[mybigtext]Многие люди считают, что, если ученые нашли доказательства, поддерживающие гипотезу, она «прокачивается» до теории, а если теория оказывается верной, она становится законом. Однако это так не работает. Факты, теории, гипотезы и законы — разные части научного метода. Они могут развиваться, но переходить одно в другое — нет. Поговорим о всей четверке и постараемся понять, какое место в этом квартете занимает научный закон.[/mybigtext]
Что такое научный закон?
Если в общем, то научный закон — это описание наблюдаемого явления. Он не объясняет, почему это явление существует и что его вызывает. Объяснение — это уже научная теория, и все, кто думает, что теория по логике должна переходить в закон, глубоко заблуждаются.
[mydoubleline]«В науке законы — это точка старта, — говорит доцент биологии и биоинженерии из Технологического института Роуз-Халман Питер Коппингер. — Отсюда ученые могут задавать свои как и почему».[/mydoubleline]
Научный закон, гипотеза, теория и факт
Опираясь на данные Калифорнийского университета, для начала разграничим «четырех всадников» научного метода.
- Факт. Заявления, которые возможны только после прямого наблюдения. Например, у меня за окном стоит 20 деревьев. Просто и доказуемо.
- Гипотеза. Это не просто догадка или предположение, а намного больше. Дело в том, что гипотеза строится на предыдущем опыте, научном знании, наблюдениях и логике. Гипотеза — это, скорее, объяснение явления, а не догадка. «Столовая соль будет растворяться в воде быстрее, чем каменная» — еще не гипотеза. «Размер площади субстанции влияет на скорость растворения: большая площадь ведет к ускорению процесса растворения» — вот это уже ближе к гипотезе, т.к. есть объяснение, почему так происходит. После этого гипотезу можно проверить, провернув то же самое, например, с сахаром. Если сахарная пудра растворится быстрее сахарного песка — гипотеза получит подтверждение. Конечно, подтверждение должно быть не одно.
- Теория. Это объяснение широкого спектра явлений. Обычно они кратки (не включают большого списка исключений и специальных правил), последовательны, систематичны и могут быть использованы для предсказания целого ряда различных ситуаций. Теория с большой охотой принимается научным сообществом, если она подтверждена разными способами доказательства. Конечно, даже самые монументальные теории можно пошатнуть новыми доказательствами.
- Закон. Научный закон, в отличие от обычного, не является неоспоримым и может иметь исключения. Как и другие виды научного знания, он может быть опровергнут. Обычно это обобщение информации, описание в компактном формате, которое помогает нам строить ожидания от той или иной ситуации. В отдельных случаях закон может быть похож на факт, но тут проводится незамысловатая черта. «За окном растет 5 деревьев» — факт, «яблоко падает с дерева вниз, а не вверх» — закон. Разница в том, что закон справедлив для конкретных обстоятельств, он является описанием взаимодействия двух и более вещей. Из-за силы притяжения яблоко падает вниз. Переносим ситуацию в вакуум и закон более не применим. А деревья как росли за окном, так и растут. Или не растут, что тоже не более чем факт.
Разнообразие научных законов
Некоторые законы устанавливают связи между наблюдаемыми феноменами. Например, уравнение состояния идеального газа описывает, как давление, молярный объем и абсолютная температура идеального газа зависят друг от друга. Другие законы имеют дело с явлениями, которые вообще нельзя непосредственно наблюдать. Так, второй закон термодинамики связан с понятием энтропии, которую нельзя наблюдать, так же, как объем или давление. Есть законы, которые предлагают более механистическое объяснение того или иного феномена. К примеру, первый закон Менделя — «При скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, всё первое поколение гибридов окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей». Он наглядно объясняет и унифицирует определенные принципы передачи наследственных признаков.
На примерах о различии теории и закона
Хотя и научные законы, и научные теории опираются на обширную базу эмпирический данных, принятых в научном сообществе, и способствуют ее унификации, это не одно и то же.
[mydoubleline]«Закон — это описание (зачастую математическое) естественных явлений. Например, закон всемирного тяготения Ньютона или закон независимого наследования Менделя. Они описывают явление, но не объясняют, почему так происходит», — говорит Коппингер.[/mydoubleline]
Закон всемирного тяготения был открыт в XVII в. Он математически объясняет, как два тела во Вселенной взаимодействуют друг с другом. Однако ньютоновский закон не объясняет, что такое гравитация или как она работает. Три века спустя с этим справился Альберт Эйнштейн, разработав теорию относительности. Только после этого ученые действительно начали понимать, что же это за гравитация такая и как же она все-таки работает.
Другой пример различия между законом и теорией рассмотрим на третьем законе Грегора Менделя: «При скрещивании двух особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях». «Мендель не знал ничего о ДНК или хромосомах. Биохимическое объяснение его закона появилось спустя сотню лет вместе с их открытием. Хромосомная теория наследственности используется для объяснения этого закона по сей день (а это уже более 100 лет — прим. ред.)», — говорит Коппингер.
