Hypothèse, modèle, théorie et loi

Dans l'usage courant, les mots hypothèse, modèle, théorie et loi ont des interprétations différentes et sont parfois utilisés sans précision, mais en science, ils ont des significations très exactes.

Hypothèse

L'étape la plus difficile et la plus intrigante est peut-être l'élaboration d'une hypothèse spécifique et vérifiable. Une hypothèse utile permet des prédictions en appliquant un raisonnement déductif, souvent sous la forme d'une analyse mathématique. Il s'agit d'une déclaration limitée concernant la cause et l'effet dans une situation spécifique, qui peut être testée par expérimentation et observation ou par analyse statistique des probabilités à partir des données obtenues. Le résultat de l'hypothèse du test doit être actuellement inconnu, afin que les résultats puissent fournir des données utiles concernant la validité de l'hypothèse.

Parfois, une hypothèse est développée qui doit attendre que de nouvelles connaissances ou technologies soient testables. Le concept d'atomes a été proposé par les anciens Grecs, qui n'avaient aucun moyen de le tester. Des siècles plus tard, lorsque davantage de connaissances sont devenues disponibles, l'hypothèse a gagné du terrain et a finalement été acceptée par la communauté scientifique, bien qu'elle ait dû être modifiée à plusieurs reprises au cours de l'année. Les atomes ne sont pas indivisibles, comme le supposaient les Grecs.

Modèle

UNE modèle est utilisé pour les situations où l'on sait que l'hypothèse a une limitation de sa validité. Le modèle de Bohr de l'atome, par exemple, représente des électrons encerclant le noyau atomique d'une manière similaire aux planètes du système solaire. Ce modèle est utile pour déterminer les énergies des états quantiques de l'électron dans le simple atome d'hydrogène, mais il ne représente en aucun cas la vraie nature de l'atome. Les scientifiques (et les étudiants en sciences) utilisent souvent de tels modèles idéalisés pour avoir une première compréhension de l'analyse de situations complexes.

Théorie et droit

UNE théorie scientifique ou loi représente une hypothèse (ou un groupe d'hypothèses connexes) qui a été confirmée par des tests répétés, presque toujours menés sur une période de plusieurs années. Généralement, une théorie est une explication pour un ensemble de phénomènes liés, comme la théorie de l'évolution ou la théorie du big bang. 

Le mot «loi» est souvent invoqué en référence à une équation mathématique spécifique qui relie les différents éléments d'une théorie. La loi de Pascal fait référence à une équation qui décrit les différences de pression en fonction de la hauteur. Dans la théorie globale de la gravitation universelle développée par Sir Isaac Newton, l'équation clé qui décrit l'attraction gravitationnelle entre deux objets est appelée la loi de la gravité.

De nos jours, les physiciens appliquent rarement le mot «loi» à leurs idées. Cela est dû en partie au fait que nombre des "lois de la nature" précédentes se sont révélées être moins des lois que des directives, qui fonctionnent bien dans certains paramètres mais pas dans d'autres..

Paradigmes scientifiques

Une fois qu'une théorie scientifique est établie, il est très difficile d'amener la communauté scientifique à la rejeter. En physique, le concept de l'éther comme moyen de transmission des ondes lumineuses s'est heurté à une sérieuse opposition à la fin des années 1800, mais il n'a été ignoré qu'au début des années 1900, quand Albert Einstein a proposé des explications alternatives sur la nature ondulatoire de la lumière qui ne reposaient pas sur un moyen de transmission.

Le philosophe scientifique Thomas Kuhn a développé le terme paradigme scientifique pour expliquer l'ensemble de travail des théories sous lesquelles la science fonctionne. Il a fait un travail approfondi sur la révolutions scientifiques qui se produisent lorsqu'un paradigme est renversé au profit d'un nouvel ensemble de théories. Son travail suggère que la nature même de la science change lorsque ces paradigmes sont significativement différents. La nature de la physique avant la relativité et la mécanique quantique est fondamentalement différente de celle après leur découverte, tout comme la biologie avant la théorie de l'évolution de Darwin est fondamentalement différente de la biologie qui l'a suivie. La nature même de l'enquête change.

L'une des conséquences de la méthode scientifique est d'essayer de maintenir la cohérence de l'enquête lorsque ces révolutions se produisent et d'éviter les tentatives de renverser les paradigmes existants pour des raisons idéologiques..

Le rasoir d'Occam

Un principe à noter en ce qui concerne la méthode scientifique est Le rasoir d'Occam (épelé alternativement le rasoir d'Ockham), qui doit son nom au logicien anglais du XIVe siècle et au frère franciscain Guillaume d'Ockham. Occam n'a pas créé le concept - le travail de Thomas d'Aquin et même Aristote en a fait référence à une certaine forme. Le nom lui a été attribué pour la première fois (à notre connaissance) dans les années 1800, indiquant qu'il devait avoir suffisamment épousé la philosophie pour que son nom s'y soit associé..

Le rasoir est souvent indiqué en latin comme:

entia non sunt multiplicanda praeter necessitatem

ou, traduit en anglais: