أين هو الدليل في العلوم؟

أين هو الدليل في العلوم؟
تبحث عن دليل؟ لا يوجد شيء من هذا القبيل في معظم البحوث. فليكر / بول مازومدار, CC BY-NC

بوصفي عالم فيزياء فلكية ، أعيش وأتنفس العلم. الكثير من ما أقرأه وأسمعه مكتوب بلغة العلم التي يمكن أن تبدو للأجانب أكثر بقليل من المصطلحات والكلمات. ولكن نادراً ما يتم نطق كلمة واحدة أو طباعتها في العلوم ، وهذه الكلمة "دليل". في الواقع ، ليس للعلم علاقة تذكر بـ "إثبات" أي شيء.

قد تكون هذه الكلمات قد تسببت في تعبير عن القلق لتزحف على وجهك ، خاصة وأن وسائل الإعلام تخبرنا باستمرار أن العلم يثبت الأشياء ، وأشياء خطيرة لها عواقب محتملة ، مثل الكركم يمكن أن يحل محل المخدرات 14، وأشياء أكثر تافهة مثل العلم قد أثبت ذلك جبنة موزاريلا هي الجبنة المثالية للبيتزا.

بالتأكيد أثبت العلم هذه الأشياء وأشياء أخرى كثيرة. ليس كذلك!

طريق عالم الرياضيات

يثبت علماء الرياضيات الأشياء ، وهذا يعني شيئًا محددًا تمامًا. يضع علماء الرياضيات مجموعة معينة من القواعد الأساسية ، والمعروفة باسم البديهيات ، ويحددون العبارات الصحيحة داخل الإطار.

واحدة من أشهرها هذه هي الهندسة القديمة ل اقليدس. مع وجود عدد قليل فقط من القواعد التي تحدد مساحة مثالية ومسطحة ، فإن عددًا لا يحصى من الأطفال على مدى آلاف السنين الماضية قد تعرّفوا على إثبات فيثاغورسعلاقة المثلثات الزاوية اليمنى ، أو أن الخط المستقيم سيعبر دائرة على الأكثر في موقعين ، أو عدد لا يحصى من العبارات الأخرى التي تكون صحيحة داخل قواعد اقليدس.

في حين أن عالم Euclid مثالي ، محدد بخطوطه ودوائره المستقيمة ، فإن الكون الذي نعيش فيه ليس كذلك. الأشكال الهندسية المرسومة بالورقة والقلم الرصاص هي مجرد تقريب لعالم إقليدس حيث تكون بيانات الحقيقة مطلقة.

على مدى القرون القليلة الماضية ، أدركنا أن الهندسة أكثر تعقيدًا من هندسة إقليدس ، مع عظماء رياضيات مثل الغاوس وحدة الحث المغنطيسي, وباتشيفسكي . ريمان يعطينا هندسة الأسطح المنحنية والمشوه.


الحصول على أحدث من InnerSelf


في هذا الهندسة غير الإقليدية، لدينا مجموعة جديدة من البديهيات والقواعد الأساسية ، ومجموعة جديدة من عبارات الحقيقة المطلقة يمكننا إثباتها.

هذه القواعد مفيدة للغاية للتنقل حول هذا الكوكب الدائري (تقريبًا). واحد من اينشتاينكانت الإنجازات العظيمة (العديدة) هي إظهار أن التقويس والتشويش في الفضاء نفسه يمكن أن يفسر الجاذبية.

ومع ذلك ، فإن العالم الرياضي للهندسة غير الإقليدية نقي ومثالي ، لذا فهو مجرد تقريب لعالمنا الفوضوي.

ما هو العلم؟

ولكن هناك الرياضيات في العلوم ، أنت تبكي. لقد ألقيت محاضرات حول المجالات المغناطيسية والتكاملات الخطية وحساب التفاضل والتكامل المتجهي ، وأنا متأكد من أن طلابي يوافقون بسهولة على وجود الكثير من الرياضيات في العلوم.

والنهج هو نفسه الرياضيات الأخرى: تحديد البديهيات ، ودراسة العواقب.

اينشتاين الشهيرة E = MC2، مستمدة من افتراضات كيف ينظر إلى قوانين الكهرومغناطيسية من قبل مختلف المراقبين ، له نظرية النسبية الخاصة، مثال ساطع على ذلك.

لكن هذه البراهين الرياضية ليست سوى جزء من قصة العلم.

الشيء المهم ، الشيء الذي يحدد العلم ، هو ما إذا كانت هذه القوانين الرياضية هي وصف دقيق للكون الذي نراه حولنا.

للقيام بذلك ، يجب أن نجمع البيانات ، من خلال ملاحظات وتجارب الظواهر الطبيعية ، ومن ثم مقارنتها بالتنبؤات والقوانين الرياضية. الكلمة الأساسية لهذا المسعى هي "الدليل".

المخبر العلمي

الجانب الرياضي نقي ونظيف ، في حين أن الملاحظات والتجارب محدودة بالتقنيات والشكوك. تختتم المقارنة بين الاثنين في المجالات الرياضية للإحصاءات والاستدلال.

يعتمد الكثيرون ، ولكن ليس جميعهم ، على نهج معين لهذا المعروف باسم بايزي المنطق لدمج الأدلة الرصدية والتجريبية في ما نعرفه وتحديث إيماننا في وصف معين للكون.

الطريقة الوحيدة هي لأسفل لهذه التفاح. فليكر / دون لافانج, CC BY

هنا ، يعني الإيمان مدى ثقتك في نموذج معين باعتباره وصفًا دقيقًا للطبيعة ، بناءً على ما تعرفه. فكر في الأمر قليلاً مثل احتمالات المراهنة على نتيجة معينة.

يبدو أن وصفنا للجاذبية جيد جدًا ، لذلك قد يكون من المرجح أن تسقط التفاحة من فرع إلى الأرض.

لكن لدي ثقة أقل في أن الإلكترونات عبارة عن حلقات صغيرة من الأوتار الدوارة والمتروكة التي تقترحها نظرية الأوتار الفائقة ، وقد تكون من ألف إلى رصاصة واحدة طويلة المدى ستوفر أوصافًا دقيقة للظواهر المستقبلية.

لذا ، فإن العلم يشبه الدراما الجارية في قاعة المحكمة ، مع تقديم دفق مستمر من الأدلة إلى هيئة المحلفين. لكن لا يوجد شخص واحد مشتبه فيه وعناصر مشتبه بهم جدد يتم نقلهم بانتظام. في ضوء الأدلة المتزايدة ، تعمل هيئة المحلفين باستمرار على تحديث نظرتها حول من المسؤول عن البيانات.

ولكن لم يتم إرجاع أي حكم بالذنب المطلق أو البراءة ، حيث يتم جمع الأدلة باستمرار ويتم عرض المزيد من المشتبه بهم أمام المحكمة. كل ما تستطيع هيئة المحلفين القيام به هو أن تقرر أن أحد المشتبه فيهم مذنب أكثر من الآخر.

ماذا أثبت العلم؟

بالمعنى الرياضي ، على الرغم من كل سنوات البحث عن الطريقة التي يعمل بها الكون ، لم يثبت العلم شيئًا.

بمناسبة بقعة حيث لم يثبت شيء. فليكر / روب, CC BY-NC-ND

كل نموذج نظري هو وصف جيد للكون من حولنا ، على الأقل في نطاق ما من المقاييس المفيدة.

ولكن استكشاف المناطق الجديدة يكشف النقائص التي تقلل من إيماننا بما إذا كان الوصف المعين لا يزال يمثل تجاربنا بدقة ، في حين أن إيماننا بالبدائل قد ينمو.

هل سنتعرف في النهاية على الحقيقة ونمسك بالقوانين التي تحكم فعليًا أعمال الكون في أيدينا؟

في حين أن درجة اعتقادنا في بعض النماذج الرياضية قد تصبح أقوى وأقوى ، دون قدر لا حصر له من الاختبارات ، كيف يمكننا أن نتأكد من أنها حقيقة؟

أعتقد أنه من الأفضل ترك الكلمة الأخيرة لأحد أعظم علماء الفيزياء ، ريتشارد فاينمانحول ما يدور حوله عالم:

لديّ إجابات تقريبية ومعتقدات محتملة بدرجات مختلفة من اليقين بشأن أشياء مختلفة ، لكنني لست متأكدًا تمامًا من أي شيء.

المحادثةنبذة عن الكاتب

جيرينت لويس ، أستاذ الفيزياء الفلكية ، جامعة سيدني

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

كتب ذات صلة

تغير المناخ: ما يحتاج الجميع إلى معرفته

جوزيف روم
0190866101التمهيدي الأساسي على ما سيكون موضوع تعريف عصرنا ، تغير المناخ: ما يحتاج الجميع إلى معرفته هي نظرة عامة واضحة على العلوم والصراعات والآثار المترتبة على كوكبنا الدافئ. من جوزيف روم ، كبير مستشاري العلوم في ناشيونال جيوغرافيك سنوات من العيش تحت الخطر سلسلة واحدة من "الناس 100 الذين يغيرون أمريكا" في رولينج ستون تغير المناخ يقدم إجابات سهلة الاستخدام وصارمة من الناحية العلمية على أصعب الأسئلة (وأكثرها تسييسًا) المحيطة بما اعتبره عالم المناخ لوني تومبسون "خطرًا واضحًا وحاضرًا على الحضارة". متاح في أمازون

تغير المناخ: علم الاحترار العالمي ومستقبل طاقتنا الطبعة الثانية

بقلم جيسون سميردون
0231172834هذه الطبعة الثانية من تغير المناخ هو دليل يمكن الوصول إليها وشاملة للعلوم وراء الاحتباس الحراري. يتضح بشكل رائع ، يتم توجيه النص نحو الطلاب في مجموعة متنوعة من المستويات. يقدم كل من إدموند ماثيز وجايسون سميردون مقدمة واسعة ومفيدة للعلم الذي يقوم عليه فهمنا لنظام المناخ وتأثيرات النشاط البشري على ارتفاع حرارة كوكبنا. يصف ماثيز وسميردون الأدوار التي يقوم بها الغلاف الجوي والمحيطات. لعب في مناخنا ، وإدخال مفهوم توازن الإشعاع ، وشرح التغيرات المناخية التي حدثت في الماضي. كما أنها توضح بالتفصيل الأنشطة البشرية التي تؤثر على المناخ ، مثل انبعاثات غازات الدفيئة والهباء الجوي وإزالة الغابات ، وكذلك آثار الظواهر الطبيعية. متاح في أمازون

علم تغير المناخ: دورة تدريبية عملية

بقلم بلير لي ، ألينا باخمان
194747300Xيستخدم علم تغير المناخ: دورة تدريبية عملية النص و 18 نشاطًا عمليًا لشرح وتعليم علم الاحترار العالمي وتغير المناخ ، وكيف يتحمل البشر المسؤولية ، وما الذي يمكن فعله لإبطاء أو إيقاف معدل الاحترار العالمي وتغير المناخ. هذا الكتاب هو دليل كامل وشامل لموضوع بيئي أساسي. تشمل الموضوعات التي يتناولها هذا الكتاب ما يلي: كيف تنقل الجزيئات الطاقة من الشمس لتسخين الغلاف الجوي ، وغازات الدفيئة ، وتأثير الاحتباس الحراري ، والاحتباس الحراري ، والثورة الصناعية ، ورد فعل الاحتراق ، وحلقات التغذية الراجعة ، والعلاقة بين الطقس والمناخ ، وتغير المناخ ، أحواض الكربون ، الانقراض ، بصمة الكربون ، إعادة التدوير ، والطاقة البديلة. متاح في أمازون

من الناشر:
عمليات الشراء على موقع أمازون تذهب لتحمل تكلفة جلبك InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, . ClimateImpactNews.com دون أي تكلفة ودون المعلنين الذين يتتبعون عادات التصفح الخاصة بك. حتى إذا قمت بالنقر فوق رابط ولكنك لا تشتري هذه المنتجات المحددة ، فإن أي شيء آخر تشتريه في هذه الزيارة نفسها على Amazon يدفع لنا عمولة صغيرة. لا توجد تكلفة إضافية عليك ، لذا يرجى المساهمة في هذا الجهد. بامكانك ايضا استخدام هذا الرابط لاستخدامه في Amazon في أي وقت حتى تتمكن من المساعدة في دعم جهودنا.

enafarزكية-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}

الأكثر قراءة