Наука о языке - гуманитарная, а значит там нет истины, только мнения. Тем ни менее, язык - это договоренность. Если вы ее нарушаете с вами не захотят общаться те кто ее соблюдают.
Обывательская договоренность допускает разнотолки. Получить урон от гуманитариев можно разве что за «ихний» или «евонный». Специалист это тот кто пользуется нормативной документацией, а значит и слова специалистов определены более строго и даже имеют законную силу. Для ученых язык всегда несет риски утечки достоверности знаний, поэтому перед любыми научными разговорами идет блок «договоримся от терминологии».
Часто одно и то же слово используется одновременно на разных уровнях договоренностей. Выбирать смысл придется исходя из контекста и вашего лингвистического вкуса. Чтобы дать вам инструменты в помощь к выбору, ниже приведены слова, понимание которых важно для смыслового наполнения наших статей.
Валидация и верификация
В юридическом смысле
В нормативной документации по правилам работы любой лаборатории есть два ключевых понятия, про которые будут постоянно спрашивать - валидация и верификация. Оба термина означают "проверка", имеют мутные противоречивые определения и вызывают постоянную путаницу. Мое мнение - то кто спрашивает у вас точную разницу между этими понятиями либо в вопросе не разбирается, либо специально хочет вас поймать на ошибке, потому что существуют совершенно противоречащие друг другу определения в разных источниках и какую бы разницу вы не назвали, это можно опровергнуть приведя другое обретение и другой источник.
Много где говорится, что верификация - частный случай валидации, но сразу после этого у валидации обнаруживаются уникальные свойства, которые не наследуются "частным случаем", чего быть не должно. Много где говорится, что только верификация имеет законную силу, а в следующем предложении требуют вести протоколы валидации, из-за ее... внезапно законной силы!
Очень робко можно заявить, что процедура верификации более серьезная чем процедура валидации. Но любой кто попытается конкретно указать в чем заключается повышенная серьезность ошибется в каждом слове, считая предлоги.
В философском смысле
У философов школ логического эмпиризма и критического рационализма есть только понятие верификации. Означает оно - перенос истинности от частного к общему, что по сути тоже "проверка". И несмотря на общность с юридическим понятием, тут вопрос законной силы не решается. Тут решаются вопросы жизни, вселенной и всего. Так что не по вкусу вкусно, но по сути вкусно.
Звук
В узком смысле (физическом)
Некоторые задачи требуют понимания звука как то что человек может воспринять. Например, когда проходит оценка специальных условий труда на рабочих местах, уровни звукового давления корректируют по частотной шкале А, чтобы учесть неравномерность чувствительности человеческого слуха к звукам на разной частоте.
Кроме того, просто "звук" в узком смысле - это неполный термин. Необходимо указать что вы имеете в виду: звуковое давление или звуковую энергию. От этого зависят и нормы и средства измерения.
Сложив эти два условия, становится понятно, что не везде есть условия, подходящее для звука в узком смысле. Например, в космосе давление слишком низкое для человеческого восприятия, а внутри реактивной струи или взрывчатого вещества - слишком высокое.
Звук в широком смысле (тоже физическом)
Другие задачи требуют, например, отличать горение от взрыва. Для этого нужно измерить скорость распространения энергии: если она меньше скорости звука в горючем веществе - это горение, если выше - взрыв.
Аналогичная задача стоит, когда нужно понять что происходит при взлете ракеты. Реактивная струя вырывается из раструба ракетного двигателя быстрее скорости звука в окружающем воздухе. Это создает резкий скачок давления - ударную волну, которая разносит по стартовому столу разрушительные вибрации, с чем нужно бороться.
Там где солнечный ветер встречает газ земной атмосферы образуется Головная ударная волна, которая расположена на расстоянии около 90 000 км от поверхности Земли. Тут в механику образования ударной волны вмешиваются помимо молекулярно-кинетической теории еще и электромагнитные силы.
В этих задачах - человек точно не может воспринимать звуковое давление, но понятие "звук" не исчезает. Скорость звука - это некий барьер, после которого механика газов и жидкостей меняется. В научных работах используется понятие "скорость звука" в космосе, даже в межгалактическом пространстве. Но слышать этот звук человек не мог бы, даже будь он способен там выжить с открытой головой.
Измерение, испытание, исследование и эксперимент
Измерение в узком смысле
Измерение - это сравнение физической величины с ее единицей. Измерение не должно вносить изменений в изучаемый объект. Измерение имеет смысл только при указании неопределенности. Иначе ни с чем такое значение сравнить будет нельзя. Измерение должно быть достроенным, а это требует стабильности, повторяемости, сходимости, спрослеживаемости и честности. Например, прослеживаемость средства измерения - это возможность отследить связь всех линеек в мире с одним стандартным образцом метра по документам имеющим законную силу. А честность - это отсутствие конфликта интересов и влияния мнения автора на свою работу. По сути, достоверность - это очистка от любого рода мнений.
Измерение в широком смысле
Измерение - это сравнение физической величины с ее единицей. Остальные требования к измерениями могут быть проигнорированы в бытовых сценариях: водопроводчики не будут расчитывать неопределенность, чтобы подобрать трубу в магазине под измеренный размер прорванной сантехники. Но есть случай, когда серьезным физикам приходится пренебрегать правилами для измерений. Например, в квантовой механике, эффект наблюдателя вносит изменения в измеряемый объект, хотя так быть не должно.
Испытание в научном смысле
Испытание - это измерение реакции объекта на контролируемое воздействие. Для достоверного испытания важно то же что и для измерения, ведь одно в другое входит. Но в данном случае, очевидно, что испытание вносит изменение, на него мы и хотим посмотреть.
Есть два разных вида испытаний.
Устойчивость (стойкость) - это сохранение работоспособности при заданном условии. Например, хладостойкость стали говорит о том, что изделие из таких материалов можно нормально эксплуатировать на морозе.
Прочность - "выжидание" объекта испытаний при заданном условии. Например, жаропрочность говорит о том, что изделие можно перевозить при высоких температурах, потом охладить и только потом начать пользоваться. Часто понятие прочность применяют к материалам, которые в принципе не имеют режима работы, им нужно просто сохранять целостность для "выжигания".
Испытание в обывательском смысле
Проверку реакции людей на невзгоды тоже называют испытанием. Смысл понятия жизненное испытание и испытание образцов изделий совпадают с точностью до методов оценки результата. Все таки, как точно измерить человека прошедшего жизненные испытания - не совсем понятно.
Исследование в научном смысле
Исследование - это вывод на основании множества методов научного познания. Вот, вы измерили кристаллические свойства образца стали. Проверили ее на хладоусточивость под нагрузкой и хладопрочность без нагрузки. Но этого недостаточно для глобального вывода. Орган, в котором эксперты будут такой вывод оформлять соберут результаты измерений и испытаний со всего мира за последние 20 лет и тогда сделают вывод, если это возможно. Получается, исследование - это работа исключительно с документами. Чтение бумажек - тоже вид научного познания. Исследование обязательно выявляет новое знание о мире.
Исследование в лженаучном смысле
Многие деятели искусства называют исследованием - поиск формы для рисунка или создание хореографии для сценки. Это искаженное понимание термина. В искусстве не определяются новые свойства мира, а исследование художника не опирается ни на какие достоверные данные. В искусстве, исследование - это то чего автор не знал, начиная работу, а потом узнал. Автор не проверяет полезность и мировую новизну. Это скорее самоисследование, интроспекция. Лично я агитирую за то, чтобы художники не использовали научный термин в значении, не связанным с оригинальным.
Эксперимент
Эксперимент - это измерение, испытание или исследование. Эксперимент соединяет математическую и естественную части теории. Это мост между фантазиями и реальностью. Ни одна теория никак не описывает реальность, если не дает достоверные предсказания результатов экспериментов.
Мысленный эксперимент
Физик и философ Эрнст Мах предложил идею мысленного эксперимента. Это ситуация, когда технологии нашего времени не позволяют проверить некое предположение. Приходится предсказать результат задуманного опыта и оценить адекватность предсказания. Иногда неадекватно предсказание становится критикой теории, а иногда - новым необычайным предсказанием. Оба варианта применимы к ЭПР-парадоксу, предсказавшему квантовую телепортацию.
Соцопрос
Социологический опрос - это метод научного познания, не относящийся к экспериментам. Соцопрос не выявляет объективную и повторяемую информацию о мире. Его результат не является фактом. Но, результаты соцопроса могут входить в документальную базу исследования.
Например, ВОЗ уже 30 лет пытается ответить на вопрос: "Наносят ли мобильные телефоны хоть какой-нибудь измеримый вред людям?". В исследовании есть измерения поля от множества моделей телефонов, испытания на манекенах в лабораториях, измерения поля в реальных квартирах людей и опросы их самочувствия. Понятно, что никаких выводов на основании только мнений из опроса делать нельзя. Но и не учитывать мнения потенциальных "пациентов" тоже опрометчиво. Никаких однозначных выводов это исследование пока не дает. ВОЗ классифицирует излучение телефонов как «возможно канцерогенное для человека». И норма. Многие исследования заканчиваются без вывода.
Соцпорос не является измерением. В ролике о научности психологии Александр Панчин перепутал все термины и назвал соцопрос измерением. Это неверно по определению - нет в опросе ни физической величины, ни ее единицы, ни сравнения. Соцопрос сам по себе - не эксперимент и не исследование, но может быть их частью.
Квантовый
В обывательском смысле
В фантастике слово «квантовый» часто - это сюжетный костыль: когда не хочется объяснять как работает футуристическая технология, герои говорят «она квантовая». Многие люди думают, что «квантовый» - синоним слова «странный». Мошенники, например, гомеопаты "объясняют" абсурдность своих таблеток из чистого сахара "квантовыми полями", имея в виду то что авторы не знают как это объяснить логично и никто этого знать не должен, ведь "квантовый" - означает "непостижимый".
Строго говоря, все эти значения - на столько сильное упрощение научного понятия, что оно становится неверным. Обывателю не стоит злоупотреблять терминами, контекст который ему непонятен.
В широком смысле (математическом)
В общем смысле, «квант» - это «порция». Например, деньги существуют только порциями. Когда финансы представляли из себя монеты, их дискретность была техническим ограничением. Сейчас электронных денег больше чем наличных. Технологии позволяют перевести другу четверть пи рублей за кусочек пиццы. Но экономисты решили, что континуальные деньги гораздо более странные чем квантующиеся.
Если вы музыкант или инженер, то знакомы с АЦП - "аналогово-цифровым преобразованием", когда непрбеерыый звук гитары нужно сохранить как набор нулей и единиц. Процесс перехода от непрерывного сигнала к дискретному называют квантованием. Этот смысл не тянет за собой ничего странного. Чуть ли не каждый бытовой прибор этим занимается и это норма.
«Квантовая» в смысле «механика»
В квантовой механике используется общая логика понятия: "квант" - это порция своего поля, то есть - частица. Но наука, носящая имя "квантовая" противоречит всей остальной науке сильнее чем любая философия или лженаука. "Квантовая телепортация", "квантовое туннелирование", "квантовая случайность" - действительно говорит о процессах, невозможных с точки зрения макро-фиизики. Это странно. Но не "непознаваемо". Все противоречия хорошо описаны, измерены, просчитываемы и предсказуемы. "Квантовый" в смысле физики - не синоним магии или чего угодно, а понятие глубоко наполненное контекстом. В том, о чем именного говорит квантовая природа явления, а о чем не говорит - тяжело разобраться. Поэтому, и для ученых слово "квант" - не повод для злоупотребления.
Корпускула
Прием деления на порции не родился с понятием "квант". До него смысл "порция" несло слово "корпускула". То есть можно сказать, что с появлением квантовой теории, корпускулярная теория устарела и представляет только исторический интерес... Но! Корпускулярной-волновой дуализм и квантово-полевой дуализм - это не одно и то же. Первый говорит только о поведении в разных случаях, а второй о чем-то в месте, где ничего физического нет. У этих дуализмов разная математическая основа.
