Презентация по физике

Астрономия —
настоящая наука

Доказательство по четырём критериям научности

Галактика Андромеды (M31) — ближайший к нам большой сосед Млечного Пути · фото Adam Evans, Wikimedia Commons (CC BY 2.0)

Задача доклада

Что делает знание научным?

1 · Истинность — знание соответствует реальности, предсказания сбываются
2 · Обоснованность — каждое утверждение доказано данными и расчётом
3 · Систематизация — факты и законы сведены в единую систему
4 · Объективность — не зависит от мнений, проверяется независимо

Портрет Карла Поппера — Карл Поппер (1902–1994): «Теория научна, если её можно опровергнуть опытом» · Wikimedia Commons

Критерий 1 · Истинность

Предсказания сбываются

Нептун, снимок Вояджера-2 — Нептун — открыт «на кончике пера» в 1846 году · фото Voyager 2, NASA (общественное достояние)

1846: Леверье вычислил, где искать невидимую планету — Нептун нашли в 1° от расчёта
1919: отклонение света у Солнца, предсказанное Эйнштейном, подтвердилось во время затмения
1916 → 2015: гравитационные волны пойманы LIGO через 99 лет после предсказания
Ошиблась — признаёт и исправляет: самокоррекция тоже признак истинности

Критерий 2 · Обоснованность

От гор данных — к строгим законам

Портрет Иоганна Кеплера — Иоганн Кеплер (1571–1630) · Wikimedia Commons

Тихо Браге 20 лет измерял положения планет с точностью до угловой минуты
Кеплер превратил тысячи наблюдений в три математических закона — каждый вывод опирается на данные
Законы проверяемы: любой может повторить расчёт и измерение
Фальсифицируемость (Поппер): научную теорию можно опровергнуть опытом — законы Кеплера его выдержали

Критерий 3 · Систематизация

Знание — не куча фактов, а система

Обсерватория ALMA под звёздным небом — Радиотелескопы ALMA (Чили): 66 антенн работают как единая система · ESO, Wikimedia Commons (CC BY 4.0)

Законы Кеплера вошли в механику Ньютона, а она — в теорию относительности: знание растёт этажами
Классификации: спектральные классы звёзд (O–M), типы галактик по Хабблу
Каталог Gaia: почти 2 миллиарда звёзд в единой системе координат
Одни законы работают и для планет, и для двойных звёзд, и для галактик — единая картина мира

Критерий 4 · Объективность

Приборы и проверка вместо мнений

Обсерватория LIGO в Хэнфорде — Детектор гравитационных волн LIGO (Хэнфорд, США) · Wikimedia Commons (общественное достояние)

Смотрит на небо приборами — телескоп и спектрограф не умеют поддакивать
Сигнал LIGO поймали в сентябре 2015-го — и 5 месяцев перепроверяли, прежде чем объявить
В коллаборации — более 1000 учёных из десятков стран; данные и метод открыты
Статью до публикации проверяют независимые эксперты — результат не зависит от желания автора

Проверка наоборот

Астрология — не наука

Знаки зодиака, гравюра XVI века — Знаки зодиака, ксилография XVI века · Wikimedia Commons (общественное достояние)

Нет истинности: предсказания не сбываются чаще случайного
Нет обоснованности: гороскопы неопровержимы — подходит любое толкование
Нет систематизации: школы противоречат друг другу, единой теории нет
Нет объективности: двойной слепой тест (Nature, 1985) астрологи провалили

Вывод

Все четыре критерия — пройдены

Критерий	Как выполняет астрономия
1	Истинность — Нептун, затмение 1919, гравитационные волны	✓
2	Обоснованность — от данных Браге к законам Кеплера, всё проверяемо	✓
3	Систематизация — законы в единой теории, классификации, каталог Gaia	✓
4	Объективность — приборы, рецензирование, независимая проверка	✓

Чёрная дыра в галактике M87 — Чёрная дыра M87* — первый снимок Event Horizon Telescope, 2019 · EHT (CC BY 4.0)

Спасибо
за внимание!

Готов ответить на вопросы

Источники: Википедия (ст. «Законы Кеплера», «Открытие Нептуна», «LIGO», «Gaia», «Тест Карлсона»); Carlson S. «A double-blind test of astrology», Nature, 1985; изображения — Wikimedia Commons: Adam Evans (CC BY 2.0), NASA/Voyager 2 (PD), LIGO (PD), ESO/ALMA (CC BY 4.0), EHT (CC BY 4.0), гравюра XVI века (PD)

Астрономия —настоящая наука