כוח ניבוי

כותרת [[הניו יורק טיימס מ-10 בנובמבר 1919- דיווח על חיזוי המאושר את התאוריה של איינשטיין לגבי הכבידה בחלל, שנקראת אפקט עדשת הכבידה]]
כוח ניבוי, או יכולת חיזוי, הוא כוחה של תאוריה מדעית, או חוק מדעי, ליצור תחזיות שניתנות לבדיקה. יכולת זו שונה מכוח ההסבר וכוח התיאור (כאשר תופעות שכבר ידועות מוסברות בדיעבד או מתוארות על ידי תיאוריה נתונה) בכך שהיא מאפשרת מבחן עתידי (פרוספקטיבי) של הבנות תאורטיות.

== דוגמאות ==
דוגמה קלאסית לכוח הניבוי של תיאוריה היא גילויו של נפטון כתוצאה מתחזיות שנעשו על ידי המתמטיקאים ג'ון קוץ' אדמס ואורבן לה-ורייה, בהתבסס על תורת הכבידה של אייזק ניוטון.

דוגמה נוספת לכוח הניבוי של תיאוריות או מודלים היא השימוש של דמיטרי מנדלייב בטבלה המחזורית שלו כדי לחזות יסודות כימיים שטרם התגלו ואת ותכונותיהם. למרות שהחיזוי היה נכון במידה רבה, הוא העריך לא נכון את המסות האטומיות היחסיות של טלוריום ויוד.

צ'ארלס דרווין השתמש בידע שלו על אבולוציה על ידי ברירה טבעית וחזה כי מכיוון שקיים צמח (Angraecum sesquipedale) עם שלוחה ארוכה בפרחיו, חייבת להתקיים גם חיה משלימה עם חדק באור30 ס"מ, שתשתמש בחדק כדי לאכול ותוך כדי כך תאביק אותו. עשרים שנה לאחר מותו, נמצאה צורה של עש נץ (Xanthopan morganii) שעשה זאת בדיוק.<ref></ref>

דרוויין פרסם את הספר מוצא המינים ב-1859. בספר הוצגה התאוריה לפיה כל המינים החיים על כדור הארץ התפתחו ממוצא משותף באמצעות מנגנון של שונות וברירה טבעית. ניבוי שעלה מן התאוריה הוא קיום מאובני מעבר - מאובנים של "צורות מעבר" בין מאובנים מתקופות שונות, או בין מאובנים של יצורים עתיקים לבין בעלי חיים קיימים. דרווין כתב כי העדר מאובנים כאלו הוא לכאורה ההתנגדות החזקה ביותר לתאוריה, אך הסביר את מחסורם בנדירותם של מאובנים, וחזה כי מיני ביניים כאלו יתגלו בעתיד. תחזית זו החלה להתאמת שנתיים בלבד לאחר כתיבת הספר, כאשר התגלה המאובן הראשון של הארכאופטריקס, צורת ביניים בין זוחלים (למעשה דינוזאורים) לעופות. <ref>* p. pp. 282–300</ref> מאז התגלו מאובני מעבר רבים נוספים, למשל בין דגים ודו-חיים, בין זוחלים ליונקים, בין קופי-אדם לבני-אדם, בין יונקים יבשתיים ללווייתנאים, בין סוסיים קדמונים לסוסים מודרניים (ראו אבולוציה של הסוס), ועוד. <ref></ref> <ref>https://www.britannica.com/animal/horse/Evolution-of-the-horse</ref>

דוגמה נוספת לכוח ניבוי היא התחזית של תורת היחסות הכללית של איינשטיין לפיה נתיב האור יתכופף בנוכחות שדה כבידה חזק. תחזית זו אומתה בניסוי על ידי משלחת לסוברל בברזיל ולאי פרינסיפה באוקיינוס האטלנטי כדי למדוד את מיקומי הכוכבים במהלך ליקוי החמה ב 29 במאי 1919, כאשר נראה היה שהתצפיות שערך האסטרופיזיקאי ארתור אדינגטון מאשרות את תחזיותיו של איינשטיין.<ref></ref> אף על פי שהיו שביקרו את המדידות כמשתמשות במתודולוגיה פגומה, ניתוח מודרני של הנתונים<ref>Daniel Kennefick, "Not Only Because of Theory: Dyson, Eddington and the Competing Myths of the 1919 Eclipse Expedition," Proceedings of the 7th Conference on the History of General Relativity, Tenerife, 2005; available [http://xxx.arxiv.org/abs/0709.0685 online from ArXiv]</ref> מצביע על כך שניתוח הנתונים שביצע אדינגטון היה מדויק. מאוחר יותר, מדידות מדויקות יותר שנלקחו על ידי אינטרפרומטריית רדיו אישרו את התחזיות ברמה גבוהה של דיוק.<ref></ref>

== יישומים ==
כוח הניבוי של תיאוריה קשור קשר הדוק ליישומים שלה. יישומים נפוצים של תאוריות במדעי הטבע הם בתחומים כמו טכנולוגיה, הנדסה ופיתוח תרופות. יישומים נוספים כוללים ניסויי מעבדה לצורכי הוראת המדעים וביצוע ניסויי המשך לצורכי מחקר.

תורת היחסות הכללית לא רק מנבאת את כיפוף האור אלא גם מנבאת מספר תופעות אחרות. חישוב הזמן הנכון של לוויינים היה חיזוי שנמדד בהצלחה המשולבת כעת בשיטה המשמשת לחישוב מיקומים באמצעות GPS. ללא השימוש בתורת היחסות לוויינים GPS היו מפתחים סטייה הולכת וגדלה עד שהמערכת כולה הייתה הופכת בלתי שימושית.

הדגמה נפוצה של כוח ניבוי של מכניקה קלאסית היא בתחום הנדסה, כאשר מהנדסים מנצלים את חוקי ניוטון כדי לתכנן בטיחות של כביש שפונה, שיפור יעילות או בטיחות של מכוניות או של גשרים ונעזרים במשוואות של ניוטון לשם כך. באופן דומה כימאים משתמשים בכוח חיזוי של תאוריות כימיות כדי לייצר תגובות כימיות במפעלי תעשייה. כוח ניבוי של תאוריות בתחום הביולוגיה הוא השימוש בהן כדי לתכנן תרופות חדשות וכדי לחקור יעילות ובטיחות של תרופות אלה.

הדגמה של יכולת חיזוי מבוצעת בניסוי מעבדה לצורכי הוראה, לדוגמה במעבדות כימיה או פיזיקה קלאסית. התאוריה מתארת תוצאה חזויה כלשהי של ניסוי מבוקר, התלמידים מבצעים מנסים לשחזר את הניסוי, ומתבקשים למדוד את התוצאות באמצעי מדידה ובדוק עד כמה תוצאות הניסוי תאמו את התאוריה או לא. כמו כן תלמידים וסטודנטים מקבלים אומדן לסטיות בין התאוריה לבין מדידות בפועל המתקבלות בניסוי. סטיות אלה מיוחסות לגורמי הפרעה שונים הקיימים במציאות - לדוגמה קיום של חיכוך, או השפעות של רעידות כתוצאה מכביש סמוך. הסטיות אמורות להיות קטנות מספיק כך שהתאוריה מתקיימת, במיוחד כאשר מבצעים מספר גדול של ניסויים בתנאים מבוקרים.

כוח ניבוי של השערה מדעית משמש מדענים כדי לבחון עד כמה מדויקת אותה השערה והאם ניתן למצוא לה אישושים באמצעות ניסוי. לעיתים מדענים מצליחים לייצר ניסוי שמאשש את התאוריה. לפעמים הניסוי מביא לכך שהתאוריה נפסלת. לעיתים מתברר שהיה פגם בניסוי - כישלון או הצלחה לכאורה של התאוריה נבע מתכנון לא מספיק זהיר של הניסוי.

כוח ניבוי של תאוריה משמש לעיתים קרובות מדענים לשם ביצוע ניסויי המשך לשם בחינת תאוריות נוספות המתבססות על תאוריה זו.

==כוח ניבוי לעומת כוח הסבר==
במשך אלפי שנים לאנשים בתרבויות שונות היו הסברים מדוע תופעות טבע מסוימות התרחשו. אנשים שייכו תופעות כמו רעידת אדמה, ליקוי חמה, בצורת, רעב המוני או מחלה לזעמו של האל. במקומות שונים התפתחו דתות מקומיות שונות וכן טקסים או מנהגים בניסיון למנוע אסונות כאלה או כדי להתמודד איתם.

מכשפת ילדות לבנות, וגורמת להן לחלות בחולי "על טבעי". האשמות נגדה גררו עינויים שבהם "הודתה" בהיותה מכשפה דבר שגרר את ציד המכשפות בסיילם ב-1692. בהמשך הומתו 19 בני אדם, ומאות אחרים נכלאו באשמת "כישוף". בעבר אנשים לא ידעו מה גורם למחלות ולכן להסברים כמו "כישוף" היה כוח הסבר משמעותי שהתקבל על דעת רבים]]
דוגמה נפוצה לכך היו ניסיונות למנוע הדבקה של אנשים במחלות (במיוחד בזמן מגפה) או ניסיונות לרפא אנשים חולים. חלק מהניסיונות כללו דברים כמו צמחי מרפא או שינויים בתזונה, בחלקם הם כללו פניה להסבר על-טבעי. דוגמה לכך היא האשמה כי הומואים, יהודים או מכשפות גורמים למחלות על ידי פגיעה ברצון האל, כישוף או הרעלת בארות. במשך כמה מאות שנים התקיים ציד מכשפות, כאשר טענה נפוצה כנגד "מכשפות" אלה הייתה שהן קיימו טקסים וגרמו לאנשים לחלות או גרמו לתופעות כמו גלי קור שסיכנו חיי אדם עקב מוות ברעב.

