Hipotezė, modelis, teorija ir teisė

Paprastai vartojami žodžiai hipotezė, modelis, teorija ir dėsnis interpretuojami skirtingai ir kartais vartojami netiksliai, tačiau moksle jie turi labai tikslias reikšmes.

Turbūt pats sunkiausias ir intriguojantis žingsnis yra konkrečios, patikrintos hipotezės sukūrimas. Naudinga hipotezė leidžia numatyti, taikant dedukcinį pagrindimą, dažnai atliekant matematinę analizę. Tai yra ribotas teiginys apie priežastį ir padarinius konkrečioje situacijoje, kurį galima patikrinti eksperimentuojant ir stebint arba atliekant statistinę duomenų tikimybių analizę gautas. Testo hipotezės rezultatas šiuo metu neturėtų būti žinomas, kad rezultatai galėtų pateikti naudingų duomenų apie hipotezės pagrįstumą.

Kartais sukuriama hipotezė, kuri turi palaukti, kol bus patikrintos naujos žinios ar technologijos. Atomų sąvoką pasiūlė senovės graikai, kurie neturėjo jokių būdų tai išbandyti. Šimtmečiais vėliau, kai atsirado daugiau žinių, hipotezė sulaukė palaikymo ir galiausiai buvo patvirtinta mokslo bendruomenės, nors per metus ji turėjo būti daug kartų keičiama. Atomai nėra nedalomi, kaip spėjo graikai.

A modelis naudojamas situacijose, kai žinoma, kad hipotezės apribojimas yra pagrįstas. Bohro atomo modelisPvz., vaizduoja elektronus, besisukančius ant atominio branduolio, panašiai kaip Saulės sistemos planetos. Šis modelis yra naudingas nustatant elektrono kvantinių būsenų energijas paprastajame vandenilio atome, tačiau jis jokiu būdu neatspindi tikrosios atomo prigimties. Mokslininkai (ir gamtos mokslų studentai) tuo dažnai naudojasi idealizuoti modeliai iš pradžių suvokti sudėtingų situacijų analizę.

A mokslinė teorija arba įstatymas Tai hipotezė (arba susijusių hipotezių grupė), kuri buvo patvirtinta pakartotiniais testais, beveik visada atliktais per daugelį metų. Paprastai teorija yra tam tikrų susijusių reiškinių, tokių kaip evoliucijos teorija ar Didžiojo sprogimo teorija.

Žodis „įstatymas“ dažnai yra nurodomas nurodant konkrečią matematinę lygtį, susiejančią skirtingus teorijos elementus. Paskalio dėsnis nurodo lygtį, apibūdinančią slėgio skirtumus pagal aukštį. Bendroje visuotinės gravitacijos teorijoje, kurią sukūrė Seras Izaokas Niutonas, pagrindinė lygtis, apibūdinanti gravitacinį trauką tarp dviejų objektų, yra vadinama gravitacijos dėsnis.

Šiomis dienomis fizikai savo idėjoms retai taiko žodį „įstatymas“. Iš dalies taip yra todėl, kad tiek daug ankstesnių „gamtos dėsnių“ buvo ne tiek įstatymai, kiek gairės, kurie veikia pagal tam tikrus parametrus, bet ne pagal kitus.

Nustačius mokslinę teoriją, labai sunku priversti mokslo bendruomenę jos atsisakyti. Fizikoje eterio, kaip šviesos bangų perdavimo būdo, samprata kilo priešingai 1800-ųjų pabaigoje, tačiau ji nebuvo atmesta iki 1900-ųjų pradžios, kai Albertas Einšteinas pasiūlė alternatyvius šviesos bangos pobūdžio paaiškinimus, kurie nebuvo grindžiami perdavimo terpe.

Mokslo filosofas Tomas Kuhnas sukūrė terminą mokslinė paradigma paaiškinti teoriją, pagal kurią veikia mokslas. Jis daug dirbo mokslo revoliucijos kurios įvyksta, kai viena paradigma yra panaikinta naujos teorijos rinkinio naudai. Jo darbas rodo, kad pati mokslo prigimtis keičiasi, kai šios paradigmos labai skiriasi. Fizikos po reliatyvumo ir kvantinės mechanikos prigimtis iš esmės skiriasi nuo po jų atradimas, kaip ir biologija iki Darvino evoliucijos teorijos, iš esmės skiriasi nuo tos, kurią biologija sekė juo. Keičiasi pats tyrimo pobūdis.

Viena iš mokslinio metodo pasekmių yra bandymas išlaikyti tyrimo nuoseklumą, kai įvyksta šios revoliucijos, ir vengti bandymų ideologiniais pagrindais nuversti egzistuojančias paradigmas.

Vienas iš principų, susijusių su moksliniu metodu, yra: „Occam“ skustuvas (pakaitomis parašė Ockhamo skustuvą), kuris pavadintas XIV amžiaus anglų logiko ir pranciškono brolio Viljamo iš Ockhamo vardu. Oksamas nesukūrė šios idėjos - Tomo Akviniečio ir net Aristotelio darbai minėjo kažkokią jos formą. Pirmą kartą vardas (mūsų žiniomis) jam buvo suteiktas 1800-aisiais, tai rodo, kad jis pakankamai rėmėsi filosofija, kad jo vardas su tuo susijęs.

Skustuvas lotyniškai dažnai rašomas kaip:

entia non sunt multiplicanda praeter būtinybė

arba, išverstas į anglų kalbą:

subjektai neturėtų būti dauginami be reikalo

„Occam“ skustuvas nurodo, kad tinkamiausias yra turimas duomenis atitinkantis paprasčiausias paaiškinimas. Darant prielaidą, kad dvi pateiktos hipotezės turi vienodą numatomąją galią, pirmenybė teikiama tai, kuri daro mažiausias prielaidas ir hipotetinius subjektus. Šis kreipimasis į paprastumą yra priimtas daugumos mokslo ir remiasi šia populiaria Alberto Einšteino citata:

Viskas turėtų būti kuo paprastesnė, bet ne paprastesnė.

Svarbu pažymėti, kad Occamo skustuvas neįrodo, kad paprastesnė hipotezė iš tikrųjų yra tikrasis gamtos elgesio paaiškinimas. Moksliniai principai turėtų būti kuo paprastesni, tačiau tai nėra įrodymas, kad pati gamta yra paprasta.

Tačiau paprastai yra taip, kad kai naudojama sudėtingesnė sistema, yra tam tikrų įrodymų elementų, kurie neatitinka paprastesnės hipotezės, todėl Occamo skustuvas retai klysta, nes jame nagrinėjamos tik visiškai vienodų spėjamųjų hipotezės galia. Nuspėjamoji galia yra svarbesnė už paprastumą.

Redaguota Anne Marie Helmenstine, Ph.