tämä kuva havainnollistaa gravitaatiolinssivaikutusta, joka johtuu avaruuden vääristymisestä massan mukaan. Tämä… on yksi ennustus, jossa Einsteinin suhteellisuusteoria antoi oikean vastauksen, kun Newtonin ei. Mutta vaikka tämä, on mahdotonta ’todistaa’ Einstein oikeassa.
NASA, ESA, and Johan Richard (Caltech, USA); tunnustukset: Davide de Martin & James Long (ESA / Hubble)
olette kuulleet suurimmista tieteellisistä teorioistamme: evoluutioteoriasta, Alkuräjähdysteoriasta, painovoimateoriasta. Olette myös kuulleet todisteen käsitteestä ja väitteistä, että tietyt todisteet todistavat näiden teorioiden pätevyyden. Fossiilit, perimä ja DNA todistavat evoluutioteorian. Maailmankaikkeuden Hubblen laajeneminen, tähtien, galaksien ja raskaiden alkuaineiden evoluutio sekä kosmisen mikroaaltotaustan olemassaolo todistavat alkuräjähdysteorian. Putoavat kappaleet, GPS-kellot, planeettojen liike ja tähtivalon taipuminen todistavat painovoimateorian.
paitsi että se on täydellinen valhe. Vaikka ne tarjoavat hyvin vahvoja todisteita noille teorioille, ne eivät ole todisteita. Itse asiassa, mitä tieteeseen tulee, minkään todistaminen on mahdotonta.
teoriassa Jupiterin suuren punatäplän toisistaan poikkeavat ominaisuudet… ilmakehä voi liittyä alapuolelta tuleviin lämpöeroihin. Vaikka todisteet tukisivat tätä ajatusta, ne eivät ole tieteellisiä todisteita.
Art by Karen Teramura, UH IfA with James O ’ Donoghue and Luke Moore
todellisuus on monimutkainen paikka. Empiirisestä näkökulmasta ohjenuoranamme ovat vain ne suureet, joita voimme mitata ja havainnoida. Silloinkin nämä määrät ovat vain yhtä hyviä kuin ne työkalut ja laitteet, joita käytämme noiden havaintojen ja mittausten tekemiseen. Etäisyydet ja koot ovat vain yhtä hyviä kuin mittatikut, joihin sinulla on pääsy; kirkkausmittaukset ovat vain yhtä hyviä kuin kykysi laskea ja kvantifioida fotoneja; jopa aika itsessään tunnetaan vain yhtä hyvin kuin kello, jonka kulkua mittaat. Vaikka mittauksemme ja havaintomme olisivat kuinka hyviä tahansa, niiden hyvyydellä on rajansa.
kahden peilin välissä pomppivan fotonin muodostama valokello määrittää ajan tarkkailijalle…. Edes erityistä suhteellisuusteoriaa kaikkine kokeellisine todisteineen ei voida koskaan todistaa.
John D. Norton
emme myöskään voi tarkkailla tai mitata kaikkea. Vaikka maailmankaikkeus ei olisi sitä hallitsevien kvanttisääntöjen alainen kaikkine siihen liittyvine epävarmuuksineen, ei olisi mahdollista mitata jokaisen hiukkasen jokaista tilaa kaikissa olosuhteissa koko ajan. Jossain vaiheessa meidän on ekstrapoloitava. Tämä on uskomattoman voimakas ja uskomattoman hyödyllinen, mutta se on myös uskomattoman rajoittava.
avaruuden kaarevuus tarkoittaa, että kelloja, jotka ovat syvemmällä gravitaatiokaivossa — ja siten, in… vakavammin kaareutuva avaruus-kulkee eri nopeudella kuin matalammassa, vähemmän kaarevassa osassa avaruutta. Vaikka GPS-satelliitteja koskevat ennusteemme toimivat poikkeuksellisen hyvin, sekään ei voi ”todistaa” yleisen suhteellisuusteorian olevan oikea.
NASA
jotta voisimme keksiä mallin, joka pystyy ennustamaan, mitä tapahtuu erilaisissa olosuhteissa, meidän on ymmärrettävä muutamia asioita.
- mitä pystymme mittaamaan, ja millä tarkkuudella.
- mitä tähän mennessä on mitattu erityisissä alkuolosuhteissa.
