(Kuva: JEFF PACHOUD/AFP/Getty Images)
Minkä luulet olevan fysiikan vastakkain intuitiivisin mutta silti merkityksellisin tulos? ilmestyi alun perin sivustolla Quora: the place to gain and share knowledge, empowering people to learn from others and better understand the world.
Answer by Jack Fraser, Master’s Physics, University of Oxford, on Quora:
What do you think is the most counterintuitive yet relevant result in physics?
Tämä ei ole ”tulos”, koska se ei ole fysikaalisen kokeen tuotos, mutta se on tieteen peruslähtökohta, jonka jokainen opiskelija joutuu lopulta hyväksymään opiskellessaan alaa.
Se on: todisteita ei ole olemassa.
Päiväisessä elämässämme puhumme usein asioista äärimmäisen varmasti.
Voin kertoa, että juuri tällä sekunnilla istun vanhempieni talossa ja puhun veljeni kanssa. Jos joku kävelisi huoneeseen, hän näkisi meidät kaksi ja lähtisi pois tietäen, että olimme huoneessa.
Todisteena siitä, että olimme huoneessa, oli se, että he näkivät meidät!
On kaikenlaisia asioita, joita hoksaamme tosiasioina – esimerkiksi sen, että Englanti voitti jalkapallon maailmanmestaruuden vuonna 1966.
Todistakaa se, sanotte?
Noh, on olemassa tallenteita (kuuluisa ”he luulevat, että kaikki on ohi… nyt on!”), on valokuvia, voi mennä juttelemaan ihmisten kanssa, jotka olivat paikalla tapahtumassa (itse olen tavannut Geoff Hurstin, miehen, joka teki kolme maalia tuossa ottelussa). Täytyy olla erikoisen jääräpäinen, jos hylkää ajatuksen siitä, että Englanti voitti FIFA:n maailmanmestaruuden vuonna 1966.
Kukaan ei epäile, etteikö Henrik VIII olisi ollut Englannin kuningas vuonna 1536 tai että Tšingis-kaan teki yleisesti ottaen vihollistensa elämän melko kurjaksi 1200-luvulla.
Mutta tieteen alalla? Epäilyjä riittää.
Kaikkea edellä ”todisteeksi” luetelluista asioista ei hyväksyttäisi sellaiseksi tieteessä – ei edes kahden huoneessa istuvan ihmisen yksinkertaista havainnointia omin silmin!
”Todiste” edellyttää, että virheille ei ole sijaa – että voit olla 100-prosenttisen varma siitä, että se, mitä olet kirjoittanut paperille, edustaa 100-prosenttisesti sitä, mistä puhut.
Ja aivan yksinkertaisesti sellaista ei ole olemassa todellisessa maailmassa.
En voi todistaa sinulle, että elektroneja on olemassa.
Kukaan maailman tiedemiehistä ei voi koskaan todistaa, että tähdet ovat kaukana, tai että Higgin bosoni on olemassa – tai edes sitä, että maapallo on pyöreä (mutta shh, älkää kertoko sitä litteän maapallon kannattajille!)
Kukaan ei voi todistaa, että esineet putoavat aina alas, kun ne pudotetaan.
Kukaan ei voi todistaa, että energia säilyy.
Kukaan ei voi todistaa, että pimeää ainetta on olemassa.
Kukaan ei voi todistaa, että kvanttifysiikka on todellista.
Koska tiede ei ole sitä.
Todisteita voi olla olemassa vain silloin, kun epäilyksiä ei ole, ja epäilyksiä on aina. Voisit olla aivot sammiossa, joka elää hullussa simulaatiossa. Voisit hallusinoida kaikkea.
Et voi todistaa mitään.
Mitä siis pitäisi tehdä?
Noh, joko voit istua alas ja vain hyväksyä, että maailma on kaoottinen mieletön paikka, ja että koska et voi todistaa mitään todellisuudesta, ei todellakaan ole mitään järkeä yrittää.
Vai…
Voit kerätä todisteita.
Tämä todistusaineisto ei koskaan ole sataprosenttista – aina on olemassa mahdollisuus, että kaikki mitä luulet tietäväsi osoittautuu vääräksi – mutta todistusaineiston avulla voit tehdä tämänhetkisen parhaan todistusaineiston mukaisia arvauksia (paremman termin puutteessa) maailmankaikkeuden käyttäytymisestä.
Voidaan kasata kasoja ja kasoja todisteita ideoille.
