Metoda stiintifica

[Adi]

Haideti sa discutam despre metoda stiintifica de cautare a adevarului. Noi aici pe forum dorim sa promovam ce zice stiinta Oficiala, tocmai pentru ca este greu de gasit pe internet ce zice Stiinta oficiala. Deja pe internet oamenii sunt invadati de psedo-stiinta. Vad ca ei vin si aici pe forum cu teorii altenative, majoritatea dintre ele pseudo-stiinta. De aceea am creat o categorie speciala pentru aceste discutii, anume Critici la adresa paradigmei actuale in stiinta. Haidati sa discutam aici mai in detaliu care este metoda stiintifica de cautare a adevarului despre Universul material.

[Adi]

As incepe cu ceea ce spunea Cipri la un alt post, cum ca el nu are incredere in fizica experimentala, desi o vede necesara. Iata aici ce a spus el.



Mai ales daca luam in considerare ca majoritate de aici daca stiu ceva fizica atunci e mai mult de natura "experimentala" , deci cunostiinte destul de ... instabile. De exemplu daca iai ceea ce se invata la inceput la fizica experimentala... e probabil axiomele lui Newton. Axiomile lui Newton chiar au probleme fondate in logica, si din pacate toate cartile de fizica experimentala (pe care le-au vazut eu, ce-i drept n-au fost chiar asa de mult, fiindca is anti-fizica-experimentala, chiar daca e nevoie de ea) au preluat versiunea lui Newton fara prea mari modificari. In schimb daca te uiti cum is prezentate intro carte de fizica teoretica sau de matematica ( chiar matematicieni foarte faimosi se ocupa de mecania) ai sa vezi o diferenta mare fata ce versiunile din cartile de fizica experimentala( poate ca un experimentalist nici nu observa modificare). (Si asemenea probleme continua cam in tot ce am vazut eu din domeniul fizca experimentala)
Probabil ca pe sandokhan l-a suparat ca voi ati venit cu ideia ca voi stiiti cum e corect si el nu stie. Si probabil ca la fel a facut si el, poate ca si voi v-ati suparat cand a spus sandokhan ca el stie cum e corect si ca voi nu stiiti.
Nu stiu cine a inceput, dar daca cineva va greseste nu inseamna ca aveti dreptul sa-i gresiti si voi. Cel putin asta se zice la "drept", ca nu exista egalitate in "nedrept".
Si poate mai trebuie mentinut ca intro cearta nu exista numai un singur vinovat.

[Adi]

Iata raspunsul meu pentru Cipri.

Acum relativ la faptul ca nu ai incredere in fizica experimentala (dar zici ca totusi e nevoie de ea). Poti dezvolta la ce te referi? Amintesti si de faptul ca in cartile de fizica experimentala si in cartile de fizica teoretica apar diferit cele trei principii ale lui Newton. Sunt chiar interesat sa dezvolti, caci din cate stiu eu, adevarul despre Univers este decis DOAR de experiment, adica modelul teoretic dezvoltat pe anumite principii este verificat experimental. Fizica a devenit o stiinta adevarata odata cu observatiile experimentale ale lui Galilei pe la 1580, care a testat experimental afirmatii teoretice/filosofice despre natura facute de Aristotel 1900 de ani inainte si care fusesera transmite din generatie in generatie ca si adevaruri absolute, dar nimeni nu le testase si asa cum s-a vazut, erau de fapt gresite. Astept cu interes completarile tale, asadar.

[cipri]

normal ca vara fizica experimentala, fizica teoretica nu are prea mult rost, ne-am intoarce inapoi la ... filozofie, pe cand, se refuza sa faca un experiment fiindca ziceau ca asaceva e rusinos. Normal ca marile progrese au inceput cu experimentul, pur si simplu e necesar.
Dar e interesant ca majoritatea fizicienilor cu succes erau si matematicieni. Incepand de la Galileo (care a studiat matematica pana in ultimul an, dar a trebuit sa se reintoarca acasa fara ultimul examen din cauza banilor, si din cate stiu eu nu a dat acel examen niciodata, deci era fara diploma. Dar fiindca era bun la matematica tot a primit pana la urma post de prof. de matematica) ,
si pana la Newton (care e considerat ca unul dintre cei mai  buni matematicieni care au existat vreodata) , Einstein ( a studiat mate/fizica ), Dirac ( a studiat electrotehnica, si apoi a studiat si matematica)... si si si.....

Problema mea legata de fizica experimentala este ca, am vazut cat de putina matematica invata un fizician de fizica exp. , si ca se bazeaza mult pe unele formule  fara ca sa fie stapani si pe fundamentul teoriei. Ca teoretician e atat de usor sa faci un experimentator sa se balbaie si sa nu mai stie ce sa zica. In acelas timp experimentatorul stie multe chestii practice pe care un teoretician nu prea are cum sa le stie fiindca is greu de dedus.
In plus am remarcat ca majoritatea celor care au ales sa se axeze pe fizica exp si nu teoretica au fost acei care erau cei mai slabi. La fel este si la institutul de astronomie, cei care nu prea se pricep se axeaza repede pe astronomie observabila si nu cea teoretica.
Un experimentator nici macar cele mai simple chestii nu le intelege chiar corect. De exemplu intreaba pe un exp. ce e un vector si intreaba pe un teoretician(sau mai bine pe un matematician) ce e un vector.

Normal ca e importanta munca experimentatorilor in colectarea datelor si in efectuarea experimentelor (chiar este o arta apreciabila cum procedeaza experimentatorii ca sa elimine "elemente care perturba" experimentul ) ,
dar cand vine vorba de calcule si de explicatii teoretice, chiar nu e bine sa te bazezi prea mult, fiindca are tendinda de a explicatii "intuitive". Chiar si la institutul de fizica teoretica exista teoreticieni care au studiat numai fizica teoretica, si exista si teoreticieni care au studiat si matematica, si chiar si aici se cunoaste diferenta de calitate.
Eu doar un singur prof. de fizcia experimentala am intalnit care sa aibe cat de cat cunostiinte acceptabile de matematica, si acesta e la nivel de candidat de primiu nobel (a fost nominalizat de cateva ori) , dar si acesta atunci cand a studiat fizica a studiat si matematica (dar nu cred ca a incheiat studiul de matematica cu ceva diploma) .

Un matematician chiar ramane mut cand vede cum de multe ori matematica e violata de catre fizicieni. Si uneori fizicienii (cu cunostiinte matematice mai slabe) socotesc si trag concluzii pe care nu ai voie sa le faci.

Asa ca mereu cand aud afirmatii venind de la experimentatori mereu am unele suspiciuni.

[Adi]

Buna Cipri, multumesc pentru raspuns, este mai clar acum. Ca sa comentez pe scurt totusi, exista si multi oameni de stiinta experimentatori care au luat premiul Nobel pentru descoperirile lor, acolo unde teoreticienii nici nu se asteptau (Chadwick, Anderson, Onnes, Milikan ar fi doar cateva exemple). In al doilea rand, in ziua de azi, nu te poti specializa in toate. Fizica a devenit atat de sofisticata, incat experimentatorii sunt varza la teoretica si teoreticienii sunt varza la experimentala. De aceea marile universitati din strainatate fac seminarii cu discutii intre teoreticieni si experimentatori si de aceea exista cursuri in care un student la doctorat trebuie sa cunoasca minimul si din domeniul opus. Desigur ca daca exista o discutie despre teorie, trebuie sa fii suspect la ce zice un experimentator. Si invers.

Nu stiu daca ai facut o aluzie sau nu la faptul ca eu fac fizica experimentala, dar o sa clarific oricum. Acest site este unul de popularizare, unde explicam bazele stiintei, care, cred eu, sunt accesibile oricarui student la doctorat, atat experimentator cat si teoretician. Adica noi traducem aici in limbaj simplu ce zice stiinta. As fi putut face aceasta popularizare si daca eram teoretician. Poate si daca eram inginer, dar cu olimpiade de fizica in liceu.

