Ipoteză, model, teorie și drept

În utilizarea comună, cuvintele ipoteză, model, teorie și lege au interpretări diferite și sunt folosite uneori fără precizie, dar în știință au semnificații foarte exacte.

Ipoteză

Poate că cel mai dificil și intrigant pas este dezvoltarea unei ipoteze specifice, testabile. O ipoteză utilă permite predicții prin aplicarea raționamentului deductiv, adesea sub formă de analiză matematică. Este o declarație limitată cu privire la cauza și efectul într-o situație specifică, care poate fi testată prin experimentare și observare sau prin analiza statistică a probabilităților din datele obținute. Rezultatul ipotezei testului ar trebui să fie în prezent necunoscut, astfel încât rezultatele să poată oferi date utile cu privire la validitatea ipotezei.

Uneori este elaborată o ipoteză care trebuie să aștepte ca noi cunoștințe sau tehnologii să poată fi testate. Conceptul de atomi a fost propus de grecii antici, care nu aveau nici un mijloc de a-l testa. Secole mai târziu, când au devenit disponibile mai multe cunoștințe, ipoteza a obținut sprijin și a fost în cele din urmă acceptată de comunitatea științifică, deși a trebuit să fie modificată de mai multe ori pe parcursul anului. Atomii nu sunt indivizi, așa cum presupuneau grecii.

Model

A model este utilizat pentru situații când se știe că ipoteza are o limitare a validității sale. Modelul Bohr al atomului, de exemplu, înfățișează electroni care înconjoară nucleul atomic într-o manieră similară cu planetele din sistemul solar. Acest model este util în determinarea energiilor stărilor cuantice ale electronului în atomul de hidrogen simplu, dar nu reprezintă în niciun caz adevărata natură a atomului. Oamenii de știință (și studenții de știință) folosesc adesea astfel de modele idealizate pentru a obține o înțelegere inițială asupra analizării situațiilor complexe.

Teorie și drept

A teoria științifică sau lege reprezintă o ipoteză (sau un grup de ipoteze înrudite) care a fost confirmată prin testări repetate, realizată aproape întotdeauna pe o perioadă de mulți ani. În general, o teorie este o explicație pentru un set de fenomene conexe, precum teoria evoluției sau teoria big bang-ului. 

Cuvântul „lege” este adesea invocat cu referire la o ecuație matematică specifică care leagă diferitele elemente dintr-o teorie. Legea lui Pascal se referă la o ecuație care descrie diferențele de presiune bazate pe înălțime. În teoria generală a gravitației universale dezvoltată de Sir Isaac Newton, ecuația cheie care descrie atracția gravitațională între două obiecte este numită legea gravitației.

În aceste zile, fizicienii aplică rar cuvântul „lege” ideilor lor. În parte, acest lucru se datorează faptului că atât de multe dintre „legile naturii” anterioare s-au dovedit a fi nu atât legi, cât linii directoare, care funcționează bine în anumite parametri, dar nu și în alții.

Paradigme științifice

Odată stabilită o teorie științifică, este foarte greu să obții comunitatea științifică să o arunce. În fizică, conceptul de eter ca mediu pentru transmiterea undelor de lumină a intrat în opoziție serioasă la sfârșitul anilor 1800, dar nu a fost ignorat până la începutul anilor 1900, când Albert Einstein a propus explicații alternative pentru natura valurilor de lumină pe care nu se baza. un mediu de transmisie.

Filozoful științific Thomas Kuhn a dezvoltat termenul paradigma științifică pentru a explica setul de lucru al teoriilor sub care operează știința. El a făcut o muncă extinsă în domeniul revoluții științifice care au loc atunci când o paradigmă este răsturnată în favoarea unui nou set de teorii. Lucrarea sa sugerează că însăși natura științei se schimbă atunci când aceste paradigme sunt semnificativ diferite. Natura fizicii anterioare relativității și mecanicii cuantice este fundamental diferită de cea după descoperirea lor, la fel cum biologia anterioară Teoriei evoluției a lui Darwin este fundamental diferită de biologia care a urmat-o. Însuși natura anchetei se schimbă.

O consecință a metodei științifice este încercarea de a menține consecvența în anchetă atunci când apar aceste revoluții și evitarea încercărilor de răsturnare a paradigmelor existente pe motive ideologice.

Razorul lui Occam

Un principiu al notei în ceea ce privește metoda științifică este Razorul lui Occam (cu denumirea alternativă Razor lui Ockham), care poartă numele logicianului englez din secolul al XIV-lea și părintele franciscan William of Ockham. Occam nu a creat conceptul - opera lui Thomas Aquinas și chiar Aristotel s-a referit la o formă a acestuia. Numele i-a fost atribuit pentru prima dată (în cunoștința noastră) în anii 1800, ceea ce indică faptul că trebuie să fi susținut suficientă filozofie încât numele său să fie asociat cu ea.

Razorul este adesea declarat în latină ca:

entia non sunt multiplicanda praeter necessem

sau, tradus în engleză: