สมมติฐานที่มีชื่อเสียงสามข้อและได้รับการทดสอบอย่างไร

เข้าสู่อาเธอร์เดวิสแฮสเลอร์ผู้ล่วงลับ ในขณะที่นักนิเวศวิทยาและนักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยวิสคอนซินเขารู้สึกทึ่งกับคำถามที่ว่าสิ่งมีชีวิตเหล่านี้พบลำธารในบ้านของพวกมันได้อย่างไร และในปีพ. ศ. 2503 เขาใช้หลักการพื้นฐานของวิทยาศาสตร์ - สมมติฐาน - เพื่อค้นหา

สมมุติฐานคืออะไร? สมมติฐานเป็นคำอธิบายเบื้องต้นที่สามารถทดสอบได้สำหรับปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ในธรรมชาติ สมมติฐานมีขอบเขตแคบ - ต่างจากทฤษฎีซึ่งครอบคลุมปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ในวงกว้างและดึงมาจากหลักฐานหลายบรรทัด ในขณะเดียวกันการคาดคะเนคือผลลัพธ์ที่คุณคาดว่าจะได้รับหากสมมติฐานหรือทฤษฎีของคุณถูกต้อง

ย้อนกลับไปในปี 1960 แฮสเลอร์และปลาแซลมอนเหล่านั้น ความคิดที่ไม่ได้รับการยืนยันอย่างหนึ่งคือปลาแซลมอน Coho ใช้สายตาในการค้นหาสตรีมบ้านของพวกเขา แฮสเลอร์ตั้งเป้าที่จะทดสอบแนวความคิดนี้ (หรือสมมติฐาน) ขั้นแรกเขารวบรวมปลาหลายตัวที่กลับไปที่ลำธารพื้นเมืองของพวกมันแล้ว จากนั้นเขาปิดตาเชลยบางส่วน - แต่ไม่ใช่ทั้งหมด - ก่อนที่จะทิ้งปลาแซลมอนของเขาลงในน้ำที่ห่างไกลออกไป หากสมมติฐานการมองเห็นถูกต้องแฮสเลอร์อาจคาดหวังว่าปลาที่ปิดตาจะกลับไปที่ลำธารบ้านของพวกเขาได้น้อยลง

สิ่งต่าง ๆ ไม่เป็นไปตามนั้น ปลาโดยไม่ต้องปิดตากลับมาในอัตราเดียวกันเป็นคู่ปิดตาของพวกเขา (การทดลองอื่น ๆ แสดงให้เห็นว่ากลิ่นไม่ใช่สายตาเป็นกุญแจสำคัญของความสามารถในการกลับบ้านของสปีชีส์)

แม้ว่าสมมติฐานการปิดตาของ Hasler จะไม่ได้รับการพิสูจน์ แต่คนอื่น ๆ ก็มีอาการดีขึ้น วันนี้เรากำลังดูการทดลองที่รู้จักกันดีที่สุดสามครั้งในประวัติศาสตร์และสมมติฐานที่พวกเขาทดสอบ

Ivan Pavlov และสุนัขของเขา (2446-2478)

สมมติฐาน : หากสุนัขมีความอ่อนไหวต่อการตอบสนองตามเงื่อนไข (น้ำลายไหล) สุนัขที่สัมผัสกับสิ่งกระตุ้นที่เป็นกลางแบบเดียวกันเป็นประจำ(เครื่องเมตรอนอม / ระฆัง) ก่อนที่มันจะได้รับอาหารจะเชื่อมโยงสิ่งกระตุ้นที่เป็นกลางนี้กับการกิน ในที่สุดสุนัขควรเริ่มน้ำลายไหลในอัตราที่คาดเดาได้เมื่อพบสิ่งกระตุ้นดังกล่าวแม้ว่าจะมีการให้อาหารจริงก็ตาม

ทดลอง : เป็นรางวัลโนเบลผู้ชนะและนักวิจารณ์ปากกล้าของลัทธิคอมมิวนิสต์โซเวียต Ivan Pavlov ตรงกันกับเพื่อนที่ดีที่สุดของมนุษย์ ในปี 1903 นักวิทยาศาสตร์รัสเซียเกิด kicked off ชุดนานหลายสิบปีของการทดลองที่เกี่ยวข้องกับสุนัขและการตอบสนองปรับอากาศ

เสนออาหารให้กับสุนัขที่หิวโหยแล้วมันจะน้ำลายไหล ในบริบทนี้สิ่งกระตุ้น (อาหาร) จะกระตุ้นการตอบสนองเฉพาะ (น้ำลายไหล) โดยอัตโนมัติ อย่างหลังนี้เป็นปฏิกิริยาโดยธรรมชาติที่ไม่มีการเรียนรู้ต่ออดีต

ในทางตรงกันข้ามเสียงที่เป็นจังหวะของเครื่องเมตรอนอมหรือระฆังเป็นสิ่งเร้าที่เป็นกลาง สำหรับสุนัขเสียงดังไม่มีความหมายโดยธรรมชาติและหากสัตว์ไม่เคยได้ยินมาก่อนเสียงจะไม่กระตุ้นปฏิกิริยาตามสัญชาตญาณ แต่สายตาของอาหารจะแน่นอน

