Co to znaczy udowodnić teorię naukową? Jaka jest rola matematyki w nauce? Jak definiujesz metodę naukową? Spójrz na podstawowy sposób, w jaki ludzie patrzą na naukę, co to znaczy dowód i czy hipotezę można udowodnić, czy nie.
Rozpoczyna się rozmowa
Historia zaczyna się od wiadomości e-mail, która zdaje się krytykować moje poparcie dla teoria wielkiego podrywu co jest przecież nie do udowodnienia. Autor e-maila wskazał, że jego zdaniem wiąże się to z faktem, że u mnie Wprowadzenie do metody naukowej artykuł mam następujący wiersz:
Przeanalizuj dane - zastosować odpowiednią analizę matematyczną, aby sprawdzić, czy wyniki eksperymentu potwierdzają lub obalają hipotezę.
Sugerował, że nacisk na „analizę matematyczną” był mylący. Twierdził, że matematyka była później omawiana przez teoretyków, którzy wierzyli, że naukę można lepiej wyjaśnić za pomocą równań i dowolnie przypisanych stałych. Według autora, matematyki można manipulować, aby uzyskać pożądane wyniki, w oparciu o uprzednie założenia naukowca, takie jak to, co Einstein zrobił z stała kosmologiczna.
W tym objaśnieniu jest wiele świetnych punktów, a kilka z nich wydaje mi się, że są daleko w tyle. Rozważmy je punkt po punkcie w ciągu najbliższych kilku dni.
Dlaczego wszystkie teorie naukowe są nie do udowodnienia
Teoria Wielkiego Wybuchu jest absolutnie nie do udowodnienia. W rzeczywistości wszystkie teorie naukowe są nie do udowodnienia, ale Wielki Wybuch cierpi z tego powodu bardziej niż większość.
Kiedy mówię, że wszystkie teorie naukowe są nie do udowodnienia, odwołuję się do idei słynnego filozofa nauki Karla Poppera, który jest znany z omawiania idei, że idea naukowa musi być falsyfikowalny. Innymi słowy, musi istnieć jakiś sposób (w zasadzie, jeśli nie w praktyce), aby uzyskać wynik sprzeczny z ideą naukową.
Jakikolwiek pomysł, który można ciągle zmieniać, aby pasował do niego jakikolwiek dowód, z definicji Poppera nie jest pomysłem naukowym. (Dlatego na przykład koncepcja Boga nie jest naukowa. Ci, którzy wierzą w Boga, używają prawie wszystkiego, aby poprzeć swoje roszczenia i nie mogą znaleźć dowodów - przynajmniej nie umierając i nie znajdując że nic się nie wydarzyło, co niestety niewiele daje danych empirycznych na tym świecie - co nawet teoretycznie mogłoby obalić ich roszczenie.)
Jedną z konsekwencji pracy Poppera z falsyfikowalnością jest zrozumienie, że tak naprawdę nigdy nie udowodni się teorii. Zamiast tego wymyślają implikacje teorii, stawiają hipotezy na ich podstawie implikacje, a następnie spróbuj udowodnić, że konkretna hipoteza jest prawdziwa lub fałszywa, zarówno eksperymentalnie, jak i ostrożnie obserwacja. Jeśli eksperyment lub obserwacja są zgodne z przewidywaniem hipotezy, naukowiec uzyskał poparcie dla hipotezy (a zatem i teorii leżącej u jej podstaw), ale jej nie udowodnił. Zawsze jest możliwe, że istnieje inne wyjaśnienie wyniku.
Jeśli jednak prognoza okaże się fałszywa, teoria może mieć poważne wady. Oczywiście niekoniecznie, ponieważ istnieją trzy potencjalne etapy, które mogą zawierać wadę:
- konfiguracja eksperymentalna
- rozumowanie, które do tego doprowadziło hipoteza
- sama teoria leżąca u podstaw
Dowody, które są sprzeczne z prognozą, mogą być wynikiem błędu w przeprowadzeniu eksperymentu lub mogą oznacza, że teoria jest solidna, ale sposób, w jaki interpretował ją naukowiec (a nawet ogólnie naukowcy) wady. I oczywiście możliwe jest, że leżąca u podstaw teoria jest całkowicie błędna.
Powiem więc kategorycznie, że teoria wielkiego wybuchu jest całkowicie nie do udowodnienia... ale zasadniczo jest zgodny ze wszystkim, co wiemy o wszechświecie. Wciąż istnieje wiele tajemnic, ale bardzo niewielu naukowców uważa, że na nie odpowiemy bez jakiejkolwiek odmiany Wielkiego Wybuchu w odległej przeszłości.
Edytowany przez Dr Anne Marie Helmenstine