Sci - nature wiki

لماذا يمكن أن يكون اكتشاف “لا شيء” في العلم أمرًا بالغ الأهمية

0

في العلم ، كما في الحياة ، نحب جميعًا الاحتفال بالأخبار الكبيرة.

لقد أكدنا وجود الثقوب السوداء من خلال التموجات التي تحدثها في الزمكان. نحن تصويرها ظل الثقب الأسود. اكتشفنا كيفية تعديل الحمض النووي. وجدنا بوزون هيغز!

ما لا نسمعه عادةً هو سنوات العمل الشاق والمضني الذي يفضي إلى نتائج غير حاسمة ، ويبدو أنه لا يقدم أي دليل على الأسئلة التي يطرحها العلماء – التطبيق التدريجي للقيود التي تقربنا أكثر من أي وقت مضى للعثور على إجابات وصنعها الاكتشافات.

ومع ذلك ، فبدون عدم الاكتشاف – ما نسميه النتيجة الفارغة – غالبًا ما يتباطأ تقدم العلم ويعيقه. النتائج الفارغة تدفعنا إلى الأمام. إنهم يمنعوننا من تكرار نفس الأخطاء ، ويشكلون اتجاه الدراسات المستقبلية.

في الواقع ، هناك الكثير الذي يمكننا تعلمه من لا شيء.

ومع ذلك ، في كثير من الأحيان ، لا تصل النتائج الفارغة إلى المنشورات العلمية. هذا لا يمكن أن يولد فقط أوجه قصور كبيرة في الطريقة التي يتم بها العلم ، بل إنه مؤشر على مشاكل أكبر محتملة في عمليات النشر العلمي الحالية.

قال عالم النفس ماركوس مونافو من جامعة بريستول لموقع ScienceAlert: “نحن نعلم أن هناك تأثيرًا مشوهًا قويًا للفشل في نشر نتائج فارغة”.

“حل المشكلة ليس بسيطًا ، لأنه من السهل جدًا إنشاء نتيجة فارغة من خلال إجراء تجربة سيئة. إذا أردنا إغراق الأدبيات بمزيد من النتائج الخالية من خلال إنشاء دراسات ذات جودة رديئة ، فلن يساعد ذلك بالضرورة المشكلة الأساسية ، والتي تتمثل في النهاية في الحصول على الإجابات الصحيحة للأسئلة المهمة “.

عرف المشكل

تحدد الفرضية الصفرية المعلمات التي بموجبها لا يمكن تمييز نتائج الدراسة عن ضوضاء الخلفية. يعد قياس التداخل بموجات الجاذبية مثالًا رائعًا وأنيقًا: الإشارات الناتجة عن موجات الجاذبية ضعيفة للغاية ، وهناك العديد من مصادر الضوضاء التي يمكن أن تؤثر على مستشعرات ليجو. لا يمكن إجراء اكتشاف مؤكد إلا بعد استبعاد هذه المصادر بشكل قاطع.

إذا كان لا يمكن استبعاد هذه المصادر ، فهذا ما يسمى بالنتيجة الفارغة. هذا لا يعني أنه لم يتم اكتشاف موجات الجاذبية ؛ هذا يعني فقط أنه لا يمكننا تحديد أننا قمنا بالكشف بأي قدر من اليقين.

مقياس التداخل برج العذراءصورة جوية لمقياس تداخل برج العذراء ، والذي يكتشف موجات الجاذبية. (تعاون برج العذراء / CCO 1.0)

يمكن أن يكون هذا مفيدًا حقًا ، وفي بعض المجالات – مثل علم الكونيات وعلم فلك الموجات الثقالية – يساعد نشر النتائج الفارغة العلماء على ضبط معلمات التجارب المستقبلية.

في المجالات الأخرى ، حيث يمكن أن تكون النتائج نوعية أكثر من الكمية ، تكون النتائج الفارغة أقل قيمة.

وأوضح المنافي أن “جزءًا من المشكلة في الكثير من العلوم السلوكية والطبية هو أننا لا نستطيع عمل تنبؤات كمية”.

“لذلك ، نحن نبحث فقط عن دليل على وجود تأثير أو ارتباط ، بغض النظر عن حجمه ، مما يؤدي إلى حدوث هذه المشكلة عندما ، إذا فشلنا في العثور على دليل على وجود تأثير ، فإننا لم نضع أي معايير حول ما إذا كان تأثير بهذا الحجم مهمًا أم لا – بيولوجيًا ، نظريًا ، سريريًا. لا يمكننا فعل أي شيء به. “

لا شيء غير عادي

عند استخدامها بشكل صحيح ، يمكن أن تؤدي النتيجة الفارغة إلى بعض النتائج غير العادية.

