Gibt es einen Beweis dafür, dass wir eine physikalische Theorie nicht beweisen können?

Ich denke an physikalische Theorien (zB Newtonsche Mechanik) als axiomatische Systeme. Wir haben eine Liste von Axiomen und daraus können wir Theoreme ableiten, Vorhersagen treffen usw. Wenn die Vorhersage nicht mit den Beobachtungen übereinstimmt, ignorieren wir die Theorie oder modifizieren sie. Wir sagen normalerweise, dass eine Theorie niemals als richtig bewiesen werden kann, aber ich kann es nicht ganz verstehen.

Nehmen wir zum Beispiel an, dass alle Beobachtungen, die stattgefunden haben und passieren werden, mit der Theorie übereinstimmen. Könnte dies dann nicht die Richtigkeit der Theorie beweisen? Es scheint, dass wir, wenn das Problem die riesige Menge an Beobachtungen usw. ist, im Prinzip eine Theorie als richtig oder falsch bewerten könnten.

Selbst wenn wir in der Lage wären, alles zu beobachten und zu überprüfen, ob es mit der Theorie übereinstimmt, gäbe es auch die Möglichkeit, dass die "Wurzel"-Axiome der Natur von den Axiomen der Theorie verschieden sind. Zum Beispiel können wir mithilfe der Axiome etwas aus der Theorie vorhersagen. Wir enden mit einer Aussage "Wenn P, dann Q", wobei P für die Axiome steht (die als wahr angenommen werden) und Q die Aussage, die wir ableiten. Wenn es einen anderen Satz von Axiomen (eine andere Theorie) gibt, die die Aussage Q ableiten können, dann gibt es keinen Grund zu der Annahme, dass die Axiome der ersten Theorie mit den „Wurzel“-Axiomen der Natur identisch sind. Aber wenn beide (die erste und die zweite Theorie) die gleichen Vorhersagen treffen, können wir sagen, dass die Theorien gleichwertig sind.

Angenommen, wir bauen eine Theorie auf, die nur ein Axiom verwendet. Dieses Axiom lautet:

Jedes Auto in Großbritannien ist rot.

Der Quantifizierer erstreckt sich über den gesamten Satz von Autos (zum Zeitpunkt der Formulierung des Axioms, sodass vergangene oder zukünftige Autos nicht überprüft werden müssen) in Großbritannien. Wenn die Anzahl der Autos in Großbritannien klein wäre, sagen wir 10 (damit wir es überprüfen könnten) und alle Autos rot wären, wäre dies nicht ein "Beweis" für die Theorie? Was hindert uns in diesem Fall daran zu sagen, dass „die Theorie sich als richtig erwiesen hat“?

Vielleicht ist "Beweis" nicht das richtige Wort... aber JA, dann ist die "Theorie" verifiziert. Das einzige Problem ist, dass es sich nicht um eine wissenschaftliche Theorie handelt, sondern nur um eine empirische Verallgemeinerung. Eine Theorie muss die bekannten Tatsachen erklären und neue Tatsachen vorhersagen.
@Anton 1. „ Angenommen, alle Beobachtungen, die stattgefunden haben und stattfinden werden, stimmen mit der Theorie überein .“ Erstens reichen Beobachtungen nicht aus. Sie würden die Theorie benötigen, um jedem relevanten Ereignis zuzustimmen, ob beobachtet oder nicht. Zweitens können Beobachtungen nicht alle Ereignisse abdecken, insbesondere können vergangene Ereignisse nicht alle durch Beobachtungen abgedeckt werden und kein zukünftiges Ereignis kann dies. Und für die meisten wissenschaftlichen Theorien können nicht einmal aktuelle Ereignisse vollständig beobachtet werden. - 2. „ Im Prinzip könnten wir eine Theorie als richtig oder falsch bewerten “ Theorien bewertet man nicht „im Prinzip“. Sie bewerten sie anhand von Fakten.
„Angenommen, alle Beobachtungen, die stattgefunden haben und stattfinden werden, stimmen mit der Theorie überein. Könnte dies dann nicht beweisen, dass die Theorie richtig ist?“ Der Beweis basiert auf dem, was verfügbar ist, da zukünftige Beobachtungen niemals verfügbar sind, widerspricht diese Annahme der Bedeutung von "Beweis". Aus diesem Grund kann keine Theorie als richtig bewiesen werden (selbst wenn sie es ist). Selbst wenn wir am Ende der Zeit säßen, sind Beobachtungen diskrete Ereignisse, deren Gesamtheit durch mehrere Theorien interpoliert werden kann, von denen keine korrekt ist, und einige Aspekte der Realität können im Prinzip (für uns) nicht beobachtbar sein. Und Gott wird es wissen.
Siehe Humes Induktionsproblem. en.wikipedia.org/wiki/Problem_of_induction und plato.stanford.edu/entries/induction-problem Nur weil wir beobachten, dass etwas eine Million Mal hintereinander passiert, bedeutet das nicht unbedingt, dass es wieder passieren wird.
@Conifold Ziehe ich an den Haaren oder könnte man nicht sagen, dass Naturalismus oder Wissenschaft immer noch auf unbekannte Aspekte der Realität stoßen könnten , die den Zugriff auf alles ermöglichen?
@JKusin Sicher. Aber dann könnten Teekannen Jupiter umkreisen, Gott könnte die Erde vor 5.000 Jahren erschaffen und sie aussehen lassen, als wäre sie älter, und es könnte sogar sein, dass 2+2 nicht 4 ist, und jeder Mensch hat einen subtilen Fehler gemacht, wenn er so darüber nachgedacht hat weit (Beispiel von Peirce). Im Prinzip ist alles möglich, aber in der Praxis gibt es viele Möglichkeiten, die wir nicht ernst nehmen.
Ok, ich habe etwas über das Beispiel hinzugefügt. Das verpasst oder vergessen oder so. Generalisierbarkeit ist definitorisch, muss Vorhersagen treffen
Irgendwie habe ich diesen Beitrag versehentlich runtergestimmt. Ich kann meine Ablehnung nicht entfernen, es sei denn, der Beitrag wird bearbeitet. Ich denke, dies ist eine gültige Frage. Wenn Sie sie also bearbeiten, kann ich sie zurücknehmen oder Ihnen eine positive Bewertung geben.

Antworten (2)

Zusammenfassung

A. Das Beispiel

Der Unterschied ist, dass Ihre Aussage keine Theorie ist. Um eine Theorie zu sein, muss sie Vorhersagen wie in einer „A impliziert B“-Form machen und verallgemeinerbar sein.

Die University of California, Berkley, definiert eine Theorie als

Eine breite, natürliche Erklärung für eine Vielzahl von Phänomenen. Theorien sind prägnant, kohärent, systematisch, voraussagend und breit anwendbar.

https://www.livescience.com/21491-what-is-a-scientific-theory-definition-of-theory.html

B. Theorien in der Physik im Allgemeinen

Die interessante Frage ist, ob irgendeine physikalische Theorie überhaupt wahr sein könnte – heiß diskutiert in der Wissenschaftsphilosophie, wie unten diskutiert. Theorien führen normalerweise zusätzlich zu ihren Vorhersagen Mechanismen und Vorstellungen über die physikalische Realität ein.

Zweitens ist es nicht nur unmöglich zu zeigen, dass es niemals gefälscht wird, sondern wir können nicht einmal behaupten, ein hohes Vertrauen zu haben. Wir werden sowohl beim Messen als auch beim Erzeugen extremer Bedingungen immer besser, und wir haben beobachtet, dass andere Theorien unter neuen Bedingungen versagen. Es gibt sogar Theorien, dass sich die Gesetze der Physik durch Raum und Zeit verändern. Ein Beispiel sind Blasenuniversen und ein anderes die Inflation.