Получается, странная ситуация. В целом, теория, содержащая понятие "корпускула" более не актуальна, но в современной физике заменить слово "корпускула" нельзя без потери смысла. Похожая ситуация со словами "эфир" или "педаль газа". Мы "выходим в эфир" на стримах в ютубе, хотя никакого "эфира" в физике больше нет. Ну, а "педаль газа" в электромобиле меняет скважность импульсов в преобразователе частоты: газа нет, а педаль есть.
Критерий
В узком смысле (математическом)
Критерий - это необходимое и достаточное условие одновременно.
Достаточное условие означает, что если условие выполнено, то это обязательно приведет к следствию.
Необходимое, наоборот, означает что если условие не выполнено, то и следствие не наступит по каким-нибудь другим причинам.
В науке часто упоминается критерий Карла Поппера. Философия Поппера подразумевает, что автор разобрался в том что есть наука. Критерий научности Поппера - это фальсифицируемость, то есть теория должна позволять поставить эксперимент, способный ее опровергнуть. От сюда очевидно, что религия - не наука, ведь никакие факты верующих не переубедят. Но, Карл и лженаукой религию не считал. Гуманитарные науки чаще всего не пользуются экспериментами. Вот как правильно: кофе - оно или он? Как говорят, так и правильно. Но норму можно выбрать и без измерений - не разбираться кто как говорит, а просто выбрать - кофе это он. А потом передумать, пусть кофе меняет пол по сто раз за смену баристы. Опровергать тут нечего, что делает гуманитарные науки не науками по Попперу. Но и крутой статус «не наука и горжусь этим» им тоже не положен.
В широком смысле (тоже научном)
Из определения выше понятно, что критерий всегда один. Это часто подчеркивают словами «тогда и только тогда». Но в любых науках кроме математики, критериев может быть множество. Например Марио Бунге считал критерий Поппера неполным. Он предложил добавить к списку критериев качества научных теорий еще: внутреннюю логическую непротиворечивость, согласованность теории с другими и соответствие определённой философии. А Поппер свое условие научности считал критерием в узком смысле, то есть с Бунге они не дружили.
Документ, по которому должны жить и работать сотрудники всех официальных лабораторий в России называется «Приказ об утверждении критериев аккредитации». То есть, у нас законную силу имеет значение слова, допускающее множество критериев одного и того же.
Теория, гипотеза и проблема
В обывательском смысле
Любой диванный эксперт в комментариях к нашим статьям пояснит, что гипотеза - это безосновательное предположение, а если его доказать, то результат станет теорией. Но эти слова вообще не для обывателей. Вы не можете сидя на кухне создать непротиворечивую теорию всего. Таким занимаются ученые. Значит обывательского смысла в этих словах нет. Любой кто говорит о теории, гипотезе или проблеме должен пользоваться правилами той науки, внутри которой эти слова были задуманы.
В математике
Математика - царица наук, потому что в ней есть абсолютная объективная истина. Ее можно доказать раз и навсегда. Однако, сюжет математики происходит в своем собственном мире, не связанном с нашим измерениями. Поэтому, только в математике есть еще аксиомы и теоремы, как основа системы и то что из этой основы получается. Казалось бы, имеется подходящий фундамент для применения обывательского смысла слов теория и гипотеза. Но его не то чтобы применяют. Например, гипотеза Пуанкаре была доказана Григорием Перельманом в 2002 году, но стала гипотезой Пуанкаре-Перельмана, а никакой не теорий. А теория Рамсея имеет ряд очень грубых оценок, многие числа Рамсея почти не изучены, что не мешает слову «теория» в названии.
Гипотеза Римана считается одной из самых важных нерешенных проблем, включенных в список семи «задач тысячелетия», но ее не называют проблемой. А предыдущий список из 23 задач тысячелетия, сформулированный Давидом Гильбертом - называют проблемы Гильберта.
Проблемы Гильберта - не его личные проблемы, а нерешенные задачи в математике
В общем, несмотря на то что среди работ по математике без доказательств множество гипотез, проблем и задач, строгости в нейминге нет. Решенные задачи могут быть гипотезами, а нерешенные теориями. Как назовут вашу работу покажет скорее история, чем правила научной лингвистики.
