Ciencia patológica

En una habitación oscura y oscura hay dos científicos. Uno gira el potenciómetro negro-negro, el segundo mira cuidadosamente el tubo catódico oscuro-oscuro. Miedo De hecho si. Porque lo que está pasando es real



Hoy en día, el flujo continuo de información, el desarrollo de la ciencia y su popularización, con una pasión por las redes sociales y diversas plataformas de medios, la cuestión de la calidad de esta información es como nunca antes. Además de la viralidad de la distribución, el verdadero flagelo de las redes sociales es el hallazgo instantáneo y la concentración de personas de ideas afines en torno a prácticamente cualquier idea, tanto radicalmente de color político como completamente absurda. Incluso si los partidarios de ideas como una Tierra plana ganan masa crítica para que su cantidad y confianza en sí mismos les permita sostenerse a sí mismos y resistir psicológicamente incluso los argumentos lógicos más simples y más irónicos, ¿qué se puede decir sobre temas más complejos que requieren un conocimiento especial? Por supuesto, esto se aplica a la conciencia de masas. Estas cosas prácticamente no se ven afectadas por los especialistas, porque la educación les permite distinguir los hechos de la pseudociencia y los mitos de los medios.

Pero mucho más insidioso en comparación con la pseudociencia es el caso cuando un profesional en el campo de la ciencia por alguna razón se engaña a sí mismo. Ya sea buscando un descubrimiento sensacional o inspirado por los resultados y sin querer darse por vencido, el científico se convierte en un elemento nocivo invisible dentro de la comunidad científica. Está orgulloso de sus resultados, los publica, provoca discusiones. E incluso encuentra partidarios de su descubrimiento, que en realidad no existe. Un fenómeno que inventó discretamente para sí mismo, en el mismo proceso de su investigación, sin siquiera tener la intención de falsificarlo.

Origen del término

El químico estadounidense Irving Langmuir es conocido como el pionero de la ecuación de la isoterma de adsorción y el Premio Nobel de Química de 1932 por su trabajo en el campo de los fenómenos de superficie. Incluso como divulgador de la ciencia, nunca publicó sus estudios sobre un fenómeno como la ciencia patológica. Después de haber trabajado en los laboratorios de General Electric durante más de treinta años (y en el año en que recibió el Premio Nobel, se convirtió en su director), él, a una edad ya avanzada, expresó sus puntos de vista en un círculo bastante reducido de público especializado, en el coloquio en el Laboratorio de Investigación de Knolls el 18 de diciembre de 1953. .


Irving Langmuir

El término "ciencia patológica" podría permanecer en los meros recuerdos de unos pocos testigos como una historia sobre varias rarezas científicas. El informe fue grabado en una cinta de audio, posteriormente se perdió. Y solo después de la muerte de Langmuir, durante el análisis de sus documentos en la Biblioteca del Congreso de los Estados Unidos, se encontró un registro de larga duración con una copia de esa película. Este registro, a su vez, fue abreviado por R.N. Hall y emitido por General Electric Laboratories con el número de catálogo No. 68-C-035 en abril de 1968. Posteriormente, esta transcripción con el material ilustrativo adjunto fue escaneada, y ahora, después de un viaje tan largo, está disponible en Internet.

Langmuir ofrece un análisis de casos que causaron risas en la audiencia incluso durante su discurso, solo un par de décadas después de los experimentos que describió. Pero saca las conclusiones más serias de su observación, aunque solo sea, porque si la comunidad científica podría ser tan inmadura que fue engañada simplemente por experimentos incorrectos, esta es una ocasión para pensar seriamente, sistematizar tales casos y prevenir su ocurrencia.

El texto completo del discurso de Langmuir en el original se puede encontrar aquí . Si los lectores lo desean, puedo traducir la transcripción completa como una publicación separada. Aquí volveré a contar la esencia de los ejemplos que describe y las conclusiones importantes que hizo.

Efecto Davis-Barnes

En 1929, el profesor de la Universidad de Columbia de EE. UU., Bergen Davis, descubrió un efecto interesante. La breve idea del experimento fue la siguiente.


Instalación Davis. Fuente

Hay un material alfa-activo (notorio polonio) del que se obtiene una corriente de partículas alfa. Se pueden ejecutar en un tubo de vacío (desde el punto S en la figura). El flujo de partículas alfa vuela estrictamente recto, pero si activa un campo magnético cercano, entonces, bajo su acción, las partículas alfa se desviarán en una cantidad conocida . Luego, sin un campo, los rayos llegarán al final del tubo (Y), y cuando se aplica el campo, al proceso lateral (Z).

