Steno og moderne videnskabsteori

Da den moderne videnskab opstod i 1600-tallet, var en af de helt store skikkelser danskeren Niels Stensen (1638-1686), eller Steno som han kaldte sig.

Ikke alene grundlagde han geologien og palæontologien og gjorde store opdagelser som anatom, han var også en nytænkende videnskabsfilosof.

Som ganske ung formulerede han en række af de grundlæggende principper, som eftertidens bedste forskere begyndte at arbejde efter.

Navn styrkede ikke stolthed

Uheldigvis har videnskaben stort set glemt, at disse principper i væsentlig grad kommer fra Steno. Nok mest fordi Stenos var en kontroversiel og efterhånden også noget mystisk person i både samtiden og de følgende 150 år:

Opvokset som stærkt troende i det ortodokst-lutheranske Danmark, men konverteret til katolicismen i Italien. Præsteviet lige efter at han grundlagde den mest religionskritiske videnskab af alle, geologien.

Endt som titulær biskop af den dengang for længst ikke-eksisterede østromerske by Titiopolis i Lilleasien. Og så var han fra det efterhånden betydningsløse Danmark, der lige havde mistet næsten halvdelen af sit område og befolkning til Sverige.

Med andre ord kunne hans navn hverken styrke den nationale stolthed i det lutheranske Danmark eller hos hans mæcener, Medici’erne Ferdinand II og Cosimo III i Firenze.

Opdaget af tre store naturforskere

Fra Stenos død i 1686 til 1830 var hans navn derfor stærkt på vej til at gå i glemmebogen, selv om hans videnskabelige principper og konkrete forskningsresultater hurtigt vandt betydelig udbredelse.

Først omkring 1830 blev Stenos store, men overvejende anonyme betydning for geologien opdaget af tre betydelige naturforskere:

• Grundlæggeren af den moderne universitetsmodel, Alexander von Humboldt,
• grundlæggeren af Frankrigs geologiske undersøgelse, Elie de Beaumont, og
• grundlæggeren af moderne britisk geologi, Charles Lyell, hvis bøger om Jordens umådelige alder og gradvise udvikling inspirerede Darwin til studere Sydamerikas geologi og fossiler og til at udvikle en evolutionsteori for den levende verden.

Palæontologiens forvandling fra religiøs spekulation til videnskab

Men det forblev stort set ukendt, at Stenos mere videnskabsteoretiske holdninger og arbejder var en vigtig bestanddel af ’den videnskabelige revolution’ i 1600-tallets sidste halvdel og 1700-tallets oplysningstid.

Det fremgår af en netop udkommet særudgivelse af det ansete tidsskrift ’Geological Society of America Memoir’ ved navn ’The Revolution in Geology from the Renaissance to the Enlightenment’ (Se videnskabelige kilder).

Heri har en række videnskabshistorikere fra Danmark, Italien og USA har behandlet Stenos bidrag til geologiens og palæontologiens forvandling fra overvejende religiøs spekulation til egentlig videnskab på overgangen mellem Renæssancen og Oplysningstiden.

1600-tallets naturvidenskabelige kaos

På den tid arbejdede enkelte forskere endnu med mange fag, og Steno var en af dem, der havde læst det meste af, hvad der var skrevet om naturvidenskab. Det var han begyndt på som ganske ung student.

I 1658-59, hvor Københavns Universitet var lukket som følge af den svenske belejring af byen, brugte Steno ventetiden til at pløje sig igennem universitetets bibliotek, der var samlet på loftet af den nyopførte Trinitatis Kirke (Rundetårnskirken).

Indtrykket heraf nedskrev han i det såkaldte Chaos-manuskript, som så sent som i 1946 blev fundet i Firenze. For få år siden blev ’Chaos’ oversat fra latin til engelsk og udgivet af den danske jesuiterpræst og fysiker August Ziggelar.

Sikkert resultat skal bygge på både fornuft og empiri

At Steno allerede som 20-årig ikke var imponeret over videnskabens stringens fremgår blandt andet af, at han slutter det enorme referat af med at give det titlen: ’In Nomine Jesu: Chaos!’ Det kan vel nærmest oversættes til et hovedrystende ’I herrens navn: Kaos!’