Kun kasa saavuttaa tietyn korkeuden, meidän on syytä alkaa ottaa se melko vakavasti.
Silloin kunnes joku poistaa kriittisen palan kasan pohjalta ja koko rakennelma romahtaa.
Mitä sitten?
Noh, aloitetaan uusi kasa. Ja yrität uudestaan. Ja toinen. Ja vielä kerran.
Mikä on siis opetus?
- Kaikki tiede on vain senhetkinen paras malli. Tiede on katoavaa. Se on määritelmällisesti jatkuvassa muutoksessa.
- Mistään ei voi koskaan saada sataprosenttisia todisteita. Aina tulee olemaan epäilyksiä.
Tämä tulee monille ihmisille pienenä järkytyksenä.
Koulussa meille opetetaan tiedettä absoluuttisten tosiasioiden ehdoilla – ja tämä asenne säilyy melko pitkään, myös yliopisto-opetuksessa.
Voi kestää yllättävän kauan, ennen kuin opettamaasi uutta tietoa vihdoin täydennetään lauseella: ”Tietenkin tämä kaikki perustuu mallin XYZ voimassaoloon, joka voi osoittautua vääräksi.”.”
Täydellisen tiukassa maailmassa jokaisen opettamasi luonnontieteellisen oppitunnin pitäisi alkaa ja päättyä muistutukseen oletuksista, jotka ovat juuri opetettujen ”tosiasioiden” taustalla.
Tämä on tietysti epäkäytännöllistä (yritäpä selittää kolmetoistavuotiaille, että heidän mekaniikan oppituntinsa perustuu kvanttiefektien dekoherenssiin makroskaalalla ja Einsteinin kenttäyhtälöiden matalan energian raja-arvoon), mutta se silti yllätti minut siitä, miten paljon tieteen katoavaisuus tulee yllätyksenä.
Tämän näkee usein ihmisillä, jotka hylkäävät evoluution ”vain teoriana”.”
He eivät oikein ymmärrä, miksi tiedemiehet kiihtyvät siitä.”
Se, että meillä on edes käsiä, joista voimme ”kiihtyä”, on ”vain teoria”, koska en voi edes todistaa, että meillä on käsiä.”
Se, että ihmisillä on käsiä, on ”vain teoria.”
Se ei tosin ole teoria, jonka todisteiden rakennelma todennäköisesti romahtaa lähiaikoina, mutta se on silti teoria, koska en voi todistaa sitä, koska en voi esimerkiksi todistaa, että emme ole kaikki matriisiin kytkettyjä oktopodeja, jotka haaveilevat siitä, että meillä on kädet.
Jossain määrin siis ero ”en pysty todistamaan sitä” ja ”ihmisillä todella on kädet, kaverit” välillä muuttuu hieman pedanttiseksi.
Mutta pointtina on se, että nämä eivät ole kahta erillistä informaatioluokkaa.
Ei meillä ole ”ihmisillä on kädet” yhdessä kasassa, josta pidämme ja ”pimeää ainetta” toisessa kasassa.
Se on liukuva asteikko, spektri, jonka tueksi on saatu vaihtelevia määriä todisteita. Et voi yksinkertaisesti hylätä yhtä ”koska se on vain teoria”, etkä hylätä muita.
Voit sanoa, että sinulle tarjottu todistusaineisto ei riitä hyväksymään johtopäätöstä – se on tietysti täysin sallittua. Mutta ero näiden kahden (näennäisesti niin erilaisen) tiedon luokan välillä ei ole niin selvä kuin voisi luulla.
Niin kyllä, minulle tämä huutaa maalaisjärkeä vastaan.
Tiedän, että tavarat putoavat, kun pudotan ne. Se on painovoima.
Duh, eikö?
Noh, viimeiset 3000 vuotta ihmisen kirjoittamaa historiaa näyttävät tukevan tuota väitettä, kyllä.
Mutta se on vain teoria, eikö?
Tämä kysymys ilmestyi alunperin sivustolla Quora – paikka, jossa voi hankkia uutta tietoa ja jakaa sitä, ja jossa ihmiset oppivat toisilta ihmisiltä ja ymmärtävät maailmaa paremmin. Voit seurata Quoraa Twitterissä, Facebookissa ja Google+:ssa. Lisää kysymyksiä:
- Tiede: Mitkä ovat suosikkisi fysiikan kokeista?
- Fysiikka: Liittyvätkö tähtikuviot fysiikkaan?
- Matematiikka: Mikä osa fysiikkaa on mielestäsi matemaattisesti kiehtovinta?