Kann eine wissenschaftliche Theorie jemals absolut bewiesen werden?

Grundsätzlich stimme ich Argus zu, obwohl ich eine etwas andere Perspektive vertrete.

Physiker versuchen, die Welt zu erklären, indem sie mathematische Modelle konstruieren, um sie anzunähern. Der Begriff „ Mathematisches Modell “ mag mysteriös klingen, bedeutet aber einfach eine oder mehrere Gleichungen, die vorhersagen, was unter bestimmten Anfangsbedingungen passieren wird. Beispielsweise sind Newtons Bewegungsgesetze ein mathematisches Modell, ebenso wie die allgemeine Relativitätstheorie, die Quantenmechanik, die Stringtheorie und so weiter.

Jedes mathematische Modell hat einen Bereich, in dem es eine gute Beschreibung der Welt gibt, und innerhalb dieses Bereichs betrachten wir das Modell als effektiv exakt. Außerhalb dieses Bereichs wissen wir, dass das Modell versagt. Beispielsweise beschreiben die Newtonschen Gesetze die Bewegung idealer Teilchen mit Geschwindigkeiten weit unter der Lichtgeschwindigkeit. Wir wissen, dass wir für höhere Geschwindigkeiten ein anderes Modell benötigen, dh die spezielle Relativitätstheorie, aber dies versagt bei hohen Massen-/Energiedichten. Um mit hohen Massen-/Energiedichten umgehen zu können, brauchen wir die allgemeine Relativitätstheorie und so weiter.

Also beschreiben wir die Welt mit einer Reihe von Theorien, dh mathematischen Modellen, und wir wählen diejenige aus, von der wir wissen, dass sie für die Situation, die wir in Betracht ziehen, funktioniert. In diesem Sinne sind unsere Theorien immer ungefähr.

Innerhalb der Domäne unseres Modells sind wir jedoch absolut sicher, dass das Modell funktioniert. Wenn Sie bei der NASA an einem Schreibtisch sitzen und überlegen, wie man ein Raumschiff zu Pluto schickt, können Sie absolut sicher sein, dass die von Ihnen berechnete Flugbahn funktioniert. Sie würden sich keine Sorgen darüber machen, ob eine neue und unerklärte Physik Ihr Raumschiff in eine Spirale in die Sonne schicken könnte.

Einfache Antwort: Nichts ist zu 100 % garantiert. (Im Leben oder Physik)

Nun zum physikalischen Teil der Frage.

Soft-Antwort:

Die Physik verwendet Positivismus und Beobachtungsbeweise durch den wissenschaftlichen Prozess. Keine Beobachtung ist zu 100 % genau, alle Messungen sind unsicher, aber Wiederholungen verringern die Wahrscheinlichkeit willkürlicher Ergebnisse.

Jede Theorie und Gesetze in der Physik sind Beobachtungsdarstellungen, die am besten die Vorhersage zukünftiger Experimente ermöglichen. Der Positivismus kann theologische und philosophische Diskrepanzen wie die menschliche Wahrnehmung der Realität überwinden. Ist wirklich wirklich echte Art von Fragen.

Der wissenschaftliche Prozess ist eine sich ständig weiterentwickelnde Darstellung des erworbenen Wissens auf der Grundlage strenger experimenteller Daten.

Keine Theorie ist sozusagen in Stein gemeißelt, da neue Ergebnisse eine Modifikation und Feinabstimmung der wissenschaftlichen Theorie ermöglichen.

Sie können sich nie auf irgendetwas verlassen, außer möglicherweise auf mathematische Theoreme. Dies ist die Schlussfolgerung nach langen Debatten über Erkenntnistheorie. Die antiken griechischen Skeptiker waren der Meinung, dass das Wissen um die Ungewissheit von allem Seelenfrieden gibt.

Der Philosoph David Hume wies darauf hin, dass Induktion niemals bewiesen werden kann. Selbst wenn wir ein vorgeschlagenes „Gesetz“ haben, das alles beschreibt, was wir bisher wissen, gibt es keine Garantie, dass die nächste Beobachtung vollständig dagegen verstoßen wird. Die Welt ist vielleicht nicht das, was wir denken. Es könnte ein bösartiger Dämon sein, der mit unseren Gedanken herumspielt.

Ich werde versuchen, dies mit drei Punkten über die wissenschaftliche Methode zu beantworten und wie "sicher" wir der Wahrheit in unseren Theorien sind. Denken Sie daran, dass Wissenschaftler in Bezug auf Lieblingstheorien übermäßig dogmatisch sind, aber wir sollten Transparenz darüber anstreben, wie falsch wir liegen könnten, und allem misstrauen, bis die Beweise, seien sie spärlich oder reichlich, verifiziert sind.

Erstens kann man ziemlich viele Erkenntnisse gewinnen, wenn man sich Richard Feynmans Analogie zwischen der Entdeckung der Naturgesetze und dem Erlernen der Schachregeln durch Beobachtung eines Bruchteils des Bretts anhört. Insbesondere gibt es den Teil, in dem er über einen Bischof spricht, der seine Farbe ändert, obwohl er ausgiebig beobachtet hat, dass dies nie passiert. Sein allgemeiner Punkt ist, dass wir nie wirklich sicher sind, aber wir sammeln immer unbeabsichtigt Beweise dafür, dass die Theorie richtig ist.

Zweitens sollten Sie Isaac Asimovs Essay The Relativity of Wrong lesen . Sein Punkt ist, dass eine Theorie zwar "falsch" sein kann, aber manchmal sehr falsch ("die Erde ist flach"), aber manchmal weniger falsch ("die Erde ist eine Kugel"). In einigen Fällen können Sie dies quantifizieren. Für ein zeitgenössisches Beispiel haben sich Kosmologen entschieden$\lambda$CDM als richtiges Modell des Universums. Der Punkt ist nicht das$\lambda$CDM ist notwendigerweise die ganze Geschichte, aber wenn dies nicht der Fall ist, implizieren die von uns gesammelten Beweise bereits, dass die ganze Geschichte nicht viel anders sein kann.

Erinnern wir uns abschließend noch einmal an die superluminale Neutrino-Fanfare. Es machte große Schlagzeilen, da die Medien ein Bild zeichneten, das es so aussehen ließ, als müsste die wissenschaftliche Gemeinschaft die spezielle Relativitätstheorie (SR) revolutionieren. Aber viele Wissenschaftler reagierten skeptisch und boten sogar an, ihre Shorts zu essen. Warum also die Skepsis? Das widerspricht doch sicherlich dem wissenschaftlichen Mantra, an Autorität zu zweifeln?

Nicht ganz. Es gab gute Gründe, an dem Ergebnis zu zweifeln, und jeder, der diese Ergebnisse verwarf, hätte seine Position verteidigen sollen. Es wurde schnell darauf hingewiesen, dass wir Supernovae früh erkennen würden, wenn sich Neutrinos schneller als Licht fortbewegen würden . Ich denke auch, dass Glashow und andere darauf hingewiesen haben, dass wir so etwas wie Cerenkov-Strahlung von den Neutrinos sehen würden.

Aber noch wichtiger ist, dass SR für mich eine Theorie ist, die nahe daran ist, "sicher" zu sein. Sie war und ist vielfach erprobt und erprobt und bildet die Grundlage für andere Theorien, die selbst erfolgreich sind. Die Wahrscheinlichkeit, dass SR "falsch" ist, ist also unverschämt gering. Wir haben es unabsichtlich unzählige Male getestet und es hat perfekt funktioniert. Und der Betrag, um den es falsch sein kann, ist sehr gering. Damals hätte es so aussehen können, als wäre zum ersten Mal ein Bauer zu einem Läufer gequetscht worden, aber um das Klischee auszurollen, erfordern außergewöhnliche Behauptungen außergewöhnliche Beweise.

Der Grund, warum man Dinge im wirklichen Leben, anders als in der Mathematik, nicht beweisen kann, ist, dass man seine Theorie nicht für alle Variablen x und t überprüfen kann. Sie können zum Beispiel nicht testen, ob die Gravitationstheorie überall im Universum gilt (es wird eine fast unendliche Anzahl von Experimenten erfordern). Und vor allem kann man nicht beweisen, dass es zu jedem Zeitpunkt gilt, also zeitlich rückwärts oder vorwärts. Sie können jetzt nur die Theorie testen.

Schauen Sie sich die Antwort von Clavius ​​auf Yahoo Answers an. Es ist sehr gut: http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20081004094805AAzyeZF

Dies ist eine wissenschaftstheoretische und erkenntnistheoretische Frage, daher sollten Sie mit unterschiedlichen Antworten mit unterschiedlichen Perspektiven rechnen.

Dies ist meine persönliche Herangehensweise an die Frage.

Lassen Sie uns zunächst untersuchen, was es bedeutet zu sagen, dass eine wissenschaftliche Theorie „absolut bewiesen“ ist.

