Geologisch denken: methode van meervoudige werkhypothesen

De wetenschappelijke methode we leren over op school is vereenvoudigd: observatie leidt tot hypothese tot voorspelling om te experimenteren. Het is gemakkelijk om les te geven en leent zich voor eenvoudige klassikale oefeningen. Maar in het echte leven is dit soort mechanische proces alleen geldig voor problemen zoals het oplossen van een kruiswoordpuzzel of het testen van een printplaat. In de echte wetenschap, waar veel onbekend is - zeker in geologie—Deze methode brengt je nergens.

Wanneer geologen het veld in gaan, worden ze geconfronteerd met een bloeiende, zoemende verwarring van verspreide ontsluitingen, gecompliceerd door fouten, aardbewegingen, vegetatieve bedekking, waterlichamen en landeigenaren die al dan niet wetenschappers rond laten dwalen eigendom. Wanneer ze op zoek zijn naar begraven olie of mineralen, moeten ze logboeken met verspreide putten en seismische profielen begrijpen, in een poging om ze in te passen in een slecht bekend model van de regionale geologische structuur. Wanneer ze het onderzoeken

Thomas Chrowder Chamberlin, een geoloog in 1890, beschreef eerst het speciale soort intellectuele werk dat nodig was en noemde het de methode van meerdere werkhypothesen. Hij beschouwde het als de meest geavanceerde van drie 'wetenschappelijke methoden':

Regeltheorie: De 'methode van de heersende theorie' begint met een klaar antwoord waaraan de denker gehecht raakt, en zoekt alleen naar feiten die het antwoord bevestigen. Het is voor een groot deel geschikt voor religieuze en juridische redeneringen, omdat de onderliggende principes duidelijk zijn - de goedheid van God in het ene geval en de liefde voor rechtvaardigheid in het andere. De hedendaagse creationisten vertrouwen ook op deze methode, beginnend op een juridische manier vanuit het fundament van de Schrift en op zoek naar bevestigende feiten in de natuur. Maar deze methode is verkeerd voor natuurwetenschappen. Bij het uitwerken van de ware aard van natuurlijke dingen, moeten we natuurlijke feiten onderzoeken voordat we er theorieën over maken.

Werkhypothese: De 'methode van de werkhypothese' begint met een voorlopig antwoord, de hypothese, en zoekt feiten om er tegenin te gaan. Dit is de leerboekversie van de wetenschap. Maar Chamberlin merkte op "dat een werkhypothese met het grootste gemak kan ontaarden in een heersende theorie". Een voorbeeld uit de geologie is de hypothese van mantelpluimen, dat door veel geologen als axioma wordt aangehaald, hoewel een pittige kritiek het 'werken' er weer in begint te stoppen. Platentektoniek is een gezonde werkhypothese en wordt vandaag uitgebreid in het volle besef van de onzekerheden ervan.

Meerdere werkhypothesen: The methode van meerdere werkhypothesen begint met veel voorlopige antwoorden en de verwachting dat geen enkel antwoord het hele verhaal kan zijn. In de geologie zoeken we inderdaad een verhaal, niet alleen een conclusie. Het voorbeeld dat Chamberlin gebruikte was de oorsprong van de Grote Meren: Zeker, er waren rivieren bij betrokken, te oordelen naar de tekenen; maar dat gold ook voor erosie door gletsjers uit de ijstijd, het buigen van de korst eronder en mogelijk andere dingen. Het ware verhaal ontdekken betekent verschillende werkhypothesen afwegen en combineren. Charles Darwin, 40 jaar eerder, had precies dit gedaan bij het bedenken van zijn theorie van soortevolutie.

De wetenschappelijke methode van geologen is om informatie te verzamelen, ernaar te staren, veel verschillende aannames te proberen, te lezen en bespreek andermans papieren en ga op zoek naar meer zekerheid, of bedenk op zijn minst de beste antwoorden kansen. Dit lijkt meer op de echte problemen van het echte leven waar veel onbekend en variabel is - het plannen van een investeringsportefeuille, het bedenken van regelgeving, het onderwijzen van studenten.

De methode van meerdere werkhypothesen verdient meer bekendheid. In zijn paper uit 1890 zei Chamberlin: 'Ik ben er dan ook van overtuigd dat een algemene toepassing van deze methode op de aangelegenheden van het sociale en maatschappelijke leven ver zou gaan om die misverstanden weg te nemen, verkeerde inschattingen en verkeerde voorstellingen die een zo alomtegenwoordig kwaad vormen in onze sociale en politieke sfeer, de bron van onmetelijk lijden voor de beste en meest gevoelige zielen. "

Chamberlin's methode is nog steeds een hoofdbestanddeel van geologisch onderzoek, althans in de mentaliteit dat we altijd naar betere antwoorden moeten zoeken en niet verliefd moeten worden op één mooi idee. Het snijvlak van vandaag bij het bestuderen van complexe geologische problemen, zoals de opwarming van de aarde, is de modelbouwmethode. Maar de ouderwetse, gezond verstandige aanpak van Chamberlin zou op meer plaatsen welkom zijn.