TIETEELLINEN MENETELMÄ

© Katse Kaikkeuteen 2020

Tilaa ohjelman YouTube-kanava!
   / katsekaikkeuteen  

Seuraa ohjelmaa Facebookissa!
  / katsekaikkeuteen  

Seuraa ohjelmaa Instagramissa!
  / katsekaikkeuteen  

Ota yhteyttä kommenttien ja kysymysten kera!
[email protected]

TIETEELLINEN MENETELMÄ

Jos tiede tarkottaa tiettyä tapaa ajatella, mikä on se tieteellinen ajatusketju, joka tieteen muodostaa?

INTRO

Teoria tarkottaa yksinkertasimmillaan tieteellisin menetelmin muodostettua käsitystä jonkin luonnossa esiintyvän ilmiön käyttäytymisestä. Teoria osottaa luonnosta lainalasuuksia ja säännönmukasuuksia, jotka auttaa meitä ymmärtään tätä maailmaa entistä paremmin, uusien johtopäätösten ja havaintojen saavuttamiseks. Tieteellinen menetelmä tarkottaa kaikkia niitä eri tieteenaloille ominaisia keinoja muodostaa näitä teorioita. Tekemällä vuoronperään havaintoja ja niitä testaavia kokeita, teorian ja käytännön yhteisessä liitossa.

AJATUSKETJUN ASKELMAT

Tieteellinen menetelmä alkaa jonkin havainnon tekemisestä. Me voidaan vaikka panna merkille että joskus kun vesialtaasta irrottaa tulpan, veteen muodostuva pyörre liikkuu myötäpäivään, mutta joskus myös vastapäivään. Riittävän monen havainnon perusteella voidaan muodostaa testattavia matemaattisia malleja ilmiön toiminnasta tai sitten ilman mallinnuksen välivaihetta suoria hypoteeseja, eli havaintoihin perustuvia oletuksia jonkin ilmiön selitykseks. Kun me ollaan nähty veden pyörivän Suomessa yhteen suuntaan, mutta Australiassa toiseen, yks mahdollinen hypoteesi on se, että veden pyörimissuunta riippuu siitä, ollaanko pohjosella vai eteläisellä pallonpuoliskolla, koska Maan pyörimisliikkeestä aiheutuvan coriolisvoiman johdosta myös merivirrat kulkee eri pallonpuoliskoilla päinvastasiin suuntiin. Ollakseen tieteellinen hypoteesi, sen täytyy olla testattavissa luonnon ilmiön avulla tai luonnon ilmiöö simuloivassa kokeessa. Mut mehän tiedetään kuinka tätä hypoteesia voi testata. Vedetään vesitulppa molemmilla pallonpuoliskoilla vaikka 100 kertaa, virhemarginaalin huomioimiseks ja vertaillaan tuloksia, jotka onnistuu joko verifioimaan tän hypoteesin teoriaks, tai falsifioimaan sen roskakoriin. Tässä tapauksessa falsifioimaan. Coriolisvoima vaikuttaa pelkästään suuriin ja hitaasti liikkuviin massoihin, ja vesilataaseen muodostuvan pyörteen pyörimissuunta on täysin sattumanvaranen.

FAKTOJEN FALSIFIOINTI

Paljon usemmin kun tieteellinen kontrolloitu koe onnistuu suoranaisesti joko verifioimaan tai falsifioimaan hypoteesin, ne osottaa osittain toimivasta hypoteesista puutteita ja testattavasta ilmiöstä uusia ominaisuuksia, joiden pohjalta palataan taas työpöydän ääreen jalostaan hypoteesia. Kokeiden tuloksia tulkitessa on myös mahdollista, että tieteilijä taipuu suosimaan tiettyjä tuloksia enemmän kun toisia. Nää on niitä huomaamattomia inhimillisiä tekijöitä, joita tieteellisellä menetelmällä pyritään minimoimaan. Sen takia koetulokset ei oo mitään juhlimisen arvosta, ennen kun ne on julkastu koko tiedeyhteisön arvioimiseks. Tää on yks merkittävä syy sille minkä takia kaikkein merkittävimpiä ja mullistavimpia teorioita on läpi historian tiedeyhteisöissä aina loppuun asti hyljeksitty. Kaikkeen täytyy suhtautua skeptisesti, koska kaikkee täytyy pyrkiä falsifioimaan, jotta kaikesta saatais kyllin aukottomia tieteellisiä todisteita, ennen kun niistä voi tehdä tieteellisiä yleistyksiä ja lähtökohtasia olettamuksia ja Nobelin palkinnot voi laittaa jakoon. Siitäkin huolimatta tieteellisen teorian pitää aina olla falsifioitavissa, jos jokin uus havainto osottaa siitä aukkoja tai ristiriitoja. Isaac Newton selitti vetovoiman ilmiön, jota ei kyetty falsifioimaan, ja se tunnettiin klassisen mekaniikan kivijalkana 200 vuoden ajan. Kunnes tuli Albert Einstein ja huomautti, että vetovoimateoria ei toimi jos liikkeen nopeus lähestyy valonnopeutta tai liike tapahtuu lähellä voimakkaita painovoimakenttiä. Näin päädyttiin vetovoimateoriaa tyydyttävämpään painovoimateoriaan.

TEOREETTINEN TODELLISUUS

Noin sata vuotta sitten, matematiikka ja fysiikka kasvo erilleen. Einsteinin fysiikan aikoihin, synty myös uus matematiikan osa-alue nimeltä topologia, eli hyperulotteisten kappaleiden geometria. Kuutioita ja palloja käsiteltiin kolmen ulottuvuuden sijasta viidessä, kymmenessä tai miksei kahdessakymmenessä ulottuvuudessa. Fysiikan ja matematiikan tiet erkaantu: matematiikka siirty hyperavaruuteen, jolla ei ollu minkäänlaista fyysistä sovellutusta todellisuuteen. Fyysikot konkkas kehityksen perässä vuosikymmeniä, kunnes ne viimein kohtas säieteorian, joka käsittelee ykstoistaulotteista hyperavaruutta. Sen lisäks, siinä missä topologia oli jämähtäny symmetriaan, säieteorian ulottuvuudet oli supersymmetrisiä. Matemaatikot oli järkyttyneitä, koska yht’äkkiä fysiikka loi täysin uusia matematiikan käsitteitä, mitä ei ollu tapahtunu 300 vuoteen Isaac Newtonin jälkeen. Superluvut, supertopologia, superdifferentiaaligeometria...