Ищете доказательства? В большинстве исследований такого нет. Flickr / Paul Mazumdar, CC BY-NC

Как астрофизик, я живу и дышу наукой. Многое из того, что я читаю и слышу, написано на научном языке, который посторонним может показаться не более чем жаргоном и тарабарщиной. Но одно слово редко упоминается или печатается в науке, и это слово «доказательство». На самом деле наука не имеет ничего общего с «доказательством» чего-либо.

Эти слова, возможно, вызвали обеспокоенное выражение на вашем лице, особенно когда СМИ постоянно говорят нам, что наука доказывает вещи, серьезные вещи с потенциальными последствиями, такие как куркума может заменить наркотики 14и более легкомысленные вещи, такие как наука доказали, что моцарелла - оптимальный сыр для пиццы.

Конечно, наука доказала это и многое другое. Не так!

Путь математика

Математики доказывают вещи, а это означает что-то вполне конкретное. Математики выкладывают определенный набор основных правил, известных как аксиомы, и определяют, какие утверждения являются истинными в рамках.

Одним из наиболее известных из них является древняя геометрия Евклид, Имея лишь несколько правил, которые определяют идеальное, ровное пространство, бесчисленные дети за последние несколько тысячелетий потели, чтобы доказать Пифагоротношение прямоугольных треугольников или то, что прямая линия будет пересекать окружность не более чем в двух местах, или множество других утверждений, которые верны в пределах Правила Евклида.

В то время как мир Евклида совершенен, определяется его прямыми линиями и кругами, вселенная, в которой мы живем, не является. Геометрические фигуры, нарисованные с помощью бумаги и карандаша, являются лишь приближением к миру Евклида, где утверждения истины абсолютны.

За последние несколько веков мы поняли, что геометрия сложнее, чем у Евклида, с такими математическими великими, как гаусс, Лобачевский и Римана давая нам геометрию изогнутых и искривленных поверхностей.

В этом неевклидова геометрияУ нас есть новый набор аксиом и основных правил, и новый набор утверждений абсолютной истины, которые мы можем доказать.

Эти правила чрезвычайно полезны для навигации по этой (почти) круглой планете. Один из ЭйнштейнаМногие (многие) большие достижения заключались в том, чтобы показать, что искривление и искривление самого пространства-времени могут объяснить гравитацию.

Тем не менее, математический мир неевклидовой геометрии чист и совершенен, и поэтому является лишь приближением к нашему грязному миру.

Что такое наука?

Но в науке есть математика, ты плачешь. Я просто читал лекции по магнитным полям, линейным интегралам и векторному исчислению, и я уверен, что мои студенты с готовностью согласятся, что в науке много математики.

И подход такой же, как и в другой математике: определите аксиомы, изучите последствия.

Знаменитый Эйнштейн Е = тс²взяты из постулатов о том, как законы электромагнетизма видят разные наблюдатели, его специальная теория относительностиявляется ярким примером этого.

Но такие математические доказательства являются лишь частью истории науки.

Важный момент, определяющий науку, заключается в том, являются ли такие математические законы точным описанием вселенной, которую мы видим вокруг нас.

Для этого мы должны собирать данные посредством наблюдений и экспериментов природных явлений, а затем сравнивать их с математическими предсказаниями и законами. Слово центральное в этом начинании - «доказательство».

Научный детектив

Математическая сторона чиста и чиста, тогда как наблюдения и эксперименты ограничены технологиями и неопределенностями. Сравнивая эти два обернуты в математических областях статистики и вывода.

Многие, но не все, полагаются на определенный подход к этому, известный как Байесовские рассуждения включить данные наблюдений и экспериментов в то, что мы знаем, и обновить нашу веру в конкретное описание вселенной.

 Единственный путь вниз для этих яблок. Flickr / Don LaVange, CC BY

Здесь вера означает, насколько вы уверены в конкретной модели, являющейся точным описанием природы, основанной на том, что вы знаете. Подумайте об этом немного, как о ставках на конкретный исход.

Наше описание гравитации кажется довольно хорошим, так что, скорее всего, фаворит, что яблоко упадет с ветки на землю.

Но у меня меньше уверенности в том, что электроны представляют собой крошечные петли вращающейся и вращающейся струны, предложенной теорией суперструн, и, возможно, это будет длинный отрезок, дающий точное описание будущих явлений.

Таким образом, наука похожа на постоянную драму в зале суда с постоянным потоком доказательств, представляемых присяжным. Но нет ни одного подозреваемого, и регулярно появляются новые подозреваемые. В свете растущих доказательств присяжные постоянно обновляют свое мнение о том, кто несет ответственность за данные.

