¿Dónde está la prueba en la ciencia?

¿Dónde está la prueba en la ciencia? ¿Buscando pruebas? No existe tal cosa en la mayoría de las investigaciones. Flickr / Paul Mazumdar, CC BY-NC

Como astrofísico, vivo y respiro ciencia. Gran parte de lo que leo y escucho está redactado en el lenguaje de la ciencia que para los extraños puede parecer poco más que jerga y jerga. Pero una palabra rara vez se habla o se imprime en la ciencia y esa palabra es "prueba". De hecho, la ciencia tiene poco que ver con "probar" algo.

Estas palabras pueden haber causado que una expresión de preocupación se deslizara por su cara, especialmente cuando los medios nos dicen continuamente que la ciencia demuestra cosas, cosas serias con posibles consecuencias, como la cúrcuma aparentemente puede reemplazar a las drogas 14, y cosas más frívolas como la ciencia han demostrado que la mozzarella es el queso óptimo para pizza.

Seguramente la ciencia ha demostrado estas y muchas otras cosas. ¡No tan!

El camino del matemático

Los matemáticos prueban cosas, y esto significa algo bastante específico. Los matemáticos establecen un conjunto particular de reglas básicas, conocidas como axiomas, y determinan qué afirmaciones son verdaderas dentro del marco.

Uno de los más conocidos es la antigua geometría de Euclides. Con solo un puñado de reglas que definen un espacio perfecto y plano, innumerables niños en los últimos milenios han sudado para demostrar PitágorasLa relación de los triángulos rectángulos, o que una línea recta cruzará un círculo como máximo en dos ubicaciones, o una miríada de otras afirmaciones que son verdaderas dentro de Reglas de Euclides.

Mientras que el mundo de Euclides es perfecto, definido por sus líneas rectas y círculos, el universo que habitamos no lo es. Las figuras geométricas dibujadas con papel y lápiz son solo una aproximación del mundo de Euclides, donde las declaraciones de verdad son absolutas.

En los últimos siglos nos hemos dado cuenta de que la geometría es más complicada que la de Euclides, con grandes matemáticos como Gauss, Lobachevsky y Riemann dándonos la geometría de superficies curvas y deformadas.

En este geometría no euclidiana, tenemos un nuevo conjunto de axiomas y reglas básicas, y un nuevo conjunto de declaraciones de verdad absoluta que podemos probar.

Estas reglas son extremadamente útiles para navegar por este planeta (casi) redondo. Uno de EinsteinLos (muchos) grandes logros fueron mostrar que curvar y deformar el espacio-tiempo en sí mismo podría explicar la gravedad.

Sin embargo, el mundo matemático de la geometría no euclidiana es puro y perfecto, por lo que solo es una aproximación a nuestro mundo desordenado.

¿Qué es la ciencia?

Pero hay matemáticas en la ciencia, lloras. Acabo de dar una conferencia sobre campos magnéticos, integrales de línea y cálculo vectorial, y estoy seguro de que mis alumnos estarían de acuerdo en que hay muchas matemáticas en ciencias.

Y el enfoque es el mismo que otras matemáticas: define los axiomas, examina las consecuencias.

Famoso de Einstein E = mc2, extraído de los postulados de cómo las leyes del electromagnetismo son vistas por diferentes observadores, su teoría especial de la relatividad, es un excelente ejemplo de esto.

Pero tales pruebas matemáticas son solo una parte de la historia de la ciencia.

Lo importante, lo que define la ciencia, es si esas leyes matemáticas son una descripción precisa del universo que vemos a nuestro alrededor.

Para hacer esto, debemos recolectar datos, a través de observaciones y experimentos de fenómenos naturales, y luego compararlos con las predicciones y leyes matemáticas. La palabra central para este esfuerzo es "evidencia".

El detective científico

El lado matemático es puro y limpio, mientras que las observaciones y experimentos están limitados por tecnologías e incertidumbres. Comparar los dos está envuelto en los campos matemáticos de estadística e inferencia.

Muchos, pero no todos, se basan en un enfoque particular para esto conocido como Razonamiento bayesiano incorporar evidencia observacional y experimental a lo que sabemos y actualizar nuestra creencia en una descripción particular del universo.

 El único camino es hacia abajo para estas manzanas. Flickr / Don LaVange, CC BY

Aquí, creer significa qué tan seguro está de que un modelo en particular es una descripción precisa de la naturaleza, basada en lo que sabe. Piénselo un poco como las probabilidades de apuesta en un resultado particular.

Nuestra descripción de la gravedad parece ser bastante buena, por lo que podría ser el favorito de una manzana caerse de una rama al suelo.

Pero tengo menos confianza en que los electrones son pequeños bucles de cuerda giratoria y giratoria propuesta por la teoría de la supercadena, y podría ser una posibilidad de mil a uno que proporcione descripciones precisas de fenómenos futuros.

Entonces, la ciencia es como un drama en la sala de audiencias en curso, con una corriente continua de evidencia que se presenta al jurado. Pero no hay un solo sospechoso y nuevos sospechosos entran regularmente. A la luz de la creciente evidencia, el jurado actualiza constantemente su punto de vista sobre quién es responsable de los datos.

Pero nunca se devuelve un veredicto de culpabilidad o inocencia absoluta, ya que las pruebas se reúnen continuamente y se exhiben más sospechosos ante el tribunal. Todo lo que el jurado puede hacer es decidir que un sospechoso es más culpable que otro.

¿Qué ha demostrado la ciencia?

En el sentido matemático, a pesar de todos los años de investigación sobre cómo funciona el universo, la ciencia no ha demostrado nada.

 Marque el lugar donde no se probó nada. Flickr / Rob, CC BY-NC-ND

Cada modelo teórico es una buena descripción del universo que nos rodea, al menos dentro de cierto rango de escalas que es útil.

Pero explorar nuevos territorios revela deficiencias que disminuyen nuestra creencia en si una descripción particular continúa representando con precisión nuestros experimentos, mientras que nuestra creencia en las alternativas puede crecer.

¿Sabremos en última instancia la verdad y sostendremos las leyes que realmente gobiernan el funcionamiento del cosmos en nuestras manos?

Si bien nuestro grado de creencia en algunos modelos matemáticos puede ser cada vez más fuerte, sin una cantidad infinita de pruebas, ¿cómo podemos estar seguros de que son realidad?

Creo que es mejor dejar la última palabra a uno de los mejores físicos, Richard Feynman, de qué se trata ser científico:

Tengo respuestas aproximadas y posibles creencias en diferentes grados de certeza sobre diferentes cosas, pero no estoy absolutamente seguro de nada.

La conversaciónSobre el Autor

Geraint Lewis, profesor de astrofísica, Universidad de Sydney

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

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