- mitä lait pitävät sisällään näille ilmiöille, eli mitkä havaitut suhteet ovat olemassa tiettyjen suureiden välillä.
- ja mitkä ovat niiden asioiden rajat, jotka tällä hetkellä tiedämme.
jos ymmärrät nämä asiat, sinulla on oikeat ainekset laatia tieteellinen teoria: kehys, jolla selitetään, mitä jo tiedämme tapahtuvan, sekä ennustetaan, mitä tapahtuu uusissa, testaamattomissa olosuhteissa.
jos katsot yhä kauemmas, katsot myös kauemmas ja kauemmas menneisyyteen. Kauimpana… voimme nähdä ajassa taaksepäin on 13.8 miljardia vuotta: arviomme Ikä maailmankaikkeuden. Ekstrapolointi varhaisimpiin aikoihin johti alkuräjähdyksen ideaan. Vaikka kaikki mitä havaitsemme on yhdenmukaista alkuräjähdyksen puitteiden kanssa, sitä ei voida koskaan todistaa.
NASA / STScI / A. Felid
parhaat teoriamme, kuten edellä mainittu evoluutioteoria, Alkuräjähdysteoria ja Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria, kattavat kaikki nämä perusteet. Niillä on taustalla kvantitatiivinen kehys, jonka avulla voimme ennustaa, mitä tapahtuu erilaisissa tilanteissa, ja sitten lähteä testaamaan näitä ennusteita empiirisesti. Tähän mennessä nämä teoriat ovat osoittautuneet erittäin päteviksi. Jos niiden ennustuksia voidaan kuvata matemaattisilla lausekkeilla, voimme kertoa paitsi sen, mitä pitäisi tapahtua, myös sen, kuinka paljon. Erityisesti näiden teorioiden, monien muiden joukossa, mittaukset ja havainnot, joita on tehty näiden teorioiden testaamiseksi, ovat olleet äärimmäisen onnistuneita.
mutta niin validoivaa kuin se onkin — ja niin tehokasta kuin vaihtoehtojen väärentäminen onkin — on täysin mahdotonta todistaa mitään tieteessä.
matemaattinen todiste siitä, että derivaatta on yhtä suuri kuin derivaatta f(x) miinus… G(x): n derivaatta. Tieteessä jopa matemaattiset todisteet ovat alle 100% varmoja, koska ei ole 100% varmaa, että matemaattiset säännöt pätevät fyysiseen järjestelmään.
Paul Dawkins / Lamarin yliopisto
tieteessä prosessi on parhaimmillaan hyvin samankaltainen, mutta varoituksella: koskaan ei voi tietää, milloin postulaatit, säännöt tai loogiset askeleet yhtäkkiä lakkaavat kuvaamasta maailmankaikkeutta. Koskaan ei tiedä, milloin oletukset yhtäkkiä pätevät. Ja koskaan ei tiedä, sovelletaanko tilanteissa A, B ja C onnistuneesti sovellettuja sääntöjä tilanteeseen D.
se ei ole vain, että galaksit liikkuvat pois meistä, joka aiheuttaa punasiirtymä, vaan että… avaruus meidän ja galaksin välillä punoittaa valoa matkallaan tuosta kaukaisesta pisteestä silmiimme. Tämä perustuu tietysti olettamukseen, jonka pätevyyttä meillä ei ole mahdollisuutta testata. Jos se on väärin, niin voi olla, että kaikki johtopäätökset tästä tehdään.
Larry McNish, RASC Calgary Center
on uskon harppaus olettaa, että se tulee, ja vaikka nämä ovat usein hyviä uskon harppauksia, et voi todistaa, että nämä loikat ovat aina voimassa. Jos luonnonlait muuttuvat ajan myötä, tai käyttäytyvät eri tavoin eri olosuhteissa, tai eri suuntiin tai paikkoihin, tai eivät sovellu järjestelmään olet tekemisissä, ennusteesi ovat väärässä. Ja siksi kaikki mitä teemme tieteessä, riippumatta siitä kuinka hyvin sitä testataan, on aina alustavaa.
standardimalli Lagrangian on yksi yhtälö, joka kapseloi hiukkaset ja vuorovaikutukset… Vakiomalli. Siinä on viisi itsenäistä osaa: gluonit (1), heikot bosonit (2), Miten aine vuorovaikuttaa heikon voiman ja Higgsin kentän kanssa (3), haamuhiukkaset, jotka vähentävät Higgsin kentän redundansseja (4), ja Fadejevin-Popovin haamut, jotka vaikuttavat heikon vuorovaikutuksen redundansseihin (5). Neutriinomassat eivät sisälly tähän. Myös tämä on vain mitä tiedämme toistaiseksi; se ei ehkä ole koko Lagrangian kuvataan 3 4 perusjoukkojen.
Thomas Gutierrez, jonka mukaan yhtälössä on yksi ”merkkivirhe”
edes teoreettisessa fysiikassa, kaikkein matemaattisimmassa tieteessä, meidän ”todistuksemme” eivät ole täysin vakaalla pohjalla. Jos oletukset, joita teemme taustalla olevasta fysikaalisesta teoriasta (tai sen matemaattisesta rakenteesta), eivät enää päde — jos astumme teorian pätevyysalueen ulkopuolelle — ”todistamme” jotain, joka ei ole totta. Jos joku kertoo, että tieteellinen teoria on todistettu, kannattaa kysyä, mitä hän sillä tarkoittaa. Yleensä he tarkoittavat ”he ovat vakuuttuneet siitä, että tämä asia on totta”, tai heillä on musertavia todisteita siitä, että tietty idea on pätevä tietyllä alueella. Mutta mitään tieteessä ei voi koskaan todistaa todeksi. Se on aina tarkistettavissa.
standardimallissa neutronien sähköisen dipolimomentin ennustetaan olevan kymmenkertainen… miljardi suurempaa kuin havaintorajat osoittavat. Ainoa selitys on se, että jotenkin jokin standardimallin ulkopuolinen suojelee tätä CP-symmetriaa. Voimme osoittaa monia asioita tieteessä, mutta CP: n säilymisen todistamista vahvoissa vuorovaikutuksissa ei voida koskaan tehdä.
Andreas Knechtin public domain-teos
tämä ei tarkoita, että olisi mahdotonta tietää yhtään mitään. Päinvastoin, tieteellinen tieto on monin tavoin ”todellisinta” tietoa, mitä voimme maailmasta saada. Mutta tieteessä mitään ei voida todistaa ilman epäilyksen häivääkään. Kuten Einstein itse kerran sanoi:
tieteellistä teoreetikkoa ei kannata kadehtia. Sillä luonto, tai tarkemmin kokeilu, on vääjäämätön ja ei kovin ystävällinen tuomari työstään. Se ei koskaan sano ”kyllä” teorialle. Suotuisimmissa tapauksissa sanotaan ”ehkä”ja suurimmassa osassa tapauksista yksinkertaisesti” ei.”Jos koe yhtyy teoriaan, se tarkoittaa jälkimmäiselle” ehkä”, ja jos se ei ole samaa mieltä, se tarkoittaa ” ei.”Luultavasti jokainen teoria kokee jonakin päivänä” ei ” – useimmat teoriat pian hedelmöitymisen jälkeen.
yhdistymisen ajatuksena on, että kaikki kolme standardimallin voimaa, ja ehkä jopa painovoima… korkeampien energioiden, ovat yhdistyneet yhteen yhdeksi kehykseksi. Tämä ajatus on voimakas, on johtanut paljon tutkimusta, mutta on täysin todistamaton arvelu. Monet fyysikot ovat kuitenkin vakuuttuneita siitä, että tämä on tärkeä lähestymistapa luonnon ymmärtämiseen.
© ABCC Australia 2015 www.new-physics.com
älä siis yritä todistaa asioita, vaan yritä vakuuttaa itsesi. Ole oma ankarin arvostelijasi ja skeptikkosi. Jokainen tieteellinen teoria tulee jonain päivänä epäonnistumaan, ja kun se epäonnistuu, se merkitsee uutta tieteellisen tutkimuksen ja löytämisen aikakautta. Ja kaikista tieteellisistä teorioista, joita olemme koskaan keksineet, – parhaat menestyvät pisimpään ja laajimmilla mahdollisilla alueilla. Jossain mielessä se on parempi kuin todiste: se on oikeinmukaisin kuvaus fyysisestä maailmasta, jonka ihmiskunta on koskaan kuvitellut.