Но вердикт об абсолютной вине или невиновности никогда не возвращается, поскольку доказательства постоянно собираются, и перед судом выставляется больше подозреваемых. Все, что может сделать жюри, - это решить, что один подозреваемый более виновен, чем другой.

Что доказала наука?

В математическом смысле, несмотря на все годы исследования того, как работает Вселенная, наука ничего не доказала.

 Отметьте место, где ничего не было доказано. Flickr / Rob, CC BY-NC-ND

Каждая теоретическая модель - это хорошее описание вселенной вокруг нас, по крайней мере, в пределах некоторого диапазона масштабов, которые ей полезны.

Но изучение новых территорий выявляет недостатки, которые снижают нашу веру в то, продолжает ли конкретное описание точно представлять наши эксперименты, в то время как наша вера в альтернативы может возрасти.

Будем ли мы в конечном итоге знать правду и будем держать законы, которые действительно управляют работой космоса, в наших руках?

Хотя наша степень веры в некоторые математические модели может становиться все сильнее и сильнее без бесконечного количества испытаний, как мы можем быть уверены, что они реальны?

Я думаю, что лучше всего оставить последнее слово одному из величайших физиков, Ричард Фейнмано том, что значит быть ученым:

У меня есть приблизительные ответы и возможные убеждения с разной степенью уверенности в разных вещах, но я ни в чем не уверен.

{vembed Y = Na-KzVwu6es}

Об авторе

Герайн Льюис, профессор астрофизики, Университет Сиднея

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

Изменение климата: что нужно знать каждому

Джозеф Ромм
Основной учебник о том, что будет определяющим вопросом нашего времени, Изменение климата: всем нужно знать® Это ясный обзор науки, конфликтов и последствий нашей потепления планеты. От Джозефа Ромма, главного научного советника National Geographic Годы опасной жизни серия и один из Rolling Stone "100 люди, которые меняют Америку" Изменение климата предлагает удобные для пользователя, строгие с научной точки зрения ответы на самые сложные (и обычно политизированные) вопросы, связанные с тем, что климатолог Лонни Томпсон посчитал «явной и существующей опасностью для цивилизации». Доступно на Amazon

Изменение климата: наука о глобальном потеплении и будущее нашей энергии, второе издание

Джейсон Смердон
Это второе издание Изменение климата является доступным и всеобъемлющим руководством по науке о глобальном потеплении. Изящно проиллюстрированный, текст ориентирован на студентов на разных уровнях. Эдмонд А. Матез и Джейсон Э. Смердон дают широкое, информативное введение в науку, которая лежит в основе нашего понимания климатической системы и влияния человеческой деятельности на потепление нашей планеты. Матез и Смердон описывают роли, которые атмосфера и океан играть в нашем климате, представить концепцию радиационного баланса и объяснить климатические изменения, которые произошли в прошлом. В них также подробно описываются виды деятельности человека, которые влияют на климат, такие как выбросы парниковых газов и аэрозолей и вырубка лесов, а также последствия природных явлений.  Доступно на Amazon

Наука об изменении климата: практический курс

Блэр Ли, Алина Бахманн
Наука об изменении климата: практический курс использует текст и восемнадцать практических заданий объяснить и научить науке о глобальном потеплении и изменении климата, о том, как люди несут ответственность, и что можно сделать, чтобы замедлить или остановить скорость глобального потепления и изменения климата. Эта книга является полным, всеобъемлющим руководством по важной экологической теме. Предметы, рассматриваемые в этой книге, включают: как молекулы передают энергию от солнца для нагревания атмосферы, парниковые газы, парниковый эффект, глобальное потепление, промышленная революция, реакция горения, петли обратной связи, связь между погодой и климатом, изменение климата, поглотители углерода, вымирание, углеродный след, переработка и альтернативная энергетика. Доступно на Amazon

От издателя:
Покупки на Amazon идут, чтобы покрыть стоимость привлечения вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, и ClimateImpactNews.com бесплатно и без рекламодателей, которые отслеживают ваши привычки просмотра. Даже если вы нажмете на ссылку, но не купите эти выбранные продукты, все остальное, что вы купите в этом же посещении Amazon, платит нам небольшую комиссию. Никаких дополнительных затрат для вас нет, поэтому, пожалуйста, внесите свой вклад. Вы также можете воспользоваться этой ссылкой использовать в Amazon в любое время, чтобы вы могли помочь поддержать наши усилия.