فرضیه، مدل، نظریه و قانون در علم

بیگ بنگ: در کاربرد روزمره کلمات فرضیه، مدل، نظریه و قانون تعابیر متفاوتی داشته و بعضا با دقت ناکافی به کار برده می شوند اما در علم هر کدام از این کلمات معانی دقیقی دارند. با بیگ بنگ همراه باشید تا به این موضوعات بپردازیم.

فرضیه:

شاید سخت ترین مرحله یک کار علمی توسعه و تکامل یک فرضیه قابل تست باشد. یک فرضیه کاربردی با به کارگیری منطق و اغلب به صورت آنالیز ریاضی قادر به ارائه پیش گوئی هایی هست. فرضیه گزاره ای است محدود به شرایطی خاص که در توضیح رابطۀ علت و معلولی توسط ِ آزمایش، مشاهدات و یا آنالیز آماری قابل آزمایش باشد. نتیجه این آزمایشات در حال حاضر باید نامشخص باشد تا زمانی که نتایج این آزمایشات اطلاعات مفیدی را درباره ی درستی یا نادرستی فرضیه فراهم کند. گاهی اوقات یک فرضیه باید مدت زمانی در انتظار باشد تا توسط دانش یا تکنولوژی جدید قابل آزمایش باشد. به عنوان مثال مفهوم اتم که یونانیان باستان ارائه دادند قرنها بعد زمانی که دانش بیشتری در اختیار بشر قرار گرفت – هر چند پس از بارها اصلاح – توسط جوامع علمی پذیرفته شد.

مدل:

از کلمه مدل زمانی استفاده می شود که مشخص شده است فرضیه در شرایطی خاص محدودیت هایی در درستی اش دارد. برای مثال مدل اتمی بور که الکترون ها را در مدارهایی حلقوی همانند مدار حرکت سیارات در منظومه شمسی تجسم می کرد تنها در تعیین تراز انرژی الکترون در یک اتم سادۀ هیدروژن مفید است و به هیچ وجه نشان دهنده طبیعت واقعی اتم نیست. دانشمندان اغلب از این مدل های ساده شده برای فهم وضعیت های پیچیده تر استفاده می کنند.

نظریه و قانون:

یک نظریۀ علمی با به کارگیری فرضیه یا گروهی از فرضیات که در گذر زمان درستی شان به دفعات به اثبات رسیده، توضیحی برای مجموعه ای از اتفاقات مرتبط با یکدیگر ارائه می کند همانند نظریه فرگشت و یا نظریه بیگ بنگ. کلمۀ قانون اغلب به بخش ریاضی یک نظریۀ علمی اشاره دارد که با یک معادله خاص ریاضی اجزا متفاوت نظریه را با یکدیگر ارتباط می دهد.

به عنوان مثال قانون پاسکال به معادله ای اشاره دارد که تغییر در فشار بر اساس ارتفاع را توضیح می دهد و یا قانون گرانش، معادله ای است ریاضی که در نظریه گرانش آیزاک نیوتن، نیروی جاذبۀ گرانشی بین دو شی را محاسبه می کند. این روزها فیزیکدانان به ندرت از کلمۀ قانون در توضیح ایده هایشان استفاده می کنند بخشی به این دلیل که بسیاری از قوانین طبیعت در گذشته مشخص شد که در واقع قانون نبوده اند و تنها برای شرایط خاصی برقرار بوده و در شرایط دیگر کاربردی نداشتند.

چهارچوب فکری علمی:

وقتی یک نظریه علمی اعلام می شود، بسیار سخت است که جوامع علمی از آن را رد کند. در فیزیک مفهوم اتر به عنوان واسطه ای برای عبور امواج نورانی باعث مجادلات فراوانی در قرن ۱۸ گردید اما تا اوایل قرن ۱۹ نادیده گرفته نشد تا اینکه توضیحی متفاوت برای طبیعت موجی نور که انتشارش وابسته به یک واسطه مانند اتر نبود توسط آلبرت اینشتین ارائه گشت.

توماس کوهن فیلسوف از کلمه پارادایم علمی برای توضیح نحوۀ کارکرد علم با استفاده از به کارگیری مجموعه ای از نظریه ها استفاده کرد. او در کارهای فراوانی به شرح نحوۀ تکامل علم پرداخت، زمانی که یک پارادایم توسط ِ مجموعه ای از نظریه های جدید مغلوب می شود. به اعتقاد وی با تغییر اساسی این پارادایم ها، طبیعت علم نیز تغییر اساسی را شاهد خواهد بود. برای مثال طبیعت فیزیک قبل از نسبیت و مکانیک کوانتومی با بَعد از آن به طور اساسی متفاوت هستند، همانگونه که بیولوژی قبل و بعد از نظریۀ فرگشت داروین اساسا با هم تفاوت دارند.

تیغ اوکام:

یک اصل در ارتباط با روش علمی، تیغ اوکام یا اصل امساک است که به نام فیلسوف قرن ۱۴ میلادی ویلیام اوکام نامگذاری شد و بیان می دارد که ساده ترین توضیحی که قادر به توضیح اطلاعات علمی در دسترس می باشد بر سایر توضیحات پیچیده تر برتری دارد. به بیان دیگر در میان فرضیات متعدد با قدرت پیش بینی یکسان، آن فرضیه که کمترین پیش فرض ها و کمترین پیچیدگی را دارد، بر دیگران ارجح است. این تمایل به سادگی که در علم به کار گرفته شده است در جمله ای از آلبرت اینشتین به خوبی بیان شده است: « همه چیز باید تا جای ممکن ساده باشد، اما ساده تر نه.»

ترجمه: دکتر مصطفی رحمانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: thoughtco.com

image_pdfimage_print
(10 نفر , میانگین : 4٫70 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=68630
مصطفی رحمانی

مصطفی رحمانی

فارغ التحصیل از دانشگاه تهران در سال 1383 در رشته ی دکترای دندانپزشکی، علاقه مند به مباحث فیزیک و نجوم میباشد و در زمینه انتشار مقاله با وبسایت بیگ بنگ همکاری دارد.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *