Tiede
Taudit leviävät pahasta hajusta: 10 uskomatonta erehdystä tieteen historiasta
Tieteen yksi hienouksista on, että se korjaa itse itseään. Siksi tieteen historian erehdykset ovat myös kiehtovia: moni asia, jota on aikanaan pidetty tieteellisenä faktana, vaikuttaa nykyään vähintäänkin erikoiselta.
Historian aikana arvostetut tutkijat ovat olleet vakuuttuneita esimerkiksi siitä, että sairaudet leviävät pahan hajun mukana, palavista esineistä karkaa mystistä tuliainetta ja Marsin pinnalla risteilee valtava kanavaverkosto. Joskus väärä käsitys on säilynyt vuosikymmeniä siitäkin huolimatta, että oikea vastaus on ollut kirjaimellisesti tutkijoiden silmien edessä.
Tällä listalla tutustutaan kymmeneen tieteen historian kiehtovaan erehdykseen. Tarkoituksena ei ole naureskella menneiden aikojen tutkijoille, sillä heidän käytössään olivat oman aikansa menetelmät ja tiedot. Päinvastoin: nämä tapaukset osoittavat mainiosti, miten tiede toimii parhaimmillaan. Vanha totuus saa väistyä, kun parempaa näyttöä tulee tilalle.
Elämää syntyy itsestään elottomasta aineesta
Mistä kärpäsen toukat ilmestyvät mätänevään lihaan? Nykyisin vastaus on kaikille itsestään selvä: kärpäset munivat lihaan. Vuosisatojen ajan täysin hyväksytty vastaus oli kuitenkin toinen: toukat vain syntyvät lihasta.
Niin kutsutun spontaanin generaation teorian mukaan elämää saattoi muodostua itsestään elottomasta aineesta tai täysin tyhjästä. Ajatus juontaa juurensa antiikin aikaan, mutta hämmästyttävintä on, että siitä kiisteltiin tieteellisissä piireissä vielä 1800-luvulla. Mikroskooppisten eliöiden ilmestyminen laboratoriossa valmistettuihin ravintoliuoksiin vaikutti tarjoavan teorialle uutta todistusaineistoa.
Lopullisen iskun käsitykselle antoivat ranskalaisen mikrobiologin ja kemistin Louis Pasteurin kuuluisat kokeet joutsenkaulapulloilla. Pasteur keitti pullossa ollutta lihalientä, mikä tappoi siinä valmiina olleet mikro-organismit. Ilmaa pääsi sisään pulloon, mutta pullon mutkitteleva kaula pysäytti kaikki ilmassa olleet mikrobit ja pölyn. Liemi säilyi puhtaana, mutta jos kaula rikottiin, pääsivät mikrobit käsiksi liuokseen ja se pilaantui nopeasti. Toisin sanoen elämä alkoi kukoistaa mikrobien muodossa.
Pasteurin kokeet 1860-luvulla osoittivat vakuuttavasti, etteivät mikrobit ilmestyneet tyhjästä. Elämä tuli jo olemassa olevasta elämästä.
Valo kulkee näkymättömän eetterin läpi
Ääni tarvitsee väliaineen kulkeakseen. Vedessä syntyvä aalto tarvitsee vettä. Kun 1800-luvun fyysikot havaitsivat valon käyttäytyvän aaltomaisesti, tuntui johtopäätös loogiselta: myös valon täytyy kulkea jonkin läpi.
Ongelma oli, ettei avaruudessa näyttänyt olevan mitään tuohon sopivaa.
Ratkaisuksi kehitettiin valoeetteri, näkymätön aine, jonka kuviteltiin täyttävän koko maailmankaikkeuden. Valoeetteriä ei voinut nähdä tai tuntea, mutta sen olemassaoloa pidettiin tuon ajan fysiikassa vakavasti otettavana ajatuksena.
Yhdysvaltalaiset fyysikot Albert Michelson ja Edward Morley yrittivät vuonna 1887 havainnoida maapallon liikettä tämän eetterin läpi mittaamalla valon nopeutta eri suunnissa äärimmäisen tarkasti. Odotettua ”eetterituulta” ei kuitenkaan löytynyt.
Tulosta pidettiin aluksi ongelmana, joka vaati selitystä, eikä eetteristä luovuttu saman tien. Lopulta fysiikka kuitenkin muuttui perusteellisesti. Albert Einsteinin vuonna 1905 julkaisema erityinen suhteellisuusteoria ei tarvinnut valoeetteriä lainkaan.
Maailmankaikkeutta täyttävä näkymätön aine katosi vähitellen fysiikan oppikirjoista.