Med andre ord mente Steno, at naturvidenskaben var en rodebunke, og at der manglede stringens. Han begyndte derfor tidligt at interessere sig for, hvordan man kan opnå sikker viden, og hvordan forskere kan beskytte sig mod både egne og overleverede fejltagelser.

Det førte blandt andet til, at Steno som den første konsekvent hævdede det princip, at et ’demonstrativt sikkert’ resultat skal bygge på både teoretisk analyse (fornuft) og empiri (konkrete undersøgelser).

Således er der ikke tvivl om, at naturvidenskabens enorme succes i de kommende århundreder bygger på netop denne vekselvirkning mellem teori og praktiske undersøgelser.

’Sand naturvidenskab er den højeste lovprisning af Gud’

Skridtet herfra, og til også at udelukke religiøse argumenter som videnskabelige beviser, var ikke stort teoretisk set, men enormt i forhold til både samtidens og hans egen dybe religiøsitet.

Ikke desto mindre er det, hvad Steno gør: Religiøse argumenter duer ikke i videnskab. Ja, Steno går endda så vidt som til at sige, at ’sand naturvidenskab er den højeste lovprisning af Gud’.

Med andre ord: Skulle der være uoverensstemmelser mellem bibelen og sikre naturvidenskabelige resultater, så må der være noget galt med bibelfortolkningen.

Når disse banebrydende tanker først nu er blevet anerkendt som Stenos værk, skyldes de nok især, at hans videnskabsteori er formuleret snart i hans anatomiske, snart i hans geologiske afhandlinger og desuden i brevvekslinger med filosofferne – og vennerne – Spinoza og Leibniz.

Steno om erkendelsens niveauer

Efter at den danske læge Troels Kardel i 1994 udgav en artikel om Stenos videnskabsteori, har jeg i den nye udgivelse forsøgt at samle Stenos videnskabsteoretiske betragtninger fra både hans anatomiske og geologiske værker.

Det er for at kunne se hans fagspecifikke videnskabsteori i forhold til hans egen almene sammenfatning fra 1673.

Det viser en ung mand, der efter at have bestemt sig for at gøre noget ved roderiet i naturvidenskaben, uforfærdet afliver de mest udbredte dogmer om sjælen, hjertet og hjernen og påviser de største autoriteters fejltagelser, for eksempel hos Descartes.

Skønnere det vi forstår…

Rent filosofisk set er det især på fem områder, Steno gør en forskel.

1. Han afviser religiøse dogmer som videnskabelige argumenter
2. han forlanger vekselvirkning mellem teori og praksis
3. han påviser reduktionismens utilstrækkelighed og kræver, at de opdelte problemer skal forstås i sammenhæng og ikke kun hver for sig
4. han forstår, at der er forskel på tingene, som de er i sig selv, og vores sansning af dem.
5. Endelig beskriver han erkendelsen som opdelt i niveauer. Dette princip om erkendelsesniveauer formulerer han blandt andet i kort form som et maxime:

»Skønt er det vi ser,
Skønnere det vi forstår,
Langt skønnest er det vi er uvidende om.«

Verdslig og religiøs erkendelse

Men denne formulering misforstås og misbruges i vidt omfang til at hævde det modsatte af, hvad Steno faktisk mente.

Da Steno havde forladt naturvidenskaben for at blive præst og senere biskop, var det jo nærliggende for andre præster og troende, der ikke brød sig om Stenos anatomiske og geologiske resultater og den tvivl de skabte om for eksempel sjælsdogmerne og skabelsesberetningen.

Mange troende videnskabsmænd har derfor (blandt andet dansk geologis førende historiker, præsten Axel Garboe) forsøgt at tillægge Stenos berømte maxime en religiøs fortolkning: At erkendelsens niveauer stiger fra et verdsligt plan til et religiøst plan.

’Det som undflyr sanserne’

Men det er ganske urimeligt. Steno forklarede selv, hvordan maximet skulle forstås, da han som tiltrædende kongelig anatom gav sin indledningsforelæsning til dissektionen af et kvindelig:

»Skønt er det som står umiddelbart åbent for sanserne.
Skønnere er det som dissektionen fremdrager fra de skjulte indre dele.
Langt skønnest er det som undflyr sanserne, men alligevel kan tilnærmes med fornuften gennem det vi allerede har erkendt.«

Altså at erkendelsens niveau og kompleksitet vokser fra et umiddelbart og sikkert plan, gennem et konkret udforskende plan til et højeste, men også usikkert plan, hvor vi efter bedste formåen skal bruge alle vores evner, metoder og erfaringer.

Reduktionismens nødvendighed og utilstrækkelighed

Baggrunden for denne indstilling er især Stenos erkendelse af, at den store Descartes’ forskningsmodel, reduktionismen (som fortsat hærger dele af naturvidenskaben), ganske vist er nødvendig, men også utilstrækkelig.

Descartes hævdede, er det er nok at nedbryde en kompleks problemstilling i en række mindre komplekse problemer og løse disse problemer hver for sig.

Steno hævdede, at det derudover er nødvendigt at se de enkelte, reducerede problemstillinger i sammenhæng og forsøge at få en helhedsopfattelse.

Et komplekst system kan ikke kun forstås som summen af de enkelte problemer. Et komplekst system er mere end summen af de enkelte problemstillinger, vi har været i stand til at reducere det til.

Koglekirtlen er styret af Gud

Steno bruger blandt andet et urværk som eksempel: Heraf kan vi forstå, at det er rigtigt og godt, når en urmager forstår og fremstiller de enkelte dele hver for sig for at kunne frembringe et urværk. Men der er meget lang vej herfra og til at forstå, om uret viser, hvad klokken er!

Det kræver, at vi forstår både urets og tidens gang i sammenhæng. Og det er jo en ganske anden sag, som – ved vi nu – først vil kunne finde en løsning, når vi forstår alle naturkræfterne i sammenhæng.

Cartesianeren Steno og hans begyndende erkendelse af, at Descartes videnskabsteori er ufuldstændig, indfandt sig, da han blev inviteret til Paris for at holde et – nu berømt – foredrag om hjernens anatomi.

For at forklare forbindelsen mellem Gud, sjælen og mennesket, havde Descartes udtænkt en hjernemodel. Heri sidder koglekirtelen midt i hjernen, hvor den gennem vibrationer og rotationer fungerer som en slags kontakt.

Koglekirtlen styres af sjælen, der igen styres af Gud. Når så koglekirtlen berører snart den ene, snart den anden del af hjernens inderside, vil det få hjernen til at sende impulser til musklerne og andre organer, så vi gør, som Gud har bestemt.

Sansning versus perception

Steno forkastede denne model fuldstændig, da han havde dissekeret menneskehjerner, og som den første gav en naturtro beskrivelse af hjernens anatomi.

Steno havde blandt andet noteret sig, at koglekirtlen sidder fast og ikke kan bevæge sig, og at Descartes hjernedissektioner var sløsede og beskrivelsen spekulativ og forudindtaget.

Ser vi bort fra Descartes mening om koglekirtlen forstår Steno hjernens grundlæggende funktion omtrent på samme måde: Gennem nerverne transmitterer sanseorganerne signaler fra omverdenen til hjernen, for at den kan træffe hensigtsmæssige beslutninger.

Fra hjernen går der derpå impulser gennem andre nervebaner til for eksempel musklerne, så vi agerer, som vi har besluttet. Men i modsætning til Descartes, fremhæver Steno, at man endnu intet grundlag har for at mene noget som helst om, hvordan hjernens enkelte dele fungerer.

Den ’vidunderlige maskine’ er for kompliceret

Om Descartes’ og andre spekulative anatomers hjerneforskning udtalte han disse barske ord:

»Disse mennesker vil give Dem en beskrivelse af hjernen og beliggenheden af alle dens funktioner som om de selv havde været til stede ved skabelsen af denne ’vidunderlige maskine’ og havde gennemskuet alle dens store bygmesters inderste planer.«

Modsætningsvis, fortsatte Steno, er hjernen så kompliceret, at den næppe nogensinde vil begribe sig selv »da dog mennesket – selv når det frembringer de allermest kunstfærdige ting – kun gennem en tåge ser, hvad det har frembragt, og hvilke organer det har brugt dertil.«

Meget lig Kant

Dette synspunkt danner blandt andet grundlag for Stenos banebrydende opfattelse af perceptionen. Når vi ikke altid er enige, skyldes det, at vi ikke sanser tingene som de er i sig selv, kun de omstændigheder ved tingene, som sanserne er følsomme overfor.

Steno opstiller kort sagt en perceptionsmodel, der er meget lig Immanuel Kants skelnen 150 år senere mellem tingene, som de er i sig selv (Steno: ’res ut sunt’. Kant: ’das Ding an sich’), og tingene som vi opfatter dem (Steno: ’notitiam rerum’. Kant: ’das Ding für uns’).

Forud for denne begyndende forståelse af menneskets beslutninger, bevidsthed og delvise sansning af virkeligheden var gået et andet brud med tidens dogmer.

’Hjertet er en muskel’

Da Steno var begyndt at udforske musklernes funktionsmåde, indså han, at hjertet ikke kunne have den særlige, overnaturlige status, som samtiden tillagde det. I et brev til Thomas Bartholin skriver han omtrent sådan:

»Man har anset hjertet for at være sjælens sæde og åndens trone, men i hjertet finder man intet, som ikke også findes i enhver muskel, og i enhver muskel finder man intet, som ikke også findes i hjertet. Hjertet er en muskel.«

Den unge Steno havde ikke selv mod på at offentliggøre denne dogmebrydende indsigt. Men da Bartholin året efter publicerede Stenos brev, der over i købet jordede Bartholin påstand om, at blodet dannes i hjertet, fløj Stenos navn til tops i Europas lærde kredse, og kort tid efter drog han til Paris, hvor han holdt sit berømte hjerneforedrag.

Alternative forklaringer på Jordens skabelse

Efter hjerneforedraget i Paris nåede Stenos ry til Medici’ernes Firenze, hvor storhertug Ferdinand II bad ham give en forklaring på fossilerne, og Steno selv lovede en forklaring på Jordens skabelse.

Med fossilerne stod Steno overfor det problem, at man dengang ikke havde en historisk opfattelse af Jorden. Den engelske biskop Ussher havde omtrent samtidig fastslået, på basis af nøje bibelstudier, at Jorden var skabt den 23. november 4004 år før Kristi fødsel. Kl. 12!

Jorden var altså mindre end 6.000 år gammel. Derfor forekom det de lærde helt usandsynligt, at man kunne finde rester af havdyr indlejret i lagene på de højeste fjeldtoppe eller tusinder af mile fra havet.

Det ville kræve enorme forandringer af Jorden, som ikke kunne ske på så kort tid, som Jorden havde eksisteret. De fossiler af havdyr man fandt sådanne steder, måtte derfor være vokset i lagene eller anbragt der af Gud selv, for at vi skulle have noget at undres over.

Forløber for Karl Poppers ’Conjectures and refutations’

Omtrent samtidig med Stenos ankomst til Firenze blev der imidlertid indbragt en kæmpehaj til Livorno, hvor den påkaldte sig betydelig opmærksomhed.

Ferdinand II bad Steno dissekere hajens hoved. Steno opdagede nu, at de såkaldte ’glossopetrae’ (fossiler, der kaldtes glossopetrae = tungelignende sten), som ofte kunne findes i bjergene i Italien, var identiske med kæmpehajens tænder.

Men han kunne jo ikke uden videre bevise denne sammenhæng. Derfor formulerede Steno en række principper for frugtbare videnskabelige gisninger og for afvisning af dårlige gætterier.

Hermed skabte han en række principper, som på nogle punkter i utrolig grad ligner Karls Poppers 300 år yngre videnskabsteori om ’Conjectures and Refutations’, og som gjorde Popper til en af det 20. århundredes mest ansete videnskabsteoretikere.

