Бил Най на дебатах по поводу эволюционизма и креационизма, 2014 год
Если прислушаться к тёмным уголкам интернета, можно услышать, как люди осуждают такие хорошо обоснованные научные факты, как эволюция, Большой взрыв, и даже гравитация, говоря, что «это всего лишь теории». Конечно, между научной теорией вроде эволюции и библейской историей создания большая разница, но между атомной теорией и теорией флогистона разница ничуть не меньше. Одна принята, другая – нет, но обе они – научные теории. Есть ли хороший и осмысленный способ провести различие между ними? Читатель спрашивает:
Креационисты говорят, что «эволюция – это всего лишь теория», то есть, мы не уверены в том, что она истинна. Сотворение мира – это ещё одна теория". Агитирующие за науку отвечают, «нет, в науке у слова „теория“ значение отличается от разговорного». Не думаю, что это честный ответ. В некоторых случаях, например, с теорией эволюции, теорией универсальной гравитации, теорией относительности или квантовой теорией – да, это всё научные модели, подтверждённые экспериментально. Но везде ли в науке слово «теория» используется для таких подтверждённых теорий?
Здесь упомянуто несколько различных понятий, и из-за неряшливости разговорного языка легко заговориться, перепутать одно с другим и попасть в ловушку недопонимания. Давайте сконцентрируемся на трёх разных вещах, которые мы можем иметь в виду, говоря о «теории» в науке: идея, платформа, подтверждённая модель.
1) Идея. Обозначает то, что в разговорной речи именуют «теория», применяется к хорошим и плохим идеям, правильным и неправильным, научным и ненаучным. Все хорошие научные теории начинались в виде идей – допустим, эйнштейновская относительность, начавшаяся с идеи о том, что свет, идущий в направлении от вас, не будет замедляться, если попытаться его догнать. Но идея Васи с соседней улицы о том, что Луна – это метеорологический зонд, запускаемый правительством США, чтобы обмануть людей – это тоже идея. Когда кто-то начинает фразу: «У меня есть теория», без дальнейшей проверки качество этой идеи установить нельзя. В общем, отличительные особенности хорошей идеи – это:
• Правдоподобие – согласуется ли она с другими вещами, которые, как мы знаем, правдивы?
• Уникальность – отличается ли эта идея от более старых, уже существующих идей?
• Сила – объясняет ли эта идея несколько явлений или наблюдений, или же только одно?
• Простота – субъективное понятие, но хорошая идея обычно объясняет всё проще, чем другие. Тот ли это случай?
• Проверяемость – и, наконец, есть ли способ проверить эту идею, и определить, поддерживается ли она доказательствами?
Первыми 4-мя критериями неплохо обладать всякой идее, и они часто помогают проверить её качество – но только последний определяет, является ли она научной теорией, или нет.
Если её можно проверить и оценить на основании доказательств, измерений, экспериментов и наблюдений – идея научная. При этом неважно, какой именно у этих тестов будет результат.
2) Платформа. Для некоторых идей, обладающих перечисленными особенностями, необходимо поработать с их последствиями до того, как их можно будет проверить. И эти теории тоже научные! Это не значит, что они – имеющие силу научные теории, но наука состоит не только в конечном результате. Наука – это процесс исследований, выбора путей с неясной целью, открытия возможностей и согласие на то, чтобы природа удивляла вас. Множество научных идей служат платформами для исследований, в результате которых они могут подтвердиться, а могут и не подтвердиться. Среди них:
• Дополнительные измерения,
• суперсимметрия,
• теории великого объединения (ТВО),
• существование девятой планеты,
• теория струн –
и это только некоторые из них. Платформы, оказавшиеся неправильными, в своё время были научными – как теория плоской Земли, геоцентрическая теория, ламаркизм, статичная Вселенная или теория планеты Вулкан. Когда платформа опровергается, её отбрасывают до той поры, когда новое доказательство, если оно появляется, возвращает её, часто в новом виде.
Из всех перечисленных выше возможностей некоторые косвенные подтверждения имеются у теории о девятой планете, и наблюдения в следующие 10-20 лет должны подтвердить её или опровергнуть. Первичные ТВО предсказывали распад протонов примерно за 1030 лет; наши сегодняшние оценки в 1035 лет говорят о том, что те теории не могут быть верными, но могут быть правильными другие. В любом случае, это не столп науки, а просто некая основа для разных идей. Тогда как большинство теорий могут оставаться в этом списке очень долго, теория девятой планеты либо будет выброшена, либо переместится в пантеон теорий.
3) Подтверждённая и принятая модель. Это цель любой научной теории. Ваша идея оказалась не только правдоподобной, уникальной, сильной, простой и проверяемой, не только превратилась в платформу, на основе которой можно выработать последствия и сделать предсказания, но эти предсказания были проверены всеми возможными способами и успешно прошли все проверки. Вот так теория должна подниматься на верхушку пищевой пирамиды! Здесь, наверху, воздух разрежен, и живут такие теории, как дарвиновская эволюция, эйнштейновская гравитация и квантовая теория поля. Здесь и Большой взрыв, вместе с космической инфляцией, тёмной материей и тёмной энергией. И да, дорогие мои читатели, глобальное потепление тоже тут.
Вам нужно понять следующее: эти позиции не постоянны! Это ведущие научные теории нашего времени, но у всех их есть присущие им ограничения на диапазоны действия. Возможно, когда-нибудь теория струн заменит как эйнштейновскую гравитацию, так и квантовую теорию поля, или же другая теория квантовой гравитации собьёт Эйнштейна с вершины. Это не значит, что Эйнштейн ошибался, просто мы достигнем ограничения в том, что эйнштейновская гравитация может сообщить нам, точно так же, как Эйнштейн показал, что лежит за пределами ньютоновской гравитации. Наука – это постоянно развивающийся процесс, в котором мы собираем всё больше информации о мире, и обоснованные научные теории, принятые в своей области – это самые ценные крупицы понимания и знания из всех, что у нас есть.
И всё же мы продолжаем тщательное изучение и расследование. Продолжаем порождать новые идеи и находить новые способы воскрешения старых. Каждый день количество собранной людьми информации о Вселенной возрастает, как и наше научное понимание всего, что в ней существует. Теория может быть научной разными путями – пока она в принципе проверяема, она научна – но не каждая научная теория оказывается верной. Величайшая радость – наблюдать, какая из огромного числа возможностей взойдёт на пантеон подтверждённых и принятых научных моделей, поскольку это квинтэссенция роста знаний о нашей Вселенной. Я бы поставил на то, что следующей будет теория о том, почему во Вселенной больше материи, чем антиматерии. Но, как и все потенциально подтверждаемые идеи, пока это лишь платформа. Оставайтесь с нами.
Комментарии (32)
kauri_39
25.02.2017 07:44-6Интересно, мой общий закон эволюции (последняя здесь публикация) является проверенной научной теорией? К нему подобран соответствующий вариант мультивселенной, который сам по себе внутренне логичен, и на них обоих основана эволюционная модель мира. Если она подтверждается на опыте, то тем самым подтверждается и её основа — общий закон и связанный с ним вариант мультиверса?
Модель подтверждается мгновенным взаимодействием запутанных частиц, начиная с запутанных фотонов. Согласно модели, фотоны — разумные микровселенные. Это следующая за цивилизациями форма организации материи во вселенных предыдущего масштаба пространства-времени.
Согласно используемому в ней варианту мультиверса, пространство и материя каждой вселенной образованы и состоят из вселенных предыдущего масштаба. Пространство — из взаимно сжатых, плотных и стремящихся к расширению безжизненных вселенных. Материя — из систем разумных вселенных, контролирующих плотность своей внутренней среды.
Согласно общему закону эволюции, элементы каждой формы материи имеют внутреннюю связь между образующими их элементами предыдущей формы и могут иметь внешнюю, более дальнодействующую связь для взаимодействий друг с другом. На основе этой внешней связи они объединяются в более масштабные системы — элементы следующей формы материи.
Поэтому человечество вскоре освоит сверхсветовую связь для взаимодействий с иными цивилизациями нашей Вселенной. Их единая система превратит всю Вселенную в разумную — в фотон для пространства макровселенной. И он тоже будет способен к мгновенным взаимодействиям с другими фотонами, что проверят будущие обитатели макровселенной, создавая пары запутанных фотонов.
artskep
25.02.2017 09:22+2Назовите эксперимент, который опровергнет вашу теорию. Если не сможете назвать — значит ненаучна.
Teemon
25.02.2017 11:31+2интересный способ, я так понимаю, это и есть проверка теории на фальсифицируемость, т.е. принципиальную опровержимость таковой?
Тогда было бы узнать, как в этом случае будет с экспериментом насчет превышения скорости света или других научных фактов?.. Если невозможно превысить скорость света, то какой тогда эксперимент позволит это сделать?
Или имеется ввиду что если сформулировать это как «если удастся разогнаться больше скорости света, то теорию относительности можно будет признать (частично)нерабочей»?
BigBeaver
25.02.2017 11:45+8Да, все правильно пишете. Вы как бы говорите: «нельзя превысить скорость света, но если мне продемонстрируют обратное, то я признаю, что не прав (а если не признаю, то я просто верующий, и пофиг мне на науку на самом деле)». Как-то так=)
Кроме того, научные теории всегда подразумевают границы применимости. Они могут быть сколь угодно большими типа «в пределах наблюдаемой вселенной», но они есть (часто тоже просто подразумеваются).kauri_39
26.02.2017 11:58Разве взаимодействие запутанных частиц происходит со скоростью света? Нет, оно происходит мгновенно, и эту их мгновенную связь Эйнштейн называл "жутким дальнодействием". Но о результатах их взаимодействия мы узнаём с обычной для нас световой скоростью. Это уже наши проблемы, а не проблемы мгновенно взаимодействующих запутанных частиц.
Вот статья из Википедии:
"Ква?нтовая запу?танность[1][2] (см. раздел «Название явления в русскоязычных источниках») — квантовомеханическое явление, при котором квантовые состояния двух или большего числа объектов оказываются взаимозависимыми (например, можно получить пару фотонов, находящихся в запутанном состоянии, и тогда если при измерении спина первой частицы спиральность оказывается положительной, то спиральность второй всегда оказывается отрицательной, и наоборот). Такая взаимозависимость сохраняется, даже если эти объекты разнесены в пространстве за пределы любых известных взаимодействий, что находится в логическом противоречии с принципом локальности."
То есть на измерение спина одного фотона другой запутанный с ним фотон реагирует мгновенно: его спин выходит из состояния суперпозиции и фиксируется в состоянии, противоположном спину первого фотона. Это значит, что каким-то образом второй удалённый фотон узнаёт об измерении запутанного с ним фотона и сразу — в соответствии полученной информацией, и соблюдая закон сохранения нулевого спина для системы из пары фотонов, изменяет свой спин.
Итак, если запутанные частицы демонстрируют вам превышение скорости света в своих взаимодействиях, но вы этого не признаёте, то значит вы просто верующие, и вам пофиг на науку?
Мой оппонент artskep просил представить эксперимент, который бы опроверг мою теорию. Пожалуйста: это взаимодействие запутанных частиц с существенно большей скоростью, чем ноль. Например, со скоростью света. То есть он давно был поставлен, и из опровергающего эксперимента превратился в подтверждающий.
Как пишет он дальше: "если получится зарегистрировать передачу информации со скоростью выше скорости света — это будет опровержением СТО."
Если мы регистрируем мгновенное взаимодействие запутанных частиц, которое подразумевает обмен информации между ними о своём текущем состоянии, то оно является опровержением СТО.
Что скажут на это "верующие" физики?
И не пора ли на Гиктаймс ввести новую опцию "заминусуй ортодокса"? (шутка)BigBeaver
26.02.2017 12:36+1Ой, есть куча намного более банальных примеров перемещения со скоростью света (например, нет ни каких ограничений на движение пятна солнечного зайчика по плоскости [или не плоскости]). К сожалению, они все примерно одинаково бесполезны в рамках обсуждаемого вопроса. Если бы вы почитали учебник чуть дальше, то знали бы, что с помощью запутанности невозможно передавать энергию и/или информацию. Таким образом, ни какого нарушения ТО (ни С ни О) не происходит.
К сожалению, я помню вас из других разговоров и не имею особого желания с вами играть.
Довольно некрасивый выпад про верующих, кстати. Старайтесь избегать таких инсинуаций.
