Шешуші эксперимент немесе теорияны сынаудың маңызды тәсілі
Experimentum crucis
Эксперимент круциал: шешуші эксперимент ғылымда теорияны растау/жоққа шығару үшін маңызды. Гипотезаны сынау, нәтижелерді дәлелдеу әдісі. Ғылыми білімнің негізі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Критикалық эксперимент
Critical experiment
Ғылымда экспериментum crucis (ағылшын тілінде: crucial experiment немесе critical experiment) – белгілі бір гипотезаның немесе теорияның ғылыми қауымда қазіргі уақытта кең таралған басқа гипотезалар мен теориялардан басым екенін шешуші түрде анықтай алатын эксперимент. Атап айтқанда, мұндай эксперимент шындыққа келген жағдайда, басқа барлық гипотезалар мен теорияларды жоққа шығаратын нәтиже беруі керек, соның арқасында эксперимент жағдайында (яғни, бірдей сыртқы ортада және эксперименттегі бірдей "енгізілген айнымалылар" үшін) бұл гипотезалар мен теориялар жалған екені дәлелденеді, ал эксперимент жүргізушінің гипотезасы жоққа шығарылмайды. Дюхем-Квин тезисі – экспериментum crucis-тің бір гипотезаны немесе теорияны оның қарсыластарынан таңдаудағы шешуші құндылығын жоққа шығаратын қарама-қарсы көзқарас; сонымен қатар қараңыз.
In science, an experimentum crucis (English: crucial experiment or critical experiment) is an experiment capable of decisively determining whether or not a particular hypothesis or theory is superior to all other hypotheses or theories whose acceptance is currently widespread in the scientific community. In particular, such an experiment must typically be able to produce a result that rules out all other hypotheses or theories if true, thereby demonstrating that under the conditions of the experiment (i. e., under the same external circumstances and for the same "input variables" within the experiment), those hypotheses and theories are proven false but the experimenter's hypothesis is not ruled out. An opposite view, rejecting the decisive value of the experimentum crucis in choosing one hypothesis or theory over its rivals, is the Duhem–Quine thesis; see also .
Тарих
Фрэнсис Бэкон өзінің "Novum Organum" еңбегінде бірінші рет басқа теориялар емес, тек бір теорияның ғана шындыққа сай келетін жағдайды сипаттап, оған "instantia crucis" деген атау берді; бәсекелес теорияларды тексеру үшін мұндай жағдайды әдейі жасауды білдіретін "experimentum crucis" терминін кейін Роберт Гук енгізді, ал одан кейін Исаак Ньютон оны кеңінен пайдаланды. Мұндай эксперименттің жасалуы нақты гипотезаның немесе теорияның ғылыми білімнің бекітілген бөлігі ретінде қарастырылуы үшін қажет деп есептеледі. Ғылым тарихында теориялар сындық эксперимент жасамас бұрын толық дамыған жағдайлар жиі кездеседі. Белгілі эксперименттермен сәйкес келетін, бірақ әлі сындық эксперименттен өтпеген теория, әдетте, осындай эксперименттік сынақты табу мақсатында зерттеуге лайық деп саналады.
Francis Bacon in his Novum Organum first described the concept of a situation in which one theory but not others would hold true, using the name instantia crucis; the phrase experimentum crucis, denoting the deliberate creation of such a situation for the purpose of testing the rival theories, was later coined by Robert Hooke and then famously used by Isaac Newton. The production of such an experiment is considered necessary for a particular hypothesis or theory to be considered an established part of the body of scientific knowledge. It is not unusual in the history of science for theories to be developed fully before producing a critical experiment. A given theory which is in accordance with known experiment but which has not yet produced a critical experiment is typically considered worthy of exploration in order to discover such an experimental test.
