Научна теорија

Научна теорија је објашњење једног аспекта природног света које се може поновљиво тестирати и проверити у складу са научном методом, користећи прихваћене протоколе посматрања, мерења и процене резултата. Тамо где је то могуће, теорије се тестирају у контролисаним условима у експерименту. У околностима које нису подложне експерименталном тестирању, теорије се вреднују путем принципа абдуктивног расуђивања. Утврђене научне теорије одржале су се након ригорозних преиспитивања и утеловљују научно знање.

Значење термина научна теорија (који се често скраћује на теорија ради сажетости) као што се користи у научним дисциплинама значајно се разликује од уобичајене опште употребе појма теорија. У свакодневном говору, теорија може подразумевати објашњење које представља неутемељене и спекулативне претпоставке, док у науци она описује објашњење које је тестирано и широко прихваћено као валидно. Ове различите употребе упоредиве су са супротстављеним употребама предвиђања у науци насупрот уобичајеног говора, где она означавају пуку наду.

Снага научне теорије повезана је са разноликошћу појава које се њоме могу објаснити и њеном једноставношћу. Како се прикупљају додатни научни докази, научна теорија се може модификовати и ултиматно одбацити, ако се не може ускладити са новим налазима. У таквим околностима је неопходна тачнија теорија. То не значи да се све теорије могу темељно изменити (на пример, добро утврђене фундаменталне научне теорије, као што су еволуција, хелиоцентрична теорија, теорија ћелија, теорија тектонике плоча итд). У одређеним случајевима, мање тачна, немодификована научна теорија и даље се може третирати као теорија, ако је корисна (чисто због своје једноставности) као апроксимација у одређеним условима. Такав случај су Њутнови закони кретања, који могу послужити као апроксимација специјалне релативности при брзинама које су мале у односу на брзину светлости.

Научне теорије су проверљиве и дају оповргљива предвиђања. Оне описују узроке одређеног природног феномена и користе се за објашњење и предвиђање аспеката физичког универзума или специфичних истраживачких подручја (на пример, електричне енергије, хемије и астрономије). Научници користе теорије за унапређивање научног знања, као и за омогућавање напретка у технологији или медицини.

Као и код других облика научног знања, и научне теорије су дедуктивне и индуктивне. Оне имају за циљ предиктивност и моћ објашњавања.

Палеонтолог Стивен Џеј Гулд написао је да „... чињенице и теорије су различите ствари, а прегаче хијерархије растуће сигурности. Чињенице су подци о свету. Теорије су структуре идеја које објашњавају и тумаче чињенице.”

Типови

Алберт Ајнштајн је описао два типа научних теорија: „конструктивне теорије” и „принципске теорије”. Конструктивне теорије су конструктивни модели појава: на пример кинетичка теорија. Принципске теорије су емпиријске генерализације попут Њутнових закона кретања.

Карактеристике

Есенцијални критеријуми

Типично за било коју теорију која се прихвата у већини академских кругова важи један једноставан критеријум. Тај суштински критеријум је да теорија мора бити уочљива и поновљива. Горе наведени критеријум је важан за спречавање преваре и увећавање саме науке.

Тектонске плоче света мапиране су у другој половини 20. века. Тектонска теорија плоча успешно објашњава бројна запажања о Земљи, укључујући расподелу земљотреса, планина, континената и океана.

Дефинишаћа карактеристика свих научних сазнања, укључујући теорије, јесте могућност давања оповргљивих или тестабилних предвиђања. Релевантност и специфичност тих предвиђања одређују колико је теорија потенцијално корисна. Будућа теорија која не даје уочљива предвиђања није научна теорија. Предвиђања која нису довољно специфична за тестирање такође нису корисна. У оба случаја, термин „теорија” није применљив.

Скуп описа знања може се назвати теоријом ако испуњава следеће критеријуме:

• Даје оповргљива предвиђања са доследном тачношћу у широком подручју научног испитивања (попут механике).
• Добро је подржавају многи независни докази, а не само појединачна основа.
• У складу је са постојећим експерименталним резултатима и најмање је толико прецизна у својим предвиђањима као и све постојеће теорије.

Ове особине свакако важе за такве устаљене теорије као што су специјална и општа релативност, квантна механика, тектоника плоча, савремена еволуциона синтеза итд.

Други критеријуми

Научници исто тако радије раде са теоријом која задовољава следеће квалитете:

• Она се може подвргнути мањим прилагођавањима да би се узели у обзир нови подаци који се не уклапају савршено, како су откривени, и на тај начин се временом повећава њена способност предвиђања.
• Она је једно од најприсутнијих објашњења, економична за употребу предложених ентитета или објашњења према Окамовој бритви. То је зато што за свако прихваћено објашњење неке појаве може постојати изузетно велики, можда чак и несхватљив, број могућих и сложенијих алтернатива, јер се увек могу оптеретити неуспешна објашњења ad hoc хипотезама да би се спречило њихово одбацивање. Једноставније теорије су пожељније од сложенијих, јер су проверљивије.

Дефиниције из научних организација

Национална академија наука САД дефинише научне теорије на следећи начин:

Формална научна дефиниција теорије прилично се разликује од свакодневног значења речи. Она се доноси на свеобухватно објашњење неког аспекта природе које је подржано великим бројем доказа. Многе научне теорије су тако добро утврђене да ниједан нови доказ нема велику вероватноћу да их битно промени. На пример, ниједан нови доказ неће показати да Земља не кружи око Сунца (хелиоцентрична теорија) или да жива бића нису направљена од ћелија (ћелијска теорија), да материја није састављена од атома или да је површина Земље није подељена на чврсте плоче које су се померале током геолошких временских размера (теорија тектонике плоча) ... Једно од најкориснијих својстава научних теорија је да се могу користити за предвиђање природних догађаја или појава које још увек нису примећене.

Став Америчког удружења за унапређење науке је:

Научна теорија је добро поткрепљено објашњење неког аспекта природног света, засновано на мноштву чињеница које су више пута потврђене посматрањем и експериментом. Такве теорије подржане чињеницама нису „нагађања” већ поуздани прикази стварног света. Теорија биолошке еволуције је више од „само теорије”. То је чињенично објашњење универзума колико и атомска теорија материје или микробна теорија болести. Наше разумевање гравитације и даље је рад у току. Међутим феномен гравитације, попут еволуције, прихваћена је чињеница.

Треба имати на уму да термин теорија не би био прикладан за описивање непроверених, али замршених хипотеза или чак научних модела.

Формирање

теорије ћелије

.]]

Научни метод укључује предлагање и тестирање хипотеза, извођењем предвиђања из хипотеза о резултатима будућих експеримената, а затим извођење тих експеримената да би се видело да ли су предвиђања валидна. Ово пружа доказе за или против хипотезе. Када се прикупи довољно експерименталних резултата у одређеној области истраживања, научници могу предложити оквир објашњења који обухвата што је више могуће од њих. Ово објашњење се такође тестира, и ако испуњава неопходне критеријуме (види горе), онда објашњење постаје теорија. Ово може потрајати много година, јер може бити тешко или компликовано прикупити довољно доказа. Када се сви критеријуми испуне, научници ће га широко прихватити (види научни консензус) као најбоље доступно објашњење барем неких феномена. Оно садржи предвиђања појава које претходне теорије нису могле да објасне или нису могле тачно да предвиде, и има много поновљених тестирања. Снагу доказа процењује научна заједница, а најважније експерименте понавља више независних група.

Теорије не морају бити савршено тачне да би биле научно корисне. На пример, познато је да су предвиђања класичне механике нетачна у релативистичком царству, али су скоро потпуно тачна при релативно малим брзинама уобичајеног људског искуства. У хемији, постоји много киселинско-базних теорија које пружају веома дивергентна објашњења основне природе киселих и базних једињења, али су веома корисне за предвиђање њиховог хемијског понашања. Као и свако знање у науци, ниједна теорија никада не може бити потпуно сигурна, јер је могуће да би будући експерименти могли бити у супротности са предвиђањима теорије. Међутим, теорије подржане научним консензусом имају највиши ниво сигурности од било ког научног сазнања; на пример, да су сви објекти подложни гравитацији или да је живот на Земљи еволуирао од заједничког претка.

Прихватање теорије не захтева да се тестирају сва њена главна предвиђања, ако је већ подржана довољно јаким доказима. На пример, одређени тестови могу бити неизводљиви или технички тешки. Као резултат тога, теорије могу да дају предвиђања која још нису потврђена или доказано нетачна; у овом случају, предвиђени резултати се могу неформално описати термином „теоријски“. Ова предвиђања се могу тестирати касније, а ако су нетачна, то може довести до ревизије или одбацивања теорије. Као што Фејнман каже:

Није важно колико је ваша теорија лепа, није важно колико сте паметни. Ако се не слаже са експериментом, то је погрешно.

Литература

• Селлерс, Пиерс (17. 8. 2016). „Спаце, Цлимате Цханге, анд тхе Реал Меанинг оф Тхеорy”. Тхе Неw Yоркер. Приступљено 18. 8. 2016. , ессаy бy Бритисх/Америцан метеорологист анд а НАСА астронаут он антхопогениц глобал wарминг анд "тхеорy"
• Wиллиам Ф. МцЦомас (30. 12. 2013). Тхе Лангуаге оф Сциенце Едуцатион: Ан Еxпандед Глоссарy оф Кеy Термс анд Цонцептс ин Сциенце Теацхинг анд Леарнинг. Спрингер Сциенце & Бусинесс Медиа. стр. 107. ИСБН 978-94-6209-497-0. 
• Јохн Барроw. (1991). Тхеориес оф Еверyтхинг: Тхе Qуест фор Ултимате Еxпланатионс. Фаwцетт Цолумбине. ИСБН 978-0-449-90738-2. 
• Дилwортх, Цраиг (2007). „Аппендиx IV. Он тхе натуре оф сциентифиц лаwс анд тхеориес”. Сциентифиц прогресс : а студy цонцернинг тхе натуре оф тхе релатион бетwеен суццессиве сциентифиц тхеориес (4тх изд.). Дордрецхт: Спрингер Верлаг. ИСБН 978-1-4020-6353-4. 
• Бацон, Францис (1620). Новум Органум. .
• Ханзел, Игор (1999). Тхе цонцепт оф сциентифиц лаw ин тхе пхилосопхy оф сциенце анд епистемологy : а студy оф тхеоретицал реасон. Дордрецхт [у.а.]: Клуwер. ИСБН 978-0-7923-5852-7. 
• Лехоуx, Дарyн (2012). Wхат Дид тхе Романс Кноw? Ан Инqуирy инто Сциенце анд Wорлдмакинг. Университy оф Цхицаго Пресс. ИСБН 9780226471143. 
• Нагел, Ернест (1984). „5. Еxпериментал лаwс анд тхеориес”. Тхе струцтуре оф сциенце проблемс ин тхе логиц оф сциентифиц еxпланатион (2нд изд.). Индианаполис: Хацкетт. ИСБН 978-0-915144-71-6. 
• Р. Пенросе (2007). Тхе Роад то Реалитy. Винтаге боокс. ИСБН 978-0-679-77631-4. 
• Сwартз, Норман (20. 2. 2009). „Лаwс оф Натуре”. Интернет енцyцлопедиа оф пхилосопхy. Приступљено 7. 5. 2012. 
• Хегселманн, Р.; Муеллер, Улрицх; Троитзсцх, Клаус Г. (30. 6. 1996). Моделлинг анд Симулатион ин тхе Социал Сциенцес фром тхе Пхилосопхy оф Сциенце Поинт оф Виеw. Спрингер. ИСБН 978-0-7923-4125-3. ЦС1 одржавање: Формат датума (веза)
• Хумпхреyс, Паул (2004). Еxтендинг Оурселвес: Цомпутатионал Сциенце, Емпирицисм, анд Сциентифиц Метход. Оxфорд: Оxфорд Университy Пресс. 
• Јоханнес Ленхард, Гüнтер Кüпперс анд Террy Схинн (Едс.) (2006) "Симулатион: Прагматиц Цонструцтионс оф Реалитy", Спрингер Берлин.
• Том Ритцхеy (2012). "Оутлине фор а Морпхологy оф Моделлинг Метходс: Цонтрибутион то а Генерал Тхеорy оф Моделлинг". Ин: Ацта Морпхологица Генералис, Вол 1. Но 1. пп. 1–20.
• Wиллиам Силверт (2001). "Моделлинг ас а Дисциплине". Ин: Инт. Ј. Генерал Сyстемс. Вол. 30(3), пп. 261.
• Сергио Сисмондо анд Снаит Гиссис, ур. (1999). Моделинг анд Симулатион. Специал Иссуе оф Сциенце ин Цонтеxт.  12.
• Ериц Wинсберг (2018) "Пхилосопхy анд Цлимате Сциенце" Цамбридге: Цамбридге Университy Пресс
• Ериц Wинсберг (2010) "Сциенце ин тхе Аге оф Цомпутер Симулатион" Цхицаго: Университy оф Цхицаго Пресс
• Wинсберг, Ериц (2003). „Симулатед Еxпериментс: Метходологy фор а Виртуал Wорл”. Пхилосопхy оф Сциенце. 70: 105—125. дои:10.1086/367872. .
• Томáш Хеликар, Јим А Рогерс (2009). "ЦхемЦхаинс Архивирано на сајту Wayback Machine (3. март 2021): а платформ фор симулатион анд аналyсис оф биоцхемицал нетwоркс аимед то лабораторy сциентистс". БиоМед Централ.
• Парсонс, Јеффреy; Цоле, Линда (2005). „Wхат до тхе пицтурес меан? Гуиделинес фор еxпериментал евалуатион оф репресентатион фиделитy ин диаграмматицал цонцептуал моделинг тецхниqуес”. Дата & Кноwледге Енгинееринг. 55 (3): 327—342. дои:10.1016/ј.датак.2004.12.008. .
• Гемино, Андреw; Wанд, Yаир (2005). „Цомплеxитy анд цларитy ин цонцептуал моделинг: Цомпарисон оф мандаторy анд оптионал пропертиес”. Дата & Кноwледге Енгинееринг. 55 (3): 301—326. дои:10.1016/ј.датак.2004.12.009. .
• D. Батра (2005). „Цонцептуал Дата Моделинг Паттернс”. Јоурнал оф Датабасе Манагемент. 16: 84—106. дои:10.4018/јдм.2005040105. 
• Пападимитриоу, Фивос (2010). „Цонцептуал Моделлинг оф Ландсцапе Цомплеxитy”. Ландсцапе Ресеарцх. 35 (5): 563—570. Бибцоде:2010ЛандР..35..563П. С2ЦИД 145584746. дои:10.1080/01426397.2010.504913. 
• Суппе, Фредерицк (1998). „Ундерстандинг Сциентифиц Тхеориес: Ан Ассессмент оф Девелопментс, 1969–1998” (ПДФ). Пхилосопхy оф Сциенце. 67: С102—С115. С2ЦИД 37361274. дои:10.1086/392812. Приступљено 14. 2. 2013. 
• Халворсон, Ханс (2012). „Wхат Сциентифиц Тхеориес Цоулд Нот Бе” (ПДФ). Пхилосопхy оф Сциенце. 79 (2): 183—206. ЦитеСеерX 10.1.1.692.8455 . С2ЦИД 37897853. дои:10.1086/664745. Приступљено 14. 2. 2013. 
• Фригг, Роман (2006). „Сциентифиц Репресентатион анд тхе Семантиц Виеw оф Тхеориес” (ПДФ). Тхеориа. 55 (2): 183—206. Приступљено 14. 2. 2013. 
• Хацкинг, Иан. (1983). Репресентинг анд Интервенинг. Интродуцторy Топицс ин тхе Пхилосопхy оф Натурал Сциенце. Цамбридге Университy Пресс. .
• Боx, Георге Е.П. & Драпер, Н.Р. (1987). Емпирицал Модел-Буилдинг анд Респонсе Сурфацес. ЦС1 одржавање: Вишеструка имена: списак аутора (веза) Wилеy.
• Иорио, Лорензо (2005). „Он тхе поссибилитy оф меасуринг тхе солар облатенесс анд соме релативистиц еффецтс фром планетарy рангинг”. Астрономy анд Астропхyсицс. 433 (1): 385—93. Бибцоде:2005А&А...433..385И. С2ЦИД 1546486. арXив:гр-qц/0406041 . дои:10.1051/0004-6361:20047155. 

Спољашње везе

• „Дефинитионс оф Фацт, Тхеорy, анд Лаw ин Сциентифиц Wорк”. 16. 3. 2016. Архивирано из оригинала 21. 05. 2016. г. Приступљено 02. 01. 2020. 
• „Хардинг (1999).”. Архивирано из оригинала 01. 02. 2012. г. Приступљено 02. 01. 2020. <