Это не просто скачки и прорывы, а образ мышления и образ жизни. Ты в деле?
«Когда я говорю: «Я люблю тебя», это не потому, что я хочу тебя или потому, что я не могу тебя иметь. Это не имеет ко мне никакого отношения. Я люблю то, что ты есть, что ты делаешь, как ты стараешься. Я видел твою доброту и твою силу. Я видел лучших и худших из вас. И я с полной ясностью понимаю, что вы такое». - Джосс Уэдон
Держу пари, ты любишь науку; практически все мы делаем, осознаем мы это или нет. В детстве мы все живем как ученые, рожденные без знаний или опыта этого мира, но с врожденной способностью учиться и адаптироваться.
Наши чувства очень помогают нам в этом: вы обжигаетесь, когда прикасаетесь к чему-то очень горячему, поэтому вы учитесь не прикасаться к таким вещам, как огонь. Вы узнаете, что по мере приближения к нему становится теплее, поэтому вы учитесь оставаться на безопасном расстоянии. Вы видите поднимающийся от него дым и узнаете, как безопасно не обжечься. По мере приобретения опыта и понимания огня, лавы и других обжигающих объектов вы узнаете, как не прикасаться к чему-то, что выглядит слишком горячим.
И у вас все хорошо, какое-то время.
Пока, возможно, ты не узнаешь, что не все горячее выглядит горячим!Но эта кастрюля на плите обожжет тебя так же точно, как и огонь мог бы, даже если он не испускал те же предупреждающие сигналы, что и огонь.
Все в порядке, потому что вы ученый! Ваша старая теория - или способ осмысления мира - теперь пересматривается и заменяется новой, которая еще лучше описывает весь набор известных вам явлений. Горячие предметы не просто светятся красным, кажутся горячими на расстоянии или испускают дым (хотя некоторые это делают), они обладают множеством свойств в зависимости от того, что это за объект и насколько он горячий. Есть много способов обжечься, и по мере того, как вы накапливаете свой опыт в мире, вы начинаете понимать, что контакт с предметами при очень высокой температуре - это то, что обожжет вас.
И у вас все хорошо, какое-то время, пока вы не столкнетесь с чем-то очень-очень холодным.
Очень-очень холодные предметы, такие как сухой лед или жидкий азот, также могут обжечь вас! Итак, опять же, ваша теория или ваш способ осмысления того, что вас сожжет , снова меняется. Это не просто очень горячие предметы во всех их разновидностях; ваша теория развивается, чтобы охватить все объекты с экстремальными температурами, то есть температурами, которые сильно отличаются от температуры вашей собственной кожи!
В этом смысле мы все ученые; каждый раз, когда мы сталкиваемся с чем-то в мире природы, что не объясняется нашим нынешним пониманием этого, мы пересматриваем наши объяснения, чтобы они могли объяснить как старые явления, о которых заботились наши предыдущие объяснения, так и объяснить новые явления, о которых позаботились наши предыдущие объяснения. архаичных объяснений недостаточно для.
На самом деле под температурой мы понимаем свойства движения молекул и атомов, из которых состоит материал или система, а температура зависит от скоростей и распределения того, из чего она сделана. Вы живое существо можете испытать ожог, если атомы или молекулы, из которых вы состоите, вынуждены двигаться таким образом, что ваше тело не знает, как приспособиться. Это может означать, что ваши молекулы движутся слишком быстро, слишком медленно или просто неправильное распределение может повредить вам.
Ну, если вы можете забыть то, что вы узнали о научном методе на минуту, это в значительной степени путь, по которому всегда идет наука. У вас есть переживания и явления, которые вы стремитесь объяснить и осмыслить, поэтому вы создаете для них объяснения. И если ваши объяснения могут предсказать, что произойдет в данной ситуации, у вас есть научная теория.
Каждая научная теория обладает предсказательной силой, и еще кое-что, о чем мы обычно не задумываемся: диапазон достоверности Другими словами, мы собираемся проводить эксперименты, делать наблюдения и всячески проверять предсказания этой теории. В идеале для научной теории диапазон достоверности должен быть настолько большим, насколько позволяют ваши эксперименты/наблюдения, а любые несоответствия будут возникать исключительно из-за экспериментальных/наблюдательных ошибок. Вот почему ньютоновская гравитация была самой успешной теорией всех времен; он простоял без возражений большую часть три века
Но если бы этот идеал соответствовал вашей научной теории, ваша область науки никогда бы не продвинулась вперед. И все же наука всегда идет вперед.
Когда орбита самой внутренней планеты - Меркурий - не совпала с предсказаниями ньютоновской гравитации, это стало как кризисом, так и возможностью для физики. С одной стороны, ньютоновская гравитация имела огромный диапазон применимости, от самых маленьких зондируемых масштабов и самых слабых гравитационных сил, поддающихся измерению, вплоть до небесных тел, движущихся друг вокруг друга. Наблюдаемое несоответствие заключалось в том, что прецессия орбитального пути Меркурия лишь немного отличалась от предсказанной: 5600 дюймов в столетие, в отличие от предсказанных 5557 дюймов.
Тем не менее, эта крошечная разница - эта разница менее чем в 1% от ньютоновского предсказания - была реальной и подтверждена столетиями наблюдений из множества точек. Это не было случайным колебанием, это не было случайным наблюдением, это не было связано с систематической ошибкой. Наоборот, это было признаком того, что что-то отличалось от наших ожиданий.
Было много вариантов того, что могло вызвать это. Ошибочная гравитация Ньютона была лишь одним из них: могла быть новая масса (или набор масс), которые ранее не были видны, Солнце могло иметь свойства, отличные от тех, что мы предполагали, или солнечная корона могла быть массивной. и расширенный, например.
Когда наблюдения или эксперименты не согласуются с тем, что предсказывает теория, это не означает, что ваша теория неверна или недействительна, это может означать, что существуют физические эффекты - идеально объясненные наукой, которая теперь понял - что мы не учли. На самом деле, это чаще всегорезультат неожиданного наблюдения: фундаментально понятного физического явления, присутствие и применение которого по отношению к рассматриваемой проблеме было неожиданным..
Есть две основные проблемы с тем, что это правда о нашей реальности:
- Это не то, что вообще будоражит воображение людей, а
- Это не то, что приводит к революционному теоретическому скачку.
Итак, мы сталкиваемся с проблемой ученых, научных коммуникаторов и журналистов: люди немедленно переходят к сенсационному теоретическому прыжку объяснениякогда мы впервые сталкиваемся с этими неожиданными явлениями. Но это сенсационное объяснение почти всегда неверно. Первый вопрос, который вы всегда должны себе задавать, заключается в том, возможно ли, что известные физические законы и теории могут объяснить этот новый наблюдательный или экспериментальный результат.
Теперь нет ничего плохого в том, чтобы рассматривать теоретический скачок как возможность; что-то не так только в том случае, если вы принимаете это как единственную (или главную) возможность. Потому что - и простите меня здесь - любой идиот может пойти и порассуждать о том, что законы природы могут быть другими. Если вы хотите перейти от пустой спекуляции к серьезной науке, есть четкий путь, но это путь, о котором очень редко говорят.
Во-первых, если вы намерены совершить теоретический скачок, ваша новая теория должна включать в себя все успехи старой теории. Все, что она может сделать, должна делать и ваша новая теория.
Во-вторых, вы должны объяснить новое наблюдение/эксперимент, тем самым улучшив или расширив диапазон достоверности вашей способности предсказывать мир. Когда ДНК была открыта, она не заменила генетику (которая, в свою очередь, не заменила дарвиновскую эволюцию), а просто охватила и расширила ее, предоставив более мощную прогностическую основу для объяснения измеримых/наблюдаемых свойств живых существ. Когда вышла общая теория относительности Эйнштейна, ей нужно было объяснить все, что делала гравитация Ньютона, а также добиться успеха там, где гравитация Ньютона потерпела неудачу: правильно предсказать орбитальное поведение Меркурия, что она и сделала.
И, наконец, эта теория должна сделать новое предсказание (которое снова отличается от старых теорий) которое можно проверить, и либо подтверждено, либо опровергнуто. Лучше несколько, но хотя бы один абсолютно необходим!
Для общей теории относительности это было предсказание искривления звездного света плотными массивными объектами, сделанное в середине 1910-х годов и подтвержденное наблюдениями в 1919 году. (И много раз с тех пор.)
Поэтому в следующий раз, когда вы будете читать историю, в которой делается экстраординарное утверждение, спросите себя - критически - , действительно ли такое экстраординарное утверждение необходимо или наука может объяснить его просто с помощью того, что уже известно. Потому что почти всегда может.
Вселенная - удивительное место, и наука не любит ничего лучше, чем углублять наше понимание того, как все это работает. Вы не сможете по-настоящему полюбить науку, если не поймете, что это такое, поэтому научитесь выявлять тех, кто заменит это знание шумихой и спекуляциями. Как сказал один из моих (коллеги-ученых) друзей:
«[Как] сделать это правильно» будет проигнорировано, если для того, чтобы «сделать это правильно», нужно сесть и тщательно подумать более 5 минут. Лучше получить еще одну хрень в своем резюме, чем получить правильный (обычно скучный) ответ.
Не поддавайтесь ажиотажу; как любой, кто пережил это, может сказать вам, что нет ничего более захватывающего, чем сделать это правильно для себя! Так что делайте это для себя, делайте это на благо мира и делайте это из любви к науке. Это самое полезное, что любой из нас - ради знаний - может сделать.
Оставляйте свои комментарии на нашем форуме и поддержите Starts With A Bang на Patreon!