Regionalkursus i fysik

1. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for videnskabsstudier. AU Hinduistisk verdensbillede

2. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for videnskabsstudier. AU Det er forkert at tænke, at fysikerens opgave er at finde ud af, hvordan naturen er. Fysikeren beskæftiger sig med, hvad vi kan sige om naturen.

3. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for videnskabsstudier. AU • I dette kursus skal vi undersøge tre videnskabsfilosofiske positioner: • Rationalisme • Empirisme • Den kritiske rationalisme.

4. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for videnskabsstudier. AU Spørgsmål, vi vil stille til de forskellige videnskabsfilosofiske positioner: Hvad er naturvidenskab? En speciel metode, der redegør for: Hvorfor kan vi vide noget: Det videnskabelige ræsonnement. Hvad vi ved: Hvad er en forklaring?

5. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for videnskabsstudier. AU Rationalisme René Descartes (1596 – 1650) • Descartes åbenbaring den 10. november 1619 • Descartes fandt en metode, der førte til sand viden: • ”Ved metode forstår jeg sikre og lette regler, som er sådan, at den som følger dem nøjagtigt aldrig vil tage det, som er falskt for sandt, og uden at bruge unødige mentale anstrengelser vil altid, skridt for skridt, nå frem til sand viden.” • Den metodiske tvivl • Guds eksistens. • Da Gud eksisterer er han sikkerhed for, at alt hvad vi tænker klart og tydeligt er sandt.

6. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for videnskabsstudier. AU

7. KKurt Møller Pedersen Regionalkursus i fysik Lemvig Gymnasium IInstitut for Videnskabsstudier. AU Descartes sikring af sand viden Gud Gudsbevis Rehabilitering Cogito Ræsonnement OK Metodisk tvivl Drøm Sansning Filosofi Efter Skirbekk & Gilje: Filosofiens historie Forklaringer: Sand viden

8. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for videnskabsstudier. AU Grundlaget for rationalistisk erkendelse er Intuition ”Ved intuition forstår jeg, ikke en tilfældig tro på sanserne, men derimod en forestilling hos et rent og opmærksomt sind, så let og tydeligt, at med hensyn til det vi forstår, er der ingen tvivl tilbage, og det udspringer alene af fornuften.” Naturvidenskab bygger på det, som forstanden indser som værende klart og tydeligt, dvs. udstrækning, bevægelse, bevarelse af bevægelse, hvile, form og figur.

9. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsstudier. AU Descartes’ deduktion af brydningsloven

10. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium I Institut for Videnskabsstudier. AU Sir Isaac Newton 1642 - 1727

11. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsstudier. AU Law I Every body continues in its state of rest, or of uniform motion in a right line, unless it is compelled to change that state by forces impressed upon it. Law II The change of motion is proportional to the motive force impressed; and is made in the direction of the right line in which that force is impressed. Modern: Force = change in motion = change in [mass · velocity] = mass · change in velocity = mass · acceleration

12. Law I Every body continues in its state of rest, or of uniform motion in a right line, unless it is compelled to change that state by forces impressed upon it. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsstudier. AU Law II The change of motion is proportional to the motive force impressed; and is made in the direction of the right line in which that force is impressed. Modern: Force = change in motion = change in [mass · velocity] = mass · change in velocity = mass · acceleration Law III Action and reaction

13. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsstudier. AU Den specielle relativitetsteori • Den klassiske mekanik er et grænsetilfælde af den relativistiske • Det specielle relativitetsprincip • Lyshastighedens konstans i vakuum

14. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Mandag, den 21. april 2008 • Hastighed • Længde • Tid

15. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for videnskabsstudier. AU Rationalisme bygger på den deduktive slutningsmåde Modus ponens Hvis det regner er vejen våd Det regner -------------------------------------- Vejen er våd Hvis H så P H --------------- P P H

16. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Rationalisme Naturvidenskab er: At finde de fejlkilder, der hidtil har ført til forkerte teorier for naturen, og bestemme de love, der ved hjælp af deduktion (matematik) fører til en sand beskrivelse af iagttagelige fænomener. Hvorfor kan vi vide noget? Fordi Gud (Einstein: Noget guddommeligt) sikrer, at det vi intuitivt tænker klart og tydeligt er et sandt udgangspunkt for logisk korrekt ved deduktion at slutte noget sandt om verden omkring os. Hvad ved vi? Hvad er en forklaring? En forklaring er at beskrive naturlige fænomener ved hjælp af præcist definerede begreber og love (axiomer).

17. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU En moderne version af naturvidenskabelig deduktion: Carl Hempel (1905 – 1997) Skematisk kan Hempels model til en naturvidenskabelig forklaring skrives således: Generelle love Begyndelsesbetingelser -------------------------------- Fænomenet forklares

18. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Generel lov Lyset udbredes i rette linier Sætninger fra geometrien Målinger Solhøjden er 37º Flagstangen er 15 meter høj ------------------------------------------------------------- Forklaring Skyggen er 20 meter lang Generel lov Lyset udbredes i rette linier Sætninger fra geometrien Målinger Solhøjden er 37º Skyggen er 20 meter lang ------------------------------------------------------------- Forklaring Flagstangen er 15 meter høj 15 meter flagstang 37º 20 meter skygge

19. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Kritik af rationalismen Hvorfra ved vi, at den generelle lov er sand? Descartes vidste det: Gud sørger for, at hvis den generelle lov er klart tænkt, er den også sand. Der mangler en årsags-virkning relation. Er skyggelængden på 20 meter årsag til at flagstangen er 20 meter høj? Er det overhovedet muligt at give en sand forklaring?

20. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Empirisme Francis Bacon (1561 – 1626) Hvorfor dyrke naturvidenskab? Staten og samfundet skal støtte forskningen i langt højere grad end det hidtil er set, fordi mennesket vil kunne få herredømme over naturen og udnytte dens lovmæssigheder til at udrydde nød og elendighed. Kritik af den hidtidige metode Man opnår ikke indsigt i naturen ved den deduktive metode: Den formelle logik kan ikke føre til sådanne nye påstande, der ikke allerede er indeholdt i præmisserne. Der kan ikke forekomme noget nyt ved den formelle logik. Logiske beviser ud fra fejlagtige præmisser resulterer i fejlagtige konklusioner.

21. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsstudier. AU Menneskeåndens illusioner: Idolæ mentis Stammens idoler Hulens idoler Mennesket blander sin egen natur med naturen. Vi er lettroende og godtroende Menneskets kultur, opdragelse, bøger, autoriteter, fordomsfuldhed præger menneskets sind og giver anledning til forkert naturbeskrivelse. Advarsel mod specialister Teatrets idoler Markedspladsens idoler Mennesket fejlbedømmer verden på grund af tale og brug af opdigtede begreber og talemåder. Begreber skal indføres i forbindelse med processer, der kan iagttages Filosofiske systemer er fabler, der gør verden til digtning og til en teaterscene. Vi kan beundre filosofferne, men de førte ingen vegne.

22. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Bacons kritik af den klassiske induktion og argument for sin egen gradvise induktion. Klassisk induktion: Forskerne har siden oldtiden til Bacons tid anvendt en ufuldkommen, sjusket og tilfældig form for induktion. Fra ganske få, usystematisk indhøstede enkelterfaringer har de sluttet sig til de mest vanvittige generalisationer. Eksempel: Ud fra enkelte iagttagelser af solens, månens og planeternes bevægelser sluttede man, at jorden var i verdens centrum. Gradvis induktion Bevæger sig forsigtigt frem skridt for skridt, kontrollerer de forsøgsvis opstillede hypoteser og ender i love, der virkelig ligger ”tingenes hjerte og marv.”

23. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Eksempel: den gradvise induktive metode Vacuum eller luftens tryk? Sugepumpe: Aristoteles: Den virker, fordi naturen har afsky for det tomme rum (horror vacui). Galilei: Der er grænser for denne afsky. Den kan måles. Torricelli: Det er luftens tryk, der holder vandsøjlen oppe i røret på sugepumpen. Fra Galilei: Discorsi. 1638

24. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Forsøg, der viser, at en forklaring ikke kan være Horror vacui Luftens tryk

25. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Blaise Pascals forsøg ca. 1645

26. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Måling af luftens tryk på Puy-de-Dôme i 3000 fods højde

27. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Otto von Guericke De magdeburgske halvkugler 1654

28. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU

29. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Ole Rømers husinstrument København 1690 Instrumentets dele er lagt frem, så enhver kan eftergøre instrumentet og gentage observationerne.

30. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU

31. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Bacons gradvise induktive metode Love Gradvis induktion Deduktion Eksperiment Eksperiment Eksperiment Forklaring. Sand viden

32. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Den induktive slutningsmåde Hvis det regner er vejen våd Vejen er våd -------------------------------------- Det regner Hvis H så P P --------------- H Det er den slutningsmåde, Bacon hævder fører til indsigt i naturen. Den er logisk forkert! P Det er den metode, som naturvidenskabsfolk bruger også i dag. H

33. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Empirisme Naturvidenskab er (ifølge Bacon): At finde de fejlkilder, der hidtil har ført til forkerte teorier for naturen (idoler), og udføre systematiske eksperimenter, der fører til en sand beskrivelse af iagttagelige fænomener (gradvis induktion). Hvorfor kan vi vide noget? Fordi den gradvise, omhyggeligt udførte induktion definitivt fastslår sikre sandheder. Hvad ved vi? Hvad er en forklaring? Enhver forklaring tager udgangspunkt i love, der er sikret ved omhyggeligt udtænkte og udførte eksperimenter og iagttagelser. Denne proces fører til sande teorier, fra hvilke man kan deducere sande udsagn om naturens indretning. Eksempel: Hvordan forklarer vi, at en faldskærmsudspringer ikke går i stykke, når han/hun falder fra stor højde.

34. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsstudier. AU Kritisk rationalisme P1 → H1 → F1 → P2 → H2 • Videnskabelig viden er teoretisk viden • Det interessante videnskabelige problem opstår, når virkeligheden konfronteres med teorien, når virkeligheden ødelægger den drømmeverden, som den videnskabelige teori repræsenterer. • Der er tale om en evolutionær proces. H2 er ikke mere sand end H1, men mere ”fit”, bedre korroboreret eller befæstet. • P2 er et mere interessant problem en P1.

35. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for videnskabsstudier. AU • Poppers teori: • Dristighed i antagelser på den ene side, og strenghed i forkastelse på den anden side er Popper’s recept • Videnskabelig hæderlighed består ikke i at etablere ens position ved at hævde den, men ved at specificere betingelserne for at man vil opive den. Forpligtelse over for ens position er uanstændigt, videnskabeligt kriminelt. • Forklare videnskabelig vækst

36. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Ole Rømer og lysets ”Tøven”

37. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsteori. AU Ole Rømers bestemmelse af lyset hastighed eller lysets tøven Paris 1676

38. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for videnskabsstudier. AU H2 P2 F1 H1 H2 Den befæstede eller korroborerede teori F2 P1 F F3 H1 F1 P2 H2 H Fi P

39. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for Videnskabsstudier. AU Falsifikation • Dogmatisk falsifikation: • Demarkationskriterium: En teori er videnskabelig, hvis den har en empirisk basis. • Videnskabelig fremskridt: Videnskab vokser gennem gentagen fjernelse af teorier ved hjælp af hårde facts. • Videnskabelig metode (hæderlighed): Man skal i forvejen specificere et eksperiment sådan, at hvis resultatet modsiger teorien, må teorien opgives. • Naiv metodologisk falsifikation: • Demarkationskriterium: En teori er videnskabelig, hvis den har en ’empirisk basis’. • Videnskabelig fremskridt: Videnskab vokser gennem gentagen fjernelse af teorier ved hjælp af ’empirisk basis’. • Videnskabelig metode: Hvis et eksperiment ikke modsiger teorien, er teorien befæstet, men skal fortsat udsættes for kritik.

40. Regionalkursus i fysik Kurt Møller Pedersen Lemvig Gymnasium Institut for videnskabsstudier. AU George Ellis: “Can one maintain one has a genuine scientific theory when direct and indeed indirect tests of the theory are impossible?” George Ellis: “The multiverse theory cannot make any testable predictions because it can explain anything at all.” Bernard Carr: “One needs some degree of falsifiability, but the question is, how much and how soon?”