Dowód naukowy to mit

słyszeliście o naszych największych teoriach naukowych: teorii ewolucji, teorii Wielkiego Wybuchu, teorii grawitacji. Słyszałeś też o pojęciu dowodu i twierdzeniach, że pewne dowody dowodzą prawdziwości tych teorii. Skamieniałości, dziedziczenie genetyczne i DNA dowodzą teorii ewolucji. Ekspansja Hubble ’ a we wszechświecie, ewolucja gwiazd, galaktyk i ciężkich pierwiastków oraz istnienie kosmicznego mikrofalowego tła dowodzą teorii Wielkiego Wybuchu. Spadające obiekty, Zegary GPS, ruch planetarny i odchylenie światła gwiazd dowodzą teorii grawitacji.

tyle że to kompletne kłamstwo. Chociaż dostarczają one bardzo mocnych dowodów na te teorie, nie są one dowodem. W rzeczywistości, jeśli chodzi o naukę, udowodnienie czegokolwiek jest niemożliwe.

rzeczywistość to skomplikowane miejsce. Wszystko, co musimy prowadzić, z empirycznego punktu widzenia, to Ilości, które możemy mierzyć i obserwować. Nawet przy tym, te ilości są tylko tak dobre, jak narzędzia i sprzęt, których używamy do tych obserwacji i pomiarów. Odległości i rozmiary są tak dobre, jak Kijki pomiarowe, do których masz dostęp; pomiary jasności są tak dobre, jak umiejętność liczenia i kwantyfikacji fotonów; nawet sam czas jest znany, jak również zegar, który musisz zmierzyć jego upływ. Bez względu na to, jak dobre są nasze pomiary i obserwacje, istnieje granica, jak dobre są.

nie możemy też wszystkiego obserwować ani mierzyć. Nawet gdyby wszechświat nie podlegał fundamentalnym zasadom kwantowym, które nim rządzą, wraz z całą jego nieodłączną niepewnością, nie byłoby możliwe mierzenie każdego stanu każdej cząstki w każdym stanie przez cały czas. W pewnym momencie musimy dokonać ekstrapolacji. Jest to niezwykle potężne i niezwykle użyteczne, ale także niezwykle ograniczające.

aby stworzyć model zdolny przewidzieć, co się stanie w różnych warunkach, musimy zrozumieć kilka rzeczy.

1. co jesteśmy w stanie mierzyć i z jaką dokładnością.
2. co zostało zmierzone do tej pory, w określonych warunkach początkowych.
3. jakie prawa obowiązują dla tych zjawisk, tj. jakie obserwowane zależności istnieją między określonymi wielkościami.
4. i jakie są granice dla rzeczy, które obecnie znamy.

jeśli rozumiesz te rzeczy, masz odpowiednie składniki, aby sformułować teorię naukową: ramy wyjaśniające to, co już wiemy, że się wydarzy, a także przewidujące, co wydarzy się w nowych, niesprawdzonych okolicznościach.

nasze najlepsze teorie, jak wyżej wspomniana teoria ewolucji, Teoria Wielkiego Wybuchu i ogólna teoria względności Einsteina, obejmują wszystkie te podstawy. Mają one podstawowe ramy ilościowe, umożliwiające nam przewidywanie, co wydarzy się w różnych sytuacjach, a następnie testowanie tych prognoz empirycznie. Do tej pory teorie te okazały się niezwykle ważne. Gdzie ich przewidywania mogą być opisane za pomocą wyrażeń matematycznych, możemy powiedzieć nie tylko, co powinno się wydarzyć,ale przez ile. W szczególności dla tych teorii, między innymi, pomiary i obserwacje, które zostały przeprowadzone w celu przetestowania tych teorii, okazały się niezwykle skuteczne.

ale mimo, że to jest potwierdzające-i tak potężne, jak to jest fałszowanie alternatyw — całkowicie niemożliwe jest udowodnienie czegokolwiek w nauce.

w nauce, w najlepszym przypadku, proces jest bardzo podobny, ale z zastrzeżeniem: nigdy nie wiadomo, kiedy twoje postulaty, Zasady lub logiczne kroki nagle przestaną opisywać Wszechświat. Nigdy nie wiadomo, kiedy twoje założenia nagle staną się nieważne. I nigdy nie wiadomo, czy zasady, które z powodzeniem zastosowałeś w sytuacjach A, B I C, z powodzeniem zastosują się do sytuacji D.

założenie, że tak będzie, jest skokiem wiary i chociaż często są to dobre skoki wiary, nie można udowodnić, że te skoki są zawsze ważne. Jeśli prawa natury zmieniają się w czasie lub zachowują się inaczej w różnych warunkach, w różnych kierunkach lub miejscach, lub nie mają zastosowania do systemu, z którym masz do czynienia, twoje przewidywania będą błędne. Dlatego wszystko, co robimy w nauce, bez względu na to, jak dobrze zostanie przetestowane, jest zawsze wstępne.

nawet w fizyce teoretycznej, najbardziej matematycznej ze wszystkich nauk, nasze „dowody” nie są całkowicie solidne. Jeśli założenia, które tworzymy na temat podstawowej teorii fizycznej (lub jej struktury matematycznej) nie mają już zastosowania — jeśli przekroczymy zakres ważności teorii — „udowodnimy” coś, co okaże się nieprawdziwe. Jeśli ktoś mówi ci, że teoria naukowa została udowodniona, powinieneś zapytać, co przez to rozumie. Zwykle mają na myśli „przekonali się, że to prawda” lub mają przytłaczające dowody na to, że konkretna idea jest ważna w określonym zakresie. Ale nic w nauce nie może być naprawdę udowodnione. Zawsze podlega rewizji.

to nie znaczy, że nie da się nic wiedzieć. Wręcz przeciwnie, pod wieloma względami wiedza naukowa jest najbardziej „realną” wiedzą, jaką możemy uzyskać o świecie. Ale w nauce nic nie jest udowodnione poza cieniem wątpliwości. Jak powiedział kiedyś sam Einstein:

teoretykowi naukowemu nie można zazdrościć. Natura, a dokładniej eksperyment, jest nieubłaganym i niezbyt przyjaznym sędzią swojej pracy. Nigdy nie mówi „tak” teorii. W najbardziej korzystnych przypadkach mówi „Może”, a w zdecydowanej większości przypadków po prostu „nie.”Jeśli eksperyment zgadza się z teorią, to znaczy dla tej drugiej „może”, a jeśli nie, to znaczy „nie.”Prawdopodobnie każda teoria kiedyś doświadczy swojego „Nie” – większość teorii, wkrótce po poczęciu.

więc nie próbuj niczego udowadniać; spróbuj przekonać siebie. I bądź swoim najostrzejszym krytykiem i swoim największym sceptykiem. Każda teoria naukowa kiedyś upadnie, a kiedy to się stanie, będzie to zwiastować nową erę badań naukowych i odkryć. I ze wszystkich teorii naukowych, jakie kiedykolwiek wymyśliliśmy, najlepsze odnoszą sukces przez najdłuższy okres czasu i w najszerszym możliwym zakresie. W pewnym sensie jest to lepsze niż dowód: jest to najbardziej poprawny opis świata fizycznego, jaki ludzkość kiedykolwiek sobie wyobrażała.