Kiến thức Phổ thông

Phân biệt Giả thuyết, mô hình, lý thuyết & định luật

Trong cách sử dụng phổ biến, các từ giả thuyết, mô hình, lý thuyết và luật có những cách hiểu khác nhau và đôi khi được sử dụng không chính xác, nhưng trong khoa học, chúng có ý nghĩa rất chính xác.

Giả thuyết

Có lẽ bước khó khăn và hấp dẫn nhất là sự phát triển của một giả thuyết cụ thể, có thể kiểm chứng. Một giả thuyết hữu ích cho phép dự đoán bằng cách áp dụng lý luận suy diễn, thường ở dạng phân tích toán học. Đó là một tuyên bố hạn chế về nguyên nhân và kết quả trong một tình huống cụ thể, có thể được kiểm tra bằng thử nghiệm và quan sát hoặc bằng phân tích thống kê về xác suất từ ​​dữ liệu thu được. Kết quả của giả thuyết thử nghiệm hiện chưa được biết, để kết quả có thể cung cấp dữ liệu hữu ích liên quan đến tính hợp lệ của giả thuyết.

Đôi khi một giả thuyết được phát triển phải chờ kiến ​​thức hoặc công nghệ mới có thể kiểm chứng được. Khái niệm nguyên tử được đề xuất bởi người Hy Lạp cổ đại , những người không có phương tiện thử nghiệm nó. Hàng thế kỷ sau, khi có thêm kiến ​​thức, giả thuyết đã nhận được sự ủng hộ và cuối cùng đã được cộng đồng khoa học chấp nhận, mặc dù nó đã phải sửa đổi nhiều lần trong năm. Các nguyên tử không phải là không thể chia cắt, như người Hy Lạp cho rằng.

Mô hình

Một mô hình được sử dụng cho các tình huống khi biết rằng giả thuyết có giới hạn về tính hợp lệ của nó. Các mô hình Bohr của nguyên tử , ví dụ, mô tả các electron quay xung quanh hạt nhân nguyên tử trong một thời trang tương tự như các hành tinh trong hệ mặt trời. Mô hình này rất hữu ích trong việc xác định năng lượng của các trạng thái lượng tử của electron trong nguyên tử hydro đơn giản, nhưng nó không có nghĩa là đại diện cho bản chất thực sự của nguyên tử. Các nhà khoa học (và sinh viên khoa học) thường sử dụng các mô hình lý tưởng hóa như vậy  để nắm bắt ban đầu về việc phân tích các tình huống phức tạp.

Lý thuyết & Định luật

Một lý thuyết khoa học hoặc định luật đại diện cho một giả thuyết (hoặc nhóm các giả thuyết liên quan) đã được xác nhận thông qua thử nghiệm lặp đi lặp lại, hầu như luôn được tiến hành trong một khoảng thời gian nhiều năm. Nói chung, một lý thuyết là một lời giải thích cho một tập hợp các hiện tượng liên quan, như lý thuyết tiến hóa hoặc lý thuyết vụ nổ lớn .

Từ “định luật” thường được gọi để chỉ một phương trình toán học cụ thể liên quan đến các yếu tố khác nhau trong một lý thuyết. Định luật Pascal đề cập đến một phương trình mô tả sự khác biệt về áp suất dựa trên chiều cao. Trong lý thuyết tổng thể về trọng lực phổ quát được phát triển bởi Isaac Newton, phương trình chính mô tả lực hấp dẫn giữa hai vật thể được gọi là định luật hấp dẫn .

Ngày nay, các nhà vật lý hiếm khi áp dụng từ “định luật” cho ý tưởng của họ. Một phần, điều này là do rất nhiều “luật tự nhiên” trước đây được phát hiện là không có nhiều luật như hướng dẫn, hoạt động tốt trong các tham số nhất định nhưng không phải trong các tham số khác.

