V prvih enajstih poglavjih smo postopoma gradili razumevanje raziskovalnega programa BGA.

Spoznali smo razliko med kemijsko sestavo in organizacijo sistema, med energijo in energijskim tokom ter med meritvijo in njeno razlago.

Zdaj pa pridemo do vprašanja, ki je verjetno najpomembnejše v celotni seriji.

Kaj pravzaprav meri raziskovalni instrument?

To vprašanje se zdi preprosto.

V resnici pa predstavlja eno najtežjih nalog vsake nove znanstvene hipoteze.

Vsaka meritev se začne z opazovanjem

Preden znanost nekaj razloži, mora najprej ugotoviti, da pojav sploh obstaja.

To velja za vse velike znanstvene preboje.

Najprej opazimo pojav.

Šele nato razvijemo teorijo.

Prav zato je pomembno razlikovati med dvema popolnoma različnima vprašanjema.

Prvo je:

Ali instrument zazna ponovljivo spremembo?

Drugo pa:

Kaj ta sprememba pomeni?

Prvo vprašanje je eksperimentalno.

Drugo je teoretično.

Obeh ne smemo zamenjevati.

Ko besede postanejo preširoke

V razpravah o BGA se pogosto pojavljajo izrazi, kot so:

• šibko polje,
• energija snovi,
• informacija elementov.

Na prvi pogled zvenijo znanstveno.

Toda fizika zahteva nekaj več.

Vsak pojem mora biti natančno definiran.

Če govorimo o električnem polju, mora biti jasno, kako ga merimo.

Če govorimo o magnetnem polju, mora biti znana njegova fizikalna enota.

Če govorimo o energiji, mora biti določeno, za katero obliko energije gre.

Brez takšnih definicij izrazi izgubijo svojo napovedno moč.

To ni kritika raziskovalnega programa BGA.

To je osnovno pravilo znanstvene metode.

Kaj predlaga patent?

Patent opisuje postopek priprave materiala in prikazuje spremembe signalov med meritvami.

Prikazane so valovne oblike, grafični zapisi in primerjave med vzorci.

To pomeni, da raziskovalci poročajo o opazovanih spremembah.

Patent pa ne določa, kateri fizikalni parameter ti signali predstavljajo.

Prav zato danes še ne moremo trditi, da vemo, kaj instrument meri.

Lahko pa povsem legitimno raziskujemo, ali so meritve ponovljive in ali jih je mogoče neodvisno preveriti.

Od opazovanja do razlage

Predstavljajmo si, da instrument pri obdelanem vzorcu vedno pokaže drugačen signal.

To je pomembno opazovanje.

Toda samo po sebi še ne pove, zakaj je do spremembe prišlo.

Možnosti je več.

Signal bi lahko odražal:

• spremembo električne prevodnosti,
• spremembo dielektričnih lastnosti,
• spremembo površinskega potenciala,
• spremembo elektromagnetnega odziva,
• ali pa nek drug fizikalni pojav, ki ga danes še ne razumemo.

Naloga raziskovalcev ni, da izberejo razlago, ki jim je najbolj všeč.

Naloga raziskovalcev je, da s poskusi ugotovijo, katera razlaga najbolje ustreza podatkom.

Kako bi hipotezo preverili?

Prav tu postane raziskovalni program zanimiv.

Namesto vprašanja:

Ali ima BGA prav?

lahko zastavimo precej bolj znanstveno vprašanje:

Kako bi to preverili?

Na primer.

Če instrument trdi, da zazna spremembe, povezane z elementi v tleh, jih lahko primerjamo z uveljavljenimi metodami, kot je ICP-MS, ki omogoča zelo natančno določanje elementne sestave.

Če obstaja močna povezava med obema metodama, dobimo pomemben podatek.

Če povezave ni, moramo raziskati, ali instrument morda meri povsem drugačno lastnost sistema.

Podobno velja za izraz »energija materiala«.

Če bi instrument zaznaval lastnost, povezano s kemično energijo, bi bilo smiselno rezultate primerjati z meritvami, ki jih omogoča bombni kalorimeter.

Takšni poskusi ne bi dokazali pravilnosti ali nepravilnosti hipoteze.

Bi pa pomagali natančneje določiti, kaj instrument dejansko meri.

Zakaj je to pomembno?

Nova znanstvena hipoteza ne postane sprejeta zato, ker je zanimiva.

Postane sprejeta zato, ker omogoča napovedi, ki jih lahko drugi raziskovalci neodvisno preverijo.

Prav zato so kalibracija, kontrolni poskusi, primerjave z uveljavljenimi metodami in statistična analiza nepogrešljivi deli raziskovalnega procesa.

Most med opazovanjem in razumevanjem ni zgrajen iz besed.

Zgrajen je iz eksperimentov.

Glas avtorja patenta

Po razpravi o tem poglavju je dr. Zhang zapisal misel, ki dobro povzema raziskovalni izziv:

»Rezultatov več desetletij raziskav ni mogoče razumeti v enem trenutku. Pomembno ni, da takoj poznamo vse odgovore, ampak da postopoma razumemo sam proces.«

Ta misel izraža bistvo znanstvenega raziskovanja.

Napredek ne nastane z dokončnimi trditvami, temveč z zaporedjem preverljivih vprašanj.

Kaj ta članek ne trdi

Ta članek ne trdi, da instrument BGA meri novo fizikalno veličino.

Ne trdi niti, da so vsi uporabljeni izrazi že dovolj natančno definirani.

Poudarja pa nekaj bistvenega:

Vsaka nova raziskovalna ideja mora najprej jasno opredeliti, kaj meri, nato pa pokazati, da je to mogoče neodvisno ponoviti in preveriti.

Kaj smo ugotovili?

✔ Meritve in njihove razlage niso isto.

✔ Patent opisuje opazovane spremembe signalov, ne pa njihove dokončne fizikalne razlage.

✔ Izrazi, kot so »šibko polje«, »informacija elementov« ali »energija snovi«, bodo morali biti v prihodnjih raziskavah natančno opredeljeni.

✔ Najmočnejši način preverjanja hipoteze so primerjalni poskusi z uveljavljenimi analitskimi metodami.

✔ Znanost napreduje od opazovanja, preko meritev, do razlage – ne obratno.

Ključna misel poglavja

Opazovani signal je začetek raziskovanja. Znanstvena razlaga se začne šele takrat, ko vemo, kaj signal predstavlja in ko lahko njegovo razlago neodvisno preverimo.

Dvanajsto poglavje pomeni pomemben premik v seriji.

Ne sprašujemo se več le, kaj patent trdi.

Sprašujemo se, kako njegove trditve preveriti.

To je trenutek, ko raziskovalna hipoteza stopi na pot znanstvene metode.

V naslednjem poglavju bomo naredili naslednji logični korak.

Ali imajo živi sistemi sposobnost zaznavati fizikalne spremembe svojega okolja, še preden se te izrazijo kot kemijske spremembe?

To vprašanje povezuje rastlinsko fiziologijo, biofiziko in ekologijo ter odpira novo raziskovalno področje, ki bo zahtevalo sodelovanje več znanstvenih disciplin.