Hypotéza, model, teorie a právo

V běžném použití mají slova hypotéza, model, teorie a právo různé interpretace a někdy se používají bez přesnosti, ale ve vědě mají velmi přesné významy.

Snad nejobtížnějším a nejzajímavějším krokem je vývoj specifické, testovatelné hypotézy. Užitečná hypotéza umožňuje předpovědi pomocí deduktivního uvažování, často ve formě matematické analýzy. Jedná se o omezené tvrzení ohledně příčiny a následku v konkrétní situaci, které lze otestovat experimentováním a pozorováním nebo statistickou analýzou pravděpodobností z údajů získané. Výsledek testovací hypotézy by měl být v současné době neznámý, aby výsledky mohly poskytnout užitečná data týkající se platnosti hypotézy.

Někdy se vyvine hypotéza, která musí počkat, až budou nové znalosti nebo technologie otestovány. Koncept atomů byl navržen starověcí Řekové, který neměl prostředky k testování. O staletí později, když bylo k dispozici více znalostí, hypotéza získala podporu a nakonec byla vědeckou komunitou přijata, i když v průběhu roku musela být mnohokrát změněna. Atomy nejsou nedělitelné, jak předpokládali Řekové.

A Modelka se používá pro situace, kdy je známo, že hypotéza má omezení její platnosti. Bohrův model atomunapříklad zobrazuje elektrony kroužící atomovým jádrem podobným způsobem jako planety ve sluneční soustavě. Tento model je užitečný při určování energií kvantových stavů elektronu v jednoduchém atomu vodíku, ale v žádném případě nepředstavuje skutečnou povahu atomu. Vědci (a studenti přírodních věd) takové často používají idealizované modely získat počáteční přehled o analýze složitých situací.

A vědecká teorie nebo zákon představuje hypotézu (nebo skupinu souvisejících hypotéz), která byla potvrzena opakovaným testováním, téměř vždy prováděna po mnoho let. Obecně je teorie vysvětlením řady souvisejících jevů, jako je teorie evoluce nebo teorie velkého třesku.

Slovo „právo“ je často vyvoláváno odkazem na konkrétní matematickou rovnici, která spojuje různé prvky v teorii. Pascalův zákon odkazuje na rovnici, která popisuje rozdíly v tlaku založené na výšce. V celkové teorii univerzální gravitace vyvinuté Sir Isaac Newton, klíčová rovnice, která popisuje gravitační přitažlivost mezi dvěma objekty, se nazývá Zákon gravitace.

V dnešní době fyzici jen zřídka aplikují na své myšlenky slovo „zákon“. Zčásti je to proto, že bylo zjištěno, že tolik předchozích „přírodních zákonů“ není tolik zákonů jako pokynů, které dobře fungují v určitých parametrech, ale nikoli v jiných.

Jakmile je vědecká teorie zavedena, je velmi obtížné přimět vědeckou komunitu, aby ji zahodila. Ve fyzice se koncept éteru jako média pro přenos světelných vln objevil v pozdních 1800s vážnou opozici, ale to nebylo přehlíženo až do časných 1900s, když Albert Einstein navrhl alternativní vysvětlení vlnové povahy světla, která se při přenosu nespoléhala na médium.

Tento pojem vyvinul vědecký filozof Thomas Kuhn vědecké paradigma vysvětlit pracovní soubor teorií, v nichž věda funguje. On dělal rozsáhlou práci na vědecké revoluce k tomu dochází, když je jedno paradigma převráceno ve prospěch nové sady teorií. Jeho práce naznačuje, že samotná povaha vědy se mění, když se tato paradigmata výrazně liší. Povaha fyziky před relativitou a kvantovou mechanikou se zásadně liší od fyziky po jejich objev, stejně jako biologie před Darwinovou teorií evoluce, se zásadně liší od biologie, která následoval to. Samotná povaha dotazu se mění.

Jedním z důsledků vědecké metody je pokusit se udržet důslednost vyšetřování, když dojde k těmto revolucím, a vyhnout se pokusům o svržení existujících paradigmat z ideologických důvodů.

Jedním z principů poznámky, pokud jde o vědeckou metodu, je Occamova břitva (střídavě hláskoval Ockhamův břitva), který je pojmenován po anglickém logikovi ze 14. století a františkánském mnichovi Vilémovi z Ockhamu. Společnost Occam tento koncept nevytvořila - dílo Thomase Aquinase a dokonce i Aristoteles odkazovaly na nějakou formu. Jméno bylo nejprve připisováno jemu (k našim znalostem) v 1800s, znamenat, že on musel se obhájil filozofii dost že jeho jméno stalo se spojené s tím.

Břitva je často uváděna v latině jako:

entia non sunt multiplicanda praeter needitatem

nebo, přeloženo do angličtiny:

entity by neměly být znásobeny nad nutnost

Occam's Razor naznačuje, že nejjednodušším vysvětlením, které odpovídá dostupným datům, je to, které je lepší. Za předpokladu, že dvě předložené hypotézy mají stejnou predikční sílu, má přednost ta, která vytváří nejmenší předpoklady a hypotetické entity. Tato výzva k jednoduchosti byla přijata většinou vědy a je vyvolána v tomto populárním citátu Albert Einstein:

Všechno by mělo být co nejjednodušší, ale ne jednodušší.

Je důležité poznamenat, že Occamův břitva neprokazuje, že jednodušší hypotéza je ve skutečnosti skutečným vysvětlením toho, jak se příroda chová. Vědecké zásady by měly být co nejjednodušší, ale to není důkaz, že příroda sama o sobě je jednoduchá.

Obecně se však jedná o to, že když pracuje složitější systém, existuje nějaký důkaz, který neodpovídá jednodušší hypotéze, takže Occamův břitva se málokdy mýlí, protože se zabývá pouze hypotézami čistě rovnocenné predikce Napájení. Prediktivní síla je důležitější než jednoduchost.

Upravil Anne Marie Helmenstine, Ph. D.