Ahora, en paralelo con la corriente radiactiva de partículas, comenzamos la corriente de electrones. Instale el cátodo (F) en el tubo con el orificio en el centro. Él será el emisor de electrones, y la radiación irá más allá a través del agujero. La idea es que ahora hay dos flujos de partículas paralelos entre sí: partículas alfa pesadas con una carga de 2+ y electrones con una carga -. Según los investigadores, las partículas tenían que "recombinarse" (en términos generales, fusionarse), formando una corriente de partículas alfa alteradas con una carga positiva en lugar de dos. Pero el destino Z se calculó con precisión en función de la velocidad de las partículas alfa y la magnitud de su carga. Esto significa que las partículas alfa "cargadas individualmente" deberían desviarse más débilmente bajo la influencia de un campo magnético, sin caer en los extremos Y y Z del tubo. Solo queda montar un material fosforescente en el tubo en sus extremos Y y Z (Davis usó matrices de sulfuro de zinc), y los destellos de cada partícula alfa que llega a la pantalla se pueden contar manualmente.

Permítame recordarle la idea: las partículas alfa ordinarias bajo la influencia de un campo magnético deben caer en la pantalla Z, y las "cargadas individualmente" que absorben un electrón del cátodo deben pasar volando. Pero Davis y su colega Barnes hicieron un sorprendente descubrimiento, desde su punto de vista. Para cambiar el flujo de electrones, aplicaron diferentes voltajes al cátodo. ¡Y las energías a las que observaron una pronunciada captura de electrones por partículas alfa coincidieron exactamente con las energías de la órbita en el modelo atómico de Bohr ! Hubo varios de esos niveles, en el rango de voltajes catódicos correspondientes de 300 a 1000 voltios. Además, cada pico de absorción se encontraba en una región muy estrecha, del orden de 0,01 voltios.

Ahora sabemos que el modelo de Bohr de un átomo está incompleto y es cierto solo para los llamados núcleos similares al hidrógeno. Pero luego, los datos de Davis y Barnes se convirtieron en tema de discusión, ¡además, los propios científicos invitaron a Langmuir a presenciar su experimento!
Langmuir respondió a la propuesta, y con su colega el Dr. Whitney llegó a Davis en su laboratorio en la Universidad de Columbia, en Nueva York. En una habitación oscura, un colega de Davis Barnes demostró sus experimentos de instalación contando destellos en la oscuridad en una pantalla fosforescente. Durante los experimentos, Langmuir expresó sus dudas a Barnes: primero, ¿a qué nivel de brillo catódico comienza a aparecer el efecto, e incluso depende de la densidad del flujo de electrones? En segundo lugar, ¿cómo resulta que incluso con flujos de electrones bajos, un vuelo conjunto tan corto es suficiente para la recombinación con partículas alfa? Y recibió respuestas inmediatas: el efecto no depende del flujo de electrones, serán capturados incluso si el cátodo está a temperatura ambiente. De todos modos, de acuerdo con la ecuación de Richardson, el cátodo emitirá electrones. Pero en cuanto al corto tiempo de vuelo de las partículas en paralelo, el electrón es una onda, lo que significa que teóricamente puede existir en cualquier parte del tubo y siempre encuentra con quién recombinarse. Sin embargo, era bastante extraño que, bajo cualquier condición, la recombinación siempre ascendiera a alrededor del 80%, independientemente de la potencia del flujo de electrones.

Langmuir describe en detalle todas las deficiencias de los experimentos. En primer lugar, nadie se molestó en normalizar los destellos de luz observados a tiempo. Langmuir con un cronómetro notó que Barnes había observado destellos de 70 a 110 segundos, alegando que siempre contaba durante dos minutos. Y el concepto mismo de bengalas era ambiguo: Langmuir notó que no solo los "golpes directos" de las partículas alfa, sino también los destellos laterales espurios más allá del campo visual eran visibles a través de un microscopio dirigido a una pantalla de sulfuro de zinc. Langmuir y Whitney ignoraron estos destellos, tratando de contar los destellos por su cuenta, mientras que Barnes parecía tenerlos en cuenta en el experimento. Además, era dudoso cómo Hull, el asistente de Barnes, logró establecer exactamente la tensión necesaria. Giró la perilla del potenciómetro, se graduó de 0 a 1000 V y estableció ya centésimas de voltio. Además, en algún momento, a Barnes no le gustó uno de los experimentos en los que no encontró el pico que había detectado previamente a 325.01 voltios. 325.02 voltios tampoco dieron el resultado deseado. Por lo tanto, Hull establece el valor en 325.015 (!) Voltios.

Mirándolo, Langmuir entendió una cosa. Aunque todo ocurrió en una habitación oscura para que ninguna luz extraña interfiriera con el conteo de los flashes en el microscopio, la escala del potenciómetro frente a Hall se iluminó. En la serie de experimentos de control, no se aplicó voltaje, y Hull no tocó el mango del potenciómetro, simplemente se reclinó en su silla. Esto podría ver a Barnes, lo que significa que el experimento no fue ciego en el sentido más literal de la palabra. Luego, Langmuir entró en el caso. Al principio, silenciosamente le pidió a Hull que se "moviera" del voltaje deseado a una décima de voltio, luego a un voltio. Luego, incluso en la serie de control, finja que regula el voltaje con el mango del dispositivo. Como resultado, cuando se recopiló una serie de mediciones en las que los datos correctos y erróneos se dividieron en partes iguales (la hipótesis nula ), Langmuir le dijo a Barnes que en realidad no midió nada. Ni hoy ni antes.

Barnes respondió de inmediato que el tubo de vacío estaba simplemente manchado de gas. Y a la pregunta, no es esta la instalación en la que Davis recibió sus datos, objetó: es así, pero siempre realizamos una medición experimental y de control, con y sin voltaje. Davis, a diferencia de Barnes, no dio explicaciones instantáneas, pero simplemente se sorprendió y no podía creer lo que estaba sucediendo. Langmuir escribió un artículo de 22 páginas discutiendo el experimento de Davis y Barnes, y sus experimentos dejaron de reproducirse y citarse.

Rayos visibles e invisibles.

El siguiente ejemplo de Langmuir es algo similar al anterior. En 1903, el famoso científico francés Prosper-René Blondeau, miembro de la Academia de Ciencias, experimentó con fuentes de rayos X.

Según él, si se coloca una fuente de rayos X (alambre de platino calentado o lámpara de Nernst) en una cápsula de hierro, cerrada en un extremo con una gruesa capa de aluminio, se obtiene una corriente de rayos. Los llamó rayos N. Una característica de su observación fue que aparecieron en objetos con poca luz. Blondlo afirmó que era necesario sentarse en la oscuridad y mirar un objeto con poca luz, como una pantalla fosforescente o una hoja de papel. En este caso, en ningún caso debe mirar la fuente en sí. Luego, con el entrenamiento adecuado, es posible ver los rayos N cayendo en la pantalla. La investigación de Blondlo se expandió, descubrió la propiedad de los rayos N para ser almacenados en materiales, por ejemplo, saturar un ladrillo con ellos, y luego observó los rayos N emitidos por el ladrillo. Al mismo tiempo, no pudo llevar de inmediato un centímetro de ladrillos al laboratorio y estudiar rayos N más brillantes, ya que su intensidad permaneció sin cambios y requirió un cuarto oscuro y "habilidad de observación desarrollada".

En el caso de Blondelo, R.U.se interesó en sus experimentos. Madera. Wood asistió a los nuevos experimentos de Blondlo, que decidieron estudiar con más detalle las propiedades ópticas de sus rayos. Como el aluminio era permeable a ellos, Blondelo fue aún más lejos al fabricar un prisma de aluminio (!) Y comenzó a estudiar cuidadosamente los ángulos de refracción de los rayos N. Wood, quien observó esto, negó sin ceremonias todos los experimentos de Blondlo: usando la oscuridad tan necesaria en el laboratorio, simplemente escondió el prisma de aluminio en su bolsillo.

El segundo caso de ciencia patológica con energía radiante de muy baja intensidad descrito en el coloquio de Langmuir se refiere a Rusia. En la década de 1920, el biólogo Alexander Gurvich describió biofotones: radiación ultravioleta ultra débil emitida por las raíces de las plantas. Describió cómo las raíces de una cebolla plantada junto a otra se desvían hacia la primera planta. En este caso, el efecto no se observa si hay una placa de cuarzo entre las plantas, y el vidrio común que transmite biofotones causa el efecto descrito. Gurvich llamó a estos rayos "mitogenéticos" y, según Langmuir, en ese momento había muchas publicaciones sobre este tema. Cabe señalar que en nuestro tiempo no se discute la existencia de pequeñas dosis de fotones emitidos por las plantas. Solo se discute sobre su naturaleza, sobre algún tipo de quimioluminiscencia, pero ciertamente no sobre su capacidad para estimular el crecimiento y el desarrollo de las plantas.

Otro fenómeno al que Langmuir llamó la atención en su discurso fue el llamado efecto Ellison. Fred Ellison, durante sus experimentos en 1927, descubrió no más de nada menos que dos nuevos elementos químicos, lo llamaron alabamina y Virginia , así como varios isótopos. Su investigación también provocó una acalorada discusión científica y, según Langmuir, cientos de publicaciones científicas se dedicaron al efecto Ellison al mismo tiempo.

A diferencia de los rayos imaginarios o los estallidos de luz contados al azar, la configuración de Ellison era tan compleja como lógica. Nuevamente usó un destello de luz, esta vez de una chispa eléctrica, y un campo magnético externo. La luz del flash pasó a través de un polarizador ( prisma de Nicolas ), y luego a través de una solución de una sustancia colocada en una bobina electromagnética. El campo magnético rotó el plano de luz polarizada en el líquido ( efecto Faraday ), y en la salida fue posible observar la intensidad de la luz (coincidencia o falta de coincidencia del plano de polarización). La idea era excitar una chispa y una bobina de un campo magnético de una sola fuente y medir el tiempo de relajación en una solución: cuánto tiempo se mantiene la rotación del plano de polarización. Al introducir el retardo de compensación en el circuito eléctrico (la comprensión del auto será una analogía vívida con el tiempo de encendido), fue posible medir el tiempo de relajación con una precisión sorprendente: hasta 300 ps.

Resultó que muchas sustancias tienen sus propios tiempos de retraso característicos; además, los compuestos complejos mostraron la propiedad de la aditividad. La señal del acetato de etilo fue la suma de las señales del etanol y el ácido acético. El efecto se manifestó de manera estable comenzando con concentraciones de 10 nmol y no dependía de un aumento adicional en la concentración, es decir, la sustancia podía ser muy pequeña, pero estaba bien registrada. Allison detectó con éxito los compuestos existentes y descubrió nuevos elementos e isótopos utilizando su método. Wendell Latimer, jefe del Departamento de Química de la Universidad de California, utilizó el método Ellison y descubrió el isótopo de tritio. Según Langmuir, se reunió con Latimer unos años después de su pequeña publicación sobre tritio. Dijo que de una manera extraña, después de este trabajo, ya no podía repetir sus propios resultados por el método de Ellison, aunque estaba absolutamente seguro de que lo estaba haciendo, monitoreando y verificando a sí mismo. Al mismo tiempo, después de una animada discusión, la American Chemical Society se negó a aceptar más artículos para este método para su publicación. Se hizo una excepción para una, solo una obra, pero en ella los autores le dieron al mismo Allison dos o tres docenas de soluciones, encriptando las muestras y sin revelar estrictamente su composición. Los determinó a todos con precisión, incluso a pesar de las concentraciones micromolares de algunos de ellos.

Entonces, ¿qué fue eso? Langmuir mismo deja abiertamente esta pregunta a la audiencia de su informe, sin discutir la naturaleza del origen de los efectos que nublaron la mente de sus descubridores. Además del efecto Ellison, que funcionó o no científico, señala que en el caso de Barnes y Davis no hubo falsificación, al principio Barnes simplemente trajo sus observaciones a Davis, e incluso después de los cálculos descubrió de repente su coincidencia con la teoría del átomo de Bohr. Pero, a pesar de la incertidumbre en las causas de la ciencia patológica, Langmuir se centra en los rasgos característicos de los experimentos, de los cuales el principal

Signos de ciencia patológica.

1. El efecto máximo observado es causado por cierto fenómeno de muy baja intensidad, mientras que un aumento en su intensidad no aumenta el efecto. Esto resulta ser cierto para todos los ejemplos anteriores. En Davis y Barnes, el 80% de las partículas alfa siempre se recombinaban, Blondelo no pudo construir un reflector de rayos N, simplemente irradiando la cebolla en crecimiento con una lámpara UV no le dio un efecto "mitogenético", y a Ellison no le importó, un mol o un micromol de sustancia en el matraz La relajación de la luz polarizada no se vio afectada.
2. El valor del efecto está en el límite de la percepción o requiere numerosas repeticiones para la certeza estadística. Tanto para lograr el número requerido de raíces bulbosas dobladas el uno hacia el otro como para obtener el número requerido de brotes de partículas alfa, los investigadores realizaron experimentos nuevos y nuevos. , , « » .
3. . , 2 , , 0,01 . , , , 1 .
4. , . , N- , , , . N- – , . , , .
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6. La proporción de seguidores y críticos al principio es de aproximadamente 50/50, luego el primero desaparece gradualmente. Hasta que los críticos rompan la teoría por completo, un nuevo fenómeno se discute activamente en la comunidad científica y se publican muchos trabajos. Pero posteriormente, el interés, las publicaciones y las declaraciones de éxito de los seguidores desaparecen en algún lugar, y después de un par de décadas, incluso entre especialistas, Langmuir tiene que aclarar específicamente que hubo un momento en que el interés en algún método inusual era muy grande.

