Ogólnie rzecz biorąc, prawo naukowe jest opisem obserwowanego zjawiska. Nie wyjaśnia, dlaczego zjawisko istnieje ani co je powoduje. Wyjaśnienie zjawiska nazywa się teorią naukową. Jest to błędne przekonanie, że teorie przekształcają się w prawa po wystarczającym zbadaniu.

„W nauce prawo jest punktem wyjścia” – powiedział Peter Coppinger, profesor nadzwyczajny biologii i inżynierii biomedycznej w Rose-Hulman Institute of Technology. „Stamtąd naukowcy mogą zadawać pytania:„ Dlaczego i jak? „”

Prawo naukowe a teoria i fakty

Wiele osób uważa, że jeśli naukowcy znajdą dowód potwierdzający hipotezę, zostanie ona uaktualniona do teorii i jeśli okaże się, że jest poprawna, jest ulepszana do prawa. Jednak wcale tak nie działa. W rzeczywistości fakty, teorie i prawa – a także hipotezy – są oddzielnymi częściami metody naukowej. Chociaż mogą ewoluować, nie są „nie ulepszone do czegoś innego.

” Hipotezy, teorie i prawa są raczej jak jabłka, pomarańcze i kumkwaty: nie można kłócić się w drugą, bez względu na ilość oferowanego nawozu i wody ”- twierdzi Uniwersytet Kalifornijski. Hipoteza jest ograniczonym wyjaśnieniem zjawiska; teoria naukowa jest dogłębnym wyjaśnieniem obserwowanego zjawiska. Prawo to stwierdzenie dotyczące obserwowanego zjawiska lub jednocząca koncepcja, według Kennesaw State University.

„Istnieją cztery główne pojęcia w nauce: fakty, hipotezy, prawa i teorie ”- powiedział Coppinger dla Live Science.

Chociaż prawa i teorie naukowe są poparte dużą liczbą danych empirycznych, zaakceptowanych przez większość naukowców w tej dziedzinie badań naukowych i pomagają ją ujednolicić, nie są to samo.

„Prawa są opisami – często opisami matematycznymi – zjawisk naturalnych; na przykład Prawo grawitacji Newtona lub Prawo niezależnego asortymentu Mendla. Prawa te po prostu opisują obserwację. Nie jak i dlaczego działają, powiedział Coppinger.

Coppinger wskazał, że prawo grawitacji zostało odkryte przez Izaaka Newtona w XVII w. Prawo to matematycznie opisuje, w jaki sposób dwa różne ciała we wszechświecie oddziałują ze sobą. Jednak prawo Newtona nie wyjaśnia, czym jest grawitacja ani jak działa. Dopiero trzy wieki później, kiedy Albert Einstein opracował Teorię Względności, naukowcy zaczęli rozumieć, czym jest grawitacja i jak ona działa. .

Prawo „Newtona” jest przydatne dla naukowców, ponieważ astrofizycy mogą używać tego wielowiekowego prawa do lądowania robotów na Marsie. Ale nie wyjaśnia, jak działa grawitacja ani czym jest. Podobnie, Prawo niezależnego asortymentu Mendla opisuje, w jaki sposób różne cechy są przekazywane z rodzica na potomstwo, a nie jak i dlaczego to się dzieje – powiedział Coppinger.

Innym przykładem różnicy między teorią a prawem byłby przypadek Gregora Mendla. Mendel odkrył, że dwie różne cechy genetyczne pojawią się niezależnie od siebie u różnych potomków. ”Jednak Mendel nie wiedział nic o DNA ani chromosomach. Dopiero sto lat później naukowcy odkryli DNA i chromosomy – biochemiczne wyjaśnienie praw Mendla. Dopiero wtedy naukowcy, tacy jak T.H. Morgan, pracując z muszkami owocowymi, wyjaśnił Prawo niezależnego asortymentu, używając teorii dziedziczenia chromosomów. Do dziś jest to powszechnie akceptowane wyjaśnienie (teoria) prawa Mendla – powiedział Coppinger.

Różnica między prawami naukowymi a faktami naukowymi jest nieco trudniejsza do zdefiniowania, chociaż definicja jest ważna. Fakty to proste, podstawowe obserwacje, które okazały się prawdziwe. Prawa to uogólnione obserwacje dotyczące relacji między dwiema lub więcej rzeczami w świecie przyrody. Według NASA prawo może opierać się na faktach i sprawdzonych hipotezach.

Na przykład stwierdzenie „Na moim podwórku jest pięć drzew” jest uważane za fakt, ponieważ jest to proste stwierdzenie, które można udowodnić. „Jabłka spadają z drzewa na moim podwórku, a nie rosną” to prawo, ponieważ opisuje, jak zachowują się dwie rzeczy w przyrodzie, które zaobserwowano w pewnych okolicznościach. Jeśli okoliczności ulegną zmianie, zmieni się prawo. Na przykład w próżni kosmicznej jabłko może unosić się w górę od drzewa zamiast w dół.

Prawa i matematyka

Wiele praw naukowych można sprowadzić do równania matematycznego. Na przykład, prawo powszechnego ciążenia Newtona mówi:

Fg = G (m1 ∙ m2) / d2

Fg jest siłą grawitacji; G jest uniwersalną stałą grawitacji, które można zmierzyć; m1 i m2 to masy dwóch obiektów, ad to odległość między nimi, zgodnie z Ohio State University.

Innym przykładem wpływu matematyki na prawo naukowe jest prawdopodobieństwo.„Moim ulubionym prawem naukowym jest to, że żyjemy w świecie probabilistycznym, a nie deterministycznym. Przy dużych liczbach prawdopodobieństwo zawsze działa. Dom zawsze wygrywa” – powiedziała dr Sylvia Wassertheil-Smoller, profesor w Albert Einstein College of Medicine. „Możemy obliczyć prawdopodobieństwo wystąpienia zdarzenia i określić, na ile pewni jesteśmy naszych szacunków, ale zawsze istnieje kompromis między dokładnością a pewnością. Jest to znane jako przedział ufności. Na przykład możemy wynosić 95 procent jesteśmy pewni, że to, co próbujemy oszacować, mieści się w pewnym przedziale lub możemy być bardziej pewni, powiedzmy 99%, że mieści się w szerszym zakresie. Podobnie jak w życiu w ogóle, musimy zaakceptować, że istnieje kompromis . ”

Czy prawa się zmieniają?

Tylko dlatego, że idea staje się prawem, czy nie oznacza, że może” nie ulec zmianie poprzez badania naukowe w przyszłości. Używanie słowa „prawo” przez laików i naukowców jest różne. Kiedy większość ludzi mówi o prawie, ma na myśli coś, co jest absolutne. Prawo naukowe jest znacznie bardziej elastyczne. Według Uniwersytetu Kalifornijskiego może mieć wyjątki, być błędne lub ewoluować w czasie.

„Dobry naukowiec to taki, który zawsze zadaje pytanie:„ Jak mogę się mylić? ”„ Coppinger powiedziany. „W odniesieniu do prawa grawitacji lub prawa niezależnego asortymentu, ciągłe testowanie i obserwacje„ modyfikowały ”te prawa. Znaleziono wyjątki. Na przykład prawo grawitacji Newtona załamuje się, gdy patrzy się na kwant (pod- poziom atomowy). Prawo niezależnego asortymentu Mendla załamuje się, gdy cechy są „połączone” na tym samym chromosomie ”.