לכל התאוריות האלה יש כוח הסבר משכנע. אנשים האמינו בכך שקמעות, תפילות לאלים, טקסים, הרג של יהודים, מכשפות או אנשים חוטאים שונים יגן על בריאותם. כוח ההסבר היה מניעת התערבות כוחות שטניים שבכוחם לגרום מחלות.

הקושי של תאוריות לא מדעיות אלה היה בתחום של כוח ניבוי. היכולת למנוע מגפות כמו המוות השחור לא השתפרה בשל שריפת יהודים (דבר מועבר על ידי עקיצת פרעוש ממין מסוים). קמעות או שריפת בדי משי לא העניקו הגנה מפני קדחת צהובה. ברוב תחומי המחלות המדבקות רופאים, אנשים וכמרים היו חסרי אונים בהסבר כיצד למנוע הדבקה במחלה או כיצד למנוע החמרה בה. חקלאים וכהני דת היו חסרי אונים מול מחלות חקלאיות שפגעו בגידול מזון או בענפים כמו ייצור יין או משי. דבר זה השתנה רק בעקבות תאוריית החיידקים כגורמי מחלות. לתאוריה זו לא היה רק כוח הסבר - יצורים זעירים שנכנסים לתוך הגוף החי ויכולים לגרום מחלה מידבקת, אלא גם כוח ניבוי - מניעת חשיפה לגורם המחלה תמנע הדבקות במחלה. לדוגמה ולטר ריד גילה בשנת 1900 כי כילות נגד יתושים יקטינו מאד סיכוי הדבקה בקדחת צהובה. לעיתים קרובות הדבר גם אפשר יישום של תרופות, חיסונים, או אמצעי חיטוי ומניעה שהניבו ניבויים נוספים - טיפול מסוים כמו מתן אנטיביוטיקה שפוגעת בחיידקים מסוג מסוים, ישפר את סיכוי ההחלמה של חולים לעומת אוכלוסייה דומה של בני אדם שלא קיבלה טיפול.

באופן דומה גם לתאוריות קשר רבות יש כוח הסבר משמעותי, במיוחד כאשר הקונספירציה לכאורה כוללת בתוכה אנשים רבים שמרכזים כוח רב. אם משוכנעים כי יהודים עשירים ורבי השפעה נמצאים בכל צמתי השלטון, העיתונות, הבנקאות ועוד אז בכוחם לכאורה לשלוט בכל דבר. גם סתירות לכאורה לתאוריית הקשר מוסברות על ידי כך שאותה קבוצת קושרים מנסה לבלבל את הציבור. נקודת התורפה של תאוריות קשר רבות, מלבד סתירות עצמיות, הוא כוח הניבוי הנמוך שלהן.

==ניבוי של אירועים בעבר==
טיעון מדעי עובד הן לגבי הסבר של תופעות מתמשכות (כמו כוח המשיכה) והן לגבי העבר הרחוק (כמו מוצא החיים). במקרה של תאוריה על אירוע בעבר - מה נצפה למצוא היום אם אירוע מסוים התרחש בעבר. לדוגמה קיימת תאוריה, או השערת ההתנגשות הענקית, כי הירח נוצר כתוצאה מהתנגשות של גוף גדול בכדור הארץ לפני כ-4.5 מיליארד שנים, שהעיף ממנו חתיכה גדולה.[https://undsci.berkeley.edu/understanding-science-101/the-core-of-science-relating-evidence-and-ideas/predicting-the-past/]

הנמקות וידע בתחומים של גאולוגיה וגאופיזיקה מאפשרים למדעים ליצור תחזיות כדי לבדוק את הרעיון הזה. לדוגמה, אם תיאוריה זו נכונה, לירח אמור להיות הרכב דומה לזה של קרום כדור הארץ לפני 4.5 מיליארד שנים. רעיונות מבוססים בגאולוגיה ובמדע הפלנטרי גורסים שעד זמן זה, ברזל ואלמנטים כבדים בקרום כדור הארץ כבר שקעו עד הליבה שלו. ולכן הם ציפו כי לירח יהיה מחסור בברזל, בדומה לקרום כדור הארץ, ולמעשה, משימות אפולו האחרונות הוכיחו את הציפייה הזו. סלעי הירח דלים בברזל, מה שנותן תמיכה לתאוריית "ההתנגשות הענקית".[https://undsci.berkeley.edu/understanding-science-101/the-core-of-science-relating-evidence-and-ideas/predicting-the-past/]

== ראו גם ==
* תאוריה מדעית
* בעיית האינדוקציה
* חוק טבע

== הערות שוליים==

==קישורים חיצוניים==
* [https://undsci.berkeley.edu/understanding-science-101/the-core-of-science-relating-evidence-and-ideas/ The core of science: Relating evidence and ideas], אוניברסיטת קליפורניה בברקלי אתר הסבר על יסודות המדע

קטגוריה:תורת ההכרה
קטגוריה:פילוסופיה של המדע