परिकल्पना, मॉडल, सिद्धांत और कानून

सामान्य उपयोग में, शब्द परिकल्पना, मॉडल, सिद्धांत और कानून की अलग-अलग व्याख्याएं हैं और कई बार सटीक के बिना उपयोग की जाती हैं, लेकिन विज्ञान में उनके बहुत सटीक अर्थ हैं।

शायद सबसे कठिन और पेचीदा कदम एक विशिष्ट, परीक्षण योग्य परिकल्पना का विकास है। एक उपयोगी परिकल्पना कटौतीत्मक तर्क को लागू करके भविष्यवाणियों को सक्षम करती है, अक्सर गणितीय विश्लेषण के रूप में। यह एक विशिष्ट स्थिति में कारण और प्रभाव के बारे में एक सीमित बयान है, जिसे परीक्षण किया जा सकता है प्रयोग और अवलोकन या डेटा से संभावनाओं का सांख्यिकीय विश्लेषण करके प्राप्त की। परीक्षण परिकल्पना का परिणाम वर्तमान में अज्ञात होना चाहिए, ताकि परिणाम परिकल्पना की वैधता के बारे में उपयोगी डेटा प्रदान कर सकें।

कभी-कभी एक परिकल्पना विकसित की जाती है जिसे परीक्षण योग्य होने के लिए नए ज्ञान या प्रौद्योगिकी की प्रतीक्षा करनी चाहिए। परमाणुओं की अवधारणा द्वारा प्रस्तावित किया गया था प्रचीन यूनानी, जिसके पास इसके परीक्षण का कोई साधन नहीं था। सदियों बाद, जब अधिक ज्ञान उपलब्ध हुआ, परिकल्पना को समर्थन मिला और अंततः वैज्ञानिक समुदाय द्वारा स्वीकार किया गया, हालांकि इसे वर्ष में कई बार संशोधित किया जाना था। परमाणु अविभाज्य नहीं हैं, जैसा कि यूनानियों ने माना है।

ए नमूना का उपयोग उन स्थितियों के लिए किया जाता है जब यह ज्ञात होता है कि परिकल्पना की वैधता पर सीमा है। परमाणु का बोह्र मॉडल, उदाहरण के लिए, सौर मंडल में ग्रहों के समान फैशन में परमाणु नाभिक का चक्कर लगाने वाले इलेक्ट्रॉनों को दर्शाया गया है। यह मॉडल सरल हाइड्रोजन परमाणु में इलेक्ट्रॉन के क्वांटम राज्यों की ऊर्जा को निर्धारित करने में उपयोगी है, लेकिन यह किसी भी तरह से परमाणु की वास्तविक प्रकृति का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। वैज्ञानिक (और विज्ञान के छात्र) अक्सर ऐसा उपयोग करते हैं आदर्शित मॉडल जटिल स्थितियों का विश्लेषण करने पर प्रारंभिक समझ प्राप्त करना।

ए वैज्ञानिक सिद्धांत या कानून एक परिकल्पना (या संबंधित परिकल्पनाओं के समूह) का प्रतिनिधित्व करता है, जिसे बार-बार परीक्षण के माध्यम से पुष्टि की जाती है, लगभग हमेशा कई वर्षों के दौरान। आम तौर पर, एक सिद्धांत संबंधित घटनाओं के एक सेट के लिए एक स्पष्टीकरण है, जैसे कि विकासवाद या सिद्धांत बिग बैंग थ्योरी.

शब्द "कानून" अक्सर एक विशिष्ट गणितीय समीकरण के संदर्भ में आह्वान किया जाता है जो एक सिद्धांत के भीतर विभिन्न तत्वों से संबंधित होता है। पास्कल का नियम एक समीकरण को संदर्भित करता है जो ऊंचाई के आधार पर दबाव में अंतर का वर्णन करता है। द्वारा विकसित सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के समग्र सिद्धांत में सर आइजक न्यूटन, दो समीकरणों के बीच गुरुत्वाकर्षण आकर्षण का वर्णन करने वाले प्रमुख समीकरण को कहा जाता है गुरूत्वाकर्षन का नियम.