Teoreticienii sunt de fapt de doua feluri: teoreticieni puri (vreo cateva zeci in toata lumea si chiar sunt genii) si fenomenologisti (adica cei care calculeaza pornind de la teoria actuala ce masuratori sunt prezise pentru experimente complete - aici intra 90% din teoreticieni).

Experimentatorii trebuie sa invete multa programare, multa electronica, etc, in functie de ce anume fac. Un student la doctorat in experimental petrece mult timp poate construid aparatul.

Asadar, zic ca e firesc ca un experimentator si un teoretician sa nu fie expert in celalalt domeniu. Sunt de acord ca un experimentator este mai slab la matematica ca un teoretician in medie, dar asta nu inseamna ca este mai slab per ansamblu. Uita-te la minunea LHC-ului, creeata de experimentalisti si ingineri.

Dar una peste alta, ma bucur ca esti de acord ca fizica e o stiinta bazata pe experiment si ca adevarul in Univers vine din ce experimentul confirma din predictiile teoriei sau din descoperirile accidentale ce apar.   

[AlexandruLazar]

Eu unul, dimpotriva, am suspiciuni atunci cand aud informatii netestate. In particular, de exemplu, nu stiu de unde ai ideea ca Newton si-a bazat principiile fundamentale pe logica si mai putin pe baza experimentala. E fix de-a-ndoaselea. Explicatia intuitiva, teoretica, dar neexperimentala, era foarte populara atunci. Ce i-a lipsit lui Galilei, de pilda, pentru a ajunge la aceleasi concluzii ca Newton, a fost nu doar calculul diferential, ci si o formulare axiomatica reala.

In schimb, principiile fundamentale ale mecanicii nu numai ca au fost initial bazate pe un fundament experimental, dar se si demonstreaza foarte usor, tot experimental.

Felul cum ele sunt prezentate in cartile de matematica sau de mecanica teoretica nu trebuie in niciun caz sa-l consideri "mai bun", ci mai degraba, "mai potrivit" pentru scopul respectiv. Nu numai ca nu-s modificari, dar sunt fix aceleasi principii, adaptate insa unor alte scopuri.

Exemplu dotzent: forma diverselor teoreme si ecuatii legate de campul electromagnetic din cursul de fizica cu care-am avut de-a face in anul I era destul de diferita de forma in care exact aceleasi lucruri erau prezentate la cursul de bazele electrotehnicii din acelasi an. Diferenta e ca daca tu poti sa construiesti un motor sau un radio dupa ce ai citit cursul ala, esti tare .

Mi se pare o atitudine complet gresita sa fii anti-experimental (sau anti-teoretician). Pana una-alta si in ciuda preferintelor personale, toate ipotezele sunt fix la fel de bune si de valide pana la dovada experimentala. Nu experimentele au dus la explicatii proaste, pentru ca ar fi prea intuitive; eu as zice mersi pentru fizica experimentala, altfel inca ai fi incercat sa deslusesti tainele teoriei eterului .

[Adi]

Complet de acord cu ce ai raspuns, Alexandru. Ma bucur sa avem inca un student fizician intre noi.

[HarapAlb]

 Din ce povesteste cirpi imi da de inteles ca pentru el teoretician se numeste cel care efectiv inventeaza/descopera/construieste teorii. Evident ca un experimentalist nu se poate compara cu un astfel de teoretician: experimentalistul petrece poate cativa ani de zile (!) numai contruind un aparat, in timp ce teoreticianul foloseste toate aparatele matematice (uneori chiar le si inventeaza daca nu exista, cum a fost cazul lui Einstein) ca sa poata construi in mod consistent o teorie. Extremele astea sunt asa de departate ca nu le poti atinge.
 Este adevarat ca in general sunt putini teoreticieni de exceptie, la fel si experimentalisti. Intre ei o mare de cercetatori mai mult sau mai putin gri... experimentalisti care masoara tot felul de chestii ciudate si pe cum nu le-a mai facut nimeni se pot pune intr-un articol... teoreticieni care studiaza tot felul de sisteme fizice mai mult sau mai putin realiste, mai modifica cate un coeficient la o ecuatie diferentiala si astfel mai publica cate un articol.

 Totusi cand vine vorba de stiinta aplicata, sunt experimentalisti care fac si calcule teoretice (adica manevreaza bine aparatul matematic), invers mai rar. Experimentalistii spun ca "teoreticieni au numai doua maini"  (adica ei nu se pot descurca in laborator unde trebuie sa faci multe manevre, sa urmaresti multe aparate).

[Adi]

Foarte frumos ai raspuns, HarapAlb. Sunt de acord cu tot ce ai zis si cred ca clarifica si mai mult situatia reala despre experimentatori si teoreticieni.

[Abel Cavaşi]

În ultima vreme au apărut oameni foarte activi pe forum şi care dau răspunsuri excelente, aşa că aproape că îmi este de ajuns doar să citesc ceea ce scrieţi, deşi de multe ori nu am timp să citesc tot.

Subiectul acesta este atât de interesant, încât nu m-am putut abţine să nu dedic câteva minute pentru a-mi exprima şi eu puţin părerea despre metoda ştiinţifică. În plus, bănuiesc că aici se doreşte să se afle părerea părerea noastră despre metoda ştiinţifică şi nu părerile deja arhicunoscute, pe care le puteţi găsit prin Wikipedia sau mai ştiu eu pe unde.

Din punctul meu de vedere, metoda ştiinţifică este strict bazată pe raţionamentul logic. Dacă am fi făcut numai experimente şi nu am fi grupat deloc rezultatele experimentelor în ceea ce numim „teorie”, am fi rămas în peşteri şi am fi depins de ceea ce vânăm în fiecare zi. Singurul lucru care ne-a scos din peşteri a fost raţionamentul logic. Dar nu şi invers. Adică, dacă am fi pornit numai cu experimentele pe care le făceau oamenii în peşteri şi am fi extras toate raţionamentele logice care pot fi extrase din acele date, atunci am fi ajuns foarte departe (nu chiar până aici).

În acest context, consider că experimentul îşi are utilitatea numai atunci când au fost epuizate toate concluziile logice care pot fi trase din mulţimea datelor care ne sunt puse la dispoziţie. A face abuz de experiment la modul în care s-a ajuns în Fizica actuală este o mare greşeală. Experimentele sunt scumpe şi nu trebuie făcute decât atunci când avem mare nevoie de ele, deci atunci când am epuizat toate concluziile logice relevante şi nu putem deduce logic cum se comportă natura (ceea ce se întâmplă foarte rar).

În concluzie, consider că cea mai eficientă metodă pentru a înţelege corect natura este raţionamentul logic şi mai consider că în prezent este neglijată profund valoarea teoriei.

[Adi]

Abel, multumim mult pentru raspunsul tau detaliat, in care ti-ai afirmat frumos punctul de vedere. Sper ca interlocutorii nostri sa iti raspunda si ei. Eu zic ca e nevoie de experiment si de teorie si merg mana in mana. Doar logica au folosit filosofii greci antici, iar apogeul a fost reprezentat de Aristotel care a tras niste concluzii logice foarte bune la informatiile experimentale pe care le avea, dar ce s-au dovedit false atunci cand au inceput sa fie verificate experimental (starea de miscare fireasca a corpurilor e miscarea, iar nu repausul, cum credea Aristotel; toate corpurile cad cu aceeasi viteza, iar nu cele mai masive cad primele, asa cum credea Aristotel; vedem corpurile pentru ca lumina cade pe ele si ajunge la ochiii nostri si nu invers, ochiii nostri sa trimita raze ce apoi ajung la acele obiecte, cum credea Aristotel si asa mai departe). Plecand de la fapte experimental, Galilei a dedus principii teoretice care explicau aceste fapte. Apoi aceste principii teoretice au dus prin deductie logica la noi predictii despre comportamentul Naturii, iar aceste principii au fost apoi testate experimental. Unele au fost confirmate de teorie, altele nu. Si in istoria stiintei au existat o multime de teorii ce au murit in fasa, tot asa cum exista si astazi multe teorii. Acesta este mersul stiintei. Dar experimentul este judecatorul suprem care alege intre teorii.

In concluzie, eu vad ca atat teoria cat si expermimentul sunt importante in egala masura in stiinta. De asemenea, eu cred ca teoria are un prea mare avant relativ la experimente. De aceea este bine ca avem acum experimentele de la LHC sa descopere noi fapte experimentale despre lumea subatomica pe care teoria apoi sa le incorporeze in modele teoretice. La fel in cosmologie exista experimente clare care ne spun mai multe despre structura Universului la scala mare. De asemenea in astrofizica si astronomie are loc o revolutie cu telescoape tot mai puternice. In 10-20 de ani o sa stim Universul cu mult mai bine experimental, iar de acolo teoria poate dezvolta modele noi prin care sa descrie mai bine Universul.

Sunt curios ce vor raspunde si ceilalti interlocutori. Intr-adevar, in ultima vreme au venit noi oameni pe site ce ofera raspunsuri de calitate si aceasta ma bucura mult.

[cipri]

un link de la CERN:
http://public.web.cern.ch/public/en/People/Theorists-en.html

Cred ca e buna comparatia pe care o face teoreticianul 

[Coesite]

Eu nu am foarte multe tangente cu fizica, dar o folosesc, ii folosesc aparatul teoretic chiar daca nu inteleg toate demonstratiile matematice din spate. Ideea este ca, eu nu trebuie sa stiu TOT rationamentul matematic din spatele formulei cu care jonglez, ca sa o pot folosii cu succes.

[AlexandruLazar]

Doar logica au folosit filosofii greci antici, iar apogeul a fost reprezentat de Aristotel care a tras niste concluzii logice foarte bune la informatiile experimentale pe care le avea, dar ce s-au dovedit false atunci cand au inceput sa fie verificate experimental

Exact! Problema modelelor teoretice este aceea ca ele sunt niste modele, si nu pot furniza decat atata informatie corecta cata informatie corecta (si implicit testata) intra in ele. E binecunoscutul sistem garbage in - garbage out, pentru care traducerea cvasi-mot-a-mot este gunoi intra, gunoi iese .

Sunt de acord cu faptul ca rationamentele inductive, cu baza initial strict teoretica, au avut o mare importanta in dezvoltarea stiintei, insa asta exclusiv in masura in care au fost testate. Posibilitatea de a ne debarasa la timp de ipotezele gresite este unul din cele mai importante aspecte ale metodei stiintifice; altfel, daca nu am fi permanent preocupati de testarea teoriilor actuale, pana si a celor mai bine impamantenite, am putea cara dupa noi cateva secole teorii ca modelul geocentric.

In plus, testarea diverselor aspecte ale teoriilor acceptate ne permit si sa le dezvoltam mai corect. Primul exemplu care-mi vine in minte este acela al precesiei periheliului lui Mercur, care a stat la baza multor alte teste ale teoriei relativitatii generale.

Poate sunt oarecum subiectiv din cauza viitoarei formatii de inginer (e destul de posibil ca Politehnica sa ma lobotomizeze intrucatva ), insa cred ca testarea permanenta, pe baza experimentala, a oricarei ipoteze si a oricarui aspect teoretic al unui model, este ceea ce diferentiaza activitatea stiintifica de simpla speculatie.

[Adi]

Total de acord cu Alexandru, care cred ca a explicat foarte frumos.