ดังนั้นเมื่อ Pavlov และผู้ช่วยในห้องปฏิบัติการของเขาเล่นเสียงเครื่องเมตรอนอม / กระดิ่งก่อนการให้อาหารนักวิจัยจึงกำหนดให้สุนัขทดสอบเชื่อมโยงเครื่องเมตรอนอม / ระฆังกับเวลารับประทานอาหาร เนื่องจากการสัมผัสซ้ำ ๆ เสียงเพียงอย่างเดียวจึงทำให้สุนัขมีน้ำในปากก่อนที่พวกเขาจะได้รับอาหาร

จากข้อมูลของ " Ivan Pavlov: A Russian Life in Science " โดย Daniel P. Todes นักเขียนชีวประวัตินวัตกรรมที่ยิ่งใหญ่ของ Pavlov นี่คือการค้นพบของเขาว่าเขาสามารถหาปริมาณปฏิกิริยาของสุนัขแต่ละตัวได้โดยการวัดปริมาณน้ำลายที่สร้างขึ้น สุนัขทุกตัวจะลดลงอย่างคาดเดาได้ในอัตราที่สม่ำเสมอของตัวเองเมื่อพบคิวที่เกี่ยวข้องกับอาหารส่วนบุคคล (และเทียม)

Pavlov และผู้ช่วยของเขาใช้การตอบสนองที่มีเงื่อนไขเพื่อดูสมมติฐานอื่น ๆ เกี่ยวกับสรีรวิทยาของสัตว์ด้วย ในการทดลองที่น่าทึ่งสุนัขได้รับการทดสอบความสามารถในการบอกเวลา สุนัขตัวนี้ได้รับอาหารเสมอเมื่อได้ยินเสียงคลิกเครื่องเมตรอนอมในอัตรา 60 จังหวะต่อนาที แต่มันไม่เคยได้รับอาหารเลยหลังจากฟังจังหวะที่ช้าลง 40 จังหวะต่อนาที แท้จริงและดูเถิดสัตว์ Pavlov เริ่มน้ำลายในการตอบสนองต่อจังหวะเร็วขึ้น - แต่ไม่ช้าหนึ่ง เห็นได้ชัดว่ามันสามารถบอกจังหวะการเต้นของทั้งสองออกจากกันได้

คำตัดสิน : ด้วยการปรับสภาพที่เหมาะสมและความอดทนอย่างมากคุณสามารถทำให้สุนัขที่หิวโหยตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่เป็นกลางได้โดยการทำให้น้ำลายสอด้วยวิธีที่สามารถคาดเดาได้และเชิงปริมาณทางวิทยาศาสตร์

ปริซึมที่เปล่งประกายของไอแซกนิวตัน (1665)

สมมติฐาน : หากแสงแดดสีขาวเป็นส่วนผสมของสีทั้งหมดในสเปกตรัมที่มองเห็นได้และการเดินทางเหล่านี้ในช่วงความยาวคลื่นที่แตกต่างกันสีแต่ละสีจะหักเหในมุมที่ต่างกันเมื่อลำแสงของแสงแดดผ่านปริซึมแก้ว

การทดลอง : สีเป็นปริศนาทางวิทยาศาสตร์ก่อนที่ไอแซกนิวตันจะเข้ามา ในช่วงฤดูร้อนปี 1665 เขาเริ่มทดลองใช้ปริซึมแก้วจากความปลอดภัยของห้องมืดในเคมบริดจ์ประเทศอังกฤษ

เขาตัดรูวงกลมหนึ่งในสี่นิ้ว (0.63 เซนติเมตร) ลงในบานประตูหน้าต่างบานใดบานหนึ่งเพื่อให้แสงแดดส่องเข้ามาในสถานที่ เมื่อนิวตันยื่นปริซึมขึ้นกับรังสีนี้จะมีการฉายแสงหลากสีเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าบนผนังด้านตรงข้าม

ซึ่งมีการแยกชั้นของแสงสีแดงสีส้มสีเหลืองสีเขียวสีฟ้าสีครามและสีม่วง จากบนลงล่างแพตช์นี้มีความสูง 13.5 นิ้ว (33.65 เซนติเมตร) แต่ก็มีความสูงเพียง 2.6 นิ้ว (6.6 เซนติเมตร)

นิวตันอนุมานได้ว่าสีที่สดใสเหล่านี้ซ่อนตัวอยู่ในแสงแดด แต่ปริซึมนั้นงอ (หรือ "หักเห") ในมุมที่ต่างกันซึ่งแยกสีออก

ถึงกระนั้นเขาก็ยังไม่แน่ใจ 100 เปอร์เซ็นต์ นิวตันจึงจำลองการทดลองโดยมีการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ อย่างหนึ่ง คราวนี้เขาหยิบปริซึมที่สองและให้มันสกัดกั้นแสงที่เหมือนรุ้ง เมื่อสีที่หักเหเข้าสู่ปริซึมใหม่แล้วพวกมันจะรวมตัวกันใหม่เป็นลำแสงสีขาวทรงกลม กล่าวอีกนัยหนึ่งนิวตันได้รับรังสีของแสงสีขาวแตกออกเป็นกลุ่มสีที่แตกต่างกันแล้วนำมาประกอบกันใหม่ ช่างเป็นเคล็ดลับปาร์ตี้สุดเนี้ยบ!