BigBeaver
27.02.2017 15:19Насчет запутанности. Вы же, когда бросаете монетку, не говорите, что ее стороны обмениваются информацией? Вот и запутанные частицы стоит воспринимать как часть чего-то большего (вы же в курсе про квантовую когерентность и прочие интересные вещи, нет?).
Представьте, что запутанные частицы — разнесенные в пространстве стороны монетки. Если на одной орел, то на второй режка, и наоборот. Для многомерных вселенных это вообще не проблема, да и квантовые червоточины, емнип, вполне укладываются в текущие реалии.
p.s. нет, я все еще не хочу с вами дискутировать, это просто пояснение для далеких от физики людей, чтобы ваши слова не сбивали их с толку.kauri_39
28.02.2017 02:45Это хорошо, что вы хотите прояснить ситуацию для далёких от физики людей. Но информация лучше воспринимается при её подаче не в назидательной манере, а с некоторой долей драматизма. Например, в виде дискуссии фрика с ортодоксом, в которую могут вступить её сторонние свидетели.
Фрик, то есть я, сам далёк от физики, и в своих суждениях использую бытовую логику. Она мне подсказывает, что сравнение одного объекта — монеты — с двумя объектами — запутанными частицами — не совсем корректно.
Взаимодействие двух сторон одной монеты чисто электромагнитное, оно соединяет все атомы этого объекта в одно целое. Будь то атомы в разных сторонах монеты или в её ребре, в её середине.
Интрига в том, что природа взаимодействия двух запутанных частиц физикам не известна. Как бы далеко частицы не удалялись друг от друга, что-то их оперативно соединяет в одну систему, в одну "монету".
Силовое взаимодействие тут не возможно, потому что оно реализуется через какое-то материальное поле, через кванты поля, а им, согласно ОТО, нельзя перемещаться быстрее света. Тогда как измерение состояния одной запутанной частицы тут же, мгновенно, вызывает фиксацию другой частицы в противоположном состоянии.
А вот информация — категория не материальная. На её распространение ограничения по скорости не существует. Ей, конечно, нужен материальный носитель, но тоже не имеющий известного ограничения по скорости. Иначе вопрос мгновенного взаимодействия запутанных частиц не разрешим.
Такой носитель существует. Это само пространство — плотный эфир/вакуум. Ведь его космологическое расширение за радиусом в 14 млрд световых лет от нас происходит со сверхсветовой скоростью, что и приводит к созданию космологического горизонта событий. Влекомые им скопления галактик за этим радиусом удаляются от нас тоже со сверхсветовой скоростью. Это сквозь него материя, включая фотоны, не может лететь быстрее света, а вместе с ним — пожалуйста. В этой плотной среде могут существовать сверхсветовые, почти мгновенные продольное волны — колебания её плотности. Они вполне годятся на роль носителя информации между запутанными частицами.
Квантовые червоточины — это экзотика, менее вероятные явления в пространстве, чем продольные волны в плотной среде. Физики пока не нашли ни того ни другого, но моя философская теория подсказывает, что в мгновенном взаимодействии запутанных частиц участвует обмен информации, в котором используются мгновенные продольные волны в эфире/вакууме.BigBeaver
28.02.2017 03:01+1с ортодоксом
Ортодо?ксия — консервативный[2] тип религиозного сознания
Я должен это, как оскорбление воспринять?
природа взаимодействия двух запутанных частиц физикам не известна
Не известен сам факт наличия взаимодействия, насколько я могу судить.
А вот информация — категория не материальная. На её распространение ограничения по скорости не существует.
Вы где-то ранее заявляли, что не отрицаете ОТО/СТО? Так вот, я вам напомню, что на перенос энергии и информации действуют одинаковые ограничения. Остаток текста даже комментировать не буду.
artskep
25.02.2017 21:28Да — это критерий фальсифицируемости как есть. Всякие научные и философские определения для него, по большому счету, сводятся именно к этому простому факту — теория должна содержать эксперимент, который (по результатам) может ее опровергнуть.
Да, если получится зарегистрировать передачу информации со скоростью выше скорости света — это будет опровержением СТО. Поэтому СТО научна.
lavmax
26.02.2017 16:35Или имеется ввиду что если сформулировать это как «если удастся разогнаться больше скорости света, то теорию относительности можно будет признать (частично)нерабочей»?