Michelsonin–Morleyn koetta pidetään yhtenä kuuluisimmista epäonnistuneista kokeista, koska vaikka sillä ei saatu todistettua vallalla ollutta teoriaa, oli sen merkitys fysiikalle valtava. Koejärjestely, sitä varten kehitetyt poikkeuksellisen tarkat optiset mittauslaitteet sekä niiden soveltaminen toivat Michelsonille Nobelin fysiikanpalkinnon vuonna 1907.
Sairaudet leviävät pahan hajun mukana
Tiheään asutut kaupungit 1800-luvulla haisivat viemäreiltä; tai paremminkin niiltä jätteiltä, koska kunnolliset viemäröintijärjestelmät tekivät vasta tuloaan. Tuolloin ilmassa leijuva löyhkä ei kuitenkaan ollut pelkkä hajuhaitta, sillä moni lääkäri uskoi nimenomaan sen olevan ihmisiä sairastuttava tekijä.
Niin kutsutun miasmateorian mukaan koleran ja muiden tartuntatautien aiheuttajana oli saastunut ja pahanhajuinen ilma. Miasman eli myrkyllisten huurujen uskottiin leviävän tuulten mukana, ja erityisesti etelätuulia pidettiin vaarallisina.
Ajatus ei ollut kuitenkaan aivan tuulesta temmattu, sillä taudit kyllä riehuivat juuri niillä likaisimmilla ja ahtailla alueilla, joissa myös jätteet ja ulosteet haisivat. Syy ja seuraus vain menivät väärinpäin.
Brittiläinen lääkäri John Snow alkoi epäillä teoriaa ja tutki Lontoossa vuonna 1854 riehunutta koleraepidemiaa. Tapaukset keskittyivät Broad Streetin vesipumpun ympäristöön, ja Snow päätteli saastuneen veden levittävän tautia.
Miasmateoria ei kadonnut yhdessä yössä, mutta mikrobiologian kehittyminen ratkaisi lopulta asian. Koleraa aiheuttavan Vibrio cholerae -bakteerin löytyminen osoitti konkreettisesti, että tappaja ei ollut paha haju.
Palavasta aineesta karkaa mystistä tuliainetta
Miksi puu palaessaan häviää lähes olemattomiin? 1600- ja 1700-lukujen tutkijoilla oli ilmiölle varsin kekseliäs selitys: palavissa aineissa täytyi olla jotain erityistä ainetta, joka vapautui ilmaan palamisen aikana.
Tuo aine sai nimekseen flogiston.
Flogiston-teorian mukaan hyvin palavat aineet sisälsivät runsaasti tätä näkymätöntä flogistonia. Kun aine paloi, karkasi flogiston siitä pois. Teoria vaikutti aikanaan järkevältä ja tarjosi yhteisen selityksen palamiselle ja monille muille kemiallisille ilmiöille.
Mutta teoriassa oli yksi suuri aukko, joka aiheutti kannattajille kiusallisen ongelman. Eräiden metallien massa nimittäin kasvoi niitä kuumennettaessa. Jos niistä kerran poistui flogistonia, miksi jäljelle jäänyt aine painoi enemmän?
Teoriaa yritettiin pelastaa erilaisilla selityksillä, mutta 1700-luvun lopulla ranskalainen kemisti Antoine Lavoisier osoitti palamisen vaativan happea. Mystistä flogistonia ei tarvittukaan.
Nykyään ajatus näkymättömästä ”tuliaineesta” kuulostaa kummalliselta, mutta flogiston-teoria oli tärkeä askel kemian tutkimuksen kehityksessä: teorian ongelmat pakottivat tutkijat etsimään parempaa selitystä.
Marsissa on älykkään sivilisaation rakentamia kanavia
Kun italialainen tähtitieteilijä Giovanni Schiaparelli tarkkaili Marsia vuonna 1877, hän havaitsi planeetan pinnalla pitkiä viivamaisia muodostelmia. Hän kutsui niitä italiaksi sanalla canali, jolla tarkoitetaan kanavia tai uomia.
Englanniksi sana kääntyi muotoon canals – ja sillä oli ratkaiseva merkitysero. Canal voi tarkoittaa nimittäin keinotekoisesti rakennettua kanavaa.
Ajatuksesta innostui erityisesti yhdysvaltalainen tähtitieteilijä Percival Lowell. Hän uskoi näkevänsä Marsissa laajan kanavaverkoston ja esitti, että kuivuvan planeetan älykkäät asukkaat olivat rakentaneet sen kuljettamaan vettä napa-alueilta muualle Marsiin.
