Научный метод познания. Ключ к решению любых задач - [9]

В естественных науках – в физике, химии и пр. – шаг полной математической индукции может быть доказан посредством нахождения материальной причинно-следственной связи между явлениями природы. Например, законы сохранения массы, энергии и импульса объясняются через однородность времени и пространства (равноценность всех моментов времени, точек пространства), закон сохранения момента импульса – через изотропность пространства (равноценность всех направлений). Биологическая эволюция объясняется изменчивостью, мутациями, наследственностью и естественным отбором. Второй закон термодинамики имеет статистическое объяснение по Больцману. Закон Хаббла объясняется расширением Вселенной – разбеганием галактик и пр.

Нахождение логического причинно-следственного объяснения той или иной закономерности принципиально важно – это шаг полной математической индукции (глава 1.3). Без него накопленные факты даже в очень большом количестве ещё пока не дают оснований делать вывод о закономерности. Факты дают лишь право на выдвижение гипотезы – предполагаемой закономерности. Гипотеза должна быть проверена, причем не только попыткой подтверждения, но и попыткой опровержения по Попперу.

Если материальная причинно-следственная связь между явлениями природы не доказана, то ни в коем случае нельзя делать индуктивный вывод. Например, в астрологии даже если Вы и найдете несколько случайных совпадений между предсказаниями астрологов и опытом, то отсутствие шага индукции – причинно-следственной связи между движением планет и жизнью людей – доказывает антинаучность астрологии в принципе .

6.2. Необходимость и достаточность

Также важно видеть разницу между понятиями необходимо и достаточно. Для подтверждения теории необходимо, чтобы она была основана на фактах, и необходимо , чтобы её маловероятные предсказания подтверждались

экспериментальными фактами, и необходимо , чтобы она объясняла взаимосвязь явлений природы материальными причинно-следственными связями, и необходимо , чтобы она соответствовала предыдущему научному знанию (либо в случае более общей теории – чтобы она содержала в себе старые теории в качестве частного случая, например общая теория относительности содержит в себе классическую теорию гравитации Ньютона в качестве частного случая для слабых гравитационных полей).

Но даже всего этого недостаточно для абсолютной истинности теории с точки зрения полной математической индукции. Мы лишь можем сказать, что данная теория работает на данной области применимости. Но мы должны понимать, что наша теория может оказаться ошибочной – возможно, в будущем, мы разработаем лучшую теорию, которая опишет эти же данные лучше, точнее, понятнее.

Однако, с точки зрения математической логики, не только необходимо, но и достаточно найти всего хотя бы одно противоречие теории с экспериментом, либо одно внутренне противоречие в ней, чтобы доказать, что она ошибочна.

Например, нахождение хотя одного неверного астрологического прогноза опровергает всю астрологию на корню. А таких ошибочных прогнозов у астрологов полно.

7. Предсказательная сила научной теории

Серьёзная научная теория должна обладать сильной предсказательной силой. Тем более точны её предсказания, чем меньше вероятность их случайного совпадения с опытом. Поэтому тем сильнее предсказательная сила научной теории и тем больше мы убеждаемся в том, что перед нами – истина.

Напротив, отсутствие у теории предсказательной силы или расплывчатость предсказаний делает ее ненаучной и ненужной.

Рассмотрим пару ярких примеров.

Периодическая таблица Д.И.Менделеева

Создав свою периодическую таблицу в 1869 году, Д.И.Менделеев подробно предсказал физические и химические свойства пока не открытых в то время химических элементов, которые хорошо совпали с опытом – скандий, галлий, технеций и германий.

Например, должен быть элемент с атомным весом около 70, он должен быть легкоплавким, трёхвалетным, его оксид должен иметь формулу Ga2O3 и должен быть амфотерным, т. е. растворяться и в кислотах, и в щелочах. На опыте всё именно так и оказалось – был найден элемент галлий с именно такими свойствами. Он легкоплавкий – температура плавления галлия: 30ºC, атомный вес 70.

Квантовая электродинамика (КЭД)

Квантовая электродинамика (КЭД) предсказывает следующее значение аномального магнитного момента электрона [1]:

μtheor = 1,001159652236(28) μ0

где μ0 = e0ħ/2m0c – магнитный момент электрона из теории Дирака (магнетон Бора).

Эксперимент отлично совпадает с теорией [2]:

μexper = 1,0011596521869(41) μ0

с точностью ±4*10-12. Научная теория ценится за такие конкретные и точные предсказания.

А какова предсказательная сила лженауки вроде астрологии или графологии? Нулевая. Сколько раз еще со средних веков в ожидании скорого конца света верующие продавали имущество, не засевали поля и погибали от нищеты и голода! А обещанный конец света все не приходил и никто не спасал умирающих верующих, несмотря на все мольбы.

Список литературы

[1] «Физика микромира», гл. ред. Д. В. Ширков, «Советская энцикло педия», М., 1980

[2] Яворский Б. М. «Справочник по физике для инженеров и студентов вузов», Б. М. Яворский, А. А. Детлаф, А. К. Лебедев, 8-е изд., Москва, Оникс, Мир и образование, 2006