Die Bedeutung von „einer wahren Theorie“

Angenommen, wir können irgendwie zeigen, dass es niemals ein direktes Gegenbeispiel geben wird. Wir müssten immer noch wissen, was es bedeutet, dass eine Theorie wahr ist. In der Logik ist „A“ dasselbe wie „A ist wahr“. Aber für die Physik sagen einige (z. B. unten), dass die Vorhersagekapazität nicht dasselbe ist wie die wahre Repräsentation.

Beispielsweise werden elektrische Felder ausgiebig verwendet, aber wir wissen nicht, dass sie per se existieren , noch ob die Frage überhaupt eine Bedeutung hat. Wir wissen, dass Ladungen nach dem Coulombschen Gesetz Kräfte ausüben. Das ist unbestreitbar und wohl primär. Eine unendliche Vielfalt von Ladungsverteilungen kann an einem Punkt zu einer bestimmten Nettokraft auf eine Einheitsladung führen. Für die Lenkbarkeit drückt die Größe eines elektrischen Felds an diesem Punkt die gleiche Information aus.

Die Frage ist also, ob die Maxwellschen Gleichungen „wahr“ sind. Wenn wir sagen, dass elektrische Felder real sind und dass Theorien, die sie als Grundelemente verwenden, „wahr“ sind, was ist dann mit dem elektrischen Potential? Das ist die Energie in diesem Feld, von der wir jetzt sagen, dass sie existiert. Gibt es das? Potenzial ist die Energie (als Arbeit), die erforderlich wäre, um eine Einheitsladung an diesen Ort zu bringen. Diese und andere Fragen werden in der Wissenschaftsphilosophie diskutiert – ebenso wie die gesamte Vorstellung von physikalischen Theorien und Wahrheit.

Die gleiche Denkweise gilt für die Schwerkraft. Aus Forces and Fields von Mary B Hesse

Es gibt einen physikalischen Unterschied zwischen einem Gravitationsfeld ... und dem Geschwindigkeitsfeld einer Flüssigkeit. Im letzteren Fall ist die Feldfunktion eine tatsächliche Materialeigenschaft an jedem Punkt des Feldes, aber im Gravitationsfall ist die Potentialfunktion V "Potenzial" in dem Sinne, dass sie nicht unbedingt eine Materialeigenschaft des Feldes beschreibt. Es beschreibt eine potentielle Eigenschaft, nämlich die Kraft, die ausgeübt würde, wenn an diesem Punkt eine kleine Masse in das Feld eingebracht würde.

Trotz ihrer Behauptung, dass der Fall einfacher sei, ist eine Debatte über die Realität der Stream-Funktion entbrannt. Wir bräuchten mindestens ein Flüssigkeitsteilchen, um die gesamte Stromlinie zu durchlaufen, damit es real ist. Mit fortschreitender Hydrodynamik wird die Form des Wassermoleküls selbst berücksichtigt, wie hier: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcb.6b01012 ( Die Grundlagen der Einbeziehung der Molekulardynamik in die Hydrodynamik : https://www.redlandsusd.net/site/handlers/filedownload.ashx?moduleinstanceid=16224&dataid=10931&FileName=Water%20Properties%20Activity.pdf

Kein Partikel folgt der Stromlinie: Ich würde sagen, das bedeutet, dass wir erkannt haben, dass Stromlinien nicht wirklich existieren – wiederum abhängig davon, was wir mit existieren meinen, obwohl Modelle, die sie verwenden, funktionieren.

Unfähigkeit, zukünftige Gegenbeispiele vorherzusagen (direkte Fälschungen)

Sie haben darauf angespielt und eine andere Antwort hat darauf angespielt: Unsere Fähigkeit zu messen hat sich weiterentwickelt und unsere Fähigkeit, Extremsituationen zu schaffen, auch. Dinge wie das Aufnehmen von Bildern des Säuglingsuniversums und der Haldron Collider sind jeweils gute Beispiele. Vielleicht zB bei neuen Leistungsdichten.. funktioniert die Theorie nicht mehr.

Da Sie nach Beweisen fragen, wäre die relevante Annahme stattdessen: „Nehmen Sie an, dass alle Beobachtungen, die stattgefunden haben und stattfinden werden, mit der Theorie übereinstimmen und wir diese Tatsache jetzt kennen “. Welche Umformulierung impliziert eine eigene Antwort.

Angenommen, wir bauen eine Theorie auf, die nur ein Axiom verwendet. Dieses Axiom lautet:

Every car in UK is red.

Der Quantifizierer erstreckt sich über den gesamten Satz von Autos ( zum Zeitpunkt der Formulierung des Axioms, daher besteht keine Notwendigkeit, vergangene oder zukünftige Autos zu überprüfen ) in Großbritannien.

Die Behauptung, die Sie tatsächlich aufstellen, lautet: "Zum Zeitpunkt t ist jedes Auto in Großbritannien rot." Diese Behauptung ist nicht falsifizierbar, denn wenn der aktuelle Zeitpunkt nicht t ist , dann können Sie keine Beobachtung machen, die die Behauptung widerlegt. Wenn eine Behauptung nicht falsifizierbar ist, dann ist sie nicht wissenschaftlich.

Was passiert, wenn Sie den zeitlichen Aspekt aus dem Anspruch streichen? Die Behauptung lautet jetzt: "Zu allen Zeiten ist jedes Auto im Vereinigten Königreich rot." Dies ist eine falsifizierbare Behauptung, da die Beobachtung eines einmaligen Zustands, in dem es im Vereinigten Königreich ein nicht rotes Auto gibt, die Behauptung als falsch erweisen wird. Die einzige Möglichkeit, dies zu beweisen, besteht jedoch darin, jedes Auto im Vereinigten Königreich zu jedem Zeitpunkt (dh in der Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft) zu beobachten. Als endliches Wesen kannst du das nicht. Daher können Sie Ihre Behauptung niemals richtig beweisen.

Einfach gesagt, es ist unmöglich zu bestätigen, "dass alle Beobachtungen, die stattgefunden haben und passieren werden, mit der Theorie übereinstimmen".

Die Behauptung ist sogar noch poröser als das … „alle“ ist wohl gut definiert, „Autos“ ist nicht gut definiert, „in Großbritannien“ und „rot“ sind schlecht definiert.
@Frog „In Großbritannien“ scheint gut definiert zu sein. NEIN? Scheint, als könnten wir uns eine Reihe von Punkten im Weltraum relativ zum Massenmittelpunkt der Erde ausdenken und sagen, wenn ein Teil des Autos sie schneidet, ist es drin. Es gibt Definitionen von nationalen und internationalen Gewässern. Ich weiß nicht, wie es mit dem Luftraum funktioniert. Wissen Sie, ob der nationale Luftraum in Bezug auf die Höhe definiert ist? Neugierig. Auch wenn es an einer Reihe von Orten keine Autos gibt, könnte die Behauptung ohnehin robust gegenüber Grenzdefinitionen sein.
Sie argumentieren gegenteilig – umfasst das Vereinigte Königreich die Landmasse, Hoheitsgewässer usw. Ist ein Auto „in“, wenn ein Teil davon im Schwerpunkt oder im geometrischen Zentrum liegt? Es könnte argumentiert werden, dass sich ein Auto im Flug im Vereinigten Königreich unterhalb des Luftraums der Klasse B, der Kaman-Linie, 100 km oder 100 Meilen befindet. Mir sind keine nationalen Grenzen bekannt, die unterhalb der Erdkruste diskutiert werden, die selbst möglicherweise schlecht definiert ist. Jedes davon könnte also genau definiert werden, sie sind nicht im OP enthalten.
Gibt es einen Beweis dafür, dass wir eine physikalische Theorie nicht beweisen können?
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