Leder du efter bevis? Ingen sådan ting i de fleste undersøgelser. Flickr / Paul Mazumdar, CC BY-NC
Som astrofysiker lever jeg og indånder videnskab. Meget af det, jeg læser og hører, ligger på det videnskabelige sprog, som for udenforstående kan virke lidt mere end jargon og gibberish. Men et ord bliver sjældent talt eller trykt i videnskab, og det ord er ”bevis”. Faktisk har videnskab lidt at gøre med at "bevise" noget.
Disse ord kan have forårsaget et bekymret udtryk til at krybe over dit ansigt, især da medierne konstant fortæller os, at videnskab beviser ting, alvorlige ting med potentielle konsekvenser, såsom gurkemeje kan tilsyneladende erstatte 14 medicin, og mere useriøse ting som videnskab har bevist det mozzarella er den optimale ost til pizza.
Naturligvis har videnskab bevist disse og mange andre ting. Ikke så!
Vejen til matematikeren
Matematikere beviser ting, og det betyder noget ganske specifikt. Matematikere opstiller et bestemt sæt jordregler, kendt som aksiomer, og bestemmer, hvilke udsagn der er rigtige inden for rammerne.
En af de mest kendte af disse er den gamle geometri af Euclid. Med kun en håndfuld regler, der definerer et perfekt, fladt rum, har utallige børn i de sidste årtusinder svedt for at bevise Pythagoras's forhold til højrevinklede trekanter, eller at en lige linje krydser en cirkel højst på to steder, eller et utal af andre udsagn, der er sandt inden for Euclids regler.
Mens Euclids verden er perfekt, defineret af dens rette linjer og cirkler, er det univers, vi bor, ikke. Geometriske figurer tegnet med papir og blyant er kun en tilnærmelse af Euclids verden, hvor udsagn om sandhed er absolutte.
I løbet af de sidste par århundreder er vi klar over, at geometri er mere kompliceret end Euclids, med matematiske storheder som f.eks. Gauss, Lobachevsky , Riemann hvilket giver os geometrien af buede og skæve overflader.
I denne ikke-euklidisk geometri, vi har et nyt sæt axiomer og grundregler, og et nyt sæt udsagn om absolut sandhed, vi kan bevise.
Disse regler er yderst nyttige til at navigere rundt på denne (næsten-) runde planet. En af Einstein's (mange) store resultater var at vise, at selve krumning og fordrejning af rumtiden kunne forklare tyngdekraften.
Ikke desto mindre er den matematiske verden af ikke-euklidisk geometri ren og perfekt, og derfor kun en tilnærmelse til vores rodede verden.
Hvad er videnskab?
Men der er matematik i videnskaben, græder du. Jeg forelagde lige om magnetfelter, linieintegraler og vektorberegning, og jeg er sikker på, at mine studerende let ville være enige om, at der er masser af matematik i naturvidenskab.
Og fremgangsmåden er den samme som anden matematik: definer aksiomerne, undersøge konsekvenserne.
Einsteins berømte E = mc2, hentet fra postulaterne om, hvordan lovgivningen om elektromagnetisme ses af forskellige observatører, hans speciel relativitetsteori, er et godt eksempel på dette.
Men sådanne matematiske bevis er kun en del af videnskabshistorien.
Den vigtige bit, den bit, der definerer videnskab, er, om sådanne matematiske love er en nøjagtig beskrivelse af det univers, vi ser omkring os.
For at gøre dette skal vi indsamle data gennem observationer og eksperimenter af naturfænomener og derefter sammenligne dem med de matematiske forudsigelser og love. Ordet, der er centralt i denne bestræbelse, er ”bevis”.
Den videnskabelige detektiv
Den matematiske side er ren og ren, mens observationer og eksperimenter er begrænset af teknologier og usikkerheder. Sammenligning af de to er pakket ind i de matematiske felter inden for statistik og inferens.
Mange, men ikke alle, er afhængige af en særlig tilgang til dette kendt som Bayesisk ræsonnement at inkorporere observations- og eksperimentelt bevis i det, vi ved, og opdatere vores tro på en bestemt beskrivelse af universet.
Den eneste måde er nede for disse æbler. Flickr / Don LaVange, CC BY
Her betyder tro, hvor sikker du er i en bestemt model, der er en nøjagtig beskrivelse af naturen, baseret på hvad du kender. Tænk på det lidt som væddemål på et bestemt resultat.
Vores beskrivelse af tyngdekraften ser ud til at være ret god, så det kan være en favorit at et æble falder fra en gren til jorden.
Men jeg har mindre tillid til, at elektroner er bittesmå løkker af roterende og gyrerende streng, som er foreslået af superstrengteorien, og det kan være tusind til én langskud, at det vil give nøjagtige beskrivelser af fremtidige fænomener.
Så videnskab er som et igangværende retssalsdrama, hvor en kontinuerlig strøm af bevismateriale præsenteres for juryen. Men der er ingen eneste mistænkte, og nye mistænkte jævnligt indfæstede. I lyset af den voksende beviser opdaterer juryen konstant sit syn på, hvem der er ansvarlig for dataene.
Men ingen dom om absolut skyld eller uskyld er aldrig vendt tilbage, da der konstant samles bevismateriale, og flere mistænkte står foran retten. Alt juryen kan gøre er at beslutte, at en mistænkt er mere skyldig end en anden.
Hvad har videnskaben bevist?
I matematisk forstand har videnskab trods alle års undersøgelse af, hvordan universet fungerer, intet.
Markér stedet, hvor intet blev beviset. Flickr / Rob, CC BY-NC-ND
Hver teoretisk model er en god beskrivelse af universet omkring os, i det mindste inden for en række skalaer, som det er nyttigt.
Men at udforske nye territorier afslører mangler, der sænker vores tro på, om en bestemt beskrivelse fortsat repræsenterer nøjagtigt vores eksperimenter, mens vores tro på alternativer kan vokse.
Vil vi i sidste ende kende sandheden og holde de love, der virkelig styrer kosmos arbejde i vores hænder?
Mens vores grad af tro på nogle matematiske modeller kan blive stærkere og stærkere, uden en uendelig mængde test, hvordan kan vi nogensinde være sikre på, at de er virkelighed?
Jeg synes, det er bedst at overlade det sidste ord til en af de største fysikere, Richard Feynman, hvad det at være videnskabsmand handler om:
Jeg har omtrentlige svar og mulig overbevisning i forskellige grader af sikkerhed om forskellige ting, men jeg er ikke helt sikker på noget.
{vembed Y=Na-KzVwu6es}
Om forfatteren
Geraint Lewis, professor i astrofysik, University of Sydney
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.
Relaterede bøger
Klimaændringer: Hvad alle har brug for at vide
af Joseph Romm
Den væsentligste grundmand til, hvad der vil være det afgørende spørgsmål i vores tid, Klimaændringer: Hvad alle har brug for at vide® er et klart øje overblik over videnskaben, konflikterne og implikationerne af vores opvarmende planet. Fra Joseph Romm, Chief Science Advisor for National Geographic's År med at leve farligt -serien og en af Rolling Stone's "100 mennesker, der skifter Amerika," Climate Change tilbyder brugervenlige, videnskabeligt strenge svar på de mest vanskelige (og ofte politiserede) spørgsmål omkring, hvad klimatolog Lonnie Thompson har betragtet som "en klar og nuværende fare for civilisationen." Fås på Amazon
Klimaændringer: Videnskaben om global opvarmning og vores energi fremtid 2. udgave Udgave
af Jason Smerdon
Denne anden udgave af Climate Change er en tilgængelig og omfattende guide til videnskaben bag global opvarmning. Smukt illustreret er teksten rettet mod studerende på forskellige niveauer. Edmond A. Mathez og Jason E. Smerdon giver en bred, informativ introduktion til videnskaben, der ligger til grund for vores forståelse af klimasystemet og virkningerne af menneskelig aktivitet på opvarmningen af vores planet. Mathez og Smerdon beskriver de roller, som atmosfæren og havet leg i vores klima, introducer begrebet strålingsbalance og forklar klimaændringer, der skete i fortiden. De detaljerer også de menneskelige aktiviteter, der har indflydelse på klimaet, såsom drivhusgas- og aerosolemissioner og afskovning, samt virkningerne af naturfænomener. Fås på Amazon
Videnskaben om klimaforandringer: et praktisk kursus
af Blair Lee, Alina Bachmann
Videnskaben om klimaændringer: Et hands-on-kursus bruger tekst og atten praktiske aktiviteter at forklare og lære videnskaben om global opvarmning og klimaændringer, hvordan mennesker er ansvarlige, og hvad der kan gøres for at bremse eller stoppe frekvensen for global opvarmning og klimaændringer. Denne bog er en komplet, omfattende guide til et væsentligt miljøemne. Emner, der er dækket af denne bog, inkluderer: hvordan molekyler overfører energi fra solen til at varme atmosfæren, drivhusgasser, drivhuseffekten, global opvarmning, den industrielle revolution, forbrændingsreaktionen, feedback-løkker, forholdet mellem vejr og klima, klimaændringer, kulstofdræn, udryddelse, kulstofaftryk, genbrug og alternativ energi. Fås på Amazon
Fra udgiveren:
Køb på Amazon går til at bekæmpe omkostningerne ved at bringe dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, , ClimateImpactNews.com uden omkostninger og uden annoncører, der sporer dine browservaner. Selv hvis du klikker på et link, men ikke køber disse valgte produkter, betaler alt andet, du køber i det samme besøg på Amazon, en lille provision. Der er ingen ekstra omkostninger for dig, så vær venlig at bidrage til indsatsen. Du kan også bruge dette link at bruge til Amazon når som helst, så du kan hjælpe med at støtte vores indsats.