¿Y luego que?

Ha pasado más de medio siglo desde ese importante, pero pocos notaron el coloquio de Langmuir. ¿Fue útil su análisis? ¿La historia todavía conoce ejemplos de estudios que caigan bajo los signos de la ciencia patológica? Es seguro decir que sí.

En 1962, el químico soviético Nikolai Fedyakin, y después de eso, en experimentos separados, miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de la URSS Boris Deryagin, descubrió una nueva forma de agua. Como resultado de largos experimentos con agua en capilares largos y delgados en el ambiente acuático, surgió otra fase, llamada polywate. Las propiedades de esta agua fueron impresionantes: la densidad aumentó, el punto de ebullición aumentó bruscamente con una caída simultánea de la temperatura de congelación. Propiedades inusuales asombraron la imaginación, y aunque el riego no siempre fue posible de obtener, y los capilares con un diámetro de 0.1 mm crearon dificultades adicionales en los experimentos, lo tomaron en serio. Hasta finales de los años 60, sin embargo, esta agua permaneció detrás de la cortina de hierro debido a la barrera del idioma: los artículos sobre el riego se publicaron solo en revistas revisadas por pares en ruso.

Sin embargo, todo lo que penetraba por detrás de la Cortina de Hierro no estaba en la mejor luz gracias a todos los medios mencionados al principio. En 1969, Ellis Lippincott publicó un artículo sobre las propiedades espectrales del polyvodum en Science , que condujo a una avalancha de publicaciones en medios revisados ​​por pares y en los medios de comunicación. Algunos de los científicos repiten con éxito, pero alguien no puede confirmar los datos de Deryagin, según las mejores tradiciones de distribución equitativa de seguidores y escépticos según Langmuir. En una sociedad acusada de la Guerra Fría, hay opiniones sobre un "retraso del agua" detrás de la URSS, por analogía con un " retraso de misiles""En el arsenal nuclear estratégico, e incluso se establecen paralelos entre el agua nueva y el" hielo-nueve "de la famosa novela de Kurt Vonnegut" La cuna del gato "(la novela trata sobre el hielo modificado, que puede transformar irreversiblemente toda el agua en la Tierra, con que está en contacto) Lo más interesante es la coincidencia de que Vonnegut descartó el personaje del protagonista seis años antes de este libro de ... ¡Langmuir! Trabajó con su hermano mayor, Bernard Vonnegut, en General Electric. Bernard, físico e investigador atmosférico, es el inventor del método de deposición forzada de nubes al rociarles cristales de yoduro de plata. Pero todo esto es así, por cierto.

En el contexto de las disputas sobre la naturaleza del multivod, todavía había un hombre que habló en los roles que ya nos son familiares de los casos del informe Langmuir. El profesor estadounidense Denis Russo realizó un estudio espectrométrico infrarrojo de multivod y notó los rasgos característicos de los iones de sal ordinarios. Luego hizo algo bastante cínico: después de jugar balonmano, recogió su propio sudor y demostró que sus propiedades son similares a las del riego. Después de provocar otra corriente de experimentos y publicaciones, logró la verdad: nadie más podía obtener riego, resultó ser agua ordinaria con impurezas biológicas e inorgánicas, y el cambio en las propiedades se explicó por las propiedades banales ebulioscópicas y crioscópicas de las impurezas. En 1973, Deryagin publicó una refutación oficial de sus datos.

En lugar de un epílogo

Lo que es pseudociencia es conocido por casi todos. En contraste, la ciencia patológica es mucho más invisible y, por lo tanto, subestimada y no menos peligrosa. Ella es un sorprendente ejemplo de autoengaño colectivo, que cautiva con la misma facilidad las mentes de los especialistas y se desmorona de la noche a la mañana. Pero sus características principales siguen siendo bastante específicas y resisten la prueba de la aplicación práctica.

Por lo tanto, díganme, queridos lectores, ¿ consideran la ciencia patológica a la luz del trabajo anterior y recientemente escrito sobre el motor EMDrive?

PD: También quiero saber si quieres una traducción completa del coloquio de Langmuir como una publicación separada. Gracias por leer