Шукаєте доказ? У більшості досліджень такого немає. Флікр / Пол Мазумдар, CC BY-NC

Як астрофізик, я живу і дихаю наукою. Багато чого з того, що я читаю і чую, вкладається мовою науки, яка для сторонніх може здатися не більш ніж жаргоном і безглуздістю. Але одне слово рідко вимовляється або друкується в науці, і це слово є «доказом». Насправді наука мало спільного з тим, щоб "довести" щось.

Ці слова, можливо, спричинили занепокоєння виразів по вашому обличчю, тим більше, що ЗМІ постійно говорять про те, що наука доводить речі, серйозні речі з потенційними наслідками, наприклад куркума може, очевидно, замінити препарати 14І це довели більш легковажні речі, як наука моцарелла - оптимальний сир для піци.

Безумовно, наука довела це, і багато іншого. Не так!

Шлях математика

Математики доводять речі, а це означає щось досить конкретне. Математики викладають певний набір основних правил, відомих як аксіоми, і визначають, які твердження вірні в рамках.

Однією з найбільш відомих з них є антична геометрія Росії Euclid. Маючи лише кілька правил, які визначають ідеальний рівний простір, незліченна кількість дітей протягом останніх тисячоліть потіла довести Піфагорвідношення для прямокутних трикутників, або що пряма лінія перетне коло максимум у двох місцях, або безліч інших тверджень, що відповідають дійсності Правила Евкліда.

У той час як світ Евкліда досконалий, визначений його прямими лініями та колами, всесвіт, яку ми населяємо, не є. Геометричні фігури, намальовані папером та олівцем, є лише наближенням світу Евкліда, де твердження істини абсолютні.

За останні кілька століть ми зрозуміли, що геометрія є складнішою, ніж Евкліда, з математичними великами, такими як Гаус, Лобачевський та Ріман даючи нам геометрію вигнутих і викривлених поверхонь.

В цьому неевклідова геометрія, у нас є новий набір аксіом і основоположних правил, і новий набір тверджень абсолютної істини ми можемо довести.

Ці правила надзвичайно корисні для орієнтування навколо цієї (майже-) круглої планети. Один з ЕйнштейнаВеликими досягненнями Росії (багато) було показати, що викривлення і викривлення простору часу може пояснити тяжкість.

Однак математичний світ неевклідової геометрії чистий і досконалий, і це лише наближення до нашого безладного світу.

Тільки що таке наука?

Але в науці є математика, ти плачеш. Я щойно читав лекції з магнітних полів, лінійних інтегралів та векторного обчислення, і я впевнений, що мої студенти охоче погоджуються, що математика в науці є достатньою.

І підхід такий же, як і в іншій математиці: визначте аксіоми, вивчіть наслідки.

Знаменитий Ейнштейн E = mc², почерпнуті з постулатів того, як закони електромагнетизму бачать різні спостерігачі, його спеціальна теорія відносності, є яскравим прикладом цього.

Але такі математичні докази є лише частиною історії науки.

Важливий біт, біт, який визначає науку, полягає в тому, чи є такі математичні закони точним описом Всесвіту, який ми бачимо навколо себе.

Для цього ми повинні зібрати дані за допомогою спостережень та експериментів природних явищ, а потім порівняти їх з математичними прогнозами та законами. Основним для цього починання є "докази".

Науковий детектив

Математична сторона чиста і чиста, тоді як спостереження та експерименти обмежені технологіями та невизначеностями. Порівнювання обох укладається в математичні поля статистики та умовиводу.

Багато хто, але не всі, покладаються на певний підхід до цього відомого як Байесівські міркування включити спостережні та експериментальні докази у те, що ми знаємо, та оновити свою віру в конкретний опис Всесвіту.

 Єдиний спосіб - це ці яблука. Flickr / Don LaVange, CC BY

Тут віра означає, наскільки ви впевнені в тому, що конкретна модель є точним описом природи, виходячи з того, що ви знаєте. Подумайте про це трохи як про ставку на певний результат.

Наш опис сили тяжіння здається досить хорошим, тому, можливо, неприємно, що яблуко впаде з гілки на землю.

Але у мене менше впевненості, що електрони - це крихітні петлі обертової та обертової струни, що пропонується теорією суперструнної струни, і це може бути від тисячі до одного довгострілу, що це дасть точні описи майбутніх явищ.

Отже, наука схожа на триваючу драму в залі суду, і постійний потік доказів подається присяжним. Але немає жодного підозрюваного, і нові підозрювані регулярно заїжджають. У світлі зростаючих доказів присяжні постійно оновлюють свою думку про те, хто несе відповідальність за дані.