คำตัดสิน : แสงแดดเป็นส่วนผสมของสีทั้งหมดในรุ้ง - และใช่สิ่งเหล่านี้สามารถแยกออกจากกันได้โดยการหักเหของแสง

ปลาดาวเปิดเผยของ Robert Paine (2506-2512)

สมมติฐาน : หากนักล่า จำกัด จำนวนประชากรของสิ่งมีชีวิตที่พวกมันโจมตีเราก็คาดหวังว่าเผ่าพันธุ์เหยื่อจะกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นหลังจากการกำจัดผู้ล่ารายใหญ่

การทดลอง : พบกับPisaster ochraceusหรือที่เรียกว่าดาวทะเลสีม่วง (หรือปลาดาวสีม่วงถ้าคุณต้องการ)

โดยใช้กระเพาะอาหารที่ขยายได้สิ่งมีชีวิตจะกินหอยแมลงภู่หอยทากเพรียงหอยทากและเหยื่อเคราะห์ร้ายอื่น ๆ บนโขดหินริมทะเลบางแห่ง (และแอ่งน้ำขึ้นน้ำลง) ตามชายฝั่งของรัฐวอชิงตันปลาดาวนี้เป็นสัตว์นักล่าปลายยอด

สัตว์ดังกล่าวทำให้ Robert Paine เป็นผู้มีชื่อเสียงทางวิทยาศาสตร์ Paine นักนิเวศวิทยาโดยการค้ารู้สึกทึ่งกับบทบาทด้านสิ่งแวดล้อมของนักล่าอันดับต้น ๆ ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2506 เขาเริ่มต้นการทดลองอันทะเยอทะยานที่อ่าวมุกกอว์ของรัฐวอชิงตัน หลายปีผ่านไป Paine ยังคงรักษาส่วนที่เป็นหินของชายฝั่งนี้ให้ปราศจากปลาดาวโดยสิ้นเชิง

มันเป็นงานหนัก Paine ต้องงัดดาวทะเลที่เอาแต่ใจออกจาก "ของเขา" เป็นประจำ - บางครั้งก็ใช้ชะแลง จากนั้นเขาก็โยนพวกมันลงไปในมหาสมุทร

ก่อนการทดลอง Paine ได้สังเกตเห็นสัตว์และสาหร่าย 15 ชนิดที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่เขาตัดสินใจทำการทดสอบ โดยมิถุนายน 1964 - หนึ่งปีหลังจากที่ล้างปลาดาวของเขาเริ่มต้น - ตัวเลขที่ได้ลดลงถึงแปด

โดยไม่ถูกตรวจสอบโดยดาวทะเลสีม่วงทำให้ประชากรเพรียงพุ่งสูงขึ้น ต่อจากนั้นสิ่งเหล่านี้ถูกแทนที่ด้วยหอยแมลงภู่แคลิฟอร์เนียซึ่งเข้ามามีอิทธิพลเหนือภูมิประเทศ โดยการทอดสมอตัวเองกับโขดหินเป็นจำนวนมากหอยแมลงภู่ได้ขยับขยายรูปแบบสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ออกไป สิ่งนี้ทำให้พื้นที่ส่วนใหญ่ไม่สามารถอาศัยอยู่ได้สำหรับผู้อยู่อาศัยในอดีต: แม้แต่ฟองน้ำดอกไม้ทะเลและสาหร่าย - สิ่งมีชีวิตที่Pisaster ochraceusไม่กินก็ถูกขับไล่ไปอย่างมาก

ทุกสายพันธุ์เหล่านั้นยังคงเจริญเติบโตบนชายฝั่งอีกชิ้นหนึ่งที่ Paine ทิ้งไว้โดยไม่มีใครแตะต้อง การทดลองในภายหลังทำให้เขาเชื่อว่าPisaster ochraceusเป็น "สปีชีส์หลัก " สิ่งมีชีวิตที่มีอิทธิพลเหนือสิ่งแวดล้อมอย่างไม่สมส่วน กำจัดคีย์สโตนและระบบทั้งหมดจะไม่เรียบร้อย

คำตัดสิน : นักล่าเอเพ็กซ์ไม่เพียง แต่ส่งผลกระทบต่อสัตว์ที่พวกเขาล่าเท่านั้น การเอานักล่าชั้นนำออกจะทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ที่สามารถเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศทั้งหมดได้โดยพื้นฐาน

ตอนนี้ที่น่าสนใจ

ตรงกันข้ามกับความเชื่อที่เป็นที่นิยม Pavlov แทบไม่เคยใช้ระฆังในการทดลองสุนัขของเขาเลย เขาชอบเครื่องเมตรอนอมเสียงกริ่งฮาร์โมเนียมและเครื่องช็อตไฟฟ้าแทน