Bukti dalam sains? Mereka bukan

Apa yang sebenarnya kita maksudkan dengan penelitian, dan bagaimana hal itu membantu untuk mendapatkan informasi untuk memahami sesuatu? Orang yang mengharapkan bukti dalam setiap studi penelitian akan sangat kecewa.

Bagi saya, seperti halnya bagi ahli astrofisika, ilmu adalah apa yang saya jalani. Sebagian besar informasi yang saya baca dan dengar diekspresikan dalam bahasa ilmiah, yang bagi orang yang belum tahu sepertinya tidak lebih dari jargon dan omong kosong. Tetapi satu kata tertentu jarang ditemukan dalam percakapan dan teks tentang sains - dan kata ini adalah "bukti". Faktanya, sains tidak banyak membantu “membuktikan” apa pun.

Kata-kata ini dapat menyebabkan ekspresi terkejut di wajah Anda, terutama karena media terus-menerus memberi tahu kami bagaimana sains membuktikan ini atau itu, beberapa hal serius dengan konsekuensi yang luas - seperti, misalnya, apa yang seharusnya diganti oleh kunyit. 14 obat - atau lebih sembrono, seperti para ilmuwan telah membuktikan bahwa mozzarella adalah keju yang sempurna untuk pizza.

Tentunya ilmu yang sama telah membuktikan ini, dan banyak hal lainnya? Dan tidak!

Matematika jalur

Matematikawan membuktikan banyak hal, dan itu berarti sesuatu yang sangat spesifik. Matematikawan mengemukakan serangkaian aturan dasar, aksioma, dan menentukan pernyataan mana yang ternyata benar dalam kerangka platform ini.


Patung Euclid dengan beberapa tambahan yang menarik pada gulungannya

Salah satu platform paling terkenal adalah geometri kuno Euclid . Dengan seperangkat aturan kecil yang mendefinisikan ruang datar yang ideal, anak-anak yang tak terhitung jumlahnya selama beberapa ribu tahun terakhir telah berkutat pada bukti teorema Pythagoras mengenai hubungan sisi-sisi segitiga siku-siku, atau pada kenyataan bahwa garis lurus memotong lingkaran di tidak lebih dari dua tempat, atau di atas gunung lainnya. pernyataan yang ternyata benar berdasarkan aturan Euclidean.

Dan jika dunia Euclid ideal, ditentukan oleh garis dan lingkaran lurus, maka Alam Semesta tempat kita hidup sama sekali tidak seperti itu. Angka-angka geometris yang digambar dengan pensil di atas kertas hanyalah perkiraan dari dunia Euclid, di mana pernyataan yang benar adalah mutlak.

Selama beberapa ratus tahun terakhir, kami mulai memahami bahwa geometri bukanlah hal yang sederhana seperti yang dijelaskan Euclid, dan ahli matematika hebat seperti Gauss, Lobachevsky, dan Riemann memberi kami geometri kurva dan permukaan melengkung.

Dalam geometri non-Euclidean, ada seperangkat aksioma dan aturan dasar baru, dan seperangkat pernyataan baru yang berkaitan dengan kebenaran absolut, yang dapat kita buktikan. Aturan-aturan ini terbukti sangat berguna untuk orientasi di planet yang hampir bulat ini. Salah satu dari banyak prestasi besar Einstein adalah dia menunjukkan bagaimana ruangwaktu yang melengkung dapat menjelaskan gravitasi.

Namun, dunia matematika dari geometri non-Euclidean murni dan ideal, oleh karena itu, ini hanya perkiraan untuk dunia ceroboh kita.

Apa itu sains?

Tetapi ada matematika dalam sains - Anda berteriak! Saya baru saja memberi kuliah tentang medan magnet, integral linear dan notasi vektor, dan saya yakin siswa saya akan dengan mudah setuju bahwa sains penuh dengan matematika.


Albert Einstein

Dan pendekatannya sama dengan matematika: mengidentifikasi aksioma, pelajari konsekuensinya.

