Vi kan da altid stole på eksperimenter og målinger – eller kan vi?
more_vert
close
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.
værd at vide

Vi kan da altid stole på eksperimenter og målinger – eller kan vi?

Da jeg var ung postdoc for mange år siden på et britisk universitet, beskrev min forskningsgruppes førende teoretiker forskellen mellem teoretikere og eksperimentalister på denne måde:

'Den eneste, der tror på en teori, er vedkommende, der har lavet teorien. Den eneste, som ikke tror på et eksperiment, er vedkommende, der har udført det.'

I det udsagn ligger, at teoretikere ofte er flyvske med vilde ideer (tænk på Holger Bech Nielsen), mens eksperimentalister afdækker den sande natur (tænk på Lene Vestergaard Hau), og at den gode eksperimentalist er den eneste, der kender til de betingelser, der kan have umuliggjort et korrekt udført eksperiment.

Da Albert Einstein i 1919 blev spurgt om, hvordan han ville have opfattet det, hvis Arthur Eddingtons observationer under en solformørkelse ikke havde bekræftet den generelle relativitetsteori, svarede han efter sigende: »Så ville jeg have været ked af på Vor Herres vegne, for teorien er korrekt.«

Almindeligvis er det dog sådan, at eksperimenter bruger man til at afvise teorier eller understøtte dem (men ikke bevise dem), og derfor er eksperimenter på mange måde finere end teorier.

Selv om Nobelprisen i fysik ofte gives til teoretikere (Einstein, Bohr, Higgs osv.), får de først deres priser, når teorierne har vist deres værdi i eksperimenter.

Men det er stadig sådan, at ved man ikke bedre, så vil de fleste antage, at eksperimentet er korrekt, og teorien er forkert, hvis der ikke er overensstemmelse mellem de to.

Vandmodel mere korrekt end vandmåler

Jeg blev mindet om det, da jeg i mandags besøgte Danmarks Meteorologiske Institut, hvor jeg bl.a. talte med Jacob Woge Nielsen, der arbejder med DMI’s bølgemodeller, der bestod deres prøve med glamour under den stille stormflod 4.-5. januar.

Læs også: Nutidens 100-årshændelser er fremtidens 20-årshændelser

Der var mindre uoverensstemmelser mellem modellens forudsigelser og de faktiske observerede målinger enkelte steder. Men forskellene var generelt meget små – bortset fra et enkelt sted, hvor måling og forudsigelse var væsentlig forskellig.

»Normal ville vi have troet på målingen og brugt mange ressourcer på at finde fejlen i vores model,« forklarede Jacob Woge mig.

Men i dette tilfælde var man så heldig, at der var to målestationer meget tæt ved hinanden, og data fra den anden målestation stemte perfekt overens med modellens forudsigelser. Der var altså tale om en fejl på den måler, som viste noget væsentligt andet end modellens forudsigelse.

Nogle gange kan man have en forventning om, at et usædvanligt eksperimentelt resultat skyldes en fejl. Det gælder f.eks. eksperimentet på Cern for nogle år siden, der viste, at neutrinoer bevægede sig hurtigere end lyset.

Forskerne havde selv forgæves søgt at finde en eksperimentel fejl, inden de sammenskrev og offentligjorde deres artikel under stor opmærksomhed, for sidenhen at måtte krybe til korset, da det viste sig, at det helt usædvanlige resultat skyldtes et fiberoptisk kabel, der var løst forbundet.

Det kostede forskernes talsmand jobbet.

Læs også: Forskertalsmand for hurtigere-end-lys-eksperiment smidt på porten

Naturvidenskabens teorier skal altid testes op mod naturens egne fakta, men nogle gange er fakta ikke, hvad man umiddelbart kunne tro.

Vaccine mod fake news

Misforståede fakta kan være nok så problematisk. Et voksende og mere alvorligt problem er dog, når offentligheden bliver præsenteret for fakta, som er bevidst falske.

Når fake news breder sig som en sygdom, er det naturligt at se på, om der ikke findes en vaccine.

I en artikel i Global Challenges forklarer Sander van der Linden fra University of Cambridge i England sammen med tre kolleger fra USA, at modstandskraften over for misinformation øges, når det i forbindelse med kommunikation af videnskabelige resultater samtidig – hvor det er relevant – oplyses, at mange vil have interesse i at bringe denne forskning i miskredit.

