Kan de wetenschap iets bewijzen?

Wat betekent het om een ​​wetenschappelijke theorie te bewijzen? Wat is de rol van wiskunde in de wetenschap? Hoe definieer je de wetenschappelijke methode? Bekijk de fundamentele manier waarop mensen naar de wetenschap kijken, wat bewijs betekent en of een hypothese kan worden bewezen of niet kan worden bewezen.

Het gesprek begint

Het verhaal begint met een e-mail die mijn steun voor de oerknaltheorie leek te bekritiseren, die tenslotte onbewijsbaar is. De auteur van de e-mail gaf aan dat hij dacht dat dit verband hield met het feit dat ik in mijn inleiding tot het wetenschappelijke methode-artikel de volgende regel heb:

Analyseer de gegevens - gebruik een goede wiskundige analyse om te zien of de resultaten van het experiment de hypothese ondersteunen of weerleggen.

Hij impliceerde dat de nadruk op "wiskundige analyse" misleidend was. Hij beweerde dat wiskunde later werd aangepakt, door theoretici geloofde dat wetenschap beter kon worden verklaard met behulp van vergelijkingen en willekeurig toegewezen constanten. Volgens de schrijver kan wiskunde worden gemanipuleerd om de gewenste resultaten te krijgen, op basis van de vooroordelen van de wetenschapper, zoals wat Einstein deed met de kosmologische constante.

Er zijn veel goede punten in deze uitleg, en een aantal vind ik ver van het doel. Laten we ze de komende dagen punt voor punt beschouwen.

Waarom alle wetenschappelijke theorieën onbewijsbaar zijn

De oerknaltheorie is absoluut onbewijsbaar. In feite zijn alle wetenschappelijke theorieën onbewijsbaar, maar de oerknal heeft hier iets meer last van dan de meeste.

Als ik zeg dat alle wetenschappelijke theorieën niet te bewijzen zijn, verwijs ik naar de ideeën van de beroemde wetenschapsfilosoof Karl Popper, die erom bekend staat dat hij het idee bespreekt dat een wetenschappelijk idee moet zijn falsifieerbaar. Met andere woorden, er moet een manier zijn (in principe, zo niet in de praktijk) dat u een uitkomst zou kunnen hebben die in tegenspraak is met een wetenschappelijk idee.

Elk idee dat constant kan worden verschoven zodat elk soort bewijs zou passen, is volgens de definitie van Popper geen wetenschappelijk idee. (Dit is de reden waarom het concept van God bijvoorbeeld niet wetenschappelijk is. Degenen die in God geloven, gebruiken vrijwel alles om hun bewering te ondersteunen en kunnen geen bewijs leveren - althans niet sterven en vinden dat er niets is gebeurd, wat helaas levert weinig empirische gegevens op in deze wereld - die, zelfs in theorie, hun bewering zou kunnen weerleggen.)

Een gevolg van Poppers werk met falsifieerbaarheid is het begrip dat je nooit echt een theorie bewijst. Wat wetenschappers doen, is in plaats daarvan de implicaties van de theorie bedenken, hypothesen maken op basis van die implicaties en vervolgens proberen die specifieke hypothese waar of onwaar te bewijzen door experiment of zorgvuldige observatie. Als het experiment of de observatie overeenkomt met de voorspelling van de hypothese, heeft de wetenschapper ondersteuning gekregen voor de hypothese (en dus de onderliggende theorie), maar heeft hij deze niet bewezen. Het is altijd mogelijk dat er een andere verklaring is voor het resultaat.

Als de voorspelling echter onjuist is, kan de theorie ernstige tekortkomingen hebben. Natuurlijk niet noodzakelijkerwijs, want er zijn drie mogelijke fasen die het probleem kunnen bevatten:

• de experimentele opzet
• de redenering die tot de hypothese heeft geleid
• de onderliggende theorie zelf

Bewijs dat de voorspelling tegenspreekt, kan gewoon een gevolg zijn van een fout bij het uitvoeren van het experiment, of het kan betekenen dat de theorie correct is, maar de manier waarop de wetenschapper (of zelfs wetenschappers in het algemeen) het interpreteerde, heeft enkele fouten. En het is natuurlijk mogelijk dat de onderliggende theorie gewoon helemaal verkeerd is.

Dus laat me categorisch zeggen dat de oerknaltheorie volledig onbewijsbaar is ... maar over het algemeen consistent met al het andere dat we weten over het universum. Er zijn nog veel mysteries, maar heel weinig wetenschappers geloven dat ze zullen worden beantwoord zonder enige variatie van de oerknal in het verre verleden.

Uitgegeven door Anne Marie Helmenstine, Ph.D.