Einstein E = mc ^{2 yang terkenal} , berasal dari dalil-dalil tentang bagaimana hukum-hukum elektromagnetisme dipersepsikan oleh berbagai pengamat, teori relativitas khususnya, adalah contoh sempurna dari pendekatan ini. Tetapi bukti matematika semacam itu hanya bagian dari sejarah sains.

Bagian penting, yang mendefinisikan ilmu pengetahuan, adalah apakah hukum matematika seperti itu adalah deskripsi akurat dari alam semesta yang kita amati. Dan untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu mengumpulkan data menggunakan pengamatan dan eksperimen dengan fenomena alam, dan kemudian membandingkannya dengan prediksi dan hukum matematika. Dan kata utama dalam semua perusahaan ini adalah "bukti".

Detektif sains

Bagian matematisnya bersih dan jelas, dan pengamatan serta eksperimen dibatasi oleh teknologi dan ketidakpastian. Perbandingan kedua bidang ini dibungkus dalam bidang matematika statistik dan kesimpulan.

Banyak, tetapi tidak semua, bergantung pada pendekatan khusus untuk masalah ini, yang dikenal sebagai kesimpulan Bayesian , yang memungkinkan kita untuk memasukkan bukti dari pengamatan dan percobaan di daerah yang kita kenal dan memperbarui kepercayaan kita dalam deskripsi tertentu dari alam semesta.


Untuk apel ini, salah satu caranya adalah turun

Keyakinan dalam hal ini berarti seberapa percaya diri Anda bahwa model tertentu adalah deskripsi yang akurat tentang alam, berdasarkan apa yang Anda ketahui. Ini seperti menempatkan taruhan pada hasil tertentu.

Deskripsi gravitasi kami terlihat cukup bagus, sehingga ada kemungkinan apel dari cabang akan jatuh ke tanah. Tetapi saya kurang percaya bahwa elektron adalah lingkaran kecil dari string yang berputar dan bergerak dalam lingkaran, seperti yang disarankan teori superstring, dan kemungkinan hanya seribu banding satu bahwa dia akan mampu memberikan deskripsi akurat tentang fenomena masa depan.

Oleh karena itu, sains lebih seperti percobaan yang sedang berlangsung di mana juri ditawari aliran bukti yang sedang berlangsung. Tetapi tidak ada satu pun tersangka, dan mereka secara teratur diberikan lebih banyak dan lebih baru. Dalam terang bukti, juri terus memperbarui sudut pandang mereka tentang siapa yang bertanggung jawab atas data.

Dan mereka tidak pernah memberikan putusan akhir bersalah atau tidak bersalah, karena bukti dikumpulkan terus-menerus, dan semua tersangka baru sedang diadili. Yang dapat dilakukan oleh juri adalah memutuskan apakah seorang tersangka lebih bersalah daripada yang lain.

Apa yang telah dibuktikan sains?

Dalam pengertian matematis, terlepas dari penelitian bertahun-tahun tentang bagaimana alam semesta bekerja, sains belum membuktikan apa pun.


Di tempat ini pada 1 April 1780, tidak ada yang terjadi.

Setiap model teoretis adalah deskripsi yang baik tentang Semesta di sekitar kita, setidaknya dalam beberapa skala bermanfaat.

Tetapi studi teritori baru mengungkapkan kepada kita kekurangan yang menurunkan kepercayaan kita bahwa deskripsi tertentu lebih akurat mewakili apa yang terjadi dalam eksperimen kita, dan kepercayaan kita pada deskripsi alternatif dapat tumbuh.

Akankah kita akhirnya mempelajari kebenaran dan menemukan hukum yang benar-benar mengatur proses alam semesta? Meskipun tingkat kepercayaan kita pada model matematika tertentu dapat menjadi lebih dan lebih, tanpa jumlah pemeriksaan yang tak terbatas, bagaimana kita bisa yakin bahwa itu adalah kenyataan?

Saya pikir akan lebih baik untuk meninggalkan kata terakhir kepada salah satu fisikawan terhebat, Richard Feynman, menjelaskan apa artinya menjadi seorang ilmuwan: "Saya punya jawaban kasar dan kemungkinan kepercayaan dari berbagai tingkat kepastian tentang berbagai hal, tetapi saya sama sekali tidak yakin tentang apa pun."