इन दिनों, भौतिकविदों ने शायद ही कभी अपने विचारों के लिए "कानून" शब्द लागू किया हो। भाग में, यह इसलिए है क्योंकि पिछले "प्रकृति के कानूनों" के कई दिशा-निर्देशों के रूप में इतने सारे कानून नहीं पाए गए थे, जो कुछ मापदंडों के भीतर अच्छी तरह से काम करते हैं लेकिन दूसरों के भीतर नहीं।

एक बार एक वैज्ञानिक सिद्धांत स्थापित हो जाने के बाद, इसे छोड़ने के लिए वैज्ञानिक समुदाय को प्राप्त करना बहुत कठिन है। भौतिक विज्ञान में, प्रकाश तरंग संचरण के लिए एक माध्यम के रूप में ईथर की अवधारणा 1800 के अंत में गंभीर विरोध में चली गई थी, लेकिन 1900 के दशक की शुरुआत तक इसकी अवहेलना नहीं की गई थी, जब अल्बर्ट आइंस्टीन प्रकाश की तरंग प्रकृति के लिए वैकल्पिक स्पष्टीकरण का प्रस्ताव किया जो संचरण के लिए एक माध्यम पर निर्भर नहीं था।

विज्ञान दार्शनिक थॉमस कुह्न ने इस शब्द का विकास किया वैज्ञानिक प्रतिमान जिस सिद्धांत के तहत विज्ञान संचालित होता है, उसके कार्यकारी सेट की व्याख्या करना। उन्होंने व्यापक कार्य किया वैज्ञानिक क्रांतियाँ यह तब होता है जब सिद्धांतों के एक नए सेट के पक्ष में एक प्रतिमान पलट दिया जाता है। उनके काम से पता चलता है कि विज्ञान के स्वभाव में परिवर्तन होता है जब ये प्रतिमान काफी भिन्न होते हैं। सापेक्षता और क्वांटम यांत्रिकी से पहले भौतिकी की प्रकृति मौलिक रूप से उनके बाद से अलग है डार्विन के थ्योरी ऑफ इवोल्यूशन से पहले की जीवनी के रूप में खोज, मूल रूप से जीव विज्ञान से अलग है इसका पालन किया। जांच का स्वभाव बदल जाता है।

वैज्ञानिक पद्धति का एक परिणाम यह है कि इन क्रांतियों के होने पर पूछताछ में निरंतरता बनाए रखने की कोशिश की जाती है और वैचारिक आधारों पर मौजूदा प्रतिमानों को उखाड़ फेंकने के प्रयासों से बचा जाता है।

वैज्ञानिक पद्धति के संबंध में नोट का एक सिद्धांत है ओकेम का रेजर (वैकल्पिक रूप से ओखम के रेजर का उल्लेख किया गया), जिसका नाम 14 वीं शताब्दी के अंग्रेजी तर्कशास्त्री और ओखम के फ्रांसिस्कन फ्रायर विलियम के नाम पर रखा गया है। ऑकसम ने अवधारणा नहीं बनाई - थॉमस एक्विनास के काम और यहां तक ​​कि अरस्तू ने इसके किसी रूप को संदर्भित किया। इस नाम को पहली बार 1800 के दशक में उनके (हमारे ज्ञान के लिए) जिम्मेदार ठहराया गया था, यह दर्शाता है कि उन्होंने दर्शन को पर्याप्त रूप से देखा होगा कि उनका नाम इसके साथ जुड़ा।

रेजर को अक्सर लैटिन में कहा जाता है:

एंटिया नॉन सुंट मल्टिप्लैंडा प्रेट्र की आवश्यकता

या, अंग्रेजी में अनुवादित:

संस्थाओं को आवश्यकता से अधिक गुणा नहीं किया जाना चाहिए

ओकाम का रेजर इंगित करता है कि उपलब्ध डेटा को फिट करने वाला सबसे सरल स्पष्टीकरण वह है जो बेहतर है। यह मानते हुए कि प्रस्तुत की गई दो परिकल्पनाओं में समान पूर्वानुमानित शक्ति होती है, जो सबसे कम मान्यताओं और काल्पनिक इकाइयों को बनाती है। सादगी की इस अपील को अधिकांश विज्ञान ने अपनाया है, और अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा इस लोकप्रिय उद्धरण में आमंत्रित किया गया है:

सब कुछ जितना संभव हो उतना सरल बनाया जाना चाहिए, लेकिन सरल नहीं।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ओकाम का रेज़र यह साबित नहीं करता है कि वास्तव में सरल परिकल्पना है, वास्तव में, प्रकृति की सही व्याख्या कैसे होती है। वैज्ञानिक सिद्धांत जितना संभव हो उतना सरल होना चाहिए, लेकिन यह कोई सबूत नहीं है कि प्रकृति स्वयं सरल है।

हालांकि, यह आम तौर पर मामला है कि जब एक अधिक जटिल प्रणाली काम पर होती है, तो सबूत के कुछ तत्व होते हैं सरल परिकल्पना के अनुकूल नहीं है, इसलिए ओकाम का रेज़र शायद ही कभी गलत है क्योंकि यह केवल शुद्ध रूप से सटीक पूर्वानुमान की परिकल्पना से संबंधित है शक्ति। भविष्यवाणी की शक्ति सादगी से अधिक महत्वपूर्ण है।

द्वारा संपादित ऐनी मैरी हेल्मेनस्टाइन, पीएचडी।