科学理论
自然界的某些方面的科學解釋 / 維基百科,自由的 encyclopedia
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科学理论是一种解释亦是描述,它按照科学方法来阐述自然界中某方面事物的原因,即可以反复实验(英语:Reproducibility),并需使用一个预定义的观察和实验协议(英语:Protocol (science))。[1][2]已建立的科学理论是经得起严格检验的,也是科学知识的广泛形式。[3]
特别需要注意的是,某学科中使用的“科学理论”(下简称“理论”)定义明显不同于通常语言中使用的“理论”一词。[4][Note 1]在日常的(非科学的)讲话中,“理论”可能意味着某事是未经证实的、思考出来的猜测、猜想、想法,或者假设;[4]这种使用方式与科学中的“理论”恰恰相反。这些用法的不同可以比较出来,而且往往是相对的。“预测”这个词在科学中的用法也与日常对话中不同,表示只不过有希望。
科学理论的强大体现在它能解释的现象的多样性。当收集到更多的科学证据时,一个科学理论如果不能解释新发现的实际情况,它可能会被否定或修正;在这种情况下,就需要一个更准确的理论。在某些情况下,不精确的、未经修正的科学理论仍然可以被视为一个理论,如果它在特定条件下作为一个近似是有用的(由于其纯粹的简单性,例如,牛顿运动定律作为狭义相对论在速度远小于光速时的一个近似)。
科学理论具有可测试性,且能做可证伪性预测。[5]他们描述因果关系的原理,负责解释特定的自然现象,同时用来解释和预测物理宇宙或调查的特定领域(例如,电学、化学、天文学)的方方面面。科学家将理论作为基础,以获得进一步的科学知识,或者实现目标,比如发明技术或治疗疾病。
与其它形式的科学知识一样,科学理论本质上既是演绎推理,又是归纳推理,[6][7]其目标在于预测能力(英语:predictive power)和解释能力(英语:Explanatory power)。
古生物学家、演化生物学家和科学史学家史蒂芬·古尔德说:“……事实和理论是不同的东西,而非一个增长的层级关系中的不阶层级。事实是世界的数据。而理论是解释事实的概念体系。”[8]