Mô hình khoa học

Một khi một lý thuyết khoa học được thiết lập, rất khó để khiến cộng đồng khoa học loại bỏ nó. Trong vật lý, khái niệm ether như một phương tiện để truyền sóng ánh sáng gặp phải sự phản đối nghiêm trọng vào cuối những năm 1800, nhưng nó đã không được coi thường cho đến đầu những năm 1900, khi Albert Einstein đề xuất giải thích thay thế cho bản chất sóng của ánh sáng không dựa vào một phương tiện để truyền tải.

Nhà triết học khoa học Thomas Kuhn đã phát triển thuật ngữ mô hình khoa học để giải thích tập hợp các lý thuyết mà theo đó khoa học vận hành. Ông đã thực hiện nhiều nghiên cứu về các cuộc cách mạng khoa học diễn ra khi một mô hình được lật ngược để ủng hộ một bộ lý thuyết mới. Công trình của ông cho thấy rằng bản chất của khoa học thay đổi khi những mô hình này khác nhau đáng kể. Bản chất của vật lý trước thuyết tương đối và cơ học lượng tử khác về cơ bản so với sau khi khám phá ra, giống như sinh học trước Thuyết tiến hóa của Darwin khác về cơ bản với sinh học theo nó. Bản chất của các cuộc điều tra thay đổi.

Một hậu quả của phương pháp khoa học là cố gắng duy trì tính nhất quán trong cuộc điều tra khi những cuộc cách mạng này xảy ra và để tránh các nỗ lực lật đổ các mô hình hiện có trên cơ sở tư tưởng.

Dao cạo của Occam

Một nguyên tắc cần lưu ý liên quan đến phương pháp khoa học là Occam’s Razor (đánh vần là Ockham’s Razor), được đặt theo tên của nhà logic học người Anh thế kỷ 14 và Franciscan friar William of Ockham. Occam đã không tạo ra khái niệm – tác phẩm của Thomas Aquinas và thậm chí Aristotle đã đề cập đến một số hình thức của nó. Cái tên này lần đầu tiên được gán cho anh ta (theo hiểu biết của chúng tôi) vào những năm 1800, cho thấy rằng anh ta phải tán thành triết lý đủ để tên của anh ta gắn liền với nó.

Occam’s Razor chỉ ra rằng lời giải thích đơn giản nhất phù hợp với dữ liệu có sẵn là cách giải thích phù hợp nhất. Giả sử rằng hai giả thuyết được đưa ra có sức mạnh dự đoán ngang nhau, một giả thuyết đưa ra các giả định ít nhất và các thực thể giả thuyết được ưu tiên. Sự hấp dẫn đối với sự đơn giản này đã được hầu hết các khoa học chấp nhận và được viện dẫn trong câu nói nổi tiếng này của Albert Einstein: Mọi thứ nên được làm đơn giản nhất có thể, nhưng không đơn giản.

Điều quan trọng cần lưu ý là Occam’s Razor không chứng minh rằng giả thuyết đơn giản hơn, thực sự, là lời giải thích thực sự về cách hành xử của tự nhiên. Nguyên tắc khoa học nên đơn giản nhất có thể, nhưng đó không phải là bằng chứng cho thấy bản chất tự nhiên là đơn giản.

Tuy nhiên, thông thường là khi một hệ thống phức tạp hơn đang hoạt động, có một số yếu tố của bằng chứng không phù hợp với giả thuyết đơn giản hơn, do đó, Occam’s Razor hiếm khi sai vì nó chỉ giải quyết các giả thuyết về sức mạnh dự đoán hoàn toàn bằng nhau. Sức mạnh dự đoán quan trọng hơn sự đơn giản.

Hàm delta Dirac là gì và nguyên lý hoạt động của nó - Hàm delta Dirac là tên được đặt cho một cấu trúc toán học nhằm thể hiện một đối tượng điểm được lý tưởng hóa, chẳng hạn như khối lượng điểm hoặc điện tích điểm. Nó có các ứng dụng rộng rãi trong cơ học lượng tử và phần còn lại của vật lý lượng tử,… Đọc thêm
Chủ đề trong bài
Show More
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker