מחפש הוכחות? אין דבר כזה ברוב המחקרים. פליקר / פול מאזומדר, CC BY-NC
כאסטרופיזיקאי אני חי ונושם את המדע. הרבה ממה שקראתי ושומעת מונחת בשפה של המדע אשר מבחוץ יכולה להיראות מעט יותר מז'רגון וג'יבריש. אך לעתים נדירות מדברים או מודפסים מילה אחת במדע והמילה היא "הוכחה". למעשה, למדע אין כל קשר ל"הוכחה "של דבר.
ייתכן שמילים אלה גרמו לביטוי מודאג להתגנב על פניך, במיוחד כאשר התקשורת אומרת לנו כל הזמן שהמדע מוכיח דברים, דברים רציניים עם השלכות פוטנציאליות, כגון כורכום יכול כנראה להחליף תרופות מסוג 14ודברים קל דעת יותר כמו מדע הוכיחו זאת מוצרלה היא הגבינה האופטימלית לפיצה.
אין ספק שהמדע הוכיח את הדברים ואת דברים רבים אחרים. לא כל כך!
דרכו של המתמטיקאי
מתמטיקאים מוכיחים דברים, וזה אומר משהו די ספציפי. מתמטיקאים קובעים מערכת מסוימת של כללי קרקע, המכונים אקסיומות, וקובעים אילו אמירות נכונות במסגרת.
אחד הידועים שבהם הוא הגיאומטריה העתיקה של אוקלידס. עם רק קומץ כללים המגדירים חלל מושלם ושטוח, אינספור ילדים במהלך אלפי השנים האחרונות הזיעו להוכיח פיתגורסהקשר בין משולשים עם זווית ישרה, או שקו ישר יחצה מעגל לכל היותר בשני מיקומים, או שלל אמירות אחרות שנכונות בתוך הכללים של אוקליד.
בעוד שעולמו של אוקליד מושלם, מוגדר על ידי הקווים והמעגלים הישרים שלו, היקום שאנו חיים בו אינו. דמויות גיאומטריות המצוירות בנייר ועיפרון הן רק קירוב לעולם האוקליד בו אמירות האמת מוחלטות.
במהלך מאות השנים האחרונות הבנו שגיאומטריה מורכבת יותר מזו של אוקליד, עם גריסים מתמטיים כמו גאוס, לובאצ'בסקי ו רימן נותן לנו את הגיאומטריה של משטחים מעוקלים ומעוותים.
בחודש זה גיאומטריה שאינה אוקלידיתיש לנו מערכת חדשה של אקסיומות וכללי קרקע, ומערכת חדשה של הצהרות של אמת מוחלטת שאנו יכולים להוכיח.
כללים אלה שימושיים ביותר לניווט סביב הכוכב העגול (כמעט-) הזה. אחד מ איינשטייןההישגים הגדולים (הרבים) היו להראות שתקופת החלל המתעקלת והעיוות עצמה יכולה להסביר את כוח המשיכה.
עם זאת, העולם המתמטי של הגיאומטריה הלא-אוקלידית הוא טהור ומושלם, ולכן רק קירוב לעולמנו המבולגן.
רק מה זה מדע?
אבל יש מתמטיקה במדע, אתה בוכה. הרגע הרציתי על שדות מגנטיים, אינטגרלים קויים וחישוב וקטורי, ואני בטוח שהתלמידים שלי היו מסכימים בקלות שיש המון מתמטיקה במדע.
והגישה זהה למתמטיקה אחרת: הגדירו את האקסיומות, בחנו את ההשלכות.
המפורסם של איינשטיין E = mc2, שנשאב מההנפקות כיצד נראים חוקי האלקטרומגנטיות על ידי משקיפים שונים, שלו תורת היחסות המיוחדת, הוא דוגמא עיקרית לכך.
אך הוכחות מתמטיות כאלה אינן רק חלק מסיפור המדע.
הקטע החשוב, החלק המגדיר את המדע, הוא האם חוקים מתמטיים כאלה הם תיאור מדויק של היקום שאנו רואים סביבנו.
לשם כך עלינו לאסוף נתונים, באמצעות תצפיות וניסויים של תופעות טבע, ואז להשוות אותם לתחזיות ולחוקים המתמטיים. המילה המרכזית במאמץ זה היא "עדות".
הבלש המדעי
הצד המתמטי טהור ונקי, ואילו התצפיות והניסויים מוגבלים על ידי טכנולוגיות וחוסר וודאות. השוואת השניים עטופה בשדות המתמטיים של סטטיסטיקות והסקה.
רבים, אך לא כולם, מסתמכים על גישה מסוימת לזה המכונה הנמקה בייסית לשלב ראיות תצפיתיות וניסיוניות במה שאנחנו יודעים ולעדכן את אמוננו בתיאור מסוים של היקום.
הדרך היחידה היא למטה עבור התפוחים האלה. פליקר / דון לאבנג ', CC BY
כאן אמונה פירושה כמה אתה בטוח במודל מסוים הוא תיאור מדויק של הטבע, על סמך מה שאתה יודע. חשוב על זה קצת כמו הסיכויים להמר על תוצאה מסוימת.
תיאור הכובד שלנו נראה די טוב, ולכן יתכן שסביר שתפוח ייפול מענף ארצה.
אבל יש לי פחות ביטחון שאלקטרונים הם לולאות זעירות של מיתר מסתובב ומוזר שמוצע על ידי תיאוריית מיתרי העל, ויכול להיות שזה ירה באורך אלף עד אחד שהוא יספק תיאורים מדויקים של תופעות עתידיות.
אז, המדע הוא כמו דרמה מתמשכת באולם, עם זרם ראיות מתמשך המוצג בפני חבר המושבעים. אך אין חשוד אחד וחשודים חדשים נכנסים אליו באופן קבוע. לאור העדויות ההולכות וגוברות, חבר השופטים מעדכן כל העת את השקפתו מי אחראי לנתונים.
אך מעולם לא הוחזר פסק דין של אשמה או חפות מוחלטת, מכיוון שנאסף כל העת ראיות וחשודים נוספים עומדים לפני בית המשפט. כל מה שחבר המושבעים יכולים לעשות זה להחליט שחשוד אחד אשם יותר מאשר אחר.
מה הוכיח המדע?
במובן המתמטי, למרות כל שנות המחקר כיצד פועל היקום, המדע לא הוכיח דבר.
סמנו את המקום בו לא הוכח דבר. פליקר / רוב, CC BY-NC-ND
כל מודל תיאורטי הוא תיאור טוב של היקום סביבנו, לפחות בטווח של מאזניים שהוא מועיל.
אולם בירור לטריטוריות חדשות מגלה ליקויים שמורידים את אמונתנו בשאלה אם תיאור מסוים ממשיך לייצג במדויק את הניסויים שלנו, בעוד אמונתנו באלטרנטיבות יכולה לגדול.
האם נדע בסופו של דבר את האמת ונקיים את החוקים ששולטים באמת על פעולתו של הקוסמוס בידינו?
בעוד שמידת האמונה שלנו במודלים מתמטיים מסוימים עשויה להתחזק ולהתחזק, ללא כמות אינסופית של בדיקות, כיצד נוכל אי פעם להיות בטוחים שהם מציאות?
אני חושב שעדיף להשאיר את המילה האחרונה לאחד מגדולי הפיזיקאים, ריצ'רד פיינמןעל מה להיות מדען זה הכל:
יש לי תשובות משוערות ואמונות אפשריות בדרגות שונות של ודאות לגבי דברים שונים, אבל אני לא לגמרי בטוח בשום דבר.
{vembed Y = Na-KzVwu6es}
על המחבר
גרנט לואיס, פרופסור לאסטרופיסיקה, אוניברסיטת סידני
מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.
ספרים קשורים
שינויי אקלים: מה שכולם צריכים לדעת
מאת ג'וזף רום
הפריימר החיוני במה שיהיה הנושא המכונן של זמננו, שינויי אקלים: מה שכולם צריכים לדעת® הוא מבט ברור עין של המדע, הקונפליקטים וההשלכות של כוכב הלכת שלנו מתחמם. מג'וזף רום, יועץ המדע הראשי של נשיונל ג'יאוגרפיק שנים של חיים מסוכנים / הסדרה ואחד מאנשי ה- 100 של רולינג סטון שמשנים את אמריקה, שינוי אקלים מציע תשובות ידידותיות למשתמש, מחמירות מדעית לשאלות הקשות ביותר (והפוליטיזציה הנפוצה) סביב מה שקרה אקלים אקלים של לוני תומפסון כ"סכנה ברורה והווה לציביליזציה. " זמין באמזון
שינויי אקלים: מדע ההתחממות הגלובלית ועתיד האנרגיה שלנו מהדורה שנייה מהדורה שנייה
מאת ג'ייסון סמרדון
המהדורה השנייה הזו של שינוי אקלים הוא מדריך נגיש ומקיף למדע העומד מאחורי ההתחממות הגלובלית. מאויר להפליא, הטקסט מכוון לתלמידים במגוון רמות. אדמונד א. מאטז וג'ייסון א. סמרדון מספקים מבוא אינפורמטיבי נרחב למדע העומד בבסיס הבנתנו את מערכת האקלים והשפעות הפעילות האנושית על התחממות כוכב הלכת שלנו. מאטס וסמרדון מתארים את התפקידים שהאווירה והאוקיאנוס לשחק באקלים שלנו, להציג את המושג איזון קרינה ולהסביר שינויים באקלים שהתרחשו בעבר. הם גם מפרטים את הפעילויות האנושיות המשפיעות על האקלים, כמו פליטת גזי חממה ופליטת אירוסול, כריתת יערות, וכן את השפעות תופעות הטבע. זמין באמזון
מדע שינויי האקלים: מסלול דיבור
מאת בלייר לי, אלינה בכמן
המדע של שינויי אקלים: קורס דיבור משתמש בטקסט ובשמונה עשרה פעילויות מעשיות להסביר וללמד את מדעי ההתחממות הגלובלית ושינוי האקלים, כיצד בני האדם אחראים ומה ניתן לעשות כדי להאט או להפסיק את קצב ההתחממות הגלובלית ושינוי האקלים. ספר זה הוא מדריך מלא ומקיף לנושא סביבתי חיוני. הנושאים המכוסים בספר זה כוללים: כיצד מולקולות מעבירות אנרגיה מהשמש לחימום האווירה, גזי חממה, אפקט החממה, התחממות כדור הארץ, המהפכה התעשייתית, תגובת הבעירה, לולאות משוב, הקשר בין מזג האוויר לאקלים, שינויי אקלים, כיורי פחמן, הכחדה, טביעת רגל פחמית, מיחזור ואנרגיה חלופית. זמין באמזון
מאת המו"ל:
רכישות באמזון ללכת לפרוע את העלות של הבאת לך InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ו ClimateImpactNews.com ללא עלות וללא מפרסם לעקוב אחר הרגלי הגלישה שלך. גם אם תלחץ על קישור אך אינך קונה את המוצרים הנבחרים האלה, כל דבר אחר שאתה קונה באותו ביקור באמזון משלם לנו עמלה קטנה. אין עלות נוספת עבורך, אז אנא תרום למאמץ. אתה יכול גם להשתמש בקישור זה להשתמש באמזון בכל עת כדי שתוכלו לתמוך במאמצים שלנו.
