Videnskabelige teorier er ikke blot formodninger - for at overleve skal de virke

"Beviserne er uomtvistelige. Global opvarmning sker." "Klimaændringer er reelle, er alvorlig og er blevet påvirket af menneskeskabt aktivitet." "Det videnskabelige bevis er klart:Globale klimaændringer forårsaget af menneskelige aktiviteter sker nu, og er en voksende trussel mod samfundet."

Som disse videnskabelige selskabers holdningserklæringer afspejler, der er en klar videnskabelig konsensus om klimaændringernes virkelighed. Men selv om offentlig accept af klimateori er i bedring, mange af vores valgte ledere udtrykker stadig skepsis over for videnskaben. Evolutionsteorien viser også et misforhold:Hvorimod der er praktisk talt universel enighed blandt videnskabsmænd om gyldigheden af ​​teorien, kun 33 procent af offentligheden accepterer det fuldt ud. For både klimaændringer og evolution, skeptikere sår nogle gange tvivl ved at sige, at det blot er en "teori".

Hvordan opnår en videnskabelig teori bred accept i det videnskabelige samfund? Hvorfor skal offentligheden og folkevalgte forventes at acceptere noget, der "kun er en teori"? Og hvordan kan vi vide, om videnskaben bag en bestemt teori er "afgjort, " alligevel?

Lever teorien?

I videnskaben, der er succesfulde teorier og mislykkede teorier. Ordet "teori" har intet at gøre med gyldigheden af ​​et videnskabeligt princip eller mangel på samme. I modsætning til almindelig sprogbrug, hvor en teori "er en foreslået forklaring, hvis status stadig er formodet, "En videnskabelig teori er kun formodet, indtil den er afprøvet eksperimentelt.

Spørgsmålet er ikke, om en videnskabelig teori er afgjort, men om det virker. Enhver vellykket videnskabelig teori skal være forudsigelig og falsificerbar; det er, det skal med succes forudsige resultater af kontrollerede eksperimenter eller observationer, og den skal overleve tests, der kunne modbevise teorien.

En videnskabsmand, der går ind for en bestemt teori, skal foreslå et eksperiment og bruge sin teori til at forudsige resultaterne af dette eksperiment. Hvis de eksperimentelle resultater ikke stemmer overens med hendes forudsigelser, så må hun indrømme, at hendes teori er forkert. For at opnå accept af en teori, en videnskabsmand skal være villig til at udsætte den for en falsificerbar test.

Hvis et eksperiment giver resultater, der stemmer overens med en videnskabsmands forudsigelser, så er det gode nyheder for hendes teori. Bare en vellykket test, selvom, er normalt ikke nok. Og jo mere kontroversiel en teori er, jo mere eksperimentel verifikation er påkrævet. Som Carl Sagan sagde, "Ekstraordinære påstande kræver ekstraordinære beviser."

Bred accept kommer fra gentagne, forskellige eksperimenter fra forskellige forskningsgrupper. Der er ingen tærskel eller vendepunkt, hvor en teori bliver "afgjort". Og der er aldrig 100 procent sikkerhed. Imidlertid, næsten enstemmig accept fra det videnskabelige samfund sker simpelthen ikke, medmindre beviserne er overvældende.

Videnskabelige teorier bliver gentagne gange sat på prøve

Som et eksempel, i 1905, Albert Einstein udgav to artikler om det, vi nu kalder den særlige relativitetsteori. I disse papirer, han fremsatte en række argumenter, der dramatisk ændrede vores forestillinger om, hvordan universet fungerer. Han argumenterede for, at forskellige iagttagere måler tidens gang forskelligt; de måler også forskellige længder for objekter i bevægelse. Han viste også, at stof og energi er forskellige former for den samme ting og teoretisk kan omdannes til hinanden.

Men Einstein kom ikke bare med disse udtalelser. Hans teori gjorde detaljeret, kvantitative og falsificerbare forudsigelser, der kunne testes eksperimentelt. Einstein var parat til at droppe hele teorien, hvis blot ét eksperiment på overbevisende måde modsagde hans forudsigelser. Det tog lang tid for mange af disse forudsigelser at blive testet. Faktisk, de første direkte målinger af gravitationsbølger – en af ​​Einsteins forudsigelser – kom lige sidste år.

Hver eneste bekræftede eksperimentelle relativitetstest har (til sidst) stemt overens med Einsteins forudsigelser. Og relativistisk teori er også blevet brugt som grundlag for flere teknologiske fremskridt, inklusive GPS-satellitter, atomkraft og (desværre) atombomber. Der er absolut ingen tvivl blandt nogen i fysiksamfundet om gyldigheden af ​​relativitetsteorien.

For et eksempel på en mislykket teori, overveje annonceringen i marts 1989 af en mekanisme for nuklear fusion i en bord-top-konfiguration. Denne opdagelse af "kold fusion" blev mødt med enorm spænding, eftersom omkostningseffektiv atomfusion kunne indeholde nøglen til samfundets fremtidige strømbehov. Men opfølgende eksperimenter fra andre videnskabelige grupper havde resultater, der var uenige med teorien om kold fusion. På trods af den indledende begejstring, der var næsten enstemmig konsensus i det videnskabelige samfund ved udgangen af ​​1989 om, at teorien om kold fusion var forkert. Når beviserne ikke er der, teorien holder ikke.

Ligesom relativitet, Theory of Evolution by Natural Selection er blevet testet grundigt. Kroppen af ​​eksperimentelle data, der understøtter evolution, er overvældende. Selvfølgelig, fossiloptegnelsen, der understøtter udviklingen, er imponerende og komplet. Men evolution er også blevet testet i realtid med populationer af organismer, der kan mutere og udvikle sig over målbare tidsskalaer.

Evolutionen har været udsat for mange forfalskbare tests og er opstået uskadt i hver enkelt. Ja, evolution er en "teori" - det er en teori, der fungerer og fungerer meget godt, en overvældende vellykket og korrekt teori.

videnskabelig aftale, politisk strid

Teorier om klimaændringer understøttes også af en omfattende mængde beviser. Selvfølgelig er der den fortsatte opadgående drift af globale gennemsnitstemperaturer i løbet af de sidste par årtier. Men klimaændringsmodeller understøttes også af adskillige laboratorieeksperimenter, der har givet overbevisende verifikation af de mekanismer, hvorved kuldioxidgas fanger varme i vores planets atmosfære.

Og, afgørende, teorier om global opvarmning har bestået falsificerbarhedstests. Kvantitative forudsigelser om global opvarmning blev først lavet i 1970'erne. Havde der ikke været en klar stigning i de gennemsnitlige globale temperaturer siden da, klimaforskere ville have været tvunget til at indrømme, at teorien om klimaændringer var forkert. Faktisk, flere videnskabsmænd i 1960'erne, der havde forudsagt global afkøling, måtte senere indrømme, at deres teori var forkert. Selv en formodet pause i stigningerne i 2000'erne (som blev overdrevet af en stigning i den gennemsnitlige globale temperatur i 1998) er blevet fulgt af en stærk opadgående tendens i løbet af de seneste tre år.

sigende, skeptikere af både evolution og klimaændringsteori har været uvillige eller ude af stand til at underkaste deres argumenter den samme strenge test, som netop de teorier, de kritiserer, gennemgår. For at komme med et videnskabeligt argument, kritikere skal foreslå et eksperiment eller en måling, der kan skelne deres alternative teori fra evolutionsteorier og klimaændringsteorier, og de skal lave en specifik forudsigelse for dets udfald. Og, ligesom de videnskabsmænd, de kritiserer, de skal være villige til at indrømme, at de tager fejl, hvis resultaterne ikke stemmer overens med deres forudsigelse. Manglende forfalskbare tests, hvorfor skulle offentligheden eller vores folkevalgte tro på deres modargumenter?

Disse spørgsmål er vigtige ud fra mere end blot et rent videnskabeligt perspektiv. En forståelse af evolution er afgørende for at udvikle enhver gyldig strategi til bekæmpelse af spredning af sygdomme, især da mikrober, der er ansvarlige for sygdomme, kan mutere så hurtigt. Og en forståelse og accept af teorien om klimaændringer er afgørende, hvis vi skal tage de nødvendige skridt for at undgå potentiel katastrofe fra en fortsættelse af den globale opvarmningstendens.

Videnskabelige teorier er ikke blot formodninger. De er underlagt udtømmende, falsificerbare tests. Nogle teorier fejler disse tests og bliver forkastet. Men mange teorier er vellykkede i lyset af disse tests. Det er disse teorier – dem der virker – der opnår konsensus i det videnskabelige samfund.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.