Ньютон был не прав. Как работают научные теории⁠⁠

Фразы «учёные предполагают», «теория может объяснить» и даже само слово «теория» нередко отпугивают не близких к науке людей. Почему учёные всегда так неуверены? Неужели нельзя точно сказать, как же было на самом деле? Давайте разберёмся, почему это так и как работает наука

Ньютон не прав. Ньютон — лев! Только посмотрите на эту гриву

Как на самом деле устроен мир

Этого не знает никто. Подробный ответ на то, почему это так философы разрабатывали сотни лет. И вот в чём дело: предположим мы узнали какой-то факт об окружающем мире. Как мы можем быть уверены, что он описывает то, каким мир является на самом деле. Если мы увидели что-то своими глазами, мы могли плохо это разглядеть или не так понять. Если мы измерили какой-то показатель прибором, то с чего мы взяли, что прибор не врёт? Если мы прочитали факт в книге, то откуда нам знать, что он правдив, даже если так написано в этой книге. Одна гипсовая голова говорила "Я знаю, что я ничего не знаю", когда ещё не была гипсовой

Но в мире вокруг происходит множество вещей! Иногда идёт дождь, случаются солнечные затмения, а яблоки всегда падают только вниз. Очень хочется описать, как же это всё работает, найти закономерности. Пусть мы не можем знать, как это работает на самом деле. Давайте попытаемся сделать это хоть как-нибудь

И именно так и работают научные теории! Сначала люди пытаются описывать мир так, как могут. Более простым и очевидным образом. Земля кажется плоской — мы предполагаем, что она и есть плоская. Пусть мы не можем знать, какая она на самом деле, если жить с такой мыслью, можно уйти в депрессию. Давайте будем жить с той мыслью, что Земля плоская, пока не появятся свидетельства о том, что это не так

Очевидным предположением было, что все прочие небесные тела вращаются вокруг Земли — это называется геоцентризм. Научная ли это теория? Да! Это не псевдонаука (на том этапе развития человечества). Но со временем люди поняли, что если принять, что планеты в нашей солнечной системе вращаются вокруг Солнца, это позволит лучше и проще описывать наблюдаемые явления!

Так и работает наука. Учёный готов отвергнуть любую, даже самую красивую теорию, даже от величайшего человека, если она хуже описывает окружающий мир, чем новая. Пока же мы не изобрели новую теорию получше (или не доработали старую) мы пользуемся существующей. Как правило, у любой теории есть проблемы, есть вопросы, на которые она не может ответить полностью. Но если учёные её используют, значит она работает лучше всего, что ещё известно

Так что там с Ньютоном?

В школе все мы учили теорию гравитации Ньютона. Она была настоящим прорывом для своего времени. Но на данный момент она… неверна! Теория относительности Эйнштейна описывает мир куда лучше и поэтому встала на её место. Плоха ли теория Ньютона? Она очень хороша! Настолько хороша, что её достаточно, чтобы отправить человека в космос. Но мы готовы отвергнуть её в пользу более точной теории

Что же такое научная теория

Несмотря на то, что в этой статье я назвал геоцентризм и теорию плоской Земли научными, сейчас они такими не являются. Какими же свойствами должна обладать теория, чтобы она называлась научной?

1. Описание общих законов и сферы их применения. Наука должна правильно объяснять явления. Именно из-за несоответствия действительности была отвергнута теория плоской Земли

2. Предсказание неизвестных явлений. Если ваша теория может описать что-то уже существующее —это не так интересно. Важно, чтобы новая теория могла предсказывать новые явления — так наука движется вперёд

Например, Ньютон не просто понял, что яблоки падают вниз — наверняка, это замечали и другие люди. Гениальность Ньютона в том, что он предположил, что точно такие же законы притяжения работают для всех тел — в том числе небесных. Так Ньютон смог описать движение планет!

Из-за сложности предсказания новых явлений была отвергнута теория геоцентризма

3. Логико-математические выводы. Наука опирается на логику. Если в теории используются некорректные логические выводы или иррациональные понятия, она не научна

Поэтому любая религия не является научной теорией: она опирается на иррациональное — веру

4. Фальсифицируемость. Научная теория не может быть принципиально неопровержимой. Должен существовать такой эксперимент или факт, который мог бы её опровергнуть. Например, теорию относительности Эйнштейна можно опровергнуть: достаточно всего лишь одного несоответствия опыта её предсказаниям

Благодаря этому критерию теория эволюции является научной теорией, а психоанализ Фрейда — нет. Потому что психоанализ может объяснить любой факт в своих рамках

Надеюсь, после этого стало немного яснее неуверенность учёных и то, как на самом деле работает наука. Больше постов про науку, IT и учёбу — в моей группе ВК. Спасибо за чтение!