Мы, люди, склонны быть любопытными. В нашей природе искать закономерности и придумывать объяснения, которые помогают нам понять мир вокруг нас. Но если мы не проводим дни, проверяя и перепроверяя наши идеи в исследовательской лаборатории, многие из нас прибегают к изрядной поэтической вольности с научными терминами, которые мы используем в нашей повседневной речи.
У вас есть теория, что ваша машина знает, когда у вас есть лишние деньги (и вдруг требуется ремонт именно на эту сумму)? У вас есть генетическая предрасположенность к тому, чтобы заблудиться, потому что ваша мать была такой же?
Хотя может показаться безобидным принимать нашу собственную интерпретацию научных слов и понятий в непринужденной беседе, знание того, что эти слова на самом деле означают в области науки, может помочь нам лучше понять исследования и статьи о таких вещах, как наше здоровье, окружающей среды и даже экономики.
Вы хвастались экспоненциальным ростом вашей компании? Считаете ли вы свои последние четыре летних отпуска доказательством того, что, когда вы идете на пляж, всегда идет дождь?
Вам лучше проверить наш список из 10 научных слов, которые вы, вероятно, используете неправильно.
10: Доказательство
В течение обычного дня мы можем предъявить квитанцию в качестве доказательства того, что мы заплатили за услугу, или нас могут попросить предъявить удостоверение личности в качестве подтверждения нашего возраста или личности. Но попросите ученого-климатолога или биолога-эволюциониста «доказать», что люди способствуют глобальному потеплению или что Дарвин всегда был прав, и вы можете закатить глаза. Конечно, доказательств этих общепринятых научных убеждений очень много, но большинство ученых скажут вам, что они не занимаются «доказательством» чего-либо.
И вот почему: Доказательства считаются окончательными. Психолог-эволюционист Сатоши Канадзава утверждает, что «доказательства существуют только в математике и логике» (некоторые могут добавить к этому списку виски), но не в науке. В математике, как только утверждение доказано, оно становится теоремой. (Квадрат гипотенузы прямоугольного треугольника всегда будет равен сумме квадратов двух других сторон. Серой зоны нет, и Пифагору не нужно доказывать это снова.)
Наука, с другой стороны, стремится постоянно расширять наше понимание мира, основываясь на принципе, что «любая идея, независимо от того, насколько она широко принята сегодня, может быть опровергнута завтра, если это будет оправдано доказательствами». На основании такой возможности ничто в науке не считается доказанным.
Откуда берутся все эти научные доказательства? Читайте дальше, чтобы узнать.
9: Гипотеза
Если вы когда-либо выполняли или помогали своим детям с проектом научной ярмарки, вы, вероятно, помните, что ваша гипотеза должна быть проверяемым утверждением, которое можно подтвердить или опровергнуть с помощью экспериментов. Но в повседневной речи мы часто используем слово «гипотеза» для описания обоснованного предположения. Эти два понятия не совсем не связаны между собой: как и обоснованное предположение, гипотеза основана на логике, наблюдении и, возможно, даже на интуиции, но наиболее важной характеристикой гипотезы является то, что ее можно проверить, а тест, в свою очередь, можно воспроизвести..
Гипотеза - это попытка ученого найти решение или объяснение явления, которое еще не было объяснено. Конечно, прочитав первый научный термин в нашем списке, вы знаете, что в науке правильность гипотезы никогда не «доказывается»; это просто подтверждается или опровергается многократными экспериментами и наблюдениями - иногда на протяжении нескольких десятилетий.
В научном методе гипотеза - это всего лишь самый первый шаг к формулировке следующего термина в нашем списке.
8: Теория
Если вы хотите увидеть дым из ушей ученого (конечно, образно говоря), скажите ему или ей, что эволюция (или гравитация, если уж на то пошло) - это «всего лишь теория». В непринужденной беседе теория может быть просто идеей, но в науке это система идей, которая выдерживает повторяющиеся испытания.
Некоторые люди могут попытаться отвергнуть общепринятые теории глобального потепления и эволюции как чисто спекулятивные. Но хотя теория никогда не может быть «доказана» (потому что это наука!), она далеко не просто спекуляция. Научная теория может включать в себя несколько связанных гипотез, постепенно завоевывая признание только после проверки и подтверждения воспроизводимыми наблюдениями и экспериментами.
Еще одно понятие, тесно связанное с теорией, - это научный закон. Один из простых способов запомнить их состоит в том, чтозаконобъясняет, что произойдет;теории пытаются объяснить, почему это происходит. Законы часто можно выразить в виде математических уравнений. Например, закон всемирного тяготения Ньютона предсказывает, что произойдет, если мы уроним объект, но не говорит нам, почему это происходит. Для этого мы используем общую теорию относительности Эйнштейна.