Не совсем так. Таким теориям просто определяют набор условий в которых она имеет смысл. Ньютоновская физика не стала нерабочей от открытия СТО или квантовой механики. Просто мы стали лучше понимать область ее применения.
Teemon
26.02.2017 21:56И какая граница применимости СТО для скорости света?.. Скорость света = 300 000км/сек ?*
*в вакууме
Как-то так?))
SinsI
25.02.2017 18:51+1> И да, дорогие мои читатели, глобальное потепление тоже тут.
У неё плоховато с вот-этим вот:
> Проверяемость – и, наконец, есть ли способ проверить эту идею, и определить, поддерживается ли она доказательствами?
Земля одна-единственная, так что экспериментов провести нельзя, фактор (углекислый газ) не изолировать от других факторов, сложность процессов — на много порядков превосходит всё, с чем до этого имела дело наука…
Поэтому и неудивителен такой разброс результатов при разных параметрах моделирования — и, что главное, из них _нельзя_ выбрать какой-то один.
worldmind
26.02.2017 20:03Ну сам факт глобального потепления наверно на вершине, а вот виновность человека в этом потеплении похоже требует более основательных доказательств, во всяком случае пока всё что я читал оставляло больше вопросов чем давало ответов.
Anilexis
25.02.2017 23:13+2Люблю цитировать физика Дэвида Дойча:
«Научный прогресс, таким образом, состоит из перехода от одного заблуждения к другому: более лучшему, то есть менее ложному. Я думаю, что сущность науки можно лучше понять, если сразу называть наши теории „заблуждениями“, а не только после того как они будут опровергнуты последующими. Таким образом, можно сказать, что Эйнштейновское заблуждение о гравитации лучше, чем Ньютоновское заблуждение, которое лучше, чем Кеплеровское. Нео-дарвинистское заблуждение о эволюции лучше чем Дарвинское, которое лучше чем заблуждение Ламарка. Если бы люди думали таким образом, то возможно им не нужно было бы и напоминать, что наука не претендует ни на безошибочность, ни на окончательность.»
(«Начало бесконечности»)
Jetmanman
27.02.2017 12:58Такой вопрос возникает. Говорят, что Ньютоновская гравитация не стала ложной с приходом Эйнштейновской, но ведь теория изменилась, применимы дишь формулы. Представления о мире Ньютона оказалось ложным, т.к. представления мира Эйнштейна считаются верными. Да формулы работают, но теория другая. Так же и с тоерией Эйнгтейна может оказаться так, что формулы остануться, а придет новое представление из квантовой физики например. Вопрос собственно в том, что теории меняются? Остаются лишь формулы? Или что-то принципиально важное из теорий не изменяется? Что осталось из теории Ньютона, когда ее заменили на теорию Эйнштейна?
BigBeaver
27.02.2017 13:31Теория — просто предсказательная модель. Слова и формулы — просто формы записи.
Jetmanman
27.02.2017 16:47Так что осталось кроме формул от терии тяготения Ньютона? Если ничего, то может ничего кроме формул и от терии Эйнштейна не останется?
BigBeaver
27.02.2017 20:59А чего от нее не осталось? Либо я не понимаю вопроса, либо вы как-то странно понимаете смысл теорий в физике.
Jetmanman
28.02.2017 16:17Так все просто. Теория это не только формулы, это представление о физике процесса. В теории Ньютона были приняты абсолютные время и длины, в теории относительносьи Эйнштейна эти величины относительные, а скорость света постоянная величина. В общей теории относительности вообще постулируется эквиваленьность инерции и тяготения. Так же в ТО есть искривление пространства-времени. Т.е. ничего не осталось от теории Ньютона, только формулы на очень малых относительно света скоростях. Представления о процессах принципиально другие, а формулы работают.
BigBeaver
28.02.2017 16:27Ну вот где работают формулы, там же будут работать и все остальные представления. Я же говорю, физика просто строит предсказательные модели. Вот есть у вас две концепции, есть некоторая область задач. Если в этой области модели, построенные на базе этих двух концепций, дают одинаковый (в пределах допустимой для вас погрешности) результат, то и говорить о неверности какой-то из них нельзя. Все вот давно знают, что земля круглая, но в быту (при разметке огорода, допустим) оперируют плоской геометрией, и это ок. Точно так же люди пользуются и абсолютным временем и плоским пространством. Просто, надо смириться, что физика это про модели, а не про «как на самом деле», тк последнее никто не знает и не факт, что узнает.
Jetmanman
28.02.2017 19:30Это не так. Формулы называемые законами работают это так, но теория меняется. Одинаковый результат дают формулы, но нельзя сказать, что реальность сейчас такая, а потом когда мне угодно сказать, что она уже другая. Длина и время либо относительны, либо абсолютны, пространство либо евклидово, либо не евклидово, инерция и тяготение либо одно и тоже, либо разные вещи. От того, что вы смотрите на слона с разной стороны и описываете его как столб, веревку или змею, не делает слона чем-то из перечисленного, слон останется слоном. А в случае теории относительности это все таки не другой взгляд, не просто альтернатива теорий Ньютона, а переосмысление того, что такое реальность. И физика наука, которая разбирается с тем, что такое реальность, а не просто строит предсказательные модели, иначе она(физика) и не стала бы строить представление о мире, а обошлась бы как математика лишь формулами. И к тому же формулы начинаются после того как физик нарисует себе картину мира, в случае с Эйнштейном это представление о том, как ведут себя тела в искривленном пространстве, а не просто яблоко на темечко упало и формула в голову пришла.
BigBeaver
28.02.2017 20:11И физика наука, которая разбирается с тем, что такое реальность
Это вопрос философии восприятия мира, а не науки, а представления о наблюдаемом мире это и есть модель. Просто в виде качественного, а не количественного описания)
Не важно, кривое ли пространство, плоское ли, и существует ли оно вообще (последнее — удел философии). Важно, что имея определенную модель пространства мы можем описывать определенные явления в нем с нужной нам точностью. Кривизна пространства это описательная условность — можно придумать бесконечное число других описаний, дающих такой же результат, но текущее просто удобнее (как гелиоцентрическая система удобнее геоцентрической, хотя при достаточном усложнении последняя вполне могла бы давать хорошие результаты).
Картина мира и формулы — одно и то же с разных сторон (вспоминаем ваш пример про слона).
RealFLYNN
27.02.2017 17:21На самом деле, от подобной статьи я бы ожидал доступное и непредвзятое изложение проблемы демаркации, ее принятого ныне решения и его критики. Статей, посвященных элементарной научной грамотности и без того достаточно, а вот про то, что область определения научного метода может быть рассмотрена со множества разных точек зрения, популярной информации не так много, как мне кажется.
lasthand
27.02.2017 18:41— Правдоподобие – согласуется ли она с другими вещами, которые, как мы знаем, правдивы?
Нужно доработать эту формулировку, сделать более точной. Как и находящийся рядом пункт о простоте.
Или нужно доработать иллюстрацию идеи о незамедляющемся свете при попытке догнать этот свет. Показать, что такая неправдоподобная и непростая идея возникла не на пустом месте, а в ответ на вызов конкретной проблемы.
taujavarob
27.02.2017 22:59Странный текст для 21 века. Имхо, конечно, имхо. (С)
Возможно, когда-нибудь теория струн заменит как эйнштейновскую гравитацию, так и квантовую теорию поля,
Не может теория (Теория струн), которая теоретически нефальсифицируемая, заменить теорию Энштейна, теорию вполне фальсифицируемую. Это нонсенс!
Это не значит, что Эйнштейн ошибался, просто мы достигнем ограничения в том, что эйнштейновская гравитация может сообщить нам, точно так же, как Эйнштейн показал, что лежит за пределами ньютоновской гравитации.
ОТО основана на по крайней мере на близкодействии. Ньютоновская теория гравитации на дальнодействии.
Я не знаю никакого способа не только совместить идею близкодействия с идеей дальнодействия, но похоже такого способа быть и вовсе не может.
Никак из дальнодействия не вырисовывается близкодействие и наоборот. (С)
ОТО и Ньютонова теория тяготения настолько не совместимы и не выводимы ни при каких условиях одна из другой, что их только можно заменять одну на другую — остальное же будет оксюмороном.
simple-simple
True story, bro ))
