Videnskabelig teori

Øjne iført
omvendte linser

Videnskabsfilosofi
Ikon videnskab filosofi.svg
Fundamenter
Metode
Konklusioner
  • Teori
  • Lov
  • Videnskab
Ikke at forveksle med konspirationsteori , det længst tilnærmelse til sandheden.

TIL videnskabelig teori er en række udsagn om årsagselementerne for observerede fænomener. En kritisk komponent i en videnskabelig teori er, at den giver forklaringer og forudsigelser, der kan væretestet.


Normalt er teorier (i videnskabelig forstand) store arbejdsgrupper, der er sammensat af produkterne fra mange bidragydere over tid og er underbygget af store mængder konvergerende beviser. De forener og synkroniserer det videnskabelige samfunds syn og tilgang til et bestemt videnskabeligt felt. For eksempel, biologi har Evolutionsteori og celle teori , geologi har pladetektonisk teori og kosmologi har Stort brag . Udviklingen af ​​teorier er et nøgleelement i videnskabelig metode som de bruges til at forudsige verden; hvis disse forudsigelser mislykkes, revideres teorien. Teorier er hovedmålet i videnskab og ingen forklaring kan opnå en højere 'rang' (i modsætning til troen på, at 'teorier' bliver 'love' eller 'fakta' over tid).

'Teori' er et Jekyll-and-Hyde-udtryk, der betyder forskellige ting og derfor ofte bruges i argumenter baseret på tvivlsomhed hvor to forskellige betydninger af et ord bruges. Mens i daglig talehvad som helstat forsøg på at give en forklaring på en årsag kan kaldes en 'teori', a videnskabelig teori har en meget mere specifik betydning. Videnskabelig teori er langt mere end bare en afslappet formodning eller noget Joe's gætteri. En teori i denne sammenhæng er envelbegrundede forklarende rammerfor en række fakta og observationer, der ertestbarog kan bruges tilforudsige fremtidige observationer.

Indhold

Almindelige misforståelser om teorier

'Bare' en teori

Godt punkt, tankstation.
Kreationister får det til at lyde som om en 'teori' er noget, du drømte om efter at have været beruset hele natten.
—Isaac Asimov

Kreationist og Intelligent design tilhængere ofte gerne beskrive teori om evolution somligeen teori. Dette er afhængig af tvivlsom den almindelige anvendelse af udtrykket 'teori' (betyder 'idé' eller 'gætte' - mere bogstaveligt talt, ' hypotese 'eller' formodning ') med den videnskabelige betydning. Teorier er det højeste niveau for videnskabelig præstation, og intet er detligeen teori - det ville være som at sige Bill Gates erligeen multimilliardær. Derudover kan man sige, at begrebet evolution er 'bare en teori' på samme måde som celle teori og tyngdekraft (grundlæggende principper for biologi og fysik , henholdsvis) er 'bare teorier'.

Dette argument spillede med sjove forgreninger i 2008-beslutningen Florida State Board of Education for at undervise i evolution som en 'videnskabelig teori'. Tilsyneladende så kreationisterne på Florida SBOE dette som et 'kompromis' - hvilket gjorde evolution til en 'videnskabelig teori' efter loven, troede de, ville svække evolutionens position. Når alt kommer til alt ville det være 'bare en teori', ikke? Forkert! Dette 'kompromis' sætter faktisk evolutionen på det helt rigtige niveau - på det højeste niveau af videnskab - og sikrer, at studerende kan lære, hvad udtrykket 'videnskabelig teori' virkelig betyder, forhåbentlig til sidst tegner forvirring med den sproglige betydning.


For hurtigt at imødegå dette argument kan man sige, 'Gravity er bare en teori også' eller 'Creation is just a myth', og modstandere bliver nødt til at vende sig til et andet argument.



Teorier og love

En anden almindelig misforståelse er, at en teori er det trin, du går igennem, mens du er på vej til en videnskabslov . Videnskabelige love og teorier er to meget forskellige ting, og på trods af hvad det kan synes, enaldrigbliver den anden. Videnskabelige love er faktiske observationer, der normalt stammer fra matematisk modellering; de destillerer blot empirisk resulterer i kortfattede verbale eller matematiske udsagn, der udtrykker et grundlæggende videnskabelige princip - for eksempel tiltrækker tyngdekraften, kraften er lig med massetider acceleration og så videre. Teorier er årsagssammenhængen bag, hvad der skaber disse love og observationer af naturen. Så en måde at tænke på det er:lovtyngdekraften er, at genstande ved 1G falder ved 9,8 m / s / s i vakuum, mensteorityngdekraften er, at alt med masse har en tyngdekraft, baseret på hvor meget masse den har.


Teorier kombinerer også love i en ramme, der er større end summen af ​​dens dele. I genetik , mange forskellige love beskriver hvordan gener interagere i forskellige kombinationer for at påvirke arvelighed - arbejde udført primært af Gregor Mendel . Genetisk teori kombinerer disse love i en samlet ramme, der kan bruges som en forklaring og til at forudsige. Evolutionær teori kombinerer derefter genetisk teori, teorien om naturlig selektion og andre teorier med de forskellige love, som de er forbundet med, ind i en kompleks ramme, der danner grundlaget for meget forskning inden for biologi.

Også selvomfremragendeteorier eller love kan erstattes af mere succesrige. For eksempel, Newton Gravitationens lov er fremragende til at forudsige stien til et rumfartøj blandt det ydre planeter af Solsystem , men det bryder sammen, når store masser er involveret, som f.eks Sol . Præcessionen af ​​Mercury aphelion kan kun forklares med Einstein 's generel relativitet , som er en forbedring af Newtons lov under hensyntagen til den svage bøjning af rumtid nær solen.


Forfalskede teorier

Se hovedartiklen om dette emne: Forfalskning

Det er klart, at hvis en teori er blevet forfalsket, opfylder den ikke længere definitionerne i starten af ​​artiklen. Det kan godt stadig være en 'teori' i betydningen af ​​den almindelige anvendelse, men i videnskabelige termer er det blevet enerstattetteori. For eksempel, geocentrisme var en teori, ligesom begrebet fire elementer (jord, ild, vind og vand ) og Lamarckian udvikling, der viste sig at være mindre end nøjagtig. Disse er afkræftet endeligt nok (selvom nogle vil bede om at være forskellige).

På grund af evnen for gode teorier til at forudsige forudsigelser, selvom de viser sig at være falske (eller mere specifikt unøjagtige under visse forhold), kan de stadig bruges til at forudsige forudsigelser, der er nyttige tilnærmelser. Newtonsk mekanik kan godt være total vrøvl i lyset af det 20. århundredes fysik, der var banebrydende for Einstein, men ingen bruger særlig relativitet til at finde frem til en automobil . Og mens kvantemekanik i princippet kan erstattes fuldstændigt af noget andet, intet vil ændre det faktum, at Schrödinger-ligningen forudsiger de spektroskopiske træk ved hydrogen atom perfekt. Selv nogle af de mere 'fjollede' teorier fra gammel tid kan have en vis brug på grund af, hvordan de fungerer, det klassiske eksempel er, at en flad jord . Mens alle ved, at jorden ikke er flad, behøver nogen, der bygger et skur i deres have, ikke at tillade krumning af jorden .

Udvikling af teorier

Videnskabens forståelse af Univers kan faktisk ændres - ellers ville det være ude af stand til at gøre brug af ny teknologi og være meningsløst. Mens folk ofte siger, at dette betyder, at al nuværende videnskabelig viden er 'forkert', er dette langt fra den rigtige måde at beskrive den på. Hvis en teori giver gode resultater, er det detret, men når det ikke gør det, beskrives det bedst somforkert. Teorier vil normalt udvikle sig fra en mindre nøjagtig til en mere nøjagtig version af virkelighed . En af de største misforståelser er, at når teorier ændrer sig, er ændringen massiv og total. Da Isak Asimov diskuterede 'Relativitet af forkert', sagde han, at nogen, der lever i en mental verden af ​​absolutte rettigheder og forkerte, måske forestiller sig, at fordi alle teorier er forkerte, kan jorden måske tænkes sfærisk nu, men kubisk i det næste århundrede, og en hul icosahedron den næste og en donut form den ene efter. ' Men dette er tydeligvis ikke tilfældet og gælder så meget for de mikroskopiske, nuancerede verdener af atomteori og teoretisk fysik, som det gør for mere åbenlyse eksempler såsom jordens form.

Mange mennesker tror, ​​at Einstein kom sammen og gjorde alle Newtons teorier overflødige (nogle vil også sige, at kvanteteorien overrumplede relativitet, og at strengteori til gengæld usurpede kvanteteori og så videre). Dette er ikke tilfældet, da selv de største ændringer i vores forståelse er relativt små. Teorier ændres ved små trin, og nye vil normalt bestå af den gamle med lidt tilføjet. For eksempel kan man formelt vise, at Newtons love er en tilnærmelse til speciel relativitet, der gælder, når hastighederne er små sammenlignet med lysets hastighed . TIL ' Teori om alt 'der kombinerer kvantemekanik og tyngdekraft vil stadig ligne kvantemekanik. Schrödinger-ligningen, Hartree-Fock-teorien, spindynamik og partikelbølgedualitet og andre grundlæggende komponenter i kvantemekanik vil stadig være der, så nyttige og nøjagtige som nogensinde.


Er der forskel på teori og hypotese?

En almindelig misforståelse er, at videnskabelige teorier er detstammer frahypoteser, der er mødt med bekræftende eksperimentelle beviser - i den forstand, at der er et 'videnskabshierarki', der starter med hypotesen, som fremmes til teori og til sidst bliver til naturlig lov.

Dette er faktisk forkert , som teorierne erhelt adskiltfra hypoteser - en hypotese bliver ikke en teori, og hvis eksperimentelle beviser modsiger en teori, nedgraderes det ikke på en eller anden måde til en hypotese.

Med andre ord kan du ikke 'trumfe' en videnskabelig teori (f.eks. kimteorien om sygdom ) med henvisning til en hypotese (f.eks. ' Goddidit '), bevist eller ej.

Så hvad er så specielt ved en teori? Glemmer den almindelige almindelige misvisende betegnelse, en videnskabelig teori :

TIL hypotese at være et helt andet dyr har imidlertid en tendens til at være meget mindre omfattende. I lighed med en back-of-the-envelope-beregning er en hypotese grundlæggende et gæt eller gætte om, hvordan nogetmagtarbejde.

En såkaldtarbejderhypotese er noget med godt nok understøttende bevis for, at et individ vil acceptere det som sandt for at fremme deres forskning.

Bemærk, at udtrykket 'arbejder' angiver, at dette er den hypotese, du er i øjeblikketarbejder under- som i, at 'teste' i den mest basale forstand - ikke at hypotesen selv 'fungerer' (i sig selv).

Tag følgende eksempel: hvis du pludselig føler en vibration i lommen, dinarbejdshypotesesandsynligvis er: at det er din telefon, der modtager en sms eller et opkald.

Ved at række ud i lommen for at kontrollere din telefon - en handlingmotiveret heltved din arbejdshypotese (som er: 'det er din telefon, der vibrerer') - dig prøve sagde arbejdshypotesenmod observation.

Hvis du f.eks. (Til din overraskelse) skulle opdage, at din telefonvar ikke engang på dig, ville din arbejdshypotese så have været forfalsket . Uanset hvad det var, der vibrerede, kunne det bestemt ikke have været en telefon dervar ikke engang på digpå det tidspunkt.

Et andet eksempel på en arbejdshypotese er: du slapper af hjemme, når du pludselig føler dig sult. Så du går til køkkenet og åbner køleskabet.

Menhvorforkøkkenet? Fordi det er dinarbejdshypoteseat 'hvis der er mad i dit hus, er køkkenet det bedste sted at begynde at kigge'. Og ligesom før - enten er din arbejdshypotese detbekræftet(ved tilstedeværelsen af ​​mad i dit køleskab - hvor du erantagetdet ville være), eller arbejdshypotesen erforfalsket(hvis det viser sig, at køleskabet var fysisk blottet for spiselige fødevarer). I sidstnævnte tilfælde er det berettiget at dreje en ny arbejdshypotese - 'måske er der mad i skabet?'. Og så videre.

Vigtigere er, at en hypotese er entestbarerklæring, og - i modsætning til en teori - det kan (og måske meget vel) bevises 'rigtigt' eller 'forkert' uden at dette berettiger til en ændring af etableret videnskab.

Så hvad er sammenhængen mellem teori og hypotese? Nå, det er den konstante spinding af fleretestbare hypoteserder kan føre vejen frem til tilrettelæggelse af streng videnskabelig eksperimentering , og mange af de involverede faktorer - ideer, koncepter, eksperimenter, beviser og så videre - arbejder sammen for at danne den jord, som videnskabelige teorier måske en dagdukke opfra, ved hjælp af videnskabelig metode .