В естественных науках
В физике нет и не может быть аксиом или теорем. Все естественные науки опираются на реальный мир при помощи измерений, а не умозрительных конструкций. Кроме того, ни одна теория не может быть доказана, ведь между физиком и истиной всегда остается неопределенность. Измерить что-то бесконечно точно нельзя, а значит любое более точное измерение будущего может как поправить модели настоящего, так и опровергнуть их. Получается, доказанных теорий нет, а опровергнутые есть. Жестоко, но жизненно. Словом гипотеза физики вообще предпочитают пользоваться только в интервью журналистам, а не на работе.
Общая теория относительности - самая доказанная научная работа в мире. В общем смысле доказать теорию нельзя, но подтверждающие эксперименты тоже называют доказательствами. А вот единая теория поля не имеет единой теории, а только множество разных предположений, в которых математика не сходится. В каждой из теорий струн или суперструн или супер-сурперстун описаны только бозоны и есть ряд проблем, например проблема ландшафта. То есть, что для единой теории поля, что для струнных теорий - не то что нет доказательств, а экспериментальная работа пока и не предполагается. И это не называют ни гипотезой, ни проблемой. А вот потерю информации в черной дыре называют проблемой горизонта, при том что у черной дыры даже фото есть. Два. Темную материю и темную энергию - никак дополнительно не называют, хотя это нерешенные задачи в физике и фото у них нет.
Естественнонаучная лингвистка получилась еще более запутанной чем математическая. Точно понятно что «теория - это доказанная гипотеза» - неправильная формулировка. И, кажется, исправить ее нельзя.
Факт
В строгом смысле (научном)
Повторяемые свойства реального мира, которым на основании объективных доказательств предана законная сила становятся фактами. Очевидно, что принципиальные неповторимые события фактами быть не могут. Это хорошо для отсеивания недостоверных свидетельств и некачественных опытов, но подмывает доверие, например, к нематериальной истории. Законная сила означает и непосредственно законы стран и консолидированное мнение научного сообщества, оформленное в виде статьи в рецензируемом журнале. В теории, любая научная статьи имеет и юридическую силу, но на практике у законной силы закона и науки могут быть разногласия. Но, любая нормативная документация актуализируется и стремится к официальной науке.
В нестрогом смысле (математическом)
Сюжет математики разворачивается не в реальном мире, а в мире идей. Тем ни менее, для математики используют все те же правила валидации как и для наук о реальном мире, поэтому в расширенном смысле, то на что есть научная работа - математический факт.
В обывательском смысле
Люди часто говорят о фактах там, где нет объективности и законной силы. Например, есть фанатская Википедия по вселенной Гарри Поттера. Фанаты считают, написанное автором в книгах фактами, хотя мир этот не реален и никакой валидации информация о вымышленом мире не подлежит.
Другое обывательское значение факта - то, сомневаться в чем нет смысла. Например, когда человек говорит: «5 фактов обо мне», среди этой информации нет фактов в научном смысле, но достоверность этой информации не так уж и важна.
Применение понятия факт в обывательском смысле, строго говоря, не верно, но совершенно безвредно.
Неправильное применение
Иногда фактом называют то, что спикеру хорошо известно, по его мнению, но достоверного источника информации об этом нет. Большой сборник примеров того что не является фактом, но легко с ними спутать - книга Рекордов Гиннеса. Ирландская пивоварня не является научной организацией, не рецензируется, не предоставляет объективных доказательств, а авторы рекордов занимаются тем, за что ученые не возьмутся. Например, Джерард Джесси обладатель рекорда по задуванию свечей пуком. Это не значит, что есть какое-то свойство реального мира, ограничивающее возможность задувания более пяти свечей биотехническим образом. Рекорд и не означает, что нет людей способных на большее. Просто эта задача мало интересна в целом, бесполезна для науки и техники и на нее точно не будут тратить время серьезные организации.
Автор вспомогательной статьи - физик Георгий Тимс для проекта «Физика для гуманитариев». Статья будет пополнять по мере необходимости. Социальные сети проекта: Телеграмм канал, Ютуб канал