Genau wie John Rennie in seiner Antwort darauf hingewiesen hat, ist eine wissenschaftliche Theorie ein mathematisches Modell, oder anders ausgedrückt, eine wissenschaftliche Theorie besteht aus einer Reihe von Axiomen, die normalerweise mathematischer Natur sind, und Theoremen, die sich aus einer solchen Reihe von Axiomen ergeben .

Um Ihnen ein konkretes Beispiel zu geben, betrachten Sie die Newtonsche Mechanik. Newtons Theorie besteht aus drei Axiomen: seinen berühmten drei Gesetzen. Dazu kommen die Sätze, die aus diesen Axiomen folgen, wie der Arbeits-Energie-Satz und viele andere.

Newtons zweites Gesetz ist gegeben durch:$F=m\dfrac{d^2x}{dt^2}$. Zu sagen, dass Newtons Theorie absolut bewiesen ist, ist gleichbedeutend mit der Aussage, dass diese Gleichung für beliebige Werte (in diesem Fall reelle Zahlen) gilt$F,m$und$x$. Gleiches gilt für Newtons erstes und drittes Gesetz, sie sollten für jede beliebige reelle Zahl gelten.

Es gibt keinen logisch zwingenden Grund, warum Newtons zweites Gesetz für alle realen Werte gelten sollte. Daher besteht die einzige Möglichkeit, es absolut zu beweisen, darin, es auf alle realen Werte zu testen, die es annehmen kann! Dies ist offensichtlich eine unmögliche und unüberwindbare Aufgabe, und daher ist es unmöglich, eine wissenschaftliche Theorie absolut zu beweisen.

Es gibt noch einen weiteren entscheidenden Punkt zu beachten, selbst wenn Sie Ihre Theorie testen könnten, müssen Sie für alle erforderlichen Werte Geräte mit einer Präzision und Genauigkeit von 100% haben. Dies ist ein weiterer Grund, warum Sie eine Theorie nicht streng beweisen können WAHR.

Es gibt jedoch Dinge in den empirischen Wissenschaften (und Mathematik und Logik), die Sie als absolut wahr beweisen können. Sie können absolut beweisen, dass die Annahme von Newtons Theorie den Arbeits-Energie-Satz impliziert. Oder die Annahme der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit und des Relativitätsprinzips implizieren die Relativität von Zeit, Raum und Gleichzeitigkeit. Dies ist dasselbe wie die Annahme der Axiome von Euklid den Satz des Pythagoras impliziert.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Sie entweder in der Physik oder in der Mathematik beweisen können, dass Axiom A Theorem B impliziert , aber Sie können nicht streng beweisen, dass Axiom A wahr ist , daher können Sie niemals absolut beweisen, dass eine wissenschaftliche Theorie wahr ist.

Nein, eine physikalische Theorie kann niemals „bewiesen“ werden.

Es gibt eine klassische Metapher, um zu veranschaulichen, warum, bekannt als das Problem des schwarzen Schwans oder das Problem der Induktion.

Wenn Sie in Ihrem ganzen Leben nur weiße Schwäne gesehen haben, werden Sie das allgemeine Gesetz (oder die Theorie) formulieren, dass alle Schwäne weiß sind . Sie werden dann immer nur weiße Schwäne sehen – Tausende davon – und denken: „ Meine Theorie ist großartig: Sie wurde durch unzählige Beobachtungen bestätigt, und jede einzelne Beobachtung hat sie bestätigt! “.

Dann werden Sie eines Tages einen schwarzen Schwan sehen, und Ihre Theorie wird plötzlich katastrophal auseinanderfallen.

Mit der Physik ist es genau das gleiche. Egal wie viele Experimente Ihre Theorie bestätigen: Wenn nur ein einziges Experiment ein anderes Ergebnis liefert als das von Ihrer Theorie vorhergesagte, dann ist die Theorie falsch : Sie wurde falsifiziert .

Das Problem der Induktion und der Grundlagen wissenschaftlicher Theorien wurde ausführlich von dem Philosophen Karl Popper analysiert , der die Falsifizierbarkeit als das bestimmende Merkmal jeder wissenschaftlichen Theorie identifizierte.

Eine Theorie, die niemals falsifiziert (als falsch erwiesen) werden kann, ist wie Religion: nicht wissenschaftlich. Damit eine Aussage durch Beobachtung hinterfragt werden kann, muss es zumindest theoretisch möglich sein, dass sie mit Beobachtung in Konflikt gerät. Zum Beispiel ist „ Gott schuf das Universum “ keine falsifizierbare Aussage, weil sie nicht durch Beobachtung falsifiziert werden kann.