Wie kann man ein Phänomen in der Wissenschaft verwenden, um etwas zu berechnen? [geschlossen]

Ah, nein. Mehrere Probleme damit. Beginnen wir mit dem Ziel der Wissenschaft. Es geht nicht darum, per se Wissen zu erlangen, sondern vielmehr darum, die besten Erklärungen für das zu finden, was wir um uns herum sehen. Kein Wissenschaftler, der sein Geld wert ist, ist sich jemals „sicher“, was er weiß. Stattdessen werden sie Ihnen sagen, dass ein bestimmtes Wissen „bewiesen“ ist oder einem Experiment entspricht, das darauf ausgelegt ist, eine bestimmte Theorie zu beweisen oder zu widerlegen.

In dem Fall, den Sie oben beschreiben, ist die Schwerkraft tatsächlich ein Phänomen, und wir verstehen es nicht richtig. Aber das liegt nicht daran, dass es nicht richtig ist. Es ist das beste verfügbare Modell für das, was wir ständig im Universum beobachtet haben. Um ehrlich zu sein, ist es eine außergewöhnliche Behauptung, Gravity als „falsch“ zu bezeichnen, und in der Wissenschaft gibt es eine Maxime: Außergewöhnliche Behauptungen erfordern außergewöhnliche Beweise.

Was ich sage, ist dies. Ihre Behauptung könnte sich eines Tages als wahr erweisen, aber ich glaube das nur, wenn mir die erforderlichen Beweise vorgelegt werden. Im Moment gibt es dafür keine Beweise, und daher bin ich gezwungen, das beste verfügbare Modell zu verwenden, das wir haben, und das ist die Schwerkraft.

Das unterscheidet sich wirklich nicht von dem, was Kopernikus damals gegenüberstand; Es gab ein sehr umständliches terrazentrisches Modell des Universums, das die Bewegung der Planeten beschreiben konnte. Als das solarzentrische Modell zum ersten Mal vorgestellt wurde, konnte es die Bewegungen der Planeten und der Sterne mit dem gleichen Grad an Konsistenz erklären, und Occams Rasiermesser (ein wissenschaftliches Prinzip, das besagt, dass, wenn zwei Theorien beide ein System beschreiben, die einfachere immer sein sollte komplexere ersetzen) verfügte, dass wir zu einem solarzentrischen Modell übergehen sollten, um die Bewegung der Planeten darzustellen.

Wahr; Das Modell der dunklen Materie / dunklen Energie sieht unbeholfen und klobig aus und es ist durchaus möglich, dass es (eines Tages in der Zukunft) durch etwas viel Eleganteres und Einfacheres ersetzt wird. Als Wissenschaftler werde ich mich an diesem Tag über unser besseres Verständnis des Universums freuen. Bis dahin arbeite ich mit dem besten Modell, das wir haben.

Und das ist zufällig Gravity.

Wissenschaftliche Theorien sollen Ereignisse beschreiben, die sich in unserem Universum ereignen. Sie haben im Allgemeinen die Form eines manchmal mathematischen Modells, das verwendet werden kann, um eine Klasse von Ereignissen zu beschreiben.

Wir haben derzeit keine (nützliche) Theorie, die alles umfasst, also begnügen wir uns mit einer Vielzahl von Modellen. Als solches hat jedes dieser Modelle einen Anwendungsbereich. Zum Beispiel könnte es Gravitationsereignisse oder elektromagnetische Strahlung oder atomare Ereignisse usw. umfassen.

Notwendigerweise hat dieser Anwendungsbereich Grenzen, dh es gibt nur eine bestimmte Anzahl von Ereignissen, auf die er zutrifft. Beispielsweise gelten die Maxwell-Gleichungen nur für elektromagnetische Strahlung.

Was wir als „gute“ wissenschaftliche Theorie betrachten, ist eine Theorie, die eine große Anzahl von Ereignissen genau beschreibt. Idealerweise wäre es auch nützlich, um zukünftige Ereignisse genau vorherzusagen.

Zu diesem Zweck sind Newtons Bewegungs- und Gravitationstheorien großartige Theorien. Wieso den? Weil sie eine Vielzahl von Ereignissen beschreiben und vorhersagen. So ziemlich alles, was wir ohne Spezialausrüstung sehen können, was mit Masse zu tun hat, kann angemessen beschrieben werden.

Jetzt, um die Wende des 20. Jahrhunderts, bemerkten einige Leute, dass die Modelle, die wir für verschiedene Veranstaltungen hatten, nicht wirklich zusammenpassten. Hauptsächlich zwischen der Newtonschen Mechanik und den Maxwell-Gleichungen. Außerdem bedeuteten Verbesserungen in der Technologie, dass sie begannen, Diskrepanzen zwischen dem, was die Modelle vorhersagten, und dem, was tatsächlich beobachtet wurde, zu erkennen.

Dies war nicht wirklich ein Hinweis darauf, dass die bestehenden Modelle falsch waren. Wir begannen, die Grenzen ihrer Anwendungsbereiche zu erkennen. Schließlich wurden die Newtonschen Modelle von der Quantenelektrodynamik und der Allgemeinen Relativitätstheorie abgelöst. Die Hauptanforderungen dieser Theorien waren, dass sie a) Newtonsche und Maxwell-Modelle innerhalb des Anwendungsbereichs dieser Modelle identisch beschreiben und b) die Ereignisse außerhalb dieses Bereichs besser beschreiben. Den Anwendungsbereich, den unsere Modelle jetzt beschreiben, effektiv erweitert.

Spulen wir ins 21. Jh. vor, und wir befinden uns in einer ähnlichen Position wie vor etwa 100 Jahren. Unsere aktuellen Modelle beschreiben sehr gut fast alles, worüber wir wissen (die Quantenchromodynamik wurde in den 70er Jahren hinzugefügt). Es gibt jedoch einige Diskrepanzen zwischen dem, was sie vorhersagen, und dem, was wir sehen. Dunkle Energie und Dunkle Materie sind „Platzhalter“, die uns helfen, Informationen über einige dieser Diskrepanzen zu sammeln. Auch unsere Hauptmodelle: die allgemeine Relativitätstheorie und das Standardmodell der Quantenmechanik passen nicht zusammen. Daher forschen Wissenschaftler an neueren Modellen, die Ereignisse so gut beschreiben, wie es diese Modelle in ihrem Anwendungsbereich tun. Aber mit der Absicht, dass sie die dunklen Bereiche und hoffentlich auch neue Phänomene angemessen beschreiben.

Kurz gesagt, die Position ist diese. Wir haben gelernt, dass die Erforschung der Außenwelt mit den Methoden der Naturwissenschaft nicht zu einer konkreten Realität führt, sondern zu einer Schattenwelt von Symbolen, in die diese Methoden nicht eindringen können. Wenn Sie heute einen Physiker fragen, was er letztendlich aus dem Äther oder dem Elektron gemacht hat, wird die Antwort keine Beschreibung in Form von Billardkugeln oder Schwungrädern oder irgendetwas Konkretem sein; er zeigt stattdessen auf eine Reihe von Symbolen und eine Reihe mathematischer Gleichungen, die sie erfüllen. Wofür stehen die Symbole? Es wird die mysteriöse Antwort gegeben, die Physik sei dem gleichgültig; es hat keine Möglichkeit, die Symbolik zu durchdringen. Um die Phänomene der physischen Welt zu verstehen, ist es notwendig, die Gleichungen zu kennen, denen die Symbole gehorchen, aber nicht die Natur dessen, was symbolisiert wird.

Mit dem Gefühl, dass mehr dahinter sein muss, kehren wir zu unserem Ausgangspunkt im menschlichen Bewusstsein zurück – dem einen Zentrum, wo mehr bekannt werden könnte. Da finden wir andere Regungen, andere Offenbarungen (wahr oder falsch) als die, die durch die Welt der Symbole bedingt sind.

Sit Arthur Eddington in Ken Wilbur Quantum Questions