Mencari bukti? Tidak ada hal seperti itu dalam kebanyakan penelitian. Flickr / Paul Mazumdar, CC BY-NC

Sebagai seorang ahli astrofisika, saya hidup dan bernafas sains. Banyak dari apa yang saya baca dan dengar ditulis dalam bahasa sains yang bagi orang luar nampak lebih dari sekadar jargon dan omong kosong. Tetapi satu kata jarang diucapkan atau dicetak dalam sains dan kata itu adalah "bukti". Bahkan, sains tidak ada hubungannya dengan "membuktikan" apa pun.

Kata-kata ini mungkin telah menyebabkan ekspresi khawatir merayap di wajah Anda, terutama ketika media terus-menerus memberi tahu kita bahwa sains membuktikan sesuatu, hal-hal serius dengan konsekuensi potensial, seperti kunyit ternyata bisa menggantikan obat 14, dan hal-hal yang lebih sembrono seperti sains telah membuktikan hal itu mozzarella adalah keju optimal untuk pizza.

Tentunya ilmu pengetahuan telah membuktikan ini, dan banyak hal lainnya. Tidak begitu!

Cara ahli matematika

Matematikawan membuktikan banyak hal, dan ini berarti sesuatu yang sangat spesifik. Matematikawan meletakkan seperangkat aturan dasar tertentu, yang dikenal sebagai aksioma, dan menentukan pernyataan mana yang benar dalam kerangka kerja.

Salah satu yang paling terkenal dari ini adalah geometri kuno Euclid. Dengan hanya segelintir aturan yang mendefinisikan ruang datar yang sempurna, anak-anak yang tak terhitung jumlahnya selama beberapa milenia terakhir telah berkeringat untuk membuktikan PythagorasHubungan untuk segitiga siku-siku, atau bahwa garis lurus akan melintasi lingkaran paling banyak di dua lokasi, atau segudang pernyataan lain yang benar dalam Aturan Euclid.

Sementara dunia Euclid sempurna, ditentukan oleh garis lurus dan lingkarannya, alam semesta yang kita huni tidak. Figur-figur geometris yang digambar dengan kertas dan pensil hanyalah perkiraan dari dunia Euclid di mana pernyataan kebenaran mutlak.

Selama beberapa abad terakhir kita telah menyadari bahwa geometri lebih rumit daripada Euclid, dengan matematika hebat seperti Gauss, Lobachevsky dan Riemann memberi kita geometri permukaan melengkung dan melengkung.

Dalam geometri non-Euclidean, kita memiliki seperangkat aksioma dan aturan dasar yang baru, dan seperangkat pernyataan kebenaran absolut baru yang dapat kita buktikan.

Aturan-aturan ini sangat berguna untuk navigasi di sekitar (hampir) planet bundar ini. Satu dari Einstein(Banyak) prestasi besar adalah untuk menunjukkan bahwa ruangwaktu melengkung dan bengkok itu sendiri dapat menjelaskan gravitasi.

Namun, dunia matematika dari geometri non-Euclidean adalah murni dan sempurna, sehingga hanya perkiraan untuk dunia berantakan kita.

Apa itu sains?

Tetapi ada matematika dalam sains, Anda menangis. Saya baru saja memberi kuliah tentang medan magnet, integral garis dan kalkulus vektor, dan saya yakin siswa saya akan dengan mudah setuju bahwa ada banyak matematika dalam sains.

Dan pendekatannya sama dengan matematika lainnya: mendefinisikan aksioma, memeriksa konsekuensinya.

Einstein terkenal E = mc², diambil dari dalil tentang bagaimana hukum elektromagnetisme dilihat oleh pengamat yang berbeda, miliknya teori relativitas khusus, adalah contoh utama dari ini.

Tetapi bukti matematis semacam itu hanyalah bagian dari kisah sains.

Bagian penting, bagian yang mendefinisikan ilmu pengetahuan, adalah apakah hukum matematika seperti itu adalah deskripsi akurat dari alam semesta yang kita lihat di sekitar kita.

Untuk melakukan ini kita harus mengumpulkan data, melalui pengamatan dan percobaan fenomena alam, dan kemudian membandingkannya dengan prediksi dan hukum matematika. Kata utama dari upaya ini adalah "bukti".

Detektif ilmiah

Sisi matematisnya murni dan bersih, sedangkan pengamatan dan eksperimen dibatasi oleh teknologi dan ketidakpastian. Membandingkan keduanya terbungkus dalam bidang matematika statistik dan inferensi.

Banyak, tetapi tidak semua, bergantung pada pendekatan khusus untuk ini dikenal sebagai Alasan bayesian untuk memasukkan bukti pengamatan dan eksperimental ke dalam apa yang kita ketahui dan untuk memperbarui kepercayaan kita pada deskripsi khusus tentang alam semesta.

 Satu-satunya cara adalah turun untuk apel ini. Flickr / Don LaVange, CC BY

Di sini, keyakinan berarti seberapa percaya diri Anda pada model tertentu sebagai deskripsi akurat tentang alam, berdasarkan apa yang Anda ketahui. Pikirkan itu sedikit seperti peluang taruhan pada hasil tertentu.

Deskripsi gravitasi kami tampaknya cukup baik, sehingga mungkin merupakan makanan kesukaan bahwa sebuah apel akan jatuh dari cabang ke tanah.

Tapi saya kurang percaya bahwa elektron adalah loop kecil dari string yang berputar dan berputar yang diusulkan oleh teori super-string, dan mungkin seribu hingga satu tembakan panjang yang akan memberikan deskripsi akurat tentang fenomena masa depan.

Jadi, sains seperti drama ruang sidang yang sedang berlangsung, dengan aliran bukti terus-menerus disampaikan kepada juri. Tetapi tidak ada satu pun tersangka dan tersangka baru secara teratur masuk. Mengingat semakin banyaknya bukti, juri terus memperbarui pandangannya tentang siapa yang bertanggung jawab atas data tersebut.

Tetapi tidak ada putusan bersalah mutlak atau tidak bersalah yang pernah dikembalikan, karena bukti terus dikumpulkan dan lebih banyak tersangka diarak di depan pengadilan. Yang bisa dilakukan juri adalah memutuskan bahwa seorang tersangka lebih bersalah daripada yang lain.

Apa yang dibuktikan sains?

Dalam pengertian matematika, terlepas dari bertahun-tahun meneliti cara kerja alam semesta, sains tidak membuktikan apa-apa.

 Tandai tempat di mana tidak ada yang terbukti. Flickr / Rob, CC BY-NC-ND

Setiap model teoretis adalah deskripsi yang baik tentang alam semesta di sekitar kita, setidaknya dalam beberapa skala yang berguna.

Tetapi mengeksplorasi ke wilayah baru mengungkapkan kekurangan yang menurunkan kepercayaan kami pada apakah deskripsi tertentu terus secara akurat mewakili eksperimen kami, sementara keyakinan kami pada alternatif bisa tumbuh.

Akankah kita pada akhirnya mengetahui kebenaran dan memegang hukum yang benar-benar mengatur cara kerja kosmos di tangan kita?

Sementara tingkat kepercayaan kita pada beberapa model matematika mungkin menjadi lebih kuat dan lebih kuat, tanpa jumlah pengujian yang tak terbatas, bagaimana kita bisa yakin mereka adalah kenyataan?

Saya pikir yang terbaik adalah meninggalkan kata terakhir ke salah satu fisikawan terhebat, Richard Feynman, tentang apa yang menjadi ilmuwan adalah tentang:

Saya memiliki jawaban yang mendekati dan kemungkinan keyakinan dalam tingkat kepastian yang berbeda tentang hal-hal yang berbeda, tetapi saya tidak sepenuhnya yakin akan apa pun.

{vembed Y=Na-KzVwu6es}

Tentang Penulis

Geraint Lewis, Profesor Astrofisika, Universitas Sydney

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

Perubahan Iklim: Apa yang Harus Diketahui Setiap Orang

oleh Joseph Romm
Primer penting tentang apa yang akan menjadi masalah yang menentukan waktu kita, Perubahan Iklim: Apa yang Harus Diketahui Setiap Orang® adalah gambaran yang jelas tentang sains, konflik, dan implikasi dari planet kita yang memanas. Dari Joseph Romm, Kepala Penasihat Sains untuk National Geographic Tahun Hidup Dangerously seri dan salah satu dari "100 orang Rolling Stone yang mengubah Amerika," Perubahan iklim menawarkan jawaban yang ramah pengguna, dan ketat secara ilmiah terhadap pertanyaan paling sulit (dan biasanya dipolitisasi) seputar apa yang menurut ahli iklim Lonnie Thompson dianggap "bahaya yang jelas dan saat ini bagi peradaban." Tersedia di Amazon

Perubahan Iklim: Ilmu Pengetahuan tentang Pemanasan Global dan Masa Depan Energi Kita edisi kedua

oleh Jason Smerdon
Edisi kedua ini Perubahan iklim adalah panduan yang mudah diakses dan komprehensif untuk ilmu di balik pemanasan global. Diilustrasikan dengan indah, teks diarahkan untuk siswa di berbagai tingkatan. Edmond A. Mathez dan Jason E. Smerdon memberikan pengantar luas, informatif untuk ilmu pengetahuan yang mendasari pemahaman kita tentang sistem iklim dan efek dari aktivitas manusia pada pemanasan planet kita .athez dan Smerdon menggambarkan peran atmosfer dan lautan bermain di iklim kita, memperkenalkan konsep keseimbangan radiasi, dan menjelaskan perubahan iklim yang terjadi di masa lalu. Mereka juga merinci kegiatan manusia yang mempengaruhi iklim, seperti gas rumah kaca dan emisi aerosol dan deforestasi, serta efek dari fenomena alam.  Tersedia di Amazon

Ilmu Perubahan Iklim: Kursus Praktek

oleh Blair Lee, Alina Bachmann
Ilmu Perubahan Iklim: Kursus Praktek menggunakan teks dan delapan belas kegiatan langsung untuk menjelaskan dan mengajarkan ilmu tentang pemanasan global dan perubahan iklim, bagaimana manusia bertanggung jawab, dan apa yang dapat dilakukan untuk memperlambat atau menghentikan laju pemanasan global dan perubahan iklim. Buku ini adalah panduan lengkap dan komprehensif untuk topik lingkungan yang penting. Subjek yang dibahas dalam buku ini meliputi: bagaimana molekul mentransfer energi dari matahari untuk menghangatkan atmosfer, gas rumah kaca, efek rumah kaca, pemanasan global, Revolusi Industri, reaksi pembakaran, putaran umpan balik, hubungan antara cuaca dan iklim, perubahan iklim, penyerap karbon, kepunahan, jejak karbon, daur ulang, dan energi alternatif. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon digunakan untuk membiayai biaya membawa Anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, dan ClimateImpactNews.com tanpa biaya dan tanpa pengiklan yang melacak kebiasaan browsing Anda. Sekalipun Anda mengeklik tautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa pun yang Anda beli dalam kunjungan yang sama di Amazon memberi kami komisi kecil. Tidak ada biaya tambahan untuk Anda, jadi silakan berkontribusi untuk upaya ini. Anda juga bisa menggunakan link ini untuk digunakan ke Amazon kapan saja sehingga Anda dapat membantu mendukung upaya kami.