Мысалдар
Роберт Бойль 1648 жылы Пуи-де-Домдағы әйгілі сынап барометрінің тәжірибесі туралы айтқанда, тәжірибені эксперимент crucis деп атаған алғашқы адам болды. Бұл тәжірибе мына сұраққа жауап берді: түтіктің жоғарғы жағында бос кеңістік пайда болуына табиғи қарсылық бар ма, әлде сынаптың биіктігі тек ауаның салмағымен анықталады ма? Исаак Ньютон өзінің «Философиялық табиғаттану принциптері» (1687) еңбегінде Декарттың планеталар қозғалысы туралы айналмалы теориясын жоққа шығарды. Ньютон «Оптика» еңбегінде Бірінші кітаптың І бөлімінде, ІІ болжамның ІІ теоремасы, 6-шы тәжірибесінде күн сәулесінің сындыру көрсеткіші бойынша өзгешеленетін сәулелерден тұратындығын дәлелдеу үшін оптикалық эксперимент (experimentum crucis) туралы айтады. 19 ғасырдың мысалы – Френельдің математикалық талдауына негізделген Пуассонның болжамы, жарық толқынының теориясы түзу дөңгелек нысанның көлеңкесінің ортасында жарқын нүкте болатынын болжады, бұл нәтиже (сол кездегі) бөлшектік жарық теориясымен түсіндірілмеді. Франсуа Арагоның тәжірибесі осы құбылыстың бар екенін көрсетті, қазір ол Араго нүктесі немесе «Пуассонның жарқын нүктесі» деп аталады, бұл толқындық теорияның қабылдануына әкелді. 20 ғасырда эксперимент crucis-тің танымал мысалы – 1919 жылы Артур Эддингтон басқарған экспедиция, Африкадағы Принсип аралында Күн тұтылуы кезінде Күн төңірегіндегі жұлдыздардың орнын тіркеу үшін (Эддингтон тәжірибесіне қараңыз). Жұлдыздардың орналасуын бақылау 1915 жылы жарияланған Альберт Эйнштейннің жалпы салыстырмалылық теориясындағы гравитациялық линзалардың болжамдарын растады. Эддингтонның байқаулары Эйнштейннің теориясының пайдасына алғашқы нақты дәлелдер саналды. Кейбір жағдайларда, ұсынылған теория басқа ешқандай теория түсіндіре алмайтын аномальды тәжірибелік нәтижелерді түсіндіре алады. Мысалы, Макс Планк 1900 жылы ұсынған кванттық гипотезаның қара дене спектрін есепке алу қабілеті, бұл тәжірибелік нәтиже, классикалық Рейли-Джинс заңы болжай алмады. Алайда, мұндай жағдайлар жаңа теорияны толыққанды құру үшін жеткілікті күшті деп есептелмейді, және кванттық механика жағдайында теорияның толық қабылдануы үшін теорияның жаңа болжамдары арқылы расталуы қажет болды.
Robert Boyle was the first person to hail an experiment as experimentum crucis when he referred to the famous mercury barometer experiment on Puy de Dome in 1648. This experiment settled the question: Was there some natural resistance to the creation of an apparently empty space at the top of the tube, or was the height of the mercury determined solely by the weight of the air? In his Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, Isaac Newton (1687) presents a disproof of Descartes' vortex theory of the motion of the planets. In his Opticks, Newton describes an optical experimentum crucis in the First Book, Part I, Proposition II, Theorem II, Experiment 6, to prove that sunlight consists of rays that differ in their index of refraction. A 19th century example was the prediction by Poisson, based on Fresnel's mathematical analysis, that the wave theory of light predicted a bright spot in the center of the shadow of a perfectly circular object, a result that could not be explained by the (then current) particle theory of light. An experiment by François Arago showed the existence of this effect, now called the Arago spot, or "Poisson's bright spot", which led to the acceptance of the wave theory. A famous example in the 20th century of an experimentum crucis was the expedition led by Arthur Eddington to Principe Island in Africa in 1919 to record the positions of stars around the Sun during a solar eclipse (see Eddington experiment). The observation of star positions confirmed predictions of gravitational lensing made by Albert Einstein in the general theory of relativity published in 1915. Eddington's observations were considered to be the first solid evidence in favor of Einstein's theory. In some cases, a proposed theory can account for existing anomalous experimental results for which no other existing theory can furnish an explanation. An example would be the ability of the quantum hypothesis, proposed by Max Planck in 1900, to account for the observed black body spectrum, an experimental result that the existing classical Rayleigh–Jeans law could not predict. Such cases are not considered strong enough to fully establish a new theory, however, and in the case of quantum mechanics, it took the confirmation of the theory through new predictions for the theory to gain full acceptance.