14 научных теорий и фактов о времени, которые расширят ваши перспективы и горизонты

Описания теорий

Философы науки

Карл Поппер описал особенности научной теории следующим образом:

Кнопка суммировала эти заявления, говоря, что центральный критерий научного статуса теории — своя «фальсифицируемость, или refutability или контролируемость». Повторяя это, Стивен Хокинг заявляет, «Теория — хорошая теория, если она удовлетворяет два требования: Это должно точно описать большой класс наблюдений на основе модели, которая содержит только несколько произвольных элементов, и это должно сделать определенные предсказания о результатах будущих наблюдений». Он также обсуждает «недоказуемую, но фальсифицируемую» природу теорий, которая является необходимым последствием индуктивной логики, и что «Вы можете опровергнуть теорию, найдя даже единственное наблюдение, которое не соглашается с предсказаниями теории».

Несколько философов и историков науки, однако, утверждали, что определение Кнопки теории как ряд фальсифицируемых заявлений неправильное, потому что, как Филип Кичер указал, если бы Вы взяли строго точка зрения Popperian на «теорию», наблюдения за Ураном, когда сначала обнаруженный в 1781 «сфальсифицировал» бы астрономическую механику Ньютона. Скорее люди предположили, что другая планета влияла на орбиту Урана — и это предсказание было действительно в конечном счете подтверждено.

Кичер соглашается с Кнопкой, что «Есть, конечно, что-то прямо в идее, что наука может преуспеть, только если это может потерпеть неудачу». Он также говорит, что научные теории включают заявления, которые не могут быть сфальсифицированы, и что хорошие теории должны также быть творческими. Он настаивает, чтобы мы рассмотрели научные теории как «тщательно продуманную коллекцию заявлений», некоторые из которых не фальсифицируемые, в то время как другие — те он называет «вспомогательные гипотезы».

Согласно Kitcher, у хороших научных теорий должно быть три особенности:

1. Единство: «Наука должна быть объединена …. Хорошие теории состоят всего из одной решающей проблему стратегии или малочисленной семьи решающих проблему стратегий, которые могут быть применены к широкому диапазону проблем».
2. Плодородие: «Большая научная теория, как Ньютон, открывает новые области исследования …. Поскольку теория представляет новый способ смотреть на мир, она может принудить нас задавать новые вопросы, и так предпринять новые и плодотворные линии запроса …. Как правило, процветающая наука неполная. В любое время это поднимает больше вопросов, чем это может в настоящее время отвечать. Но неполнота не недостаток. Наоборот, неполнота — мать плодородия …. Хорошая теория должна быть производительной; это должно поднять новые вопросы и предположить, что на те вопросы можно ответить, не бросая его решающие проблему стратегии».
3. Вспомогательные гипотезы, которые являются независимо тестируемыми: «Вспомогательная гипотеза должна быть тестируемой независимо от особой проблемы, которую она введена, чтобы решить, независимо от теории, которую она разработана, чтобы сохранить». (Например, доказательства существования Нептуна независимы от аномалий в орбите Урана.)

Как другие определения теорий, включая Кнопку, Kitcher проясняет, что теория должна включать заявления, у которых есть наблюдательные последствия. Но, как наблюдение за неисправностями в орбите Урана, фальсификация — только одно возможное последствие наблюдения. Производство новых гипотез — другой возможный и одинаково важный результат.

Аналогии и метафоры теории

Понятие научной теории было также описано, используя аналогии и метафоры. Например, логический эмпирик Карл Густав Гемпель уподобил структуру научной теории к «сложной пространственной сети»:

Майкл Полэний сделал аналогию между теорией и картой:

Научная теория может также считаться книгой, которая захватила фундаментальную информацию о мире, книга, которая должна быть исследована, написана и разделена. В 1623 Галилео Галилей написал:

Книжная метафора могла также быть применена в следующем проходе современным философом науки Иэн Хэкинг:

ПримечанияПравить

1. Merriam-Webster.com Merriam-Webster Dictionary: Theory in Science
2. Curry, Haskell B. (1977), Foundations of Mathematical Logic, Dover, ISBN 0-486-63462-0
3. Hempel. C.G. 1951 «Problems and Changes in the Empiricist Criterion of Meaning» in Aspects of Scientific Explanation. Glencoe: the Free Press. Quine, W.V.O 1952 «Two Dogmas of Empiricism» reprinted in From a Logical Point of View. Cambridge: Harvard University Press
4. National Academy of Sciences (2005), Science, Evolution, and Creationism, a brochure on the book of the same title
5. See the article on Physical law, for example
6. theory

Огненное зрение

Еще в 450 году до нашей эры Алкмеон Кротонский объяснил механизм зрения тем, что человеческий глаз содержит некий «огонь», и исходящие из него лучи регистрируют объекты окружающего мира, возвращаясь затем обратно в мозг. Эту тему впоследствии развил Платон.

В нее верили Евклид и Лукреций, и только в XIII столетии стали популярными переводы трудов исламского ученого X века Ибн аль-Хайтема (Альхазена), который ставил теорию «эмиссионного зрения» под сомнение. Он, например, утверждал, что если бы наши глаза пронизывал огонь, то они не болели бы при взгляде на солнце, и мы не могли бы видеть звезды, так как одна пара глаз была бы не в состоянии удержать столько огня.

Альхазен выдвинул гипотезу, согласно которой наши глаза получают информацию благодаря свету, который в них попадает… Это уже куда ближе к современным теориям.

Также по теме:

Встройте «Правду.Ру» в свой информационный поток, если хотите получать оперативные комментарии и новости:

Подпишитесь на наш канал в или в

Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или

Также будем рады вам в наших сообществах во

Реальны ли путешествия во времени?

Какими бы увлекательными не казались истории о путешественниках во времени, которым удалось изменить ход истории, исследователи из университета Лос-Аламосской Национальной лаборатории, расположенной в штате Нью-Мексико, США, доказали, что такого понятия как «эффект бабочки» для путешественников во времени не существует (конечно, при условии, что путешествия во времени реальны). Как пишут авторы научной работы, им на квантовом уровне удалось доказать, что временная шкала… способна к самовосстановлению. Но что это вообще означает?

Итак, представим, что вы путешествуете назад во времени и хотите, например, предотвратить создание атомной бомбы. Согласно «классическому» сюжету (эффект бабочки), если бы кто-то вернулся назад во времени и изменил прошлое – даже малейшую его деталь – это привело бы к необратимым изменениям временной шкалы. Представьте, как изменился бы мир, если бы атомную бомбу не изобрели в ХХ веке. Появился бы новый Оппенгеймер, Манхэттенский проект? Могло ли быть так, что во время испытаний они потерпели неудачу и в мире воцарилась ядерная зима? Согласитесь, довольно интересный мысленный эксперимент.

Главный герой рассказа «И грянул гром» отправляется поохотиться в мезозойскую эру, но видит тираннозавтра и решает вернуться домой.

Однако, проанализировав сложный мир квантовой физики, ученые обнаружили, что любому потенциальному путешественнику во времени вообще не придется волноваться об изменении прошлого, потому что временная шкала, по сути, лечит сама себя. В ходе компьютерного моделирования часть информации была «отправлена назад во времени», где и была повреждена. Однако по мере того, как фрагмент информации возвращался в «настоящее время», информация в основном оставалась неизменной, тем самым доказывая, что временная шкала исправлялась и исцелялась сама по себе.

Издание Express.co приводит слова Николая Синицына, физика-теоретика из Лос-Аламосской Национальной лаборатории о том, что «на квантовом компьютере нет проблем с имитацией запуска эволюционного процесса в обратном направлении.» Это может показаться удивительным, но сегодня исследователи действительно могут увидеть, что происходит со сложным квантовым миром, если мы путешествуем назад во времени, добавляем небольшие изменения во временную шкалу и возвращаемся обратно.

Авторы работы также обнаружили, что во время таких путешествий мир остается прежним, а это значит, что в квантовой механике не существует эффекта бабочки. Выходит, Экельс мог наступить сразу на десять бабочек мезозойской эры и спокойно вернуться домой. Даже как-то скучно.

Некоторые хотят ампутировать здоровые конечности

BIID (body integrity identity disorder) — нарушение восприятия целостности собственного организма, при котором люди уверены, что какая-то часть их тела — лишняя, и мечтают от неё избавиться. Нежелательный орган при этом ощущается как чужой и мешающий. Врачи отказываются удалять здоровую часть тела, однако иногда людям с таким расстройством восприятия всё-таки удается добиться желаемого, после чего они приходят к полной гармонии с собой.

К частным случаям BIID относится также желание потерять двигательную или зрительную функцию. Отклонение проявляется еще в раннем детстве (известен случай, когда ребёнок вырезал фигурки человечков из бумаги и отрезал им ногу — ту, от которой хотел избавиться сам).

Причина BIID состоит в том, что в программу формирования телесной схемы организма еще на эмбриональной стадии закрадывается ошибка. В результате человек действительно ощущает свое тело не так, как другие.

Это повод задуматься о том, сколько факторов должны были совпасть при формировании нашей психофизиологии, чтобы наши конечности казались нам уместными, и о том, насколько мозг определяет то, как мы себя воспринимаем.

Существование BIID ставит перед нами этическую проблему: должен ли врач пойти навстречу человеку, чье тело не соответствует собственным представлениям о норме? В случае с трансгендерными операциями и пластической хирургией большинство развитых стран дают людям возможность распоряжаться своим телом. Однако ампутация физически здоровых конечностей по-прежнему остается табу.

Почерпнуть сведения об определяющей роли мозга в создании образа нашего тела можно из книги Дика Свааба «Мы — это наш мозг: От матки до Альцгеймера».

Научные теории, которые заставят вас по-новому взглянуть на реальность, наш мир и Вселенную.

Время влияет на каждый аспект нашей жизни. Мы ориентируемся на него, когда просыпаемся, идем на работу, приступаем к еде, ложимся спать. И несмотря на такие, казалось бы, «близкие отношения», вы едва ли ответите: что же такое время?

Тысячелетиями философы и ученые со всего мира строили собственные теории о времени, но лишь единицы из них привели к какому-либо консенсусу. И хотя до сих пор не существует полного общепринятого определения, грубо говоря, время — это единица измерения.

Мы используем его для описания событий или продолжительности между ними. И это определение работает как в повседневной жизни, так и в точных науках, например в математике. В разговорной речи мы часто употребляем обороты «время идет» и «время летит», когда речь идет о поступательном движении жизни. А физики называют этот опыт «стрелой времени».

Onedio

Однако истинная сущность этого явления по сей день остается противоречивой и загадочной. Несмотря на то что физики могут активно использовать единицы времени в своих уравнениях, вопрос «как работает время?» продолжает приводить в недоумение все научное сообщество.

 Buzzfeed.com

Действительно, за пределами поверхностных слоев времени здравый смысл и интуитивные идеи подвергаются сомнению, что затрудняет разговор о существовании, без упоминания о чем-то более метафизическом. В результате загадка времени фактически заставила некоторых философов и ученых переосмыслить всю модель нашей Вселенной.

Сегодня наша редакция решила рассказать вам о 14 научных теориях о времени, которые ставят под сомнение наше собственное восприятие реальности.

Теории и законы

И научные законы и научные теории произведены от научного метода до формирования и тестирования гипотез, и могут предсказать поведение мира природы. Оба, как правило, хорошо поддерживаются наблюдениями и/или экспериментальными данными. Однако научные законы — описательные счета того, как природа будет вести себя при определенных условиях. Научные теории более широки в объеме и дают всеобъемлющие объяснения того, как природа работает и почему это показывает определенные особенности. Теории поддержаны доказательствами многих других источников и могут содержать один или несколько законов.

Распространенное заблуждение — то, что научные теории — элементарные идеи, которые в конечном счете получат высшее образование в научные законы, когда достаточно данных и доказательств были накоплены. Теория не изменяется в научный закон с накоплением новых или лучших доказательств. Теория будет всегда оставаться теорией; закон будет всегда оставаться законом. Теория действительна, пока нет никаких доказательств, чтобы оспаривать его. Поэтому, теории могут быть опровергнуты.

Теории и законы также отличны от гипотез. В отличие от гипотез, теории и законы могут просто упоминаться как научный факт.

Хронология событий

Современные исследователи, имеющие достоверные сведения о состоянии положения дел во Вселенной, сводятся к единому мнению, согласно которому все создалось из точки. Постоянно увеличивающиеся бесконечная плотность и конечное время, непременно должны были иметь свое собственное начало в определенной точке. Когда произошло первоначальное расширение, согласно уже вышеупомянутой теории, Вселенная смогла пройти фазу охлаждения, ставшую соавтором создания субатомных частиц, а немного позднее и самых простых атомов. Спустя некоторое время, огромных размеров облака, состоящие из первоначальных древних элементов, благодаря исключительно лишь гравитации, стали формировать звезды, которые теперь каждой ночью может лицезреть абсолютно любой человек, и галактики, где, по мнению уфологов, могут находиться параллельные миры и сосредотачиваться высокоразвитые цивилизации инопланетных существ. Весь этот механизм, по предположению исследователей, запустился как раз 13,8 миллиардов лет назад: следовательно, данную отправную точку можно указывать в качестве возраста Вселенной. В ходе исследования огромного количества теоретической информации, проведения многочисленных экспериментов, которые базировались на привлечении ускорителей частиц и всевозможных высокоэнергетических состояний, обследования при помощи телескопа дальних потаенных углов космического пространства, была установлена хронологическая событийность, начавшаяся с момента Большого взрыва и приведшая Вселенную к современному виду, или как его иначе называют физики и астрономы — к «состоянию космической эволюции».Среди ученых бытует мнение о том, что первоначальные периоды формирования космического пространства могли длиться от 10-43 до 10-11 секунды от взрыва; однако на этот счет однозначного мнения на сегодняшний день не существует. Стоит иметь в виду, что все известные современному обществу физические законы в далеком прошлом просто-напросто еще не существовали в полном наборе, который известен человечеству, следовательно, сам процесс формирования молодой Вселенной остается непонятным. Эту таинственность подкрепляет и тот факт, что до настоящего времени, включая также и его, ни в одном развитом государстве не был проведен ни один эксперимент, относящийся к исследованию тех видов энергии, которые существовали в момент создания безграничного космического пространства. В одном только сходятся мнения ученых мужей: некогда существовала точка, ставшая опорной, вот с нее-то и все началось.

Формирование

Срез пробкового дерева из книги Роберта Гука «Микрография», 1635—1703 Первое наблюдение за клетками, с использованием раннего микроскопа. Это привело к развитию теории клеток.

Теории не должны быть совершенно точными, чтобы быть научно полезными. Например, предсказания, сделанные классической механикой, как известно, являются неточными в релятивистской сфере, но они почти точно верны при сравнительно низких скоростях обычного человеческого опыта. В химии существует много кислотно-основных теорий, дающих весьма разные объяснения основной природы кислотных и основных соединений, но они очень полезны для прогнозирования их химического поведения. Как и все знания в науке, ни одна теория никогда не может быть полностью подтверждена, поскольку вполне возможно, что будущие эксперименты могут вступать в противоречие с предсказаниями теории. Тем не менее, теории, поддерживаемые научным консенсусом, имеют самый высокий уровень достоверности любого научного знания; например, что все объекты подвержены гравитации или что жизнь на Земле произошла от общего предка.

Формирование теорий

Научный метод включает предложение и тестирование гипотез, получая предсказания на основании гипотез о результатах будущих экспериментов, затем выполняя те эксперименты, чтобы видеть, действительны ли предсказания. Это представляет свидетельства любой за или против гипотезы. Когда достаточно результатов эксперимента было собрано в особой области запроса, ученые могут предложить объяснительную структуру, которая составляет как можно больше из них. Это объяснение также проверено, и если оно выполняет необходимые критерии (см. выше), тогда объяснение становится теорией. Это может занять много лет, поскольку это может быть трудно или сложно, чтобы собрать достаточные доказательства.

Как только всем критериям соответствовали, это будет широко принято учеными (см. научный консенсус) как наилучшее имеющееся объяснение, по крайней мере, некоторых явлений. Это сделает предсказания явлений, что предыдущие теории не могли объяснить или не могли предсказать точно, и это будет сопротивляться попыткам фальсификации. Сила доказательств оценена научным сообществом, и самые важные эксперименты будут копироваться многократными независимыми группами.

Теории не должны быть совершенно точными, чтобы быть с научной точки зрения полезными. Например, предсказания, сделанные классической механикой, как известно, неточны в relatistivic сфере, но они почти точно правильны в сравнительно низких скоростях общего человеческого опыта. В химии есть много кислотно-щелочных теорий, обеспечивающих очень расходящиеся объяснения основной природы кислых и основных составов, но они очень полезны для предсказания их химического поведения. Как все знание в науке, никакая теория никогда не может быть абсолютно бесспорной, так как возможно, что будущие эксперименты могли бы находиться в противоречии с предсказаниями теории. Однако у теорий, поддержанных научным консенсусом, есть высший уровень уверенности в любых научных знаниях; например, это все объекты подвергается силе тяжести или той жизни на Земле, развитой от общего предка.

Принятие теории не требует, чтобы все ее главные предсказания были проверены, если оно уже поддержано достаточно убедительными доказательствами. Например, определенные тесты могут быть невыполнимыми или технически трудными. В результате теории могут сделать предсказания, которые еще не были подтверждены или доказаны неправильными; в этом случае предсказанные результаты могут быть описаны неофициально с термином «теоретический». В более позднее время могут быть проверены эти предсказания, и если они неправильные, это может привести к пересмотру или отклонению теории.

Примечания

1. Schafersman, Steven D. .
2. The Devil in Dover (англ.)русск.
3. Misner, Charles W.; Thorne, Kip S.; Wheeler, John Archibald (1973). Gravitation, p. 1049. New York: W. H.Freeman and Company. ISBN 0-7167-0344-0.
4. See Arrhenius-Ostwald (англ.)русск..
5. . www.project2061.org.
6. See, for example, Common descent (англ.)русск. and Evidence for common descent (англ.)русск..
7. Popper, Karl (1963), Conjectures and Refutations, Routledge and Kegan Paul, London, UK. Reprinted in «Theodore Schick» (ed., 2000), Readings in the Philosophy of Science, Mayfield Publishing Company, Mountain View, Calif.

У разумных птиц были бы другие законы физики

Когда наши ожидания и гипотезы соответствуют действительности, запускается механизм вознаграждения в мозгу. Поэтому доходить своим умом до каких-то закономерностей — приятно. Благодаря этим способам поощрения мы любим учиться. Мы ценим опыт, который отчасти совпадает с уже имеющимся. 

То, как мы описываем физические законы, зависит от наших органов чувств, а также представлений о симметрии и гармонии, сформировавшихся на основе этих способов восприятия. Сама способность к наблюдению является точкой отсчета, но ведь все живые существа наблюдают по-разному.

Как полагает Нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек, если бы собаки эволюционировали до такой степени, что решили бы создать свою физику, их запросы и возможности были бы ограничены бедным визуальным развитием и расширены — обонятельным. Скорее всего, у «собак разумных» была бы очень развита химия и исследование молекулярных событий, ведь запах — это химическое чувство. В то же время, сопоставимого с нашим понимания физических законов они бы вряд ли добились. Зато у птиц, обладающих еще большей, чем человек, визуальной способностью, знание классической механики и принципа относительности Галилея заложены в «прошивку». Так что физику они создали бы быстрее людей, и она была бы более развитой.

С точки зрения этой теории, нет уникальной интерпретации вселенной, есть сенсоры, которыми мы с разных сторон ощупываем непостижимого (по крайней мере, в «ньютоновских яслях») слона.

Узнать больше о физике и гармонии поможет книга Фрэнка Вильчека «Красота физики: постигая устройство природы».