Наука оперирует такими понятиями, как гипотеза, закон и теория. Часто их путают и неправильно используют как синонимы. Но между ними есть существенные различия. Давайте разберемся, что же они означают в научном мире, в чем их отличия и особенности.
Определение понятий гипотеза, закон и теория
Гипотеза - это предположение, выдвинутое для объяснения каких-либо явлений. Гипотеза носит вероятностный характер и требует доказательств.
Например, существует гипотеза о том, что Земля имеет твердое внешнее ядро и жидкую внешнюю часть.
Закон - это выраженная в форме утверждений совокупность явлений, связанных причинно-следственными отношениями. Закон является доказанным утверждением.
К примеру, закон всемирного тяготения Ньютона описывает силу гравитационного взаимодействия между массивными телами.
F = G*(m1*m2)/r2
Теория - это комплекс научных знаний, представляющий собой систему аргументированных объяснений и предсказаний большого количества фактов. Теория формируется на базе проверенных гипотез и законов.
Ключевой теорией в биологии является теория эволюции Дарвина о естественном отборе и происхождении видов.
Как формируются гипотеза, закон и теория
Чем гипотеза отличается от закона или теории - это и путями их появления. Гипотеза возникает как предположение, объясняющее научные факты и явления. Ее автором чаще всего является отдельный ученый или небольшая группа исследователей.
Например, Миланкович выдвинул гипотезу о влиянии колебаний орбиты Земли на формирование ледниковых периодов в истории нашей планеты. Это объясняло природу оледенений.
Закон формируется на основе обобщения большого количества научных данных и фактов. Он выражает устойчивые связи и закономерности между явлениями.
Так появился закон Хаббла, выведенный из наблюдений за удалением галактик и связывающий скорость их движения и расстояние между ними.
| V = H0 * D |
Где:
- V - скорость удаления галактики
- H0 - постоянная Хаббла
- D - расстояние до галактики
Теория возникает на основе синтеза многочисленных научных гипотез, законов, данных наблюдений и экспериментов. Она обобщает и систематизирует знания.
Так появилась теория Большого Взрыва, объединившая множество законов физики, данных о реликтовом излучении и других фактов о ранней Вселенной.
То есть гипотеза → закон → теория - это путь развития научного знания от предположения к фундаментальной концепции.
Критерии проверки гипотез, законов и теорий
Гипотеза, закон и теория отличаются способами проверки их правдивости и точности.
Гипотеза проверяется путем экспериментальной проверки ее следствий. Если результат эксперимента соответствует предсказаниям гипотезы, то ее обоснованность повышается. Если нет - гипотеза опровергается или уточняется.
Например, гипотеза Вейнберга и Салама была проверена в ускорителях элементарных частиц на БАКе и подтвердилась.
Закон проверяется путем сопоставления с большим числом фактов и данных наблюдений. Чем шире круг подтверждений закона, тем он надежнее.
К примеру, закон Хаббла подтверждается данными о скоростях удаления не только галактик, но и скоплений галактик.
Теория проверяется путем проверки включенных в нее гипотез и законов, а также ее предсказаний. Теория считается достоверной, если ее не удалось опровергнуть длительное время.
Так, теория относительности Эйнштейна прошла многочисленные экспериментальные подтверждения в ХХ веке и не была опровергнута.
Изменение и развитие гипотез, законов и теорий
Доказанность и устойчивость гипотез, законов и теорий может со временем изменяться под влиянием новых открытий и данных.
Гипотезы регулярно пересматриваются, уточняются, а также отвергаются, если они не подтверждаются фактами.
Новые открытия иногда приводят к уточнениям формулировок законов или расширению сферы их применимости. К примеру, после открытия ускоренного расширения Вселенной закон Хаббла был дополнен.
Теории со временем вбирают в себя все больше знаний, расширяясь и углубляясь. Например, открытие физики элементарных частиц привело к дополнениям теории относительности.
Чем гипотеза отличается от закона или теории - стабильностью своего статуса. Гипотезы постоянно проверяются и меняются, законы реже, а теории наиболее устойчивы.
Практические советы по выдвижению гипотез
Чтобы сформулировать хорошую гипотезу, полезно придерживаться некоторых советов:
- Гипотеза должна объяснять некоторую группу фактов и явлений
- Гипотеза должна быть проверяемой, т.е. из нее нужно уметь выводить следствия для экспериментальной оценки
- Гипотеза не должна противоречить известным данным и экспериментальным фактам
- Желательна простота гипотезы и минимум дополнительных допущений
Следует помнить, что гипотез может быть выдвинуто несколько для объяснения одной и той же группы фактов. Главное - предложить гипотезу, соответствующую перечисленным критериям.
