Научная теория

Временная шкала метрического расширения пространства, где пространство, включая гипотетические ненаблюдаемые части Вселенной, каждый раз представлено круглыми сечениями. Слева резкое расширение происходит в эпоху инфляции, а в центре расширение ускоряется (концепция художника не в масштабе).

Научная теория – это объяснение аспекта мира природы, который можно многократно проверять и подтверждать в соответствии с научным методом, используя принятые протоколы наблюдения, измерения и оценки результатов. Там, где это возможно, теории проверяются в контролируемых условиях в эксперименте. В обстоятельствах, не поддающихся экспериментальному тестированию, теории оцениваются через принципы гипотетического (абдуктивного) мышления. Признанные научные теории выдержавшие строгое изучение, воплощают научные знания.

Как и в случае с другими формами научного знания, научные теории являются как дедуктивными, так и индуктивными, нацеленными на предсказательную и объяснительную силу.

Палеонтолог Стивен Джей Гулд писал, что:

... факты и теории - это разные вещи, а не ступени в иерархии растущей уверенности. Факты - это мировые данные. Теории - это структуры идей, которые объясняют и интерпретируют факты.

Оригинальный текст (англ.)

...facts and theories are different things, not rungs in a hierarchy of increasing certainty. Facts are the world's data. Theories are structures of ideas that explain and interpret facts.

Типы

Альберт Эйнштейн описал два типа научных теорий, (англ. Constructive theories «Конструктивные теории») и (англ. principle theories«принципиальные теории»). Конструктивные теории являются конструктивными моделями явлений: например, кинетическая теория. Принципиальные теории - это эмпирические обобщения, такие как законы движения Ньютона.

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.

Описания

От философов науки

Карл Поппер описал характеристики научной теории следующим образом:

1. Легко получить подтверждения или проверять почти каждую теорию, если мы ищем подтверждения.
2. Подтверждения должны учитываться только в том случае, если они являются результатом рискованных предсказаний, то есть, если, не будучи просвещенными рассматриваемой теорией, мы должны были ожидать событие, несовместимое с теорией, - событие, которое опровергло бы теорию.
3. Каждая «хорошая» научная теория - это запрет: она запрещает определенные вещи. Чем больше теория запрещает, тем лучше.
4. Теория, которая не может быть опровергнута каким-либо мыслимым событием, ненаучна. Неопровержимость - не достоинство теории (как часто думают люди), а порок.
5. Любое подлинное испытание теории - это попытка ее фальсифицировать или опровергнуть. Проверяемость это фальсифицированность. Но существуют степени проверяемости, некоторые теории более проверяемы, более подвержены опровержению чем другие, они как бы берут на себя большие риски.

По физике

В физике термин теория обычно используется для математической структуры - полученной из небольшого набора базовых постулатов (обычно симметрий - таких как равенство мест в пространстве или во времени, или идентичность электронов и т. Д.), - которые способны производить экспериментальные прогнозы для данной категории физических систем. Хорошим примером является классический электромагнетизм, который включает в себя результаты, полученные из калибровочной симметрии (иногда называемой калибровочной инвариантностью) в форме нескольких уравнений, называемых уравнениями Максвелла. Конкретные математические аспекты классической электромагнитной теории называются «законами электромагнетизма», отражая уровень последовательных и воспроизводимых доказательств, которые их поддерживают. В рамках электромагнитной теории в целом существует множество гипотез о том, как электромагнетизм применим к конкретным ситуациям. Многие из этих гипотез уже считаются адекватно проверенными, причем новые всегда находятся в стадии разработки и, возможно, не проверены. Примером последнего может быть сила реакции излучения. По состоянию на 2009 г. его влияние на периодическое движение зарядов можно обнаружить в синхротронах, но только в виде усредненных по времени эффектов. Некоторые исследователи в настоящее время рассматривают эксперименты, которые могли бы наблюдать эти эффекты на мгновенном уровне (т.е. не усредняться по времени).

См. также

• Теория
• Гипотеза
• Наука
• Закон
• Метод
• Методология
• Аксиома
• Теорема
• Принцип
• Факт
• Эмпирические исследования
• Эксперимент

Литература

• Белуха Н. Т. Методология научных исследований: Учебник. — Киев: АБУ, 2002. — 480 с.

Дальнейшее чтение

• Space, Climate Change, and the Real Meaning of Theory  (неопр.). The New Yorker (17 августа 2016). Дата обращения: 18 августа 2016., эссе британско американского метеоролога и астронавта НАСА об антропогенном глобальном потеплении и «теории»