Que signifie prouver une théorie scientifique? Quel est le rôle des mathématiques dans les sciences? Comment définissez-vous la méthode scientifique? Jetez un coup d'œil à la façon fondamentale dont les gens considèrent la science, ce que signifie la preuve et si une hypothèse peut être prouvée ou non prouvable.
La conversation commence
L'histoire commence par un e-mail qui semblait critiquer mon soutien à la la théorie du Big Bang ce qui, après tout, n'est pas démontrable. L'auteur du courriel a indiqué qu'il pensait que cela était lié au fait que, dans mon Introduction à la méthode scientifique article, j'ai la ligne suivante:
Analyser les données - utiliser une analyse mathématique appropriée pour voir si les résultats de l'expérience soutiennent ou réfutent l'hypothèse.
Il a laissé entendre que mettre l'accent sur "l'analyse mathématique" était trompeur. Il a affirmé que les mathématiques ont été abordées plus tard, car les théoriciens pensaient que la science pourrait être mieux expliquée à l'aide d'équations et de constantes arbitrairement assignées. Selon l'auteur, les mathématiques peuvent être manipulées pour obtenir les résultats souhaités, sur la base des idées préconçues du scientifique, telles que ce qu'Einstein a fait avec le
constante cosmologique.Il y a beaucoup de grands points dans cette explication, et plusieurs qui me semblent bien éloignés de la réalité. Examinons-les point par point au cours des prochains jours.
Pourquoi toutes les théories scientifiques ne sont pas prouvables
La théorie du big bang n'est absolument pas prouvable. En fait, toutes les théories scientifiques ne sont pas prouvables, mais le big bang en souffre un peu plus que la plupart.
Quand je dis que toutes les théories scientifiques ne sont pas prouvables, je fais référence aux idées du célèbre philosophe des sciences Karl Popper, qui est bien connu pour avoir discuté de l'idée qu'une idée scientifique doit être falsifiable. En d'autres termes, il doit y avoir un moyen (en principe, sinon dans la pratique) que vous puissiez avoir un résultat qui contredit une idée scientifique.
Toute idée qui peut être constamment déplacée pour que toute sorte de preuve puisse lui convenir n'est, selon la définition de Popper, pas une idée scientifique. (C'est pourquoi le concept de Dieu, par exemple, n'est pas scientifique. Ceux qui croient en Dieu utilisent à peu près tout pour soutenir leur affirmation et ne peuvent pas fournir de preuves - au moins à court de mourir et de trouver que rien ne s'est passé, ce qui malheureusement ne donne que peu de données empiriques dans ce monde - ce qui pourrait, même en théorie, réfuter leur prétendre.)
Une conséquence du travail de Popper sur la falsifiabilité est la compréhension que vous ne prouvez jamais vraiment une théorie. Ce que les scientifiques font, c'est plutôt trouver des implications de la théorie, faire des hypothèses basées sur celles implications, puis essayez de prouver que l'hypothèse spécifique vraie ou fausse soit par l'expérience ou prudente observation. Si l'expérience ou l'observation correspond à la prédiction de l'hypothèse, le scientifique a gagné le soutien de l'hypothèse (et donc de la théorie sous-jacente), mais ne l'a pas prouvée. Il est toujours possible qu'il y ait une autre explication au résultat.
Cependant, si la prédiction s'avère fausse, alors la théorie pourrait avoir de graves défauts. Pas nécessairement, bien sûr, car trois étapes potentielles pourraient contenir le défaut:
- le montage expérimental
- le raisonnement qui a conduit à l'hypothèse
- la théorie sous-jacente elle-même
Les preuves qui contredisent la prédiction peuvent simplement être le résultat d'une erreur dans l'exécution de l'expérience, ou signifie que la théorie est solide, mais la façon dont le scientifique (ou même les scientifiques en général) l'a interprétée a une certaine défauts. Et, bien sûr, il est possible que la théorie sous-jacente soit tout simplement fausse.
Alors permettez-moi de déclarer catégoriquement que la théorie du big bang est complètement impossible à prouver... mais il est cohérent, dans l'ensemble, avec tout ce que nous savons sur l'univers. Il y a encore beaucoup de mystères, mais très peu de scientifiques croient qu'ils seront résolus sans une certaine variation du big bang dans un passé lointain.
Édité par Anne Marie Helmenstine, Ph. D.