμη όμως έχουν διαφορετικό νόημα, γεγονός που πολύ συχνά οδηγεί σε παρανοήσεις. [1]

Έστω πως έχω έναν υποθετικό φίλο, που έχει μια υποθετική θεωρία: «Το αίμα στην πραγματικότητα είναι μπλε, μέχρι να έρθει σε επαφή με το οξυγόνο, οπότε και γίνεται κόκκινο». Στην επιστημονική γλώσσα, αυτό δεν είναι μια θεωρία, αλλά μια υπόθεση, και μάλιστα μία ελέγξιμη υπόθεση. Μπορούμε να εκτελέσουμε το κατάλληλο πείραμα, για να εξακριβώσουμε το πραγματικό χρώμα του αίματος.

Μια επιστημονική θεωρία δεν είναι μια υπόθεση, αλλά ούτε και μια ιδέα που είχε κάποιος, κάποτε, η οποία απλά μας άρεσε και την κρατήσαμε. Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή, χρησιμοποιώντας ως παράδειγμα τη γνωστή σε όλους μας βαρύτητα.

Αν αφήσεις ένα μήλο από κάποιο ύψος, θα πέσει στο έδαφος. Αυτό είναι ένα γεγονός. Όσες φορές και να εκτελέσεις αυτό το πείραμα, υπό τις ίδιες προφανώς συνθήκες, το αποτέλεσμα θα είναι το ίδιο. Το μήλο θα καταλήγει πάντα στο έδαφος και ποτέ ας πούμε στην ταράτσα ενός κτηρίου! Τα γεγονότα είναι παρατηρήσεις που έχουν επαληθευτεί ξανά και ξανά και έτσι πια τα θεωρούμε αλήθεια.
Για να εξηγήσουμε αυτές τις παρατηρήσεις, αναπτύσσουμε υποθέσεις, όπως έκανε ο Νεύτωνας για να εξηγήσει την κίνηση του μήλου: Υπέθεσε πως τα αντικείμενα πέφτουν στο έδαφος, γιατί η Γη ασκεί μια δύναμη πάνω τους και την εξέφρασε μαθηματικά με τον Νόμο της Παγκόσμιας Έλξης.

Η διαδικασία του να παίρνουμε δεδομένα και παρατηρήσεις, να σκεφτόμαστε πιθανές εξηγήσεις, να ελέγχουμε τις εξηγήσεις και να κάνουμε προβλέψεις βασισμένες σε αυτές, είναι η ουσία όλης της επιστήμης και ονομάζεται επιστημονική μέθοδος.

Καμιά φορά αναπτύσσουμε περισσότερες από μία υποθέσεις για να εξηγήσουμε την ίδια παρατήρηση, οπότε στο τέλος απλά κρατάμε, πρώτον, τις υποθέσεις που μπορούν να ελεγχθούν και δεύτερον, αυτές που συμφωνούν με τα δεδομένα.

Όταν αρκετές υποθέσεις περάσουν από επιστημονικό έλεγχο, μπορούμε να τις μαζέψουμε μαζί με τα υπόλοιπα δεδομένα και να τις ενώσουμε σε κάτι μεγαλύτερο: Μια θεωρία. [2]

Μια θεωρία για να είναι επιστημονική, χρειάζεται να κάνει ορισμένα πράγματα: Πρέπει να εξηγεί κάποια πτυχή της φυσικής πραγματικότητας, πρέπει να υποστηρίζεται από αποδείξεις και πρέπει να μπορεί να κάνει ελέγξιμες και ακριβείς προβλέψεις για άλλα φαινόμενα ή παρατηρήσεις. Αυτό βέβαια δεν σημαίνει πως μια θεωρία είναι η απόλυτη αλήθεια, αλλά ότι αποτελεί την καλύτερη δυνατή εξήγηση ενός φαινομένου που έχουμε μέχρι στιγμής.

Στην πραγματικότητα, μια επιστημονική θεωρία δεν αποδεικνύεται σωστή. Ακούγεται παράλογο, αλλά η επιστήμη προσπαθεί ανελλιπώς να καταρρίψει τις ίδιες της τις θεωρίες. Αποδεχόμαστε ως σωστές τις θεωρίες εκείνες που δεν έχουμε καταφέρει να διαψεύσουμε, μέσα από αμέτρητα πειράματα και παρατηρήσεις.

