Experimentum crucis

Inom vetenskapen är ett experimentum crucis ( engelska : crucial experiment eller kritiskt experiment ) ett experiment som på ett avgörande sätt kan avgöra om en viss hypotes eller teori är överlägsen alla andra hypoteser eller teorier vars acceptans för närvarande är utbredd i det vetenskapliga samfundet. I synnerhet måste ett sådant experiment vanligtvis kunna producera ett resultat som utesluter alla andra hypoteser eller teorier om de är sanna, och därigenom visa att under experimentets förhållanden (dvs under samma yttre omständigheter och för samma "indatavariabler" inom experimentet) har dessa hypoteser och teorier bevisats vara falska men försöksledarens hypotes är inte utesluten .

För en motsatt uppfattning som ifrågasätter det avgörande värdet av experimentum crucis i att välja en hypotes eller teori framför dess rivaler, se Pierre Duhem .

Historia

Francis Bacon i sin Novum Organum beskrev först begreppet en situation där en teori men inte andra skulle hålla sann, med hjälp av namnet instantia crucis ; frasen experimentum crucis , som betecknar det avsiktliga skapandet av en sådan situation i syfte att testa de rivaliserande teorierna, myntades senare av Robert Hooke och användes sedan berömt av Isaac Newton .

Framställningen av ett sådant experiment anses nödvändigt för att en viss hypotes eller teori ska anses vara en etablerad del av den vetenskapliga kunskapsmassan. Det är inte ovanligt i vetenskapens historia att teorier utvecklas fullt ut innan man producerar ett kritiskt experiment. En given teori som överensstämmer med känt experiment men som ännu inte har producerat ett kritiskt experiment anses vanligtvis vara värd att utforska för att upptäcka ett sådant experimentellt test.

Exempel

Robert Boyle var den första som hyllade ett experiment som experimentum crucis när han hänvisade till det berömda kvicksilverbarometerexperimentet på Puy-de-Dome 1648. Detta experiment löste frågan: Fanns det något naturligt motstånd mot skapandet av ett till synes tomt utrymme på toppen av röret, eller bestämdes kvicksilvrets höjd enbart av luftens vikt?

I sin Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica presenterar Isaac Newton (1687) ett motbevis för Descartes vortexteori om planeternas rörelse . I sin Opticks beskriver Newton ett optiskt experimentum crucis i första boken, del I, proposition II, sats II, experiment 6 , för att bevisa att solljus består av strålar som skiljer sig i deras brytningsindex .

Isaac Newton utför sitt avgörande prismaexperiment – ​​"experimentum crucis" – i sitt sovrum i Woolsthorpe Manor . Akrylmålning av Sascha Grusche (17 dec 2015)

Poissons förutsägelse , baserad på Fresnels matematiska analys, att vågteorin för ljus förutspådde en ljus punkt i mitten av skuggan av ett perfekt cirkulärt föremål, ett resultat som inte kunde förklaras av (dåvarande ström) partikelteori om ljus. Ett experiment av François Arago visade förekomsten av denna effekt, nu kallad Arago-fläcken , eller "Poissons ljuspunkt", vilket ledde till att vågteorin accepterades.

Ett känt exempel på 1900-talet på ett experimentum crucis var expeditionen ledd av Arthur Eddington till Principe Island i Afrika 1919 för att registrera stjärnornas positioner runt solen under en solförmörkelse (se Eddington-experimentet ). Observationen av stjärnpositioner bekräftade förutsägelser om gravitationslinser gjorda av Albert Einstein i den allmänna relativitetsteorin som publicerades 1915. Eddingtons observationer ansågs vara de första solida bevisen till förmån för Einsteins teori.

I vissa fall kan en föreslagen teori redogöra för existerande anomala experimentella resultat som ingen annan existerande teori kan ge en förklaring till. Ett exempel skulle vara förmågan hos kvanthypotesen , som föreslogs av Max Planck 1900, att redogöra för det observerade svartkroppsspektrumet, ett experimentellt resultat som den befintliga klassiska Rayleigh-Jeans lag inte kunde förutsäga. Sådana fall anses dock inte vara tillräckligt starka för att helt etablera en ny teori, och i fallet med kvantmekaniken tog det bekräftelse av teorin genom nya förutsägelser för att teorin skulle få full acceptans.

DNA, experimentum crucis

Se §Kontext för avgörande experiment i upptäckten av §DNA:s struktur och §Lista över experiment i biologi

I upptäckten av betydelsen av DNA-strukturen gjorde det faktum att DNA var en dubbelspiral det möjligt för upptäckarna, Francis Crick och James Watson, att föreslå att en sträng av dubbelspiralen kunde fungera som mall för den andra strängen, som den andra delen höll på att dupliceras. Detta förklarade livets hemlighet , hur DNA-strukturen kunde fungera som mekanismen för genen (den genetiska koden ), där fyra nukleotider tjänar till att koda för sekvensen av enzymer som behövs för att katalysera produktionen av makromolekyler i cellen, och som ledde till dess tillämpning inom syntetisk biologi , inom genteknik , inom kriminalteknik , genetisk testning , genomik och läkemedel , bland andra industrier.

Tanis fossilplats

Huvudartikel: Tanis (fossilplats)

På 2000-talet bevisade upptäckten av Tanis fossilplats , ett dödande fält i Hell Creek-formationen i North Dakota, att KT-gränsen (nu känd som KPg, eller Krita-Paleogen-utrotningen) var samma händelse ( Chicxulub -nedslaget ) som dödade dinosaurierna . Denna nedslagshändelse antogs tidigare från den globala förekomsten av iridiumavlagringar (ett sällsynt grundämne på jorden). I det här fallet fungerade förekomsten av ett mikrotektitlager som regnade ner på de flera blandade arterna (inklusive en Triceratops ) som hittades på platsen (Tanis Konservat-Lagerstätte) som det avgörande vittnet, som citeras i Science Daily . Baserat på dateringen av Tanis inträffade händelsen för 65,76 miljoner år sedan (± 0,15 My).

Se även

Anteckningar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Experimentum_crucis&oldid=1119569942 "