Может ли научная теория быть абсолютно доказанной?

Я в основном согласен с Аргусом, хотя и придерживаюсь несколько иной точки зрения.

Физики пытаются объяснить мир, строя математические модели, чтобы аппроксимировать его. Фраза « математическая модель» может звучать загадочно, но она просто означает уравнение или уравнения, которые предсказывают, что произойдет при определенных начальных условиях. Например, законы движения Ньютона — это математическая модель, как и общая теория относительности, квантовая механика, теория струн и так далее.

У каждой математической модели есть область, в которой есть хорошее описание мира, и внутри этой области мы рассматриваем модель как эффективно точную. Мы знаем, что за пределами этой области модель не работает. Например, законы Ньютона описывают движение идеальных частиц со скоростями намного ниже скорости света. Мы знаем, что для более высоких скоростей нам нужна другая модель, т. е. специальная теория относительности, но она не подходит для высоких плотностей массы/энергии. Чтобы справиться с высокой плотностью массы/энергии, нам нужна общая теория относительности и так далее.

Итак, мы описываем мир, используя ряд теорий, т. е. математических моделей, и выбираем ту, которая, как мы знаем, подходит для рассматриваемой нами ситуации. В этом смысле наши теории всегда приблизительны.

Однако в рамках нашей модели мы полностью уверены, что модель работает. Если вы сидите за столом в НАСА и решаете, как отправить космический корабль к Плутону, вы можете быть абсолютно уверены, что рассчитанная вами траектория сработает. Вы бы не беспокоились о том, что какая-то новая и необъяснимая физика может отправить ваш космический корабль по спирали к Солнцу.

Простой ответ: Ничто не гарантируется на 100%. (В жизни или физике)

Теперь к физической части вопроса.

Мягкий ответ:

Физика использует позитивизм и наблюдательное доказательство в научном процессе. Ни одно наблюдение не является точным на 100%, во всех измерениях есть неопределенность, но повторение дает меньше шансов на произвольные результаты.

Каждая теория и, если уж на то пошло, законы в физике являются наблюдательными представлениями, которые лучше всего позволяют предсказывать будущие эксперименты. Позитивизм может преодолеть богословские и философские противоречия, например, каково человеческое восприятие реальности. Есть на самом деле вопросы реального типа.

Научный процесс — это постоянно развивающееся представление приобретенных знаний, основанное на строгих экспериментальных данных.

Ни одна теория не является, так сказать, высеченной на камне, поскольку новые результаты позволяют модифицировать и корректировать научную теорию.

Вы никогда ни в чем не можете быть уверены, разве что в математических теоремах. Таков вывод после долгих дебатов по эпистемологии. Древнегреческие скептики считали, что знание неопределенности всего даст вам душевное спокойствие.

Философ Дэвид Юм указывал, что индукция никогда не может быть доказана. Даже если у нас есть некий предложенный «закон», описывающий все, что мы знаем до сих пор, нет гарантии, что следующее наблюдение полностью его нарушит. Мир может быть не таким, каким мы его себе представляем. Возможно, какой-то злобный демон вмешивается в наши умы.

Я попытаюсь ответить на это тремя пунктами о научном методе и о том, насколько мы «уверены» в истинности наших теорий. Имейте в виду, что ученые чрезмерно догматичны в отношении излюбленных теорий, но мы должны стремиться к прозрачности в отношении того, насколько мы можем ошибаться, и не доверять всему, пока доказательства, скудные или достаточные, не будут проверены.

Во-первых, вы можете многое понять, слушая аналогию Ричарда Фейнмана между открытием законов природы и изучением правил игры в шахматы путем наблюдения за частью доски. В частности, есть часть, где он говорит о слоне, меняющем свой цвет, несмотря на многочисленные наблюдения, что этого никогда не происходит. Его общая точка зрения заключается в том, что мы никогда не уверены по- настоящему , но всегда непреднамеренно собираем доказательства того, что теория верна.

Во-вторых, вам следует прочитать эссе Айзека Азимова « Относительность неправильного» . Он считает, что, хотя теория может быть «неправильной», иногда она очень ошибочна («Земля плоская»), а иногда менее ошибочна («Земля — шар»). В некоторых случаях вы можете дать количественную оценку этому. В качестве современного примера космологи остановились на$\lambda$CDM как правильная модель Вселенной. Дело не в этом$\lambda$CDM обязательно представляет собой всю историю, но если это не так, то собранные нами доказательства уже подразумевают, что вся история не может сильно отличаться.

Наконец, давайте вспомним фанфары сверхсветовых нейтрино. Это стало большой новостью, а средства массовой информации нарисовали картину, которая выглядела так, как будто научному сообществу необходимо произвести революцию в специальной теории относительности (СТО). Но многие ученые отреагировали скептически, даже предложив съесть их шорты. Так почему же скептицизм? Разве это не противоречит научной мантре сомнения в авторитете?

Не совсем. Были веские причины сомневаться в результате, и любой, кто отвергал эти результаты, должен был отстаивать свою позицию. Вскоре было указано, что если бы нейтрино двигались быстрее света, мы бы рано обнаружили сверхновые звезды . Кроме того, я думаю, что Глэшоу и другие указали, что мы увидим что-то вроде излучения Черенкова от нейтрино.

Но что более важно, для меня СТО является теорией, близкой к «достоверной». Она была и до сих пор подвергается многочисленным испытаниям и испытаниям, и она составляет основу других теорий, которые сами по себе успешны. Таким образом, шансы на то, что SR окажется «неправильным», возмутительно малы. Мы непреднамеренно тестировали его миллиарды раз, и он работал отлично. И сумма, на которую он может ошибаться, очень мала. В то время это могло быть похоже на первый раз, когда пешка превратилась в ферзя в слона, но, повторяя клише, экстраординарные заявления требуют экстраординарных доказательств.

Причина, по которой вы не можете доказать вещи в реальной жизни, в отличие от математики, заключается в том, что вы не можете проверить свою теорию для всех переменных x и t. Например, вы не можете проверить, что теория гравитации верна везде во Вселенной (на это потребуется почти бесконечное количество экспериментов). И уж тем более не докажешь, что оно выполняется в каждый момент времени, то есть назад во времени или вперед. Вы можете только проверить теорию прямо сейчас.

Проверьте ответ Клавиуса на ответах yahoo. Очень хорошо: http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20081004094805AAzyeZF

Это вопрос о философии науки и эпистемологии, поэтому следует ожидать разных ответов с разными точками зрения.

Это мой личный подход к вопросу.

Сначала давайте рассмотрим, что значит сказать, что научная теория «абсолютно доказана».

Как указал Джон Ренни в своем ответе, научная теория - это математическая модель, или, иначе говоря, научная теория состоит из набора аксиом, которые обычно имеют математический характер, и теорем, которые следуют из такого набора аксиом. .

Чтобы дать вам конкретный пример, рассмотрим ньютоновскую механику. Теория Ньютона состоит из трех аксиом: трех его знаменитых законов. Добавьте к этому теоремы, которые следуют из этих аксиом, такие как теорема о работе-энергии и многие другие.

Второй закон Ньютона определяется как:$F=m\dfrac{d^2x}{dt^2}$. Сказать, что теория Ньютона абсолютно доказана, равносильно утверждению, что это уравнение верно для любых произвольных значений (в данном случае действительных чисел)$F,m$а также$x$. То же самое относится к первому и третьему закону Ньютона, они должны выполняться для любого произвольного действительного числа.

Нет логически необходимой причины, по которой второй закон Ньютона должен выполняться для всех действительных величин. Следовательно, единственный способ абсолютно доказать это — проверить его на все реальные значения, которые он может принимать! Очевидно, что это невыполнимая и непреодолимая задача, и, следовательно, невозможно абсолютно доказать научную теорию.

Есть еще один важный момент, который следует учитывать: даже если вы смогли проверить свою теорию, при всех значениях, которые она принимает, у вас должны быть гаджеты со 100-процентной точностью. Это еще одна причина, по которой вы не можете доказать, что теория строго верна. истинный.

Однако в эмпирических науках (и в математике, и в логике) есть вещи, которые можно доказать как абсолютные истины. Вы можете абсолютно точно доказать, что если предположить, что теория Ньютона подразумевает теорему о работе и энергии. Или предположение о постоянстве скорости света и принципе относительности подразумевает относительность времени, пространства и одновременности. Это то же самое, что принятие аксиом Евклида подразумевает теорему Пифагора.

Подводя итог, будь то в физике или математике, вы можете доказать, что аксиома А влечет за собой теорему Б , но вы не можете строго доказать, что аксиома А верна , следовательно, вы никогда не сможете абсолютно доказать истинность научной теории.

Нет, физическая теория никогда не может быть «доказана».

Существует классическая метафора, иллюстрирующая почему, известная как проблема черного лебедя или проблема индукции.

Если вы за всю свою жизнь видели только белых лебедей, вы сформулируете общий закон (или теорию), что все лебеди белые . Тогда вы будете видеть только белых лебедей — их тысячи — и думать: « Моя теория великолепна: она подтверждена бесчисленными наблюдениями, и каждое отдельное наблюдение подтверждает ее! ».

Затем однажды вы увидите черного лебедя, и ваша теория внезапно и катастрофически развалится.

С физикой точно так же. Независимо от того, сколько экспериментов подтверждает вашу теорию: если только один эксперимент дает результат, отличный от предсказанного вашей теорией, тогда теория неверна : она фальсифицирована .

Проблема индукции и оснований научной теории была тщательно проанализирована философом Карлом Поппером , который определил фальсифицируемость как определяющую характеристику каждой научной теории.

Теория, которая никогда не может быть фальсифицирована (доказана ее ошибочность), подобна религии: она не научна. Чтобы утверждение можно было подвергнуть сомнению с помощью наблюдения, необходимо, по крайней мере, теоретически возможно, что оно может вступить в конфликт с наблюдением. Например, « Бог создал Вселенную » не является фальсифицируемым утверждением, потому что его нельзя фальсифицировать с помощью наблюдения.