Следующее слово в нашем списке может быть полезным инструментом для проверки теории, но вы, вероятно, используете его для обозначения чего-то совершенно другого.
7: Модель
Когда вы используете слово «модель» в повседневном разговоре, скорее всего, вы имеете в виду моду, игрушечный самолет или образец хорошего поведения («образцовый студент»). Термин «бизнес-модель» иногда используется для объяснения того, как компания планирует зарабатывать деньги («Звучит интересно, но какова их бизнес-модель?»). Но с научной точки зрения модель - это инструмент, который помогает исследователям предсказать, как система будет вести себя.
Слово модель может означать разные вещи в разных областях науки. Например, в поведенческих науках модель может относиться к набору условий, необходимых для изменения поведения. А физическая модель Солнечной системы - это простой способ продемонстрировать, как планеты вращаются вокруг Солнца, а математическая модель - это набор уравнений, представляющий систему. Экономические модели и климатические модели являются математическими моделями, хотя они направлены на предсказание и понимание совершенно разных вещей. В научных целях модель можно использовать для подтверждения гипотезы, если она обеспечивает ожидаемое поведение. Часто при моделировании некоторые факторы реальной жизни не учитываются, чтобы изолировать определенные аспекты.
6: Натуральный/Органический
Проходы в наших супермаркетах заставлены продуктами питания, товарами для здоровья и красоты, а также чистящими средствами, рекламирующими списки полностью натуральных и органических ингредиентов. Но что на самом деле означают эти термины? Ядовитый плющ является «натуральным», но вы точно не захотите, чтобы он был в вашем салате или в лосьоне для рук, если уж на то пошло.
В Соединенных Штатах слово «натуральный» в отношении этикеток пищевых продуктов не имеет регламентированного определения. По данным Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA): «Трудно определить пищевой продукт, который является« натуральным », потому что пища, вероятно, была обработана и больше не является продуктом земли. Тем не менее, FDA не разработало определение. за использование термина «натуральный» или его производных. Однако агентство не возражало против использования этого термина, если пища не содержит добавленных красителей, искусственных ароматизаторов или синтетических веществ». Так что «натуральное» арахисовое масло, которое вы покупаете, может быть не лучше по питательным свойствам, чем его «обычный» аналог.
Термин «органический» определен немного лучше, так как органическая этикетка Министерства сельского хозяйства США (USDA) означает, что пищевой продукт соответствует набору стандартов и требований, установленных USDA, включая выращивание без пестицидов или синтетических удобрение. Конечно, с химической точки зрения, вся пища является органической, поскольку «органическая» означает углеродсодержащая.
Следующее часто неправильно употребляемое слово в нашем списке ведет нас от естественного и органического к природе против воспитания.
5: Генетический
Вы когда-нибудь слышали о редкой форме рака или другом необычном заболевании и задавались вопросом, является ли оно «генетическим»? Скорее всего, вы действительно задавались вопросом, было ли оно передано от родителей (унаследовано), а не возникло внезапно.
Слово «генетический» просто означает «относящийся к генам». Все виды рака на самом деле являются генетическими, поскольку они развиваются в результате генных мутаций, но только от 5 до 10 процентов являются наследственными или вызваны генетическими изменениями, передающимися из поколения в поколение. Большинство остальных - 70-80 процентов - известны как спорадические виды рака и являются результатом генетических изменений, происходящих в течение нашей жизни.
4: Экспоненциальный
Это слово часто используется, но не всегда правильно. Мы можем услышать, что новая тенденция «растет в геометрической прогрессии», или что бурно развивающаяся отрасль переживает «экспоненциальный рост», или даже что одна вещь «экспоненциально лучше», чем другая.
В повседневном использовании экспоненциальный стал означать чрезвычайно большой или быстрый, но с математической точки зрения экспоненциальный рост просто означает, что что-то растет со скоростью, пропорциональной его размеру. Скорость роста может быть большой или малой. Так что, если наша экономика растет на 0,1 процента в год, это экспоненциальный рост, но вряд ли он впечатляет.
Еще одно распространенное заблуждение состоит в том, что если что-то растет экспоненциально, то оно должно увеличиваться в степени 2, 3 и так далее. Если мы слышим, что население Земли растет в геометрической прогрессии, нас может ужаснуть мысль о том, что 49 квинтиллионов человек внезапно начинают бороться за ресурсы. Но экспоненциальный рост населения означает, что изменение численности населения за данный период времени пропорционально численности населения. В настоящее время темпы роста оцениваются примерно в 1 процент в год, что дает 70 миллионов дополнительных людей.
Следующий научный термин в нашем списке также относится к размеру.
3: Квант
Автомобильная компания может похвастаться тем, что ее последняя и лучшая модель представляет собой «квантовый скачок», превосходящий все остальные в своем классе. Но хотя производитель, безусловно, хочет убедить вас в том, что его новейший седан значительно лучше конкурентов, слово «квант» означает для физика нечто совершенно иное.
С научной точки зрения квант - это наименьшая неделимая единица энергии. Альберт Эйнштейн описал фотоны как «кванты света», имея в виду крошечные дискретные частицы, а в 1900 году физик Макс Планк использовал термин «квант» в своей теории, объясняя поведение мельчайших частиц, таких как фотоны и электроны, на субатомном уровне. Внезапно этот квантовый скачок перестал казаться таким гигантским шагом вперед. В самом деле, квантовый скачок был бы наименьшим возможным изменением энергетического уровня электрона.
Конечно, реклама автомобилей - не единственное место, где вы можете услышать слово «квант» в сомнительном значении. Один из центральных принципов квантовой механики заключается в том, что материал на субатомном уровне может действовать как волна и как частица. Но когда наблюдатель измеряет, например, точное положение частицы, волновые характеристики уже нельзя наблюдать. Гуру самопомощи, такие как Дипак Чопра и Ронда Бирн, автор «Секрета», чрезмерно упростили и неправильно использовали эту концепцию, ошибочно ссылаясь на квантовую физику как на «доказательство» того, что наблюдение за чем-то создает вещь - поэтому мы можем желать того, чего желаем. в существование, просто визуализируя их.
2: Проценты
Все мы знаем, что процент - это одна часть на 100, но все может запутаться, когда мы говорим о процентах, не помещая их в контекст. Например, в новостях сообщалось, что «белые женщины, получившие пять или более солнечных ожогов до 20 лет, имеют 80-процентный повышенный риск развития меланомы». Восемьдесят процентов звучит внушительно, но поскольку Американское онкологическое общество оценивает риск развития меланомы у женщин примерно в 2 процента, увеличение на 80 процентов дает новый риск примерно в 3,6 процента. Таким образом, абсолютный риск увеличивается на 1,6 процентных пункта (или примерно 1,6 случая на 100 человек), но 80-процентный скачок относительного риска (т. е. риск по сравнению с другими участниками исследования) наверняка получит больше заголовков.
Маркетологи отлично умеют использовать проценты для продажи товаров и идей («На 30% меньше калорий!», «На 10% белее!»). Но цитирование процентов без понимания того, откуда они взялись, может привести ко всякого рода дезинформации. Показательный пример: вы, наверное, слышали миф о том, что 50 процентов браков в США заканчиваются разводом. Национальный центр статистики здравоохранения получил эту цифру, сравнив годовой показатель брачности на 1000 человек с годовым уровнем разводов. Но поскольку люди, разводящиеся в том или ином году, - это не те же люди, которые женились в том же году, просмотр цифр за любой год на самом деле ничего нам не говорит.
1: Причина
Однажды у меня был профессор океанографии, который любил указывать, что год за годом всплеск продаж мороженого совпадает с увеличением числа нападений акул. Должны ли мы из этого сделать вывод, что мороженое привлекает акул? Или что нападения акул вызывают тягу к мороженому? Истинное объяснение, конечно же, состоит в том, что продажа мороженого и встречи с акулами связаны с более теплой погодой. Помимо этой общей ассоциации, они не имеют ничего общего друг с другом.
Как любой уважаемый ученый избегает утверждать, что результаты эксперимента «доказывают» гипотезу, ответственные исследователи стараются не смешивать ассоциацию или корреляцию с причинно-следственной связью, даже если предварительное исследование или случайное наблюдение, кажется, предполагают связь между двумя событиями. Если бы вы изучали алкоголиков и обнаружили, что они более склонны к депрессии, чем неалкоголики, вам пришлось бы провести дополнительные исследования, прежде чем сделать вывод о том, что слишком много алкоголя вызывает у человека депрессию. Возможно, из-за того, что испытуемые уже были в депрессии, они обратились к выпивке, чтобы попытаться поднять себе настроение. Какую работу они выполняли и как жила их семья? Была ли депрессия в их семьях? Ответы на эти вопросы позволят вам совершить скачок (не квантовый!) в вашем исследовании от совпадения к причинно-следственной связи.
Примечание автора: 10 научных слов, которые вы, вероятно, используете неправильно
Я был знаком с научным значением каждого из слов в этом списке, и я могу честно сказать, что никогда не произносил фразу «квантовый скачок», если только не пытался вспомнить имя того парня из ТВ шоу. Но размышления о различиях в том, как ученые используют эти слова, и в том, как мы их небрежно бросаем, заставили меня вновь оценить неустанный поиск знаний нашим видом. Ученые тратят свою жизнь на то, чтобы предотвратить рак, остановить глобальное потепление или просто объяснить мир вокруг нас. Меньшее, что мы можем сделать, это освежить некоторые определения, чтобы мы могли понять исследования, которые они публикуют!