Hypotéza, model, teória a právo

Slová hypotéza, model, teória a právo sa bežne používajú rôzne interpretácie a niekedy sa používajú bez presnosti, ale vo vede majú veľmi presné významy.

Asi najťažším a najzaujímavejším krokom je vypracovanie konkrétnej, testovateľnej hypotézy. Užitočná hypotéza umožňuje predpovede pomocou deduktívneho zdôvodnenia, často vo forme matematickej analýzy. Ide o obmedzené vyhlásenie týkajúce sa príčiny a následku v konkrétnej situácii, ktoré je možné otestovať experimentovaním a pozorovaním alebo štatistickou analýzou pravdepodobností z údajov získané. Výsledok testovacej hypotézy by nemal byť v súčasnosti neznámy, aby výsledky mohli poskytnúť užitočné údaje týkajúce sa platnosti hypotézy.

Niekedy sa vyvinie hypotéza, ktorá musí počkať na nové znalosti alebo technológie, ktoré sa dajú otestovať. Pojem atómy navrhol starovekí Gréci, ktorý nemal prostriedky na jeho testovanie. O niekoľko storočí neskôr, keď bolo k dispozícii viac poznatkov, hypotéza získala podporu a nakoniec bola akceptovaná vedeckou komunitou, hoci v priebehu roka musela byť mnohokrát zmenená. Atómy nie sú neoddeliteľné, ako predpokladali Gréci.

Model sa používa v situáciách, keď je známe, že hypotéza má obmedzenie platnosti. Bohrov model atómunapríklad znázorňuje elektróny krúžiace okolo atómového jadra podobným spôsobom ako planéty v slnečnej sústave. Tento model je užitočný pri určovaní energií kvantových stavov elektrónu v jednoduchom atóme vodíka, ale v žiadnom prípade nepredstavuje skutočnú povahu atómu. Vedci (a študenti prírodných vied) ich často používajú idealizované modely získať počiatočnú predstavu o analýze zložitých situácií.

vedecká teória alebo zákon predstavuje hypotézu (alebo skupinu príbuzných hypotéz), ktorá bola potvrdená opakovaným testovaním, takmer vždy počas mnohých rokov. Všeobecne platí, že teória je vysvetlenie pre súbor súvisiacich javov, ako je teória evolúcie alebo teória veľkého tresku.

Slovo „zákon“ sa často používa v súvislosti s konkrétnou matematickou rovnicou, ktorá spája rôzne prvky v teórii. Pascalov zákon odkazuje na rovnicu, ktorá popisuje rozdiely v tlaku na základe výšky. V celkovej teórii univerzálnej gravitácie vyvinutej Sir Isaac Newton, kľúčová rovnica, ktorá popisuje gravitačnú príťažlivosť medzi dvoma objektmi, sa nazýva zákon gravitácie.

V súčasnosti fyzici zriedka používajú pri svojich nápadoch slovo „zákon“. Čiastočne je to preto, že sa zistilo, že toľko z predchádzajúcich „prírodných zákonov“ nie je toľko zákonov ako usmernení, ktoré dobre fungujú v rámci určitých parametrov, ale nie v rámci iných.

Po vytvorení vedeckej teórie je veľmi ťažké prinútiť vedeckú komunitu, aby ju vyradila. Koncepcia éteru ako média pre prenos svetelných vĺn sa vo fyzike koncom 19. storočia stretla s vážnou opozíciou, ale až na začiatku 20. rokov 20. storočia, keď Albert Einstein navrhli alternatívne vysvetlenia vlnovej povahy svetla, ktoré sa pri prenose nespoliehali na médium.

Termín vyvinul vedecký filozof Thomas Kuhn vedecká paradigma vysvetliť pracovný súbor teórií, v ktorých veda funguje. Robil rozsiahlu prácu na vedecké revolúcie ktoré nastanú, keď sa jedno paradigma prevráti v prospech novej skupiny teórií. Jeho práca naznačuje, že samotná povaha vedy sa mení, keď sa tieto paradigmy výrazne líšia. Povaha fyziky pred relativitou a kvantovou mechanikou sa zásadne líši od fyziky po ich objav, rovnako ako biológia pred Darwinovou teóriou evolúcie, sa zásadne líši od biológie nasledoval to. Samotná povaha otázky sa mení.

Jedným z dôsledkov vedeckej metódy je pokúsiť sa zachovať konzistentnosť vyšetrovania, keď dôjde k týmto revolúciám, a vyhnúť sa pokusom zvrhnúť existujúce paradigmy z ideologických dôvodov.

Jednou z poznámok v súvislosti s vedeckou metódou je Holiaci strojček spoločnosti Occam (striedavo hláskoval Ockhamov holiaci strojček), ktorý je pomenovaný po anglickom logikovi zo 14. storočia a františkánskom bratovi Vilémovi z Ockhame. Spoločnosť Occam tento koncept nevytvorila - dielo Thomasa Akvinského a dokonca aj Aristoteles sa odvolávali na jeho formu. Meno bolo mu prvýkrát pripísané (podľa našich vedomostí) v roku 1800, čo naznačuje, že sa musel dostatočne zasadzovať za filozofiu, aby sa s ním jeho meno spájalo.

Razor je v latinčine často uvádzaný ako:

entia non sunt multiplicanda praeter needitatem

alebo, preložené do angličtiny:

subjekty by sa nemali znásobovať zbytočne

Razor spoločnosti Occam naznačuje, že najjednoduchším vysvetlením, ktoré sa hodí k dostupným údajom, je preferované vysvetlenie. Za predpokladu, že dve predložené hypotézy majú rovnakú prediktívnu silu, má prednosť hypotéza, ktorá vytvára najmenšie predpoklady a hypotetické entity. Túto výzvu k jednoduchosti prijala väčšina vedy a odvoláva sa na túto populárnu citáciu Alberta Einsteina:

Všetko by malo byť čo najjednoduchšie, ale nie jednoduchšie.

Je dôležité poznamenať, že britský strojok Occam nedokazuje, že jednoduchšia hypotéza je skutočne skutočným vysvetlením toho, ako sa správa príroda. Vedecké zásady by mali byť čo najjednoduchšie, to však nie je dôkazom toho, že samotná príroda je jednoduchá.

Vo všeobecnosti však platí, že ak funguje zložitejší systém, existuje nejaký prvok dôkazov, ktorý nezodpovedá jednoduchšej hypotéze, takže Occamov holiaci strojček sa zriedka mýli, pretože sa zaoberá iba hypotézami čisto rovnocenných prediktívnych opatrení. moc. Prediktívna sila je dôležitejšia ako jednoduchosť.

Upravil Anne Marie Helmenstine, Ph. D.