Prodromussen

Da fossilproblemet var løst, bad storhertugen Steno finde ud af, hvordan Jorden er skabt. Dertil fik han tilstået 3 måneder. Efter 6 måneder undskylder Steno stærkt brødebetynget, at han endnu kun kan fremstille en ’prodromus’ det vil sige en foreløbig forklaring.

Problemet er især, at hans undersøgelser viser, at Jordens historie er så langt fra de almindelige forestillinger, at sandsynligvis ingen vil tro ham, med mindre hans forklaringer bygger på uigendrivelige iagttagelser og fuldkommen stringente metoder.

’Prodromussen’ bygger derfor i første halvdel på en lang række grundlæggende betragtninger over, hvordan god videnskab skal udføres, hvilke metoder, der kan anses for at være sikre, og hvilke typer af ønsketænkning og vildfarelser forskere især skal vogte sig for.

Naturhistoriens basale erkendelseskriterier

Resultatet af de teoretiske overvejelser er præcise forklaringer på, hvordan forandring skal forstås helt grundlæggende.

Derpå følger tre erkendelseskriterier, der den dag i dag er grundlaget for geo- og biovidenskabelig erkendelse og for så vidt også for en række andre videnskaber og teknikker, herunder kriminalteknikken.

Således er det Stenos erkendelseskriterier, som 200 år senere inspirerer Conan Doyle til hans mange romaner om den legendariske figur, Sherlock Holmes’ opklaringer og stringente metoder.

Kronologikriteriet

Første kriterium kalder jeg kronologikriteriet:

Det er først og fremmest en påvisning af, at enhver relation mellem faste strukturer kan anvendes til dels at påvise, hvad der er dannet først, og hvad der er dannet sidst, og dels hvad der påvirker og hvad der påvirkes af omgivelserne.

Hermed kan man udrede hændelsesforløb og skelne sikkert mellem virkninger og mulige årsager.

Genkendelseskriterier

Andet kriterium kalder jeg genkendelseskriteriet:

Det bygger på den forestilling, at naturkræfterne – uanset vores beskrivelse af dem – er entydige og almene, og at ting der er fuldstændig ens, derfor også er dannet på samme måde og i tilsvarende omgivelser.

Kriteriet er afgørende for at kunne skelne mellem gode og dårlige analogier og er en almen formulering af de teoretiske overvejelser, der førte til sandsynliggørelsen af, at fossiler er rester af fortidige dyr og planter.

Bevaringskriteriet

Tredje og sidste kriterium kalder jeg bevaringskriteriet. Hermed kan man – også på rent strukturelt grundlag – afgøre, om en række af kronologisk ordnede hændelser, for eksempel en række af geologiske lag, dækker hele historien, eller om noget mangler.

Først efter etableringen af disse tre fundamentale erkendelseskriterier for udredninger af hændelsesforløb, når Steno i sidste halvdel af ’Prodromus’ frem til beskrivelsen af den lange række af geologiske metoder.

Det er de metoder, som gør geologien til videnskab, og som enhver geologistudent skal kunne for at bestå eksamen. Men typisk uden at vide hvorfra de stammer.

Uden Steno ingen Darwin

Man kan derfor også hævde, at uden Stenos videnskabsteori ville naturhistorien, palæontologien, geologien og dermed Darwins evolutionsteori ikke være opstået.

Stenos erkendelseskriterier og geologiske principper beredte vejen for Charles Lyells 3-bindsværk ’Principles of Geology’ fra 1830-33.

Disse tre bøger var Darwins primære læsning på sørejsen med Beagle og inspirationskilde for at udvide den videnskabelige naturhistorie om Jordens dannelse og forandring til også at omfatte livet på Jorden.

Darwin lagde ud med at skrive ’Geology of South America’, og han opfattede sig selv og omtalte sig selv som geolog. Først efter 20 års overvejelser tog han skridtet til også at anvende geologiens – og dermed Stenos – erkendelseskriterier på livets historie.

Brug artiklen i undervisningen. Denne artikel er udvalgt til undervisning.videnskab.dk. Se anbefalinger til brug af artiklen i undervisningen.