Mokslinė teorija – apibrėžimas, pavyzdžiai ir reikšmė

Mokslinė teorija: apibrėžimas, reikšmė ir pavyzdžiai — nuo bakterijų ligų iki atomų teorijos, kaip teorijos kuriamos, tikrinamos ir keičiasi mokslinėje praktikoje.

Kas yra mokslinė teorija?

Kasdienėje kalboje žodis "teorija" dažnai vartojamas kaip "geriausias spėjimas". Tačiau šiuolaikiniame moksle mokslinė teorija reiškia gerokai daugiau: tai išvystyta, daug kartų patikrinta ir plačiai taikoma hipotezė, paaiškinanti daugelį stebėjimų ir eksperimentų. Mokslinė teorija sujungia atskiras idėjas į nuoseklią sistemą, leidžiančią daryti tikslas prognozes. Jei atrandamas patikimas įrodymas, kad visa mokslinė teorija arba jos reikšminga dalis yra klaidinga, ji keičiasi arba yra atmetama ir pakeičiama geresniu paaiškinimu.

Pavyzdys: bakterijų ligos teorija

Mokslinės teorijos vystymosi istorija gerai matoma iš bakterijų ligos teorijos pavyzdžio. Senovėje ligas dažnai aiškino dievų griežtumu, prakeiksmais arba moraliniu elgesiu. Apie mikrobus (mikroorganizmus) nebuvo žinoma, nes jie yra per maži, kad būtų matomi plika akimi. Išradus mikroskopą, atsirado galimybė juos pamatyti, o mokslininkai pasiūlė, kad kai kurias ligas sukelia bakterijos ir kiti mikrobai. Dėl šios teorijos — kartu su higienos, vakcinacijos ir antibiotikų plėtra — daugelį ligų pavyko užkirsti ar išgydyti.

Verta pažymėti, kad pati bakterijų teorija vėliau buvo patikslinta: ne visos ligos sukeliamos bakterijų. Pavyzdžiui, gripas sukeliamas virusais, o skorbutas yra susijęs su netinkama mityba (vitamino C trūkumu). Todėl šiandien bakterijų ligos teoriją formuluojame plačiau: kai kurias ligas sukelia mikrobai — bakterijos, virusai, grybai arba parazitai — priklausomai nuo ligos etiologijos.

Kaip teorija tampa mokslinė?

Kad idėja taptų pripažinta moksline teorija, ją turi daug kartų nepriklausomai patikrinti įvairūs mokslininkai skirtingose vietose ir laikotarpiuose, ir kiekvieną kartą ji turi atlaikyti testus. Teorija turi būti aiškiai suformuluota — dažnai naudojant matematiką — ir iš jos turi būti galima išvesti konkrečias, empiriškai patikrinamas pranašystes. Svarbu ir tarpusavio suderinamumas: nauja teorija turi būti suderinama su kitomis gerai patikrintomis teorijomis arba paaiškinti, kodėl jos negalioja tam tikruose ribiniuose atvejuose.

Mokslas apima daug atskirų sričių. Fizika, chemija, biologija, geologija ir astronomija — tai tik kelios iš pagrindinių mokslo šakų. Vienos srities teorija dažnai turi galios ribose peržengti į kitas sritis: pavyzdžiui, atomo samprata — kad visa materija susideda iš atomų — buvo išvystyta fizikos priemonėmis ir taikoma chemijoje, biologijoje, geologijoje ir astronomijoje. Tokios platesnės taikymo srities požymis rodo teorijos universalumą ir patikimumą.

Ką reiškia, kai teorija pasirodo klaidinga?

Kartais mokslininkai sukuria netikslias ar klaidingas teorijas. Išimtis, kuri įrodo ar parodo teorijos ribas, yra svarbus mokslo pažangos variklis: tokios išimtys leidžia gauti tikslesnius modelius ir gilinti supratimą. Mokslininkas gali tapti žinomas atradęs tokią išimtį — pavyzdžiui, Einšteinas išgarsėjo savo reliatyvumo teorija, kuria buvo parodytos Izaoko Niutono judėjimo dėsnių ribos esant dideliems greičiams arba stiprioms gravitacinėms laukams. Tačiau tai nereiškia, kad Niutono dėsniai buvo bevertės — jie tebėra labai tikslūs daugeliu kasdienių atvejų.

Mokslas yra nuolatinis procesas: teorijos yra patikslinamos, plečiamos arba keičiamos naujų įrodymų ir geresnių modelių atsiradimo metu. Svarbiausi požymiai, skiriantys mokslinius teiginius nuo netikslumų, yra jų patikrinamumas, taisomumas ir gebėjimas prognozuoti naujus reiškinius.

Pagrindinės šiuolaikinio mokslo teorijos

Žemiau pateikiamas pagrindinių, plačiai patikrintų ir be reikšmingų išimčių laikomų teorijų sąrašas su trumpais paaiškinimais:

• Evoliucijos teorija (natūralios atrankos teorija) — paaiškina, kaip rūšys kinta laikui bėgant ir kaip atsiranda naujos rūšys, remiantis paveldimumu, genetine įvairove ir atrankos procesu.
• Atomo teorija — teigia, kad materija susideda iš atomų, kurie susijungia į molekules; tai pagrindas chemijos ir daugumos fizikinių modelių.
• Ląstelės teorija — teigia, kad visi gyvi organizmai sudaryti iš ląstelių ir kad ląstelė yra gyvybės pagrindinis vienetas.
• Bakterijų (mikrobų) ligos teorija (germ theory) — aiškina, kad daugumą infekcinių ligų sukelia mikroorganizmai (bakterijos, virusai, grybai, parazitai) ir pateikia pagrindą moderniai medicinai bei higienai. Bakterijų ligos teorija yra svarbi medicinos istorijai.
• Plokščių tektonikos teorija — paaiškina Žemės plutą kaip judančių plokščių sistemą, paaiškinančią žemės drebėjimus, ugnikalnių veiklą ir žemyno judėjimą.
• Relativumo teorijos — specialioji ir bendroji reliatyvumo teorijos paaiškina erdvės, laiko ir gravitacijos sąryšius, ypač esant dideliems greičiams ir stiprioms gravitacinėms laukams.
• Kvantinė mechanika — aprašo materijos ir energijos elgesį atomų ir subatominių dalelių lygmenyje, turinti plačius pritaikymus nuo puslaidininkių iki kvantinių technologijų.
• Termodinamikos ir kinetinės teorijos — apibrėžia energijos, entropijos ir šilumos pokyčius bei jų ryšį su mikroskopiniais dalelių judesiais.

Šios teorijos buvo tūkstančius kartų patikrintos įvairiomis metodikomis ir eksperimente, ir jos sudaro šiuolaikinio mokslo pagrindą. Vis dėlto visos teorijos yra atviros patikslinimams: nauji tyrimai gali jas papildyti arba suformuluoti plačiau ir tiksliau apibūdinančias paradigmas.

Paieška pagal raidę