Niet alleen toets je in de wetenschap hypothesen tegen de werkelijkheid. Je gaat ook op zoek naar voorspellingen die je op basis van de theorie kan doen. Wat zou ik moeten vinden als mijn theorie inderdaad klopt? Kan ik nieuwe hypothesen genereren die, als ze stand houden, de theorie versterken, en die, als ze verworpen worden, nieuwe inzichten opleveren, want wijzen op de grenzen aan onze kennis. Je probeert ook te zoeken naar de gaten in je kennis. Wat kan je niet verklaren met je theorie? En, belangrijker, zijn er waarnemingen of bevindingen die de theorie tegenspreken? Kan je ergens iets vinden dat heel je mooie kennisconctructie onderuit haalt? 'Falsificatie' is pas sinds het werk van Karl Popper een dagelijkse term geworden in de wetenschapsfilosofie, maar Darwin gebruikte het principe al.
Tegenvoorbeelden
Zoeken naar gegevens die zijn hypothese kunnen onderuit halen is precies wat Darwin voortdurend en tot vervelens toe doet. Zijn brieven staan vol van overdenkingen bij fenomenen die zijn theorie (toen nog een losse verzameling van hypothesen) konden tegenspreken. Op een van de vele excursies in de loop van zijn reis met de Beagle vindt hij in de Andes fossielen van schelpen die als twee druppels water gelijken op die ook gevonden worden in Europa.
“Van veel groter belang is dat ik fossiele schelpen heb bemachtigd (van een hoogte van 12000 voet). Ik denk dat de bestudering hiervan bij benadering de leeftijd van deze bergen ten opzichte van de Europese Strata zal opleveren. ... Als zulke veranderingen zo recentelijk hebben plaatsgevonden in de korst van de aardbol dan kan er geen reden meer zijn te veronderstellen dat uitzonderlijk geweld alleen in vroeger tijden voorkwam ... De laatste exploratietocht heeft een halve muildiervracht toegevoegd; want zonder voldoende bewijs verwacht ik niet dat men een woord zal geloven van wat ik hierboven geschreven heb.”
In een postscriptum van een brief uit 1854 schrijft hij het volgende: “Ik heb zojuist in de praktijk getoetst wat het niet gebruiken doet op de afname van lichaamsdelen; ik heb skeletten gemaakt van wilde & tamme Eend (ah, de geur van goedgestoofde adelijke Eend!!) & nu ontdek ik dat de twee vleugels van een tamme eend, die op basis van onze vergelijking met het wilde prototype, samen 360 gram zouden moeten wegen, slechts 317 gram wegen, of 43 gram minder, ofwel 1/7de deel van het gewicht van zijn twee vleugels: dit vind ik zeer interessant.” De reden waarom dat zo interessant is, is omdat Darwin vermoedt dat een lidmaat die minder gebruikt wordt, in omvang en sterkte zal afnemen en dat dus tamme eenden die alleen maar op het erf rondwaggelen, kleinere en zwakker vleugels zullen hebben.
In 1855 stuurt hij een brief naar Asa Gray, hoogleraar botanie aan Harvard University in de Verenigde Staten met pertinente vragen om hulp bij het toetsen van zijn hypothesen. Met de nodige schroom en nederigheid benadert hij een van de topwetenschappers van zijn tijd: “...Aangezien ik geen Plantkundige ben, lijkt het misschien absurd dat ik aan u botanische vragen stel, zodat ik eerst even wil vermelden dat ik verscheidene jaren bezig ben met het verzamelen van gegevens over ‘Variatie’, & dat, zodra ik merk dat bij dieren bepaalde algemene stellingen lijken op te gaan, ik die bij Planten probeer te toetsen. - Ik ben uiterst nieuwsgierig naar de alpiene Flora in de VS., & ik heb de bijgesloten lijst uit uw Handboek overgenomen; ik wil graag weten of u zo vriendelijk wilt zijn die aan te vullen met de andere habitats of verspreidingsgebieden van deze planten.” Darwin wil op die manier te weten komen of planten die in Europa in het alpiene of arctische gebied voorkomen, dat ook in aan de andere kant van de oceaan doen. Hij heeft de lijst zelf al vergeleken met de verspreiding van planten in Engeland, maar durft niet vertrouwen op zijn beperkte botanische kennis. Hij vermoed ook dat soorten zich kunnen ontwikkelen als twee groepen van dezelfde soort geografisch afgezonderd raken en los van elkaar evolueren tot twee aparte soorten. “Ik zag dat er 22 soorten zijn die inheems zijn in de White Mountains en in de Mountains van New York, kunt u me vertellen hoe breed het stuk laagland is waarop deze alpiene planten niet kunnen groeien dat deze bergen scheidt.”
In zijn briefwisseling heerst voortdurende twijfel. Het kritisch beschouwen van zijn eigen onzekerheden is prominent aanwezig. Ook in zijn officieel gepubliceerde werk is dat een fundamenteel ingrediënt van zijn manier van denken en werken. Darwin spendeert zowat vier hoofdstukken in het midden van zijn boek over het ontstaan van de soorten aan het aanvoeren van mogelijke bezwaren tegen zijn theorie. Hij was op die manier zijn critici te vlug af want hij anticipeerde zelf alle problemen die zijn theorie zou kunnen ontmoeten en zouden weerleggen. Het was een integraal onderdeel van zijn wetenschappelijke ingesteldheid dat hij zelf zocht naar alternatieven die het beter konden doen, of naar feiten die zijn uitleg zouden doen verschrompelen. Het moet de eerste reflex zijn van een wetenschapper als hij of zij wat vindt of bedenkt: is er een alternatieve verklaring? Daar actief naar op zoek gaan, via controle groepen, of via het wisselen van allerlei variabelen, is een eerste vereiste voor degelijke toetsing van hypothesen, en dus een theorie.