»Det hjælper at give en form for kognitivt repertoire, som opbygger modstandskraft over for misinformation,« siger Sander van der Linden til BBC.

Og her er det, at jeg nok skal oplyse til alle tænkelige debattører, at den konkrete forskningsartikel er baseret på en undersøgelse af amerikanske borgeres holdning og viden om klimaforandringer. Så kan man jo selv bestemme, om man vil tage imod vaccinationen eller ej.

Kan videnskabelige opdagelser forudsiges?

I papirudgaven af Ingeniøren i denne uge har jeg skrevet en større artikel om predictive policing, som er et nyt politiværktøj, der hastigt vinder frem til forudsigelse af steder med forhøjet risiko for kriminalitet – artiklen kommer senere online her på ing.dk. Som omtalt i artiklen giver predictive policing både muligheder og anledning til overvejelser.

Men det er ikke alene politiarbejde, som man søger at forudsige på bedre og bedre vis. Science har i denne uge en række artikler, der fokuserer på forbedrede metoder til forudsigelser inden for en lang række forhold fra valg til politisk vold. Flere af disse artikler ser ud til at fortjene en dybere opmærksomhed på et senere tidspunkt.

I denne videnskabsklumme vil jeg dog særligt fremhæve et essay fra Aaron Clauset fra University of Colorado i USA og to medforfattere, der ser på muligheden for at forudsige videnskabelige gennembrud samt hvorfra og fra hvem, de vil komme.

I hele diskussionen omkring fordelingen af forskningsmidler til fri kontra strategisk forskning er det et vigtigt emne.

Clauset og co. slår fast, at selvfølgelig kan man benytte videnskabelige metoder til at forstå den videnskabelige proces (science of science).

Et afgørende problem er dog, at det meste af denne forskning-i-forskning er baseret på observationer, og at der kun i meget sjældne tilfælde udføres eksperimenter. Et forsøg blev gjort ved en it-konference for et par år siden, hvor en tiendedel de indsendte artikler blev udsat for to bedømmelser, før de blev accepteret til konferencen. Det lidt nedslående resultat var, at en meget stor del af de artikler, som i første omgang blev accepteret, blev afvist i anden omgang.

Konklusionen, som Clauset drager, er, at mange opdagelser i et vist omfang kan forudsiges overraskende godt bl.a. baseret på, hvordan omtalen af tidligere opdagelser akkumulerer sig over tid. Helt forventede opdagelser var eksempelvis gravitationsbølger og Higgsbosonen.

Men skribenterne slutter med en advarsel mod at tro, at alt kan forudsiges. Penicillin og den kosmiske baggrundsstråling hører eksempelvis til kategorien af helt uventede opdagelser. Et sted midt imellem falder opdagelsen af evolution og differentialregning.

Snarere end at forsøge at forudsige individuelle opdagelser synes det mest effektive at være opdyrkning og vedligehold af et sundt økosystem for forskningen, mener forfatterne. Og hvad det er, kan man så spekulere mere over eller forsøge at forske sig frem til.

Bedre prognoser og forudsigelser vil dog være et vigtigt forskningsfelt, for fremtiden indeholder jo alt det, som er Værd at Vide.

Hvis der er noget vi ingeniører skulle have lært, så er det vel en kritisk, men objektiv vurdering af ens egne og andres teorier, målemetoder, resultater og postulater. Mao. sund fornuft.

Eksempelvis: "Brændeovnsrøg forårsager 400+ for tidlige dødsfald pr år".

En polytekniker ville vel stå et skridt tilbage og spørge - ahem, øh kan det nu lige passe? For hvis det var sandt, ville vi så ikke have udryddet hinanden da vi begyndte at tænde bål i hulerne?

Og dernæst spørge hvordan er det er målt og hvordan er resultaterne behandlet? Osv.

Men det er jo nu blevet et religiøst emne og jeg kan allerede fornemme de første uforbrændte brændestykker begynde at falde fra de overbevistes himmel.

  • 9
  • 1

Eksempelvis: "Brændeovnsrøg forårsager 400+ for tidlige dødsfald pr år".
En polytekniker ville vel stå et skridt tilbage og spørge - ahem, øh kan det nu lige passe? For hvis det var sandt, ville vi så ikke have udryddet hinanden da vi begyndte at tænde bål i hulerne?