Ο Νόμος της Παγκόσμιας Έλξης εκφράζει το πώς δουλεύει η βαρύτητα. Η θεωρία του Νεύτωνα για τη βαρύτητα απαντάει στο γιατί τα σώματα έλκονται μεταξύ τους. Μπόρεσε να εξηγήσει όλες τις παρατηρήσεις της εποχής που αναπτύχθηκε, αλλά και να προβλέψει την ύπαρξη του πλανήτη Ποσειδώνα. Για περισσότερο από δύο αιώνες, ήταν η καλύτερη δυνατή περιγραφή που είχαμε για τη βαρύτητα.
Κάποιες παρατηρήσεις που έγιναν αργότερα όμως, σχετικά με την τροχιά του πλανήτη Ερμή, δεν ταίριαζαν με τις προβλέψεις της θεωρίας. Μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα, ήταν φανερό πως η θεωρία του Νεύτωνα ήταν ελλιπής, γι’ αυτό και το 1915, ο Αϊνστάιν διατύπωσε μια διαφορετική θεωρία για τη βαρύτητα: τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας. [3]

Η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας αντιμετωπίζει τη βαρύτητα όχι σαν μια δύναμη, αλλά σαν μια παραμόρφωση του χώρου και του χρόνου. Μέχρι σήμερα έχει αντέξει σε όλα τα πειράματα που έχουμε ρίξει καταπάνω της, ενώ επίσης προέβλεψε την ύπαρξη των μαύρων τρυπών και των βαρυτικών κυμάτων. Σε σχέση με τη θεωρία του Νεύτωνα είναι μια καλύτερη περιγραφή της φυσικής πραγματικότητας.
Σημαίνει αυτό πως η θεωρία του Νεύτωνα μας είναι άχρηστη ή ξαφνικά παύει να ισχύει; Όχι βέβαια! Όσον αφορά την καθημερινότητά μας, η νευτώνεια βαρύτητα είναι μια πολύ καλή και χρήσιμη προσέγγιση της πραγματικότητας. Μπορεί να μην εξηγεί τις μαύρες τρύπες, αλλά χάρη σ’ αυτή φτιάξαμε γέφυρες, αεροπλάνα και πήγαμε στο φεγγάρι.

Ένα άλλο παράδειγμα είναι η εξέλιξη, η οποία είναι ίσως το συχνότερο θύμα της φράσης «είναι απλά μια θεωρία». 

Η εξέλιξη, όπως και η βαρύτητα, είναι γεγονός. Μπορούμε να τη δούμε να συμβαίνει παντού τριγύρω. [4, 5, 6]

«Η εξέλιξη των ειδών μέσω της φυσικής επιλογής» είναι η θεωρία του Δαρβίνου για να εξηγήσει την εξέλιξη. Μέχρι σήμερα δεν υπάρχει κανένα πείραμα ή παρατήρηση που να διαφωνεί μαζί της, ενώ οι προβλέψεις της έχουν επαληθευτεί ξανά και ξανά. Η εξέλιξη δεν είναι απλά μια θεωρία, είναι θριαμβευτικά μια θεωρία και μία από τις περισσότερο ελεγμένες θεωρίες που έχουν υπάρξει. [7]

Οπότε, για να ανακεφαλαιώσουμε. Ένας νόμος στην επιστήμη, περιγράφει ένα φαινόμενο που συμβαίνει πάντα όταν υπάρχουν οι κατάλληλες συνθήκες, και συνήθως εκφράζεται μέσω μιας μαθηματικής σχέσης, όπως για παράδειγμα ο Νόμος της Παγκόσμιας Έλξης και ο Νόμος του Ωμ.

Γεγονότα είναι οι παρατηρήσεις που έχουν επαληθευτεί τόσες πολλές φορές, που πια δεν υπάρχει κανένας σοβαρός λόγος να τις αμφισβητούμε. Γεγονότα είναι η βαρύτητα και η εξέλιξη.

Για να εξηγήσουμε τις παρατηρήσεις που κάνουμε σχετικά με τον κόσμο, αναπτύσσουμε υποθέσεις, δηλαδή εικασίες για τους λόγους που μπορεί κάτι να συμβαίνει. Μια επιστημονική θεωρία, αποτελείται από μία ή περισσότερες υποθέσεις και στηρίζεται πάντα σε αποδείξεις. Επιστημονικές θεωρίες είναι η Γενική θεωρία της Σχετικότητας για τη βαρύτητα και η θεωρία της Φυσικής Επιλογής για την εξέλιξη.

Την επόμενη φορά λοιπόν που κάποιος θα σου πει πως μια επιστημονική θεωρία είναι απλά μια θεωρία, θέλω να του εξηγήσεις τη διαφορά μεταξύ μιας επιστημονικής θεωρίας και μιας υπόθεσης. Όσο θεωρία είναι η εξέλιξη, άλλο τόσο θεωρία είναι και η βαρύτητα, αλλά ποτέ δεν θα δεις κάποιον να πηδάει από την ταράτσα ενός κτηρίου, βροντοφωνάζοντας, «η βαρύτητα είναι απλά μια θεωρία».