Materialet bygger till stor del på material från, http://www.ehinger.nu/undervisning". Samma
författare, Magnus Ehninger har även gett ut en bok där ämnet behandlas, "Projektarbete 100p
– Experimentboken", utgiven på Studentlitteratur
Vad är en hypotes? –mer än en fundering?
En vetenskaplig teori utgör en väl fungerande modell, som förklarar ett naturfenomen. En
vetenskaplig teori förkastas inte för att man inte ”tycker om den”, den förkastas bara på
experimentella grunder. Vi säger att naturvetenskaperna är empiriska, dvs. de måste fungera i
experimentsituationer.
Som exempel tas atomteorin.
Ta en sockerbit och dela den itu, sen ännu en gång. Fråga eleverna vad det blev? Fråga
eleverna om de tror att det går att dela sockerbitarna oändligt många gånger och resultatet är
alltid bara en mindre sockerbit. Eller tror de att det i något skede kommer att ske en kvalitativ
ändring? (Demokritos). Sedan antiken har vi utvecklat vår föreställning om hur materien är
uppbyggd till att börja handla om grundämnen och föreningar, och så småningom till
subatomära partiklar.
En äldre atomteori betraktade atomen som en ”plumpudding” (engelsk julmat), där positiva
och negativa laddningar var insprängda i en kompakt kula. Efter Rutherfords experiment med
bombardemang av elektroner på en guldfolie ändrades teorin, och så kom Niels Bohr med sin
atomteori där kärnan är positivt laddad med negativt laddade partiklar roterande runt
atomkärnan. Det gjorde det lätt att förklara att det kunde bildas positiva och negativa joner,
och valenserna kunde förklaras i det mödosamma arbetet med att bygga upp ett periodiskt
system av alla kända och förmodade grundämnen
Vad kännetecknar en vetenskaplig teori?
Hur vet vi att det handlar om en vetenskaplig teori?
De viktigaste kriterierna är att teorin är, att den är
1) falsifierbar. Dvs. det skall gå att hitta på experiment, som motbevisar teorin, om den är
felaktig.
2) prediktiv, dvs. resultat går att förutsäga, vilket kallas prediktion Det skall det gå att göra
förutsägelser om framtiden utgående från den.
Hur fungerar det logiska resonemangen inom naturvetenskaper?
Teorier
Induktion
Deduktion
Experiment
(empiri)
Förklaring, förutsägelse
(prediktion)
Induktion: En rad olika observationer leder till en slutsats. Av A och B följer C. I
matematiken kallas detta bevis.
Exempel. Utgår från observationer: Bach var en människa som dog. Marie Curie var en
människa som dog. Min mormor var en människa som dog. Slutsats: Alla människor är
dödliga.
Deduktion: innebär att man härleder slutsatser från erfarenheter, observationer, experiment.
Teorierna gör att vi kan förutse vad som kommer att hända, den gör att vi kan göra
förutsägelser.
Exempel. Teorin säger att alla människor är dödliga. Empirin säger att jag är en människa.
Slutsatsen av detta är att jag är dödlig.
Vetenskapliga teorier utvecklas således i en växelverkan mellan induktivt och deduktivt
tänkande. Ibland kan det vara svårt att skilja en vetenskaplig teori från en pseudoteori. Då
finns det några saker saker som det är värt att se upp med:
(1)
Auktoritetstro
(2)
Bristande upprepbarhet
(3)
Handplockade exempel
(4)
Avfärdande av motsägande fakta
(5)
Icke falsifierbara teorier
(6)
Bristande förklaringsvärde
(7)
Ad hoc-hypoteser – skräddarsy hypotesen för att förklara ett speciellt fenomen
Det finns ett otal exempel på motsägelser, som under en tid accepterats också inom
vetenskapssamfundet, men som senare p.g.a. de övertygande påvisade motsägelserna har
övergetts.
Om vi börjar från slutet: Flogistonteorin, som förhärskade på 1800-talet, som förklaring till
vad som hände vid förbränning, försökte man rädda genom att komplettera med ett negativt
flogiston, när man insåg att vikten både kunde öka och minska vid reaktion med syre.. En
typisk ad hoc hypotes, när resultaten visade att produkten också kunde öka i vikt vid
förbränning istället för att minska.
Homeopatin, som anses bota i våldsamt utspädda lösningar (mycket få molekyler av det
verksamma ämnet finns kvar!) har verkligen bristande förklaringsvärde och svarar även
ibland mot ” avfärdande av fakta”. När det gäller astronomi (Stjärntydning), är det en teori
som kan försvaras med handplockade exempel, men många av de andra punkterna kunde även
passa in som kritik mot de argument som brukar framföras i sammanhanget.
Även de experiment som föreslås i detta arbetsmaterial bör kunna upprepas med viss
experimentell vana. Förklaringsvärdet bör förstås av eleverna och de får gärna försöka hitta på
experiment som kullkastar den teori som läraren/läromedlet ger med hjälp av egna
experiment. Notera då att även dessa nya experiment måste kunna motstå kritisk granskning
och kunna upprepas av andra.
Till sist vill jag nämna några ord om sambandet mellan korrelation och fenomenet orsakverkan. Det förekommer ibland att rön om hälsa bevisas med korrelation, utan att ett säkert
orsak-verkan har kunnat påvisas. Försök hålla upp ögonen för sådan ”misstänkta fall”
80
60
Glassförsälj
ning
40
Drunkningso
lyckor
20
N
S
Ju
l
M
M
J
0
Grafen visar att det sker en ökning av drunkningsolyckor och glassförsäljning under samma
sommarmånader. Ett annat klassisk exempel är att asfaltens temperatur och drunkningolyckor
ökar samtidigt.
Alltså finns en korrelation. Det betyder inte att glassätande eller asfaltens temperatur är orsak
till drunkningsolyckor! De sker naturligtvis mest när man simmar mest, dvs. under sommaren
då också asfaltens temperatur är högst och då vi äter mest glass.
Ett orsak-verkan påvisande är alltså annat än korrelation!