Але жодного вердикту абсолютної вини чи невинуватості не повертається, оскільки докази постійно збираються, а перед судом проходить більше підозрюваних. Все присяжне може вирішити, що один підозрюваний винен більше, ніж інший.

Що довела наука?

У математичному сенсі, незважаючи на всі роки дослідження того, як працює Всесвіт, наука нічого не довела.

 Позначте місце, де нічого не було доведено. Flickr / Rob, CC BY-NC-ND

Кожна теоретична модель - це хороший опис Всесвіту навколо нас, принаймні в межах деякого діапазону шкал, який є корисним.

Але вивчення нових територій виявляє недоліки, які знижують нашу віру в те, чи певний опис продовжує точно представляти наші експерименти, тоді як наша віра в альтернативи може зростати.

Чи будемо ми врешті-решт пізнати істину і утримувати закони, які справді керують роботою космосу в наших руках?

Хоча наша ступінь віри в деякі математичні моделі може ставати все сильнішою і сильнішою, без нескінченної кількості тестування, як ми можемо колись бути впевненими, що вони є реальністю?

Я думаю, що найкраще залишити останнє слово одному з найбільших фізиків, Річард Фейнман, про те, чим займатися вченим:

Я маю приблизні відповіді та можливі переконання з різним ступенем впевненості щодо різних речей, але я ні в чому не впевнений.

{vembed Y = Na-KzVwu6es}

про автора

Герайнт Льюїс, професор астрофізики, Університет Сіднея

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

Суміжні книги

Зміна клімату: що потрібно знати усім

Джозеф Ромм
Найважливіший буквар щодо того, що буде визначальним питанням нашого часу, Зміна клімату: що потрібно знати усім® це чіткий огляд науки, конфліктів та наслідків нашої планети, що потеплішає. Від Джозефа Ромма, головного наукового радника National Geographic's Роки життя небезпечно серіал та один із "100 людей, які змінюють Америку" Rolling Stone " Зміна клімату пропонує корисні для користувача наукові суворі відповіді на найскладніші (і зазвичай політизовані) питання, що стосуються того, що кліматолог Лонні Томпсон вважав "очевидною та теперішньою небезпекою для цивілізації". Доступний на Amazon

Зміна клімату: Друге видання "Наука про глобальне потепління та наше енергетичне майбутнє"

Джейсон Смердон
Це друге видання Зміна клімату є доступним і всебічним посібником для науки, що стоїть за глобальним потеплінням. Вишукано проілюстровано, текст орієнтований на студентів на різних рівнях. Едмонд А. Матез та Джейсон Е. Смердон дають широке інформативне вступ до науки, яка лежить в основі нашого розуміння кліматичної системи та впливу людської діяльності на потепління нашої планети. Матес і Смердон описують ролі атмосфери та океану граємо в нашому кліматі, вводимо поняття радіаційного балансу та пояснюємо зміни клімату, що відбувалися в минулому. Вони також детально описують діяльність людини, яка впливає на клімат, такі як викиди парникових газів та аерозолів та вирубка лісів, а також наслідки природних явищ.  Доступний на Amazon

Наука про зміну клімату: практичний курс

автор Блер Лі, Аліна Бахман
Наука про зміну клімату: практичний курс використовує текст та вісімнадцять практичних заходів пояснити та викладати науку про глобальне потепління та зміни клімату, про те, як люди несуть відповідальність та що можна зробити, щоб уповільнити чи зупинити темпи глобального потепління та зміни клімату. Ця книга є повним, вичерпним посібником з важливої ​​екологічної теми. Тематика цієї книги включає: як молекули передають енергію від сонця для нагрівання атмосфери, парникових газів, парникового ефекту, глобального потепління, промислової революції, реакції горіння, зворотного зв'язку, взаємозв'язку між погодою та кліматом, зміною клімату, раковини вуглецю, вимирання, слід вуглецю, переробка та альтернативна енергія. Доступний на Amazon

Від видавця:
Покупки в Amazon йдуть на те, щоб покрити витрати на привезення вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, та ClimateImpactNews.com безкоштовно і без рекламодавців, які відстежують ваші звички перегляду. Навіть якщо ви натискаєте на посилання, але не купуєте ці вибрані продукти, все, що ви купуєте за той же візит на Amazon, платить нам невелику комісію. Додаткових витрат для вас немає, тому, будь ласка, внесіть свої зусилля. Ви також можете використовуйте цю посилання в будь-який час користуватися Amazon, щоб ви могли допомогти підтримати наші зусилля.