En rigtig polytekniker ville nok nærmere sætte sig ind i, hvad begrebet dækker over i stedet for at fremsætte den slags udsagn.

Fx kan for tidlige dødsfald ikke anvendes, hvis alle bor i huler med bål. Du er nødt til at have to grupper mennesker, hvor den ene er udsat for en påvirkning, som den anden ikke er. Så kan du over tid se, om der i den ene gruppe er flere, der dør tidligere end forventet, end i den anden.

Der er vel ingen, der vil anfægte, at der blandt rygere er flere, der dør tidligere end forventet, end blandt ikke-rygere. Men hvis alle røg lige meget, ville det være umuligt at konstatere noget om tobaksrygnings skadevirkninger ved at se på levetider. Det ville i øvrigt heller ikke udrydde menneskeheden - blot give en lavere gennemsnitslevetid.

Så dit hule- og bålargument holder ingen steder.

Følgende er sakset fra ing.dk:

Naja Hulvej Rod, lektor på Institut for Folkesundhedsvidenskab, Afdeling for Social Medicin, på Københavns Universitet svarer:
Nu kender jeg jo ikke antagelserne bag hvert af disse udsagn, men generelt vil jeg mene, at udsagn af typen : 'xxx medfører det en overdødelighed på yyy personer pr. år.' baserer sig på en statistisk metode kaldet overlevelsesanalyse.
Princippet i denne analysestrategi er, at man følger en gruppe personer, der er eksponeret til en given belastning (f.eks. stress) over tid og sammenligner deres overlevelseskurve med overlevelseskurven for en gruppe personer, der ikke er eksponeret. På den måde sammenligner man den reelle overlevelse med den forventede.
Hvis man så får et resultat, der viser en overdødelighed på f.eks. 1,4, vil det sige, at gruppen af stressede i gennemsnit har en 40 procent højere risiko for at dø tidligere end forventet, sammenlignet med dem, der ikke er stressede.
Hvis dødeligheden er højere hos dem med stress, sammenlignet med dem uden, kan man også via nogle antagelser om kausalitet beregne et tilsvarende antal personer pr. år, der vil dø som følge af eksponeringen.

  • 2
  • 0

Hvorfor var det lige, at brænderøg kom til at præge debatten?

Jeg har faktisk lige ved selv at flette noget ind om brænderøg, men jeg lod være, for netop ikke få den ophidsede debat fra andre tråde derom til at sprede sig yderligere.

Jeg giver tomlen op til næste debatindlæg uden røg. Så undlad venligst at besvare mit spørgsmål.

  • 4
  • 0

Eksempelvis: "Brændeovnsrøg forårsager 400+ for tidlige dødsfald pr år".

Det skønnes, at der i stenalderen (ca. 5000 år f.kr.) levede omkring 10.000 personer i Danmark. Populationen var dermed ca. 500 gange mindre end i dag. Det samme var befolkningstætheden og dermed var partikelfortyndingen 500 gange større end i dag.

Lad os dertil antage, at brugen af brændeovne og ildsteder var 100 gange mere intensiv end i vore tider. Med andre ord var der i stenalderen 400 x 100/(500x500) = 0,16 for tidlige dødsfald pr. år :-)

Spøg til side. Hvis man ønsker ud uddybe sin viden om brændeovne og brændeovnsrøg på et videnskabeligt og veldokumenteret grundlag kan man besøge det 15. Holzenergie-Symposium på Einsteins gamle højskole i Zürich i 2018.

I mellemtiden kan blive klogere ved at downloade de mange tidligere proceedings og indlæg som f.eks. dette.

  • 0
  • 1

Lad mig supplere Ramskovs oplysende artikel ved at gøre opmærksom på Nassim Nicholas Taleb’s black swan teori, som beskriver en hændelse, ”that comes as a surprise, has a major effect, and is often inappropriately rationalized after the fact with the benefit of hindsight.”

Wikipedia har en glimrende introduktion.

Eksempler på sortsvane begivenheder er Flemings opdagelse af penicillin (som nævnt i Ramskovs artikel), men også internettets udbredelse, den personlige computer, Sovjetunionens opløsning og 9/11 terrorangrebet.

I den forbindelse er ”Fat-tailed distribution” også af interesse.

Talebs bog ”The black Swan” er en bestseller. Mere om forfatterens virke her.

  • 3
  • 0