Prediktivní síla

The New York Times z 10. listopadu 1919 informovaly o Einsteinově potvrzené předpovědi gravitace v prostoru, nazvané gravitační čočkový efekt.

Předvídací schopnost vědecké teorie odkazuje na její schopnost generovat ověřitelné předpovědi. Teorie se silnou prediktivní silou jsou vysoce ceněny, protože předpovědi mohou často podporovat falšování teorie. Pojem prediktivní síla se liší od vysvětlující nebo popisné síly (kde jevy, které jsou již známé, jsou zpětně vysvětleny danou teorií) tím, že umožňuje prospektivní test teoretického porozumění.

Vědecké myšlenky, které nepřiznávají žádnou prediktivní schopnost, jsou považovány v nejlepším případě za „dohady“, v nejhorším případě za „pseudovědu“. Protože je nelze žádným způsobem ověřit ani zfalšovat, nelze nijak určit, zda jsou pravdivé či nepravdivé, a tak nezískávají status „vědecké teorie“.

Teorie, jejichž „prediktivní síla“ předpokládá technologie, které nejsou v současné době možné, představují něco jako šedou zónu. Například některé aspekty teorie strun byly označeny jako prediktivní, ale pouze prostřednictvím strojů, které ještě nebyly postaveny a v některých případech možná nikdy nebudou možné. Zda tento druh teorie může nebo nemá být považován za skutečně prediktivní, je otázkou vědecké a filozofické debaty.

Relativita a zatmění v roce 1919

Jedním z nejznámějších případů prediktivní síly bylo potvrzení teorie obecné relativity Alberta Einsteina. Teorie předpovídala, že pokud by byly fotografie pořízené u okraje Slunce během zatmění Slunce porovnány s fotografiemi stejných hvězd, když nebyly v blízkosti Slunce, bylo by pozorováno „ohýbání“ jejich světla gravitačním polem Slunce. Stávající Newtonova teorie fyziky také – z různých důvodů – předpovídala určité ohýbání, ale v menší míře. Tuto předpověď učinil Einstein v roce 1915 jako logický výsledek své teorie, ale nemohla být testována až do zatmění Slunce 29. května 1919, kdy pozorování astrofyzika Arthura Eddingtona zdánlivě potvrdila Einsteinovy předpovědi. Tato zpráva byla ohlašována po celém světě jako revoluce ve fyzice, protože Newtonova teorie byla přesvědčivě vyvrácena.

Údaje z pozorování navíc nebyly tak průkazné, jak se tvrdilo. V Sobralu byly použity dva dalekohledy; jeden vyrobil 8 fotografických desek, které zaznamenaly průměrnou odchylku od normy 1,98″ oblouku (1″ = 1/3600 stupně), a dalších 18 desek s průměrnou odchylkou 0,86″; dvě desky z jediného dalekohledu v Principe, i když špatné kvality, naznačovaly průměr 1,62″. Einsteinova teorie naznačovala odchylku přibližně 1,75″, zatímco Newtonova 0,8″. Kdyby byly zahrnuty všechny údaje, výsledky by byly přinejlepším neprůkazné, ale Eddington výsledky získané z druhého Sobralova dalekohledu zlehčoval tvrzením, že jde o „systematickou chybu“, a přikládal větší váhu výsledkům z Principe (které osobně zaznamenal), s malým odůvodněním nebo podpůrnými důkazy. Astronom Royal, Sir Frank Dyson a prezident Královské společnosti J. J. Thomson se postavili na Eddingtonovu stranu a 6. listopadu prohlásili, že důkazy jsou rozhodně ve prospěch Einsteinovy teorie; velká část vědecké obce se přidala a souhlasila. Nicméně v té době existovalo mnoho vědců, kteří měli pocit, že existují dobré důvody pochybovat o tom, zda byla předpověď přesně naplněna, nebo zda výsledky nemají alternativní interpretaci. Následná pozorování zatmění ve dvacátých a třicátých letech neposkytla potvrzení, i když mnoho jiných různých experimentů od té doby poskytlo mnohem silnější (ale méně dramatický) důkaz relativity.

Zatmění z roku 1919 je jedním z příkladů používaných ve vědeckých studiích jako ukázka toho, že vědecká fakta jsou různými způsoby konstruována nebo alespoň ovlivňována prostřednictvím nejrůznějších předpokladů, institucionálních sil a mezilidských vztahů a ve své době se jen zřídka obejdou bez odborných sporů. Filozof a historik Thomas Kuhn proslule poukázal na to, že „učebnicové“ dějiny vědy vyprávějí příběh současné teorie jako lineární soubor triumfů, zatímco ve skutečnosti je historický záznam mnohem složitější.

Dalšími příklady prediktivní síly teorií nebo modelů jsou Dmitrij Mendělejev, který použil svou periodickou tabulku k predikci dosud neobjevených chemických prvků a jejich vlastností (i když do značné míry správně, špatně odhadl relativní atomovou hmotnost telluru a jódu) a Charles Darwin, který použil své znalosti evoluce přirozeným výběrem k predikci, že protože existuje rostlina (Angraecum) s dlouhou ostruhou v květech, musí existovat také doplňkový živočich s 30 cm vysokou chobotnicí, aby se na ní mohl živit a opylovat ji (dvacet let po jeho smrti byla nalezena forma jestřábí můry, která právě toto dělala). Jiné příklady prediktivní síly teorií nebo modelů zahrnují Dmitrij Mendělejev, který použil svou periodickou tabulku k predikci dosud neobjevených chemických prvků a jejich vlastností (i když do značné míry správně, špatně odhadl relativní atomovou hmotnost telluru a jódu), a Charles Darwin, který použil své znalosti evoluce přirozeným výběrem k predikci, že protože existuje rostlina (Angraecum) s dlouhou ostruhou v květech, musí existovat také doplňkový živočich s 30 cm vysokou chobotnicí, aby se na ní živil a opyloval ji (dvacet let po jeho smrti byla nalezena forma jestřábí můry, která právě toto dělala).

Předvídací schopnost teorie je closly souvisí s aplikacemi.

Obecná teorie relativity nejen předpovídá ohyb světla, jak je popsáno výše, ale také předpovídá správný čas satelitů. Tato předpověď se používá pro výpočet pozic prostřednictvím GPS.

Pokud teorie nemá prediktivní sílu, nelze ji použít pro aplikace.