В науке experimentalum crucis ( английский : критический эксперимент или решающий эксперимент ) — это эксперимент , способный решительно определить, превосходит ли конкретная гипотеза или теория все другие гипотезы или теории, принятие которых в настоящее время широко распространено в научном сообществе. В частности, такой эксперимент должен, как правило, быть в состоянии дать результат, который исключает все другие гипотезы или теории, если они истинны, тем самым демонстрируя, что в условиях эксперимента (т. е. при тех же внешних обстоятельствах и для тех же «входных переменных» в рамках эксперимента) эти гипотезы и теории оказываются ложными, но гипотеза экспериментатора не исключается .
Противоположная точка зрения, отрицающая решающее значение experimentalum crucis при выборе одной гипотезы или теории среди ее конкурентов, — это тезис Дюгема–Куайна .
Фрэнсис Бэкон в своем труде «Новый Органон» впервые описал концепцию ситуации, в которой одна теория, но не все остальные, будет верной, используя название instantia crucis ; фраза experimentalum crucis , обозначающая преднамеренное создание такой ситуации с целью проверки конкурирующих теорий, была позже придумана Робертом Гуком и затем широко использована Исааком Ньютоном .
Производство такого эксперимента считается необходимым для того, чтобы конкретная гипотеза или теория считалась установленной частью корпуса научных знаний. В истории науки не редкость, когда теории разрабатываются полностью до производства критического эксперимента. Данная теория, которая согласуется с известным экспериментом, но которая еще не произвела критического эксперимента, обычно считается достойной исследования с целью обнаружения такого экспериментального теста.
Роберт Бойль был первым человеком, который назвал эксперимент experimentalum crucis , когда он сослался на знаменитый эксперимент с ртутным барометром на Пюи-де-Дом в 1648 году. Этот эксперимент решил вопрос: существовало ли какое-то естественное сопротивление созданию, по-видимому, пустого пространства в верхней части трубки, или высота ртути определялась исключительно весом воздуха? [1]
В своих «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica» Исаак Ньютон (1687) представляет опровержение вихревой теории движения планет Декарта . [2] В своих «Оптиках » Ньютон описывает оптический experimentalum crucis в первой книге, части I, предложении II, теореме II, эксперименте 6 , чтобы доказать, что солнечный свет состоит из лучей, которые различаются по показателю преломления .
.jpg/1280px-Newton's_Experimentum_Crucis_(Grusche_2015).jpg)
Примером 19-го века было предсказание Пуассона , основанное на математическом анализе Френеля , что волновая теория света предсказывает яркое пятно в центре тени идеально круглого объекта, результат, который не мог быть объяснен (тогдашней) корпускулярной теорией света. Эксперимент Франсуа Араго показал существование этого эффекта, теперь называемого пятном Араго , или «ярким пятном Пуассона», что привело к принятию волновой теории.
Известным примером experimentalum crucis в 20 веке была экспедиция под руководством Артура Эддингтона на остров Принсипи в Африке в 1919 году для регистрации положений звезд вокруг Солнца во время солнечного затмения (см. эксперимент Эддингтона ). Наблюдение за положениями звезд подтвердило предсказания гравитационного линзирования, сделанные Альбертом Эйнштейном в общей теории относительности, опубликованной в 1915 году. Наблюдения Эддингтона считались первым убедительным доказательством в пользу теории Эйнштейна.
В некоторых случаях предлагаемая теория может объяснить существующие аномальные экспериментальные результаты, для которых никакая другая существующая теория не может дать объяснения. Примером может служить способность квантовой гипотезы , предложенной Максом Планком в 1900 году, объяснять наблюдаемый спектр черного тела , экспериментальный результат, который существующий классический закон Рэлея-Джинса не мог предсказать. Такие случаи не считаются достаточно сильными, чтобы полностью установить новую теорию, однако, и в случае квантовой механики потребовалось подтверждение теории новыми предсказаниями , чтобы теория получила полное признание.
При открытии значения структуры ДНК тот факт, что ДНК представляет собой двойную спираль, позволил первооткрывателям Фрэнсису Крику и Джеймсу Уотсону предположить, что одна нить двойной спирали может служить шаблоном для второй нити, поскольку вторая нить дублируется. Это объяснило секрет жизни , [3] как структура ДНК может служить механизмом для гена ( генетического кода ), в котором четыре нуклеотида служат для кодирования последовательности ферментов, необходимых для катализа производства макромолекул в клетке, и что привело к ее применению в синтетической биологии , генной инженерии , судебной экспертизе , генетическом тестировании , геномике и фармацевтике , среди других отраслей.
В 21 веке открытие ископаемого места Танис , поля смерти в формации Хелл-Крик в Северной Дакоте, доказало, что граница KT (теперь известная как KPg, или событие вымирания мелового и палеогенового периодов ) [4] была тем же событием ( удар Чиксулуб ), которое убило динозавров . Это событие удара ранее предполагалось на основании глобального существования залежей иридия (редкий элемент на Земле). В этом случае существование слоя микротектита , пролившегося на многочисленные смешанные виды (включая трицератопса ) [ 5] , которые были найдены на этом месте (консерватория-лагерштетте Танис) [4] : страница 7 послужила убедительным свидетельством, [4] как цитируется в Science Daily . [5] Основываясь на датировке Танис, событие произошло 65,76 миллионов лет назад (± 0,15 млн лет). [4]
Возникает новая наука, расширяющая понимание и оценку экспериментов, которые попадают в эту категорию. JA Lohne отслеживает развитие идеи от Instantie Crucis Фрэнсиса Бэкона 1620 года через различные эксперименты с призматической оптикой и обсуждения 1722 года. [6]
Ранний признак теории Experimentum Crucis появляется в «Учении об абстракции» Джона Локка . [7]
Лорн Фалькенштейн, рецензируя Ван Клива, расширяет обсуждение Experimentum crucis до более общей философской сферы дуализма свойств . [8]
{{cite book}}: CS1 maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )