假設(shè)，模型，理論和法律

在常用用法中，假設(shè)，模型，理論和法律這兩個(gè)詞有不同的解釋，有時(shí)使用起來并不**，但在科學(xué)上它們有非常確切的含義。

Hypothesis

也許最困難和最有趣的步驟是開發(fā)一個(gè)特定的，可檢驗(yàn)的假設(shè)。一個(gè)有用的假設(shè)可以通過應(yīng)用演繹推理（通常以數(shù)學(xué)分析的形式）進(jìn)行預(yù)測。這是關(guān)于特定情況下的因果關(guān)系的有限陳述，可以通過實(shí)驗(yàn)和觀察或通過對獲得的數(shù)據(jù)的概率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析來測試。測試假設(shè)的結(jié)果應(yīng)該是目前未知的，以便結(jié)果可以提供關(guān)于假設(shè)有效性的有用數(shù)據(jù)。

有時(shí)會(huì)制定一個(gè)假設(shè)，必須等待新知識(shí)或技術(shù)的可測試性。原子的概念是由古希臘人提出的，他們無法測試它。幾個(gè)世紀(jì)之后，當(dāng)有更多的知識(shí)可用時(shí)，這個(gè)假設(shè)得到了支持，并最終被科學(xué)界接受，盡管一年來不得不多次修改。正如希臘人所說，原子不是不可分割的。

Model

當(dāng)已知假設(shè)對其有效性有限制時(shí)，使用模型。例如，原子的玻爾模型描繪了以類似于太陽系行星的方式環(huán)繞原子核的電子。該模型可用于確定簡單氫原子中電子量子態(tài)的能量【地理】，但它絕不代表原子的真實(shí)性質(zhì)?？茖W(xué)家（和科學(xué)學(xué)生）經(jīng)常使用這種理想化的模型來初步掌握分析復(fù)雜情況。

理論與法律

32科學(xué)理論33或34定律35代表一個(gè)假設(shè)（或rel群）假設(shè)）已通過重復(fù)測試得到證實(shí)，幾乎總是在多年的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。通常，理論是對一組相關(guān)現(xiàn)象的解釋:資源網(wǎng)，例如進(jìn)化理論或大爆炸理論。

單詞"law"通常引用與理論中不同元素相關(guān)的特定數(shù)學(xué)方程。Pascal's定律是指描述基于高度的壓力差異的等式。在艾薩克·牛頓爵士提出的整體重力理論中，描述兩個(gè)物體之間重力引力的關(guān)鍵方程稱為重力定律。

這些天，物理學(xué)家很少將這個(gè)詞應(yīng)用于他們的想法。在某種程度上，這是因?yàn)橹暗脑S多法律被發(fā)現(xiàn)并不像指南那樣多，這些法律在某些參數(shù)內(nèi)運(yùn)作良好，但在其他參數(shù)內(nèi)卻不起作用。

科學(xué)范式

一旦科學(xué)理論確立，科學(xué)界就很難放棄它。在物理學(xué)中，以太作為光波傳輸介質(zhì)的概念在19世紀(jì)后期受到嚴(yán)重反對，但直到20世紀(jì)初，阿爾伯特·愛因斯坦提出了不依賴于光的波性質(zhì)的替代解釋時(shí)，它才被忽視。用于傳輸?shù)慕橘|(zhì)。

科學(xué)哲學(xué)家托馬斯·庫恩（Thomas Kuhn）發(fā)展了科學(xué)范式這一術(shù)語來解釋科學(xué)運(yùn)作所依據(jù)的理論的工作集。他對當(dāng)一種范式被推翻以支持一套新理論時(shí)發(fā)生的科學(xué)革命做了大量工作。他的工作表明，當(dāng)這些范式有顯著差異時(shí)，科學(xué)的本質(zhì)就會(huì)發(fā)生變化。相對論和量子力學(xué)之前的物理性質(zhì)與他們發(fā)現(xiàn)之后的物理性質(zhì)根本不同，就像生物學(xué)之前一樣達(dá)爾文的進(jìn)化論與遵循它的生物學(xué)根本不同。調(diào)查的本質(zhì)發(fā)生了變化。

科學(xué)方法的一個(gè)后果是在這些革命發(fā)生時(shí)試圖保持調(diào)查的一致性，并避免試圖以****為基礎(chǔ)推翻現(xiàn)有的范式。

奧卡姆剃刀

關(guān)于科學(xué)方法的一個(gè)值得注意的原則是奧卡姆剃刀（交替拼寫的奧卡姆's剃刀），它以14世紀(jì)的英國對數(shù)學(xué)家和奧卡姆的弗朗西斯科修士威廉命名。Occam沒有創(chuàng)造Thomas Aquinas甚至Aristotle的工作概念，提到了某種形式的概念。這個(gè)名字在19世紀(jì)首先歸因于他（據(jù)我們所知），表明他必須充分支持這一哲學(xué)，使他的名字與之相關(guān)。

剃刀通常用拉丁語表述為：

entia【生物學(xué)】 non-sunt multilicanda praeter requirem

或者，翻譯成英文：科普報(bào)手抄報(bào)內(nèi)容

實(shí)體不應(yīng)超出必要范圍

Occam's剃刀表明，最適合現(xiàn)有數(shù)據(jù)的最簡單解釋是優(yōu)選的解釋。假設(shè)提出的兩個(gè)假設(shè)具有相同的預(yù)測能力，則優(yōu)先考慮假設(shè)和假設(shè)實(shí)體最少的假設(shè)。這種對簡單性的呼吁已被大多數(shù)科學(xué)所采用，并在阿爾伯特·愛因斯坦的這**行引文中引用：

一切都應(yīng)盡可能簡單，但不應(yīng)簡單。

值得注意的是，Occam's剃刀并不能證明更簡單的假設(shè)確實(shí)是自然界行為的真實(shí)解釋。科學(xué)原則應(yīng)該盡可能簡單，但這并不能證明自然本身是簡單的。

但是，這是一般的當(dāng)一個(gè)更復(fù)雜的系統(tǒng)正在工作時(shí)，有一些證據(jù)元素不符合更簡單的假設(shè)，所以O(shè)ccam's剃刀很少出錯(cuò)，因?yàn)樗惶幚砑兇庀嗟鹊募僭O(shè)預(yù)測能力。預(yù)測能力比簡單性更重要。

由Anne-Marie Helmenstine編輯，博士。