Kaikki tähtitieteilijät eivät kanavia koskaan nähneet, ja 1900-luvun alussa ajatus alkoi menettää tieteellistä uskottavuuttaan. Lopullisen iskun romanttiselle Mars-kuvalle antoi avaruustutkimus. Mariner 4 lensi Marsin ohi vuonna 1965 ja lähetti ensimmäiset lähikuvat planeetan pinnasta.
Valtavasta keinotekoisesta kanavaverkostosta ei tietenkään löytynyt mitään jälkiä.
Sensaatiomainen säteily
Ranskalainen fyysikko René Blondlot teki vuonna 1903 sensaatiomaisen ilmoituksen: hän oli löytänyt kokonaan uudenlaista säteilyä.
Blondlot nimesi löytönsä kotikaupunkinsa Nancyn mukaan N-säteiksi. Pian muutkin tutkijat riensivät kilpaa ilmoittamaan havainneensa samaisia säteitä. N-säteiden väitettiin olevan peräisin muun muassa Auringosta sekä ihmisten ja eläinten elintoiminnoista.
Innostus oli valtavaa ja muutamassa vuodessa N-säteistä julkaistiin satoja tieteellisiä artikkeleita.
Oli vain yksi pikkuinen ongelma: N-säteitä ei ollut olemassa.
Yhdysvaltalainen fyysikko Robert W. Wood matkusti vuonna 1904 Blondlot’n laboratorioon seuraamaan kokeita. Pimeässä labrassa Wood otti laitteistosta salaa pois kokeessa olennaisen prisman. Poistolla ei ollut mitään vaikutusta: Blondlot kertoi edelleen näkevänsä odotetut muutokset.
Wood julkaisi havaintonsa Nature-lehdessä, ja usko N-säteisiin romahti sen myötä yhtä nopeasti kuin se oli alkanutkin.
Tapausta pidetään nykyään klassisena esimerkkinä havaintoharhasta ja tutkijan omien odotusten vaikutuksesta. Lukuisat arvostetut tieteentekijät olivat onnistuneet havaitsemaan ja tutkimaan ilmiötä, jota ei ollut olemassa.
Maailmankaikkeus ei laajene
Albert Einstein mullisti käsityksemme maailmankaikkeudesta yleisellä suhteellisuusteoriallaan vuonna 1915. Mutta edes Einstein itse ei ollut valmis siihen, mitä hänen omat yhtälönsä vääjämättä näyttivät ehdottavan.
Ajan yleisen käsityksen mukaisesti Einstein piti maailmankaikkeutta suurin piirtein staattisena: universumi ei kokonaisuutena laajentunut eikä supistunut. Hänen yhtälönsä eivät kuitenkaan osoittaneet tällaista maailmankaikkeutta.
Ratkaisuksi Einstein lisäsi niihin vuonna 1917 kosmologisen vakion, jonka avulla oli mahdollista rakentaa staattinen universumimalli.
Sitten alkoi putkahdella havaintoja, jotka muuttivat ymmärryksemme maailmankaikkeudesta.
1920-luvulla tähtitieteilijät havainnoivat, että maailmankaikkeus ei näyttänytkään olevan muuttumaton. Vuonna 1927 Georges Lemaître esitti yleiseen suhteellisuusteoriaan perustuvan laajenevan maailmankaikkeuden mallin. Kaksi vuotta myöhemmin Edwin Hubble julkaisi havaintoaineiston, jossa galaksit etääntyvät sitä nopeammin, mitä kauempana ne olivat.
Einsteinin staattista universumia ei enää tarvittu.
Tarinaan liitetään usein väite, jonka mukaan Einstein olisi myöhemmin kutsunut kosmologisen vakion lisäämistä elämänsä ”suurimmaksi munaukseksi”. Sitaatin aitoudesta ei kuitenkaan ole varmuutta.
Mahahaavan aiheuttavat stressi ja elämäntavat
Vielä 1980-luvun alussa mahahaavan merkittävimpinä aiheuttajina pidettiin stressiä ja elämäntapoja; näin ajateltiin myös lääketieteen piireissä. Ajatus siitä, että mahalaukussa voisi elää sairauden aiheuttavia bakteereita, vaikutti epätodennäköiseltä – onhan vatsahappo erittäin voimakasta.
Australialaiset tutkijat Robin Warren ja Barry Marshall olivat kuitenkin eri mieltä. Warren oli havainnut mahakudoksessa kaarevia bakteereita, joita kaksikko onnistui vuonna 1982 kasvattamaan laboratoriossa. Kyseessä oli bakteeri, joka sai myöhemmin nimekseen Helicobacter pylori.
Mutta eläinkokeet eivät onnistuneet, sillä helikobakteeri ei aiheuttanut mahahaavoja hiirille tai sioille. Lukuisista julkaistuista artikkeleista huolimatta tiedeyhteisö ei ollut vakuuttunut.
Turhautunut Marshall päätti viedä tutkimuksen poikkeuksellisen pitkälle. Vuonna 1984 hän joi itse H. pylori -bakteereita sisältävää viljelmää. Viikon päästä alkoivat tuskaiset vatsakivut ja oksentaminen; hänelle oli kehittynyt mahalaukun tulehdus eli gastriitti. Marshall lääkitsi itsensä kuntoon antibiooteilla.
Seuraavien vuosien tutkimukset osoittivat, että H. pylori on keskeinen syy maha- ja pohjukaissuolihaavoihin ja että bakteerin hävittäminen antibiooteilla voi estää sairauden uusiutumisen. Löytö mullisti mahahaavan hoidon. Vuonna 2005 Warren ja Marshall saivat työstään lääketieteen Nobel-palkinnon.
Virheellinen oletus mahahaavan aiheuttajasta on kansan joukossa edelleen totena kerrottava fakta, mutta tiede on todistanut toisin.
Lue myös: 10 hullua tiedemiestä, jotka tekivät kokeita itsellään
Ihmisellä on 48 kromosomia
Tiedämme nykyään, että tavallisessa ihmisen somaattisessa solussa (kaikki muut solut paitsi sukusolut ja niiden kantasolut) on 46 kromosomia eli 23 paria.
Vielä 1950-luvulla oppikirjasta olisi kuitenkin voinut löytyä luku 48.
Yhdysvaltalainen eläintieteilijä Theophilus Painter tutki ihmisen soluja 1920-luvulla ja päätyi vuonna 1921 siihen, että kromosomeja oli 48. Lukumäärä vakiintui tieteessä ja säilyi hyväksyttynä yli kolmen vuosikymmenen ajan.
Painterin havaintoa ei kyseenalaistettu – pitkälti siksi, että kromosomien laskeminen ei tuon ajan menetelmillä ollut helppoa. Kromosomit saattoivat olla mikroskooppinäytteissä päällekkäin ja muodostaa sotkuisen ryppään, josta yksittäisten kromosomien erottaminen sen ajan värjäystekniikoilla oli äärimmäisen hankalaa.
Vuonna 1955 indonesialainen geneetikko Joe Hin Tjio työskenteli ruotsalaisessa Lundin yliopistossa professori Albert Levanin laboratoriossa. Hin Tjio ja Levan rupesivat kehittämään soluviljely-, preparointi- ja värjäysmenetelmiä, ja saivat kromosomit levittäytymään näytteissä paremmin. Vuonna 1956 julkaistiin tutkimusten tulos: ihmisen soluissa oli 46 kromosomia. Havainto vahvistettiin pian myös muissa tutkimuksissa.
Hieman koomista on se, että DNA:n rakenne saatiin selville jo vuonna 1953, mutta ihmisen kromosomien oikeaa määrää ei tuolloin vielä tiedetty.
Mantereet eivät voi liikkua
Kun katsoo Etelä-Amerikan itärannikkoa ja Afrikan länsirannikkoa kartalla, ne näyttävät sopivan yhteen kuin palapelin palat.
Saksalainen geofyysikko ja meteorologi Alfred Wegener ei ollut ensimmäinen tämän huomannut, mutta vuonna 1912 hän esitti tieteellisen teorian, jonka mukaan nykyiset mantereet olivat joskus muodostaneet suuremman kokonaisuuden ja ajautuneet vähitellen erilleen.
Todisteitakin oli. Eri mantereilta löytyi samanlaisia fossiileja ja geologisia muodostumia, ja rannikoiden muodot näyttivät sopivan hämmästyttävän hyvin yhteen.
Ongelma oli kuitenkin valtava, sillä Wegener ei pystynyt esittämään uskottavaa mekanismia, joka olisi saanut kokonaiset mantereet liikkumaan. Monet geologit hylkäsivätkin mannerliikunnot, ja teoria pysyi vuosikymmeniä tieteen marginaalissa.
Vasta 1950-luvulla lisääntynyt valtamerten pohjan tutkiminen alkoi muuttaa mielipiteitä. Merenpohjan laajenemisesta kertynyt näyttö ja lopulta laattatektoniikan kehittyminen osoittivat, että maankuori todella koostuu liikkuvista laatoista.
Wegener oli väärässä monista yksityiskohdista, mutta hänen perimmäinen teoriansa osui oikeaan: mantereet todella liikkuvat.
Lue myös: