The Michelson–Morley–Miller controversy and the Nature of Science

results from an empirical investigation

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5380/rbpef.v2.103492

Keywords:

Nature of Science, History and Philosophy of Science, Scientific controversies, Michelson-Morley-Miller Experiments, Physics Education

Abstract

The article investigates the impacts of a teaching sequence based on the History and Philosophy of Science on high school sophomores’ understanding of the Nature of Science. The intervention, structured around the Three Pedagogical Moments, addressed the controversy involving Michelson, Morley, and Miller through narratives on Padlet, guided discussions, and an individual written task. Using a qualitative approach, the study analyzed texts produced by 14 students, organized into five themes: science as a collective activity, creativity, the tentative nature of scientific knowledge, scientific controversies, and the invisibility of certain figures. The results indicate progress in understanding science as a collective and provisional enterprise, as well as recognition of disagreements and debates among scientists. Some students highlighted creativity in experimental modifications and data collection strategies, and many identified the marginalization of Dayton Miller. Despite these advances, difficulties remained in articulating certain epistemological aspects, particularly regarding creativity and broader historical contextualization.

Author Biographies

Thiago de Araújo Paula, Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Thiago de Araújo Paula é Licenciado em Física e Mestre em Ensino de Física pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Atua como professor de Física na Educação Básica.

Juliana Mesquita Hidalgo, Universidade Federal do Rio Grande do Norte

É bacharel em Física pela Universidade Estadual de Campinas, mestre em Historia da Ciência (bolsista FAPESP) e doutora em Filosofia/ Filosofia da Ciência (bolsista FAPESP) pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo. Realizou estágios de pós-doutoramento na UNICAMP (bolsista FAPESP) e na PUC-SP (bolsista FAPESP). Atualmente é Professora Titular do Departamento de Física da UFRN. Atua como pesquisadora e orientadora no Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências Naturais e Matemática e no Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física - Pólo UFRN. Tem contribuições principalmente nas áreas de História da Ciência, História e Filosofia da Ciência no Ensino e Natureza da Ciência. É integrante do Grupo de História, Teoria e Ensino de Ciências da Universidade de São Paulo (www.ghtc.usp.br) e do Grupo de Pesquisa em Ensino de Física e de Astronomia (UFRN).

References

Bardin, L. (2004). Análise de conteúdo. Edições 70.

Brasil (2018). Base Nacional Comum Curricular – Ensino Fundamental. MEC.

Collins, H. & Pinch, T. (2010). O Golem: o que você deveria saber sobre ciência. Fabrefactum.

Delizoicov, D., Angotti, J. A. P., & Pernambuco, M. M. (2002). Ensino de Ciências: Fundamentos e métodos. Cortez.

Forato, T. C. M., Martins, R. A., & Pietrocola, M. (2012). Enfrentando obstáculos na transposição didática da história da ciência para a sala de aula. In L. O. Q. Peduzzi, A. F. P. Martins, & J. M. H. Ferreira. (Org.) Temas de história e filosofia da ciência no ensino (pp. 123-154). EDUFRN.

Forato, T. C. M., Bagdonas, A., & Testoni, L. (2017). Episódios históricos e Natureza das Ciências na formação de professores. Enseñanza de las Ciencias, nº extraordinario, 3511-3516. https://ddd.uab.cat/pub/edlc/edlc_a2017nEXTRA/46_-_Episodios_historicos_e_natureza_das.pdf

Guerra, A. (2014). A identidade e o diálogo como possibilidades de superação da controvérsia entre educadores e historiadores da ciência. In: S. Camargo et al. (Org.), Controvérsias na pesquisa em ensino de física (pp. 129-143). Livraria da Física.

Kipnis, N. (2000). Scientific controversies in teaching science. The Physicist, 37 (1), 21-26. https://www.researchgate.net/publication/303124112_Scientific_Controversies_in_Teaching_Science_2000_The_Physicist_Sydney

Lederman, N. G., Abd-El-Khalick, F., Bell, R. L. & Schwartz, R. S. (2002). Views of nature of science questionnaire: toward valid and meaningful assessment of learner’s conceptions of nature of science. Journal of Research in Science Teaching, 39 (6), 497-521 https://doi.org/10.1002/tea.10034

Manhães, A. C. T. S. (2016). O uso do blog como facilitador da aprendizagem. Revista Valore, 1 (1), 111-130. https://revistavalore.emnuvens.com.br/valore/article/view/28

Martins, A. F. P. (2015). Natureza da Ciência no ensino de ciências: uma proposta baseada em “temas” e “questões”. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 32 (3), 703-737. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2015v32n3p703

Martins, R. A. (2005). A dinâmica relativística antes de Einstein. Revista Brasileira de Ensino de Física, 27 (1), 11-26. https://doi.org/10.1590/S0102-47442005000100003

Martins, R. A. (2006). Introdução: a história das ciências e seus usos na educação. In C. C. Silva (Org.). Estudos de história e filosofia das ciências: subsídios para aplicação no ensino (pp. 22-34). Livraria da Física.

Martins, R. A. (2023). Em busca do éter: de Maxwell a Michelson, Morley e Miller. In R. A. Martins (Org.). Ensaios sobre História e Filosofia das Ciências III (pp. 137-290). Quamcumque Editum.

Maxwell, J. C. (1878). Ether. In The Encyclopædia Britannica. A dictionary of arts, sciences, and general literature, v. 8 (pp. 568-572). Charles Scribner’s sons. https://archive.org/details/encyclopaediabri15chisrich

Méheut, M., & Psillos, D. (2004). Teaching–learning sequences: aims and tools for science education research. International Journal of Science Education, 26(5), 515–535. https://doi.org/10.1080/09500690310001614762

Michelson, A. A. (1881). The relative motion of the Earth and the luminiferous ether. American Journal of Science, 22 (128), 120-129.

https://doi.org/10.2475/ajs.s3-34.203.333

Michelson, A. A., & Morley, E. W. (1887). On the relative motion of the Earth and the luminiferous ether. American Journal of Science, 34 (203), 333–345.

https://doi.org/10.2475/ajs.s3-34.203.333

Miller, D. C. (1922). Ether-drift Experiments at Mount Wilson Solar Observatory. Physical Review, 19 (4), 407-408. https://doi.org/10.1103/PhysRev.19.407

Miller, D. C. (1926). Significance of the ether-drift experiments of 1925 at Mount Wilson. Science, 63 (1635), 433-443. https://www.jstor.org/stable/pdf/1650619.pdf

Morley, E. W., & Miller, D. C. (1907). Final report on Ether-drift Experiments. Science, 25 (2), 525. https://archive.org/details/science251907mich

Niaz, M. (2009). Progressive transitions in chemistry teachers’ understanding of nature of science based on historical controversies. Science & Education, 18, 43–65. https://doi.org/10.1007/s11191-007-9082-x

Oliveira, R. A., Martins, A. F. P., & Silva, A. P. B. (2021). Natureza da ciência por meio de narrativas históricas: Limites e potencialidades. Experiências em Ensino de Ciências, 16(2), 457–478. https://fisica.ufmt.br/eenciojs/index.php/eenci/article/view/935

Paula, T. A. (2025). “Caminhos Científicos: os Experimentos de Michelson-Morley-Miller”: o Padlet como recurso para abordar Controvérsias Científicas e Física Moderna no Ensino Médio [Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Rio Grande do Norte]. https://repositorio.ufrn.br/items/8e4f513f-454a-4405-af12-c9862fecbd8e

Peduzzi, L. O. Q., & Raicik, A. C. (2020). Sobre a Natureza da Ciência: asserções comentadas para uma articulação com a História da Ciência. Investigações em Ensino de Ciências, 25(2), 19-55. https://doi.org/10.22600/1518-8795.ienci2020v25n2p19

Sasseron, L., & Carvalho, A. M. P. (2011). Alfabetização Científica: uma revisão bibliográfica. Investigações em Ensino de Ciências, 16, 59-77. https://ienci.if.ufrgs.br/index.php/ienci/article/view/246

Schirmer, S. B., & Sauerwein, I. P. S. (2015). Recursos didáticos e história e filosofia da ciência em sala de aula: uma análise em periódicos de ensino nacionais. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, 14(3), 61–77. https://periodicos.ufmg.br/index.php/rbpec/article/view/4293

Shankland, R. S. (1964a) Michelson-Morley Experiment. American Journal of Physics, 32 (1), 16-35. https://doi.org/10.1119/1.1970063

Shankland, R. S. (1964b) Michelson-Morley Experiment. Scientific American, 211 (5), 107-115. https://doi.org/10.1038/scientificamerican1164-107

Shankland, R. S., McCuskey, S. W., Leone, F. C., & Kuerti, G. (1955). A new analysis of the interferometer observations of Dayton C. Miller. Reviews of Modern Physics, 27 (2), 167-178. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.27.167

Soares, A.; Medina, R.; Carboni, A. & Costa, F. (2016). Usando as tecnologias da informação no ensino de Física: o blog da Lua. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 33 (3), 1094-1114. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2016v33n3p1094

Stefanidou, C., & Vlachos, I. (2011). Could scientific controversies be used as a tool for teaching science in the compulsory education? In P. V. Kokkotas, K. S. Malamitsa, & A. A. Rizaki (Org.), Adapting Historical Science Knowledge Production to the Classroom (pp. 299-248). Sense publishers.

Swenson Jr., L. S. (1970). The Michelson-Morley-Miller experiments before and after 1905. Journal for the History of Astronomy, 1 (1), 56-78. https://doi.org/10.1177/0021828670001001

Published

2026-05-05

How to Cite

DE ARAÚJO PAULA, Thiago; HIDALGO, Juliana Mesquita. The Michelson–Morley–Miller controversy and the Nature of Science: results from an empirical investigation . Revista Brasileira de Pesquisa em Ensino de Física, [S. l.], v. 2, 2026. DOI: 10.5380/rbpef.v2.103492. Disponível em: https://revistas.ufpr.br/rbpef/article/view/103492. Acesso em: 4 jun. 2026.

Issue

Section

Artigos de pesquisa

Categories