Teadus ja pseudoteadus – kuidas neil vahet teha?

Inimestel tekib tänapäeval meediat ja ka sotsiaalmeediat jälgides tihti küsimus, et kas see, mis ta seal näeb ja loeb, on ikka teaduslik vaatepunkt? Pakun siinkohal välja mõned abistavad võtted, kuidas teadusel ja pseudoteadusel vahet teha. 

Tekst: Rein Munter, Tallinna Tehnikaülikooli emeriitprofessor, keemiateadlane

Kõigepealt natuke taustast. Teadus pärineb ladinakeelsest sõnast “scientia”, mis tähendab teadmisi. Tihti öeldakse ka, et teadus on teadmised, mis kellelgi on millegi kohta ja mis koosneb järjestatud tegevustest, et saada rohkem teadmisi, mis jagunevad erinevatesse teadusharudesse. Teaduses arvestatakse tõeni jõudmiseks alati nii positiivseid kui ka negatiivseid tulemusi. Pseudoteaduses arvestatakse aga ainult positiivseid tulemusi ja negatiivseid tulemusi eiratakse. Teadus ajakohastab oma teadmisi, otsib kriitilisi kommentaare, pseudoteadus püüab neid vältida. Teadus ja pseudoteadus võivad paljusid kergesti segadusse ajada. Et piiri tõmbamine teaduse ja pseudoteaduse vahel ei ole alati lihtne, seda on illustreeritud allpool mõne näitega veeteadusest.

Teaduse ja pseudoteaduse demarkatsioon ehk piiritlemine

Esimesena kasutas teadusfilosoofias väljendit “demarkatsiooniprobleem” Karl Popper (Popper, 1962). Popper kasutas seda terminit, et tähistada viisi, kuidas eristada teadust pseudoteadusest ja metafüüsikast. Ta pakkus välja uue kriteeriumi teaduse eraldamiseks pseudoteadusest: falsifitseeritavuse (võltsitavuse) kriteerium.

Popper väitis, et teadusliku staatuse saavutamiseks peavad teooriad olema falsifitseeritavad. Teooria on falsifitseeritav, kui seda saab kogemusega ümber lükata. Teooriad, mida ei saa vastunäidetega ümber lükata, on kontrollimatud (või falsifitseerimatud või ümberlükkamatud). Popper leidis, et kuna astroloogia, marksistlik ajalooteooria ja psühhoanalüüs ei ole ümberlükatavad, on nad  ebateaduslikud.

Demarkatsioonidebati vastu tundis huvi ka USA ajaloolane ja teadusfilosoof Thomas Kuhn. Teaduse eristamiseks pseudoteadusest pakkus Kuhn välja mõistatuste lahendamise kriteeriumi: paradigma või teoreetiline raamistik on teaduslik, kui see lahendab mõistatusi, ja ebateaduslik, kui see mõistatusi ei lahenda (Kuhn, 1970b). Selles kontekstis on mõistatused probleemid, millega teadlased silmitsi seisavad tava- või väljakujunenud teaduses, näiteks vaatluste ja teoreetiliste prognooside vahelise lõhe kaotamine. Kuhn esitas ka mitmeid väiteid teaduslike teadmiste edenemise kohta: teadusvaldkonnad teevad perioodilisi “paradigmamuutusi”, mitte ei arene ainult lineaarsel ja pideval viisil, ning et need paradigmamuutused avavad uusi lähenemisviise mõistmaks, mida teadlased poleks kunagi varem pidanud kehtivaks (Kuhn, 1974). Kuhni arvates  ei saa meie arusaam teadusest kunagi täielikult tugineda ainult “objektiivsusele”. Teadus peab arvestama ka subjektiivsete vaatenurkadega, kuna kõik objektiivsed järeldused põhinevad lõpuks selle uurijate ja osalejate subjektiivsel tingimusel/maailmapildil.

Neli kriteeriumi, mis aitavad vahet teha

Tänapäeval väidetakse, et teaduse ja pseudoteaduse eristamiseks sobivad järgmised neli piiritlemiskriteeriumi:

1. Testitavus. Teadus peab olema testitav (Caldwell, 2018). Hüpoteesid ja teooriad on testitavad, kui neil on omane võime luua nii toetavaid kui ka ümberlükkavaid tõendeid. Teooria peab olema võltsitav, et olla tõeliselt testitav: kui teooria ei tunnista ümberlükkavaid tõendeid, on tarbetu igasugune uurimine, kuna sellist teooriat saab alati kaitsta usutavana sõltumata vaatlustest. Näiteks hüpotees “ükssarved võivad eksisteerida kaugetel planeetidel või paralleeluniversumites” on vääramatu ja seega ebateaduslik.

2. Tõendite arv. Hüpoteese ja teooriaid tuleb mingil hetkel toetada tõenditega, et saavutada teaduslik staatus: kas seda toetavad oma aja olemasolevad tõendid või uued  tõendid, mis on leitud mõned aastad pärast selle hüpoteesi esitamist. Teadlased kasutavad tööhüpoteese, mis on teadusele kasulikud, kuid nad ei ole teaduslikud enne, kui neid pole tõenditega toetatud. Lõppkokkuvõttes lükatakse tagasi need  hüpoteesid, mida pole kunagi tõenditega toetatud ja jäetakse need teaduse valdkonnast välja (Taylor, 2014).

3. Reprodutseeritavus. Madala reprodutseeritavusega eksperimentaalsetel uuringutel põhinevad hüpoteesid on üldiselt ebateaduslikud. Reprodutseeritavust kirjeldatakse kui teadlaste võimet leida vähemalt 5 katse või testi kordamisel samu (või väga sarnaseid) tulemusi. Katsete reprodutseeritavus on kaasaegse teadusliku uurimistöö ülioluline tunnusjoon (Resnik, Shamoo, 2016).

4. 50 aasta kriteerium. Kui nüüdisaja teaduses (alates 1950. aastast) uus hüpotees või teooria ei saa 50 aasta jooksul teaduslikuks ja seda kaitstakse pidevalt, siis on  tegemist pseudoteadusega. 50 aasta kriteerium on praktiline kriteerium prototeaduse eristamiseks pseudoteadusest (Bunge, 1984). Prototeadus on embrüonaalne või tekkiv teadus, see tähendab valdkond, mis ei ole veel teaduslik, kuid areneb lõpuks õigeks teaduseks vähem kui 50 aasta jooksul.

Teaduse ja pseudoteaduse pikk võitlus veeteaduses

Vee üldtuntud rakendusuuringute ehk vee inseneeria kõrval  on juba palju aastaid  kulgenud vee enda kui keemilise aine laiale avalikkusele vähetuntud süvauuringud. Kaasaja süstemaatiliste veeuuringute alguseks võib lugeda 2000. aastat, mil USA Washingtoni ülikooli professor Gerald Pollack koos kolleegiga korraldas esimese vee bioloogiaalase konverentsi USA-s Rhode Islandil. Et  käesoleva loo autori  tegevusvaldkond on olnud rohkem kui 50 aasta jooksul samuti vesi, siis tooksin siinkohal mõned näited teaduse ja pseudoteaduse piiritlemise raskustest veeteaduses.  

Üheks kõige enam  tänapäeval vaieldavaks vee omaduseks on tema võime salvestada oma struktuurides füüsikalisi, keemilisi ja bioloogilisi mõjutusi, ehk teiste sõnadega – vee „mälu“. Esimesena tuli selle tolle aja kohta pöörase mõttega ajakirjas Nature (1988, vol.335, Issue 6193) ilmunud artiklis väöja prantsuse immunoloog Jacques Benveniste (1935-2004). Ta väitis, et mingi keemilise või elusainega kokku puutunud vesi säilitas informatsiooni sellest ainest ka lõpmatu lahjendamise korral, kui lahuses ei saanud enam olla ühtegi selle algaine molekuli. Kuid Benveniste rõhutas ka, et kirjeldatud efekt ilmnes ainult siis, kui lahust lahjendamise ajal väga intensiivselt segati. 

Ajakirja Nature peatoimetaja John Maddox (1925-2009) korraldas  Benvenistele sisuliselt aastate pikkuse „nõiajahi“, mis ruineeris lõpuks tema tervise.  Ta nõudis, et nii Benveniste ise kui ka sõltumatud uurimisrühmad kordaksid Benveniste katset kontrollitud tingimustes. Kahjuks ei suudetud kümne aasta jooksul järjepidevalt Benveniste tulemusi reprodutseerida, ehkki mitmel korral  esines ka õnnestumisi. Seetõttu jäi Benveniste katsetulemustele pikkadeks aastateks, peaaegu kuni akvafotoomika kui uue, vee mälul põhineva teaduse ilmumiseni 2007. aastal, kahtlase pseudoteaduse silt külge, kuna tulemuste  reprodutseeritavuse nõue jäi täies ulatuses täitmata.

Järgnevatel aastatel korraldas Benveniste mitu edukat katset oma väidete tõestuseks.  10. märtsil 1999  kandis  ta  elektrooniliselt edukalt üle Pariisi DIGIBIO laborist vee mälu tõestava katse Inglismaale Cavendishi laborisse (füüsika osakonda)  Cambridge ülikoolis, kasutades selleks vee anumas olevat vaskspiraali, võimendit ja arvutit.  Sellega ta tõestas vee võimet salvestada ja edastada molekulaarselt aktiivsete osakeste (antikehad, antigeenid, bakterid) EMS  suurte kauguste taha. 2004. aastal kinnitasid  Benveniste uurimistööd vee mälust veel ka nelja Euroopa sõltumatu labori poolt läbiviidud “topeltpimedad” katsed (Belon et al, 2004). Nüüdseks on Benveniste väiteid kinnitavaid katseid kogunenud juba  mitusada.

Benveniste tööd jätkas samuti prantsuse teadlane, nobelist ja HIV kaasavastaja professor Luc Montagnier (1932-2022), kasutades põhimõtteliselt sama aparatuuri. Koos kolleegidega avastas ta, et mõned DNA-järjestused, näiteks patogeensete bakterite ja viiruste omad, on võimelised esile kutsuma vees spetsiifilisi struktuure nanomeetrilises mõõtkavas. Pärast piisavalt lahjendamist vees emiteerisid need struktuurid elektromagnetilisi laineid madala sagedusega spektriosas (1000-3000 Hz).

Montagnier tutvustas oma eksperimentaalset meetodit dokumentaalfilmis, mida näitas 2014. aastal Prantsuse televisioon. See on saadaval ka inglise keeles: Montagnier, L. (2016) Water Memory (https://www.youtube.com/watch?v=R8VyUsVOic0) ja näitab selgelt, et vee mälu  hõlmab tuvastatavaid signaale sellistel tuntud sagedustel nagu  helilained (20 – 20 000 Hz). Luc Montagnier tekitas nimetatud TV-saates laserkiirgusega bakteri DNA 3D laine vees, eemaldas DNA ja näitas, et DNA 3D laine säilis vees! (Vt fotot.)

Kas vee „mälu“ on teadus või pseudoteadus?

Kui viia Google’is läbi otsing võtmesõnaga “water memory”, võib veel praegu leida arvukalt artikleid, milles vee mälu nimetatakse otsesõnu pseudoteaduseks ja rõhutatakse, et laiem teadusavalikkus seda ei aktsepteeri. On see tänapäeval ikka tõsi? On tuntud fakt, et iga uus avastus läbib alati kolm staadiumi:

1. naeruvääristamine
2. äge kriitika
3. tunnustamine ja omaksvõtt.

Kui veel on tõesti mälu, siis oleme sellega käesoleval ajal ilmselt kuskil teise ja kolmanda staadiumi vahel. Kriitikute hulgas, kes oma arvamustes vee mälu kohta on alati kaalunud nii poolt- kui ka vastuargumente, väärivad tähelepanu vähemalt kaks: dr Yolene Thomas ja professor Martin Chaplin.  Thomas  (2007) käsitles oma analüüsis vee mälu kui mõiste teket ja arengut. Füüsikalisest ja keemilisest vaatenurgast kujutavad vee mälu katsed Thomase arvates mõistatust, kuna pole selge, milline mehhanism suudab säilitada molekulaarsete signaalide kokkupuute vee mälu. Bioloogilisest vaatenurgast on mõistatus, milline vee struktuur võib mõjutada bioloogilist funktsiooni. Thomas leiab,  et  nende tähelepanekute kaugeleulatuvad tagajärjed nõuavad edaspidi arvukalt ja korduvaid eksperimentaalseid katseid, et välistada tähelepanuta jäetud artefaktid. Vee mälu kui eksperimentaalselt mitmekordselt  tõestatud nähtust eirata poleks aga  tema arvates  õige.

Professor Martin Chaplin (Dept. of Applied Science, London South Bank University) on kirjutanud pikema ülevaate vee mälu uuringutest, tulemustest ja nende tõlgendamisest (Chaplin, 2007). Autor märgib kohe oma analüüsi alguses, et diskussiooni vee mälu tõepärasuse teemal ei tohi segi ajada aruteluga homöopaatia tõhususest!  Edasi käsitleb ta kõigepealt tõendeid, mis kõnelevad vee “mälu” olemasolu vastu.  Üllatavalt ei puuduta vee “mälu” eitajate argumendid tema arvates üldsegi mitte uurijate poolt kasutatud katsemetoodikat ja aparatuuri, vaid hoopis seda kergust, millega vesiniksidemed erinevate molekulide vahel võivad puruneda (!). Kriitikud räägivad peamiselt vesiniksidemete ülilühikesest kestusest (pikosekundites) väikestel vee struktuuridel (klastritel) ning teevad järelduse, et vee mesoskoopiline struktuur on sama lühikese elueaga ning ei kinnita vee “mälu” hüpoteesi. See on täiesti ekslik.

Vee “mälu” kriitikud  ei suuda Chaplini arvates  mõista, et  veemolekulide suure populatsiooni käitumine võib säilida isegi siis, kui üksikute molekulide oma pidevalt muutub. Chaplini arvates tuleneb vee klastrite kestvuse eitus sellest,  et  sellisele järeldusele on jõutud arvutimudeleid, tuumamagnetresonantsi (NMR) ja difraktsiooni andmeid kasutades. Nimetatud meetodid ei suuda avastada vedela vee klastrite tegelikke omadusi. Arvuti mudelid opereerivad simuleeritud ajaga nanosekundites võrreldes reaalajaga tundides või päevades.  Mudelid on peale selle koostatud väga piiratud arvule  veemolekulidele (ca sadades) nanomeetriliste dimensioonidega, mis  ei suuda avastada efekte suuremas, nn mikroskaalas.

Edasi käsitles Chaplin mõningaid kõige olulisemaid tõendeid vee mälu poolt. Chaplini arvates on tegelikult mitmeid viise, kuidas vee “mälu” võib avalduda. Chaplin toob oma artiklis terve rea näiteid vee “mälu” avaldumise kohta, mainides ühtlasi, et avaldumismehhanismid  on  paljudel juhtudel ebaselged ning just selles suunas peaksid uuringud tulevikus jätkuma. Hästi tuntud vee “mälu” efekt on seotud klatraathüdraadi ehk gaashüdraadi (kristalse veepõhise tahke aine) moodustumisega vesilahusest, kusjuures varem külmutatud klatraadi juuresolek sulanud olekus kiirendab tunduvalt uue klatraathüdraadi moodustumist (Ohmura, Ogawa jt, 2003). Seda võib Chaplini arvates seletada näiteks nanomullide olemasoluga või  pikendatud ahelaga silikaatide kui indutseeritud klatraadi initsiaatoritega.

Sündis uus teadusharu

Kõige värskemaks tõestuseks vee võimest reageerida ümbritseva keskkonna mõjudele ja neid salvestada on aga hiljuti välja arenenud (arendatud) lausa uus teadus akvafotoomika (aquaphotomics). Viimase, 15. Veekonverentsi (13.-16. oktoobril 2022 Saksamaal, Bad Sodenis)  avapäeva kavas oli Jaapani Kobe ülikooli biotehnika prof Roumiana Tsenkova jt ettekanne “Aquaphotomics: New Discoveries” (Tsenkova, 2009). Akvafotoomika  (www.aquaphotomics.com) on  uus teadusharu, mis on  teinud läbi suhteliselt  kiire arengu alates 2005. aastast, mil Tsenkova tegi selles valdkonnas esimesi katseid, uurides vee kaudu lehma piimanäärme haigust (mastiiti). Selle distsipliini nimi koosneb kolmest sõnast: aqua – vesi, foto – valgus ja omika – kõik millegi kohta.

Akvafotoomika põhineb vee omadusel neelata  valgust laias spektriribas 171-2000 nm, kuid veeuuringutes kasutatakse peamiselt NIR (near infrared) spektrit 700-2000 nm. Selgus, et vee spekter on väga tundlik vee erinevate molekulaarsete kombinatsioonide suhtes ning sisaldab ka olulist informatsiooni temas lahustunud või suspendeeritud ainete kohta. Edukalt on määratud vees proteiinide lahuseid, erinevaid bioloogilisi süsteeme (rakud, taimed, loomsed koed) jt. Selgus, et valkude ja rakkude poolt kujundatud struktuurid vees muutusid koos looma või taime haigusega, st vesi toimis bioloogilis/keemilise maatriksina, mis näitas, kas süsteem on terve või haige. Siitpeale hakatigi laialdaselt kasutama terminit „vesimaatriks“. Akvafotoomikat saab rakendada erinevates valdkondades: vesilahuste biokeemias, vee-, toidu-, mikro- ja nanomaterjalide kvaliteedi uuringutes, veetehnoloogias (Muncan, 2020), taimebioloogias ja meditsiinis (biomonitooring, biodiagnostika) (Concepcion, Lauguico, 2022).

Teatud muutusi suhtumises vee mälusse on nüüd  näha ka avalikes teatmebaasides:

Kui veel Wikipedias (02.12.23) on öeldud:  “Water memory contradicts current scientific understanding of physical chemistry and is generally not accepted by the scientific community”, siis RationalWiki (02.12.23) ütleb juba natuke teisiti: “…water memory has become an essential element for anyone trying to offer up rationalizations for a mechanism of action. To highlight its importance, the homeopathic apologist’s journal Homeopathy devoted a whole issue to water memory.”

Seega võime lugeda ka täielikult paikapidavaks Ungari biokeemiku, bioenergeetika rajaja ja nobelisti Albert Szent-Györgyi (1893-1986) definitsiooni elu kohta: “Life is water dancing to the tune of solids” (“Elu on vesi, mis tantsib tahkete ainete pilli järgi”).

Lõpetuseks

Meenutades  sageli  kasutatavat  triviaalset fraasi “vesi on elu” ning arvestades, et mõned elusorganismid sisaldavad isegi kuni 95% vett, ei saa see olla lihtsalt üks vedelik, mis voolab torudes ja loksub klaasis, vaid peab olema midagi palju, palju enamat, mis meie pilgule ja mõistusele seni suures osas on varjatuks jäänud. Dr. Philip Ball, ajakirja Nature konsultant, on öelnud: “No one really understand water. It is still a mystery.” Ent see ei tähenda, et  puuduks üldse igasugune lootus vee saladusi avastada. Vee struktuurid, vee mälu, hüdrofiilsetel pindadel tekkiv erilise struktuuriga EZ-kiht jt on tippteaduse (cutting edge science) avastused, mida me veel siiani ei oska seletada, aga mitte pettus.

Kirjandus

Belon P., Cumps J., Ennis M., Mannaioni P., Roberfroid M., Sainte-Laudy J., Wiegant F. (2004). Histamine dilutions modulate basophil activation. Inflammation Research. Birkhäuser Basel. 53 (5): 181–188.

Benveniste, J., Davenas, E., Ducot B., Cornillet B., Poitevin, B., Spira A. (1991) L’agitation de solutions hautement diluées n’induit pas d’activité biologique spécifique. Comptes-Rendus de l’Académie des Sciences de Paris, 312:461–466.

Benveniste et al., (1998). Digital biology: Specificity of the digitized molecular signal. — The FASEB Journal, Vol. 12, p. A412.

Bunge, M. (1984). What is pseudoscience? Skeptical Inquirer, 9, 36–46.

Caldwell, R. et al. (2018). Science works with testable ideas. Understanding Science, University of California museum of paleontology. Retrieved from https://undsci.berkeley.edu/article/whatisscience_05

Chaplin, M. (2007). The Memory of Water: An Overview. Homeopathy, 96,

143-150 (http://www.sciencedirect.com).

Cocepcion, R., Lauguico, S. et al (2022). Aquaphotomics determination of nutrient biomarker for spectrophotometric parameterization of crop growth primary macronutrients using genetic programming. Information Processing in Agriculture, vol. 9, 4, 497-513.

Kraats, E., Muncan J., Tsenkova R. (2019). Aquaphotomics origin, concept, applications and future perspectives. Substantia, 3(2), 13-28

Kuhn, T. S. (1970b). The structure of scientific revolutions. Chicago: The University of Chicago Press.

Kuhn, T.S. (1974). Second Thoughts on Paradigms, The Structure of Scientific Theories. F. Suppe (ed.), Urbana IL: University of Illinois Press: 459–82.

Muncan, J., Matovic,V., Nikolic,S., Askovic, A., Tsenkova, R. (2020) Aquaphotomics approach for monitoring different steps of purification process in water treatment systems. Talanta, vol. 206, 1 January, 120253

Montagnier, L., et al. (2010) DNA Waves and Water. (https://arxiv.org/pdf/1012.5166.pdf)

Ohmura, R., Ogawa M., Yasuoka K., Mori YH. Statistical study

of clathrate–hydrate nucleation in a water/hydrochlorofluorocarbon

system: search for the nature of the ‘‘memory effect’’. J Phys Chem, B 2003; 107: 5289–5293.

Popper, K. R. (1962). Conjectures and refutations: The growth of scientific knowledge. New York: Basic Books.

Resnik, D. B., & Shamoo, A. D. (2016). Reproducibility and research integrity. 43 Accountability in Research, 24, 116–123. http://dx.doi.org/10 .1080/08989621.2016.1257387

Taylor, L. E., Swerdfeger A. L., Eslick G. D. (2014). Vaccines are not associated with autism: an evidence-based meta-analysis of case-control and cohort studies. Vaccine, 32, 3623–9. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2014.04.085

Thomas Y. (2007).The History of the Memory on Water.  Homeopathy, July; 96(3):151-157

Tsenkova, R. (2009). Aquaphotomics: dynamic spectroscopy of aqueous and biological systems describes peculiarities of water.  Journal of Near Infrared Spectroscopy , 17 (6):303-313).

Vt ka teisi professor Rein Munteri artikleid, mis on avaldatud keskkonnatehnika kodulehel.