من أشهر الأمثلة تجربة ميشيلسون مورلي ، التي أجراها الفيزيائيان ألبرت أ.ميشيلسون وإدوارد دبليو مورلي في عام 1887. كان الزوجان يحاولان اكتشاف سرعة كوكبنا فيما يتعلق بـ “الأثير المضيء” – الوسط عبر أي الضوء يُعتقد أنه يسافر ، مثلما تنتقل الموجات عبر الماء.

مع تحرك الأرض عبر الفضاء ، افترضوا أن موجات الضوء القادمة تتموج عبر محيط ثابت من الأثير على مستوى الكون ، يجب أن تتحرك بسرعة مختلفة قليلاً عن تلك الموجات التي تمتد بزوايا قائمة عليها. كانت تجاربهم بارعة ومضنية ، لكنهم بالطبع لم يكتشفوا شيئًا من هذا القبيل. أظهرت النتيجة الصفرية أن سرعة الضوء كانت ثابتة في جميع الأطر المرجعية ، وهو ما سيواصل أينشتاين شرحه من خلال نظريته النسبية الخاصة.

مقياس إنتفرومتر ميكلسونمقياس inteferometer 1881 الخاص بـ Michelson ، المصمم للكشف عن الأثير. (ألبرت أبراهام ميكلسون ، المجال العام)

في حالات أخرى ، يمكن أن تساعدنا النتائج الفارغة في تصميم الأجهزة والتجارب المستقبلية. تم اكتشاف تصادم الثقوب السوداء عبر موجات الجاذبية بعد سنوات من الاكتشافات الفارغة التي سمحت بإدخال تحسينات على تصميم مقياس تداخل الموجات الثقالية. أثناء وجودهم في CERN ، لم يقم الفيزيائيون حتى الآن بأي اكتشاف لإشارة المادة المظلمة في تجارب تصادم الجسيمات ، مما سمح بوضع قيود على ما يمكن أن يكون.

قال عالم الفيزياء الفلكية جورج سموت الثالث من جامعة كاليفورنيا في بيركلي لـ ScienceAlert: “التجارب الفارغة هي مجرد جزء من النطاق الكامل للملاحظات”. “في بعض الأحيان ترى شيئًا جديدًا ومدهشًا وأحيانًا ترى شيئًا لا يوجد”.

عندما يتعلق الأمر بالأرقام الصعبة ، غالبًا ما يكون تفسير النتائج الفارغة أسهل. في المجالات الأخرى ، يمكن أن يكون هناك حافز ضئيل للنشر.

الآثار المترتبة على عدم الاكتشاف ليست واضحة دائمًا ، والدراسات التي تجعل اكتشافًا مهمًا تحظى بمزيد من الاهتمام ، والمزيد من التمويل ، ومن المرجح أن يتم الاستشهاد بها. من المرجح أن تُنشر التجارب السريرية ذات النتائج الإيجابية أكثر من تلك التي لها نتائج سلبية أو لاغية. عندما يتعلق الأمر بتحديد من سيحصل على منحة بحثية ، فهذه الأشياء مهمة.

العلماء أيضًا أشخاص مشغولون جدًا ، ولديهم العديد من خطوط التحقيق المحتملة التي يمكن أن يتابعوها. لماذا تطارد الفرضية الصفرية بينما يمكنك أن تستغل وقتك في إجراء البحوث التي يُرجح رؤيتها وتؤدي إلى مزيد من فرص البحث؟

للنشر أو لاغية

بالإضافة إلى ترك سياق مهم يمكن أن يساعدنا في تعلم شيء جديد عن عالمنا ، فإن عدم نشر النتائج الفارغة يمكن أن يؤدي أيضًا إلى عدم الكفاءة – والأسوأ من ذلك ، أنه قد يثني العلماء الشباب عن ممارسة مهنة ، كما وجد منافع أولاً- كف. كطالب دكتوراه شاب ، شرع في تكرار تجربة وجدت تأثيرًا معينًا ، واعتقد أن نتائجه ستكون هي نفسها بشكل طبيعي.

“ولم ينجح الأمر. لم أجد هذا التأثير في تجربتي. لذا ، بصفتي باحثًا مهنيًا مبكرًا ، تعتقد ، حسنًا ، لابد أنني ارتكبت خطأً ، ربما لم أجد صعوبة في ذلك ،” قال.

“كنت محظوظًا بما يكفي لمصادفة أكاديمي كبير قال ،” أوه ، نعم ، لا أحد يستطيع تكرار هذا الاكتشاف “. إذا كنت في هذا المجال لفترة كافية ، يمكنك التعرف على هذه الأشياء من خلال المحادثات في المؤتمرات ، و تجاربك الخاصة ، وما إلى ذلك. ولكن عليك البقاء في الحقل لفترة كافية لمعرفة ذلك. إذا لم تكن محظوظًا بما يكفي لجعل هذا الشخص يخبرك أنه ليس خطأك ، فهذه مجرد حقيقة أن النتيجة نفسها غير مستقر إلى حد كبير ، فقد ينتهي بك الأمر بمغادرة الحقل “.

يتصارع النشر الأكاديمي مع هذه المشكلة أيضًا. في عام 2002 ، مشروع فريد – مجلة النتائج السلبية في الطب الحيوي – لتشجيع نشر النتائج التي قد لا ترى ضوء النهار. أغلقت في عام 2017 ، بدعوى أنها نجحت في مهمتها ، حيث اتبعت العديد من المجلات الأخرى زمام المبادرة في نشر المزيد من المقالات بنتائج سلبية أو لاغية.

ومع ذلك ، فإن تشجيع العلماء على إبراز نتائجهم السلبية للضوء قد يكون في بعض الأحيان شبه عديم الجدوى. من ناحية أخرى ، هناك احتمالية لحدوث وفرة من الدراسات سيئة التصميم ، سيئة التصميم ، والتي أجريت بشكل سيئ. لكن العكس ممكن أيضًا.

في عام 2014 ، مجلة الأعمال وعلم النفس نشر عددًا خاصًا من النتائج الصفرية ، وتلقى عددًا قليلاً من الطلبات بشكل مدهش. استنتج المحررون أن هذا قد يكون لأن العلماء أنفسهم مشروطون بالاعتقاد بأن النتائج الفارغة لا قيمة لها. في عام 2019 ، أعلن معهد برلين للصحة عن مكافأة لدراسات التكرار ، حيث رحب صراحةً بالنتائج الفارغة ، ومع ذلك لم يتلق سوى 22 طلبًا.

يمكن أن تتغير هذه المواقف. لقد رأينا أنه يمكن أن يحدث. سموت ، على سبيل المثال ، قد استخلص قدرًا كبيرًا من البصيرة من الاكتشافات الفارغة.

سديم السلطعونسديم السرطان ، مصدر معروف للأشعة الكونية. (ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وجيه هيستر وأ. لول / جامعة ولاية أريزونا)

“البحث عن المادة المضادة في الأشعة الكونية – كانت تلك تجربة فارغة وأقنعتني أنه لا توجد كمية كبيرة من المادة المضادة في مجرتنا ومن المحتمل على نطاق أكبر بكثير ، على الرغم من وجود تناسق كبير بين المادة والمادة المضادة ،” قال.

“كانت التجربة الفارغة التالية اختبارًا لانتهاك الزخم الزاوي ودوران الكون. في حين أنه من الممكن تصور ، فإن النتيجة الفارغة مهمة جدًا لرؤيتنا للعالم وعلم الكونيات وكان الدافع الأولي بالنسبة لي لاستخدام إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف مراقبة الكون وقياسه. وقد أدى ذلك إلى المزيد من النتائج الفارغة ، ولكن أيضًا بعض الاكتشافات الكبرى “.

في النهاية ، قد تكون عملية بطيئة. يحتاج النشر إلى تحفيز ليس النتائج الفارغة في حد ذاتها ، ولكن الدراسات المصممة بطريقة يمكن تفسير هذه النتائج ونشرها في سياقها المناسب. ليس بأي حال من الأحوال طلبًا تافهًا ، ولكنه سؤال حاسم للتقدم العلمي.

قال المنافي: “الحصول على الإجابة الصحيحة على السؤال الصحيح مهم”.

“وأحيانًا قد يعني ذلك نتائج فارغة. ولكن أعتقد أننا بحاجة إلى توخي الحذر حتى لا نجعل نشر نتيجة فارغة غاية في حد ذاتها ؛ إنها وسيلة لتحقيق غاية ، إذا كانت تساعدنا في الوصول إلى الإجابة الصحيحة ، ولكنها يحتاج إلى أكثر من مجرد نشر نتائج فارغة للوصول إلى هناك.

“في النهاية ، ما نحتاج إليه هو أسئلة مصاغة بشكل أفضل ودراسات مصممة بشكل أفضل بحيث تكون نتائجنا قوية وغنية بالمعلومات ، بغض النظر عن ماهيتها.”

Leave A Reply

Your email address will not be published.