ראיה מדעית

ראיות מדעיות הן ראיות המשמשות לתמוך בתאוריה מדעית או בהשערה מדעית, או לסתור אותה, אם כי מדענים משתמשים בראיות גם בדרכים אחרות, כגון בעת יישום תיאוריות על בעיות מעשיות. ראיות כאלה צפויות להיות ראיות אמפיריות וניתנות לפירוש בהתאם לשיטה המדעית. הסטנדרטים לראיות מדעיות משתנים בהתאם לתחום המחקר, אך עוצמת הראיות המדעיות מבוססת בדרך כלל על תוצאות ניתוח סטטיסטי וחוזק בקרות מדעיות.

עקרונות של הנחת הנחות 
הנחות או אמונות של אדם לגבי הקשר בין תצפית להשערה ישפיעו אם אותו אדם יחשיב את התצפית בתור ראיה, הוכחה. הנחות או אמונות אלו ישפיעו גם על האופן שבו אדם מנצל את התצפיות כראיה. לדוגמה, חוסר התנועה לכאורה של כדור הארץ עשוי להיחשב כראיה לקוסמולוגיה גיאוצנטרית. עם זאת, לאחר שהוצגו ראיות מספקות לקוסמולוגיה הליוצנטרית והוסבר חוסר התנועה לכאורה, התצפית הראשונית מבוטלת כראיה.

כאשר לצופים רציונליים יש אמונות שונות, הם עשויים להסיק מסקנות שונות מאותן ראיות מדעיות. לדוגמה, פריסטלי, שעבד עם תורת הפלוגיסטון, הסביר את תצפיותיו על פירוק תחמוצת כספית באמצעות פלוגיסטון. לעומת זאת, לבואזיה, שפיתח את תורת היסודות, הסביר את אותן תצפיות בהתייחס לחמצן. אין בהכרח קשר סיבתי אינהרנטי בין התצפיות להשערה. קשר כזה לא גורם לתצפית להיחשב ראיה. הקשר הסיבתי צריך להיות מבוסס על ידי החוקר, המבקש לבסס תצפיות כראיה.

שיטה פורמלית לאפיין את ההשפעה של אמונות על הנחות היא הסקה בייסיאנית. בהסקת בייסיאנית, אמונות מבוטאות באחוזים המציינים את האמון של האדם בהן. מתחילים מהסתברות ראשונית, פריורית, ואז מעדכנים את ההסתברות הזו באמצעות חוק בייס לאחר צפייה בראיות. כתוצאה מכך, שני צופים בלתי תלויים באותו אירוע יגיעו באופן רציונלי למסקנות שונות אם יש שוני גם בהנחות הקודמות שלהם, הנחות המבוססות על תצפיות קודמות, שרלוונטיות למסקנה שאליה מבקשים להגיע.

ניתן להמחיש את החשיבות של אמונות בקביעה מהן תצפיות שהן ראיות, באמצעות נימוקים דדוקטיביים, כגון סילוגיזם. אם אחת הקביעות לא תתקבל כנכונה, גם המסקנה לא תתקבל.

השימושיות של ראיות מדעיות 
פילוסופים כגון קרל פופר סיפקו תיאוריות על השיטה המדעית שבה לראיות מדעיות יש תפקיד מרכזי. פופר טוען שמדען מפתח תיאוריה שאפשר להפריך על ידי בדיקתה מול ראיות או עובדות. התיאוריה של פופר מציגה אסימטריה בכך שראיות יכולות להוכיח שתיאוריה שגויה, על ידי קביעת עובדות שאינן עולות בקנה אחד עם התיאוריה. לעומת זאת, ראיות אינן יכולות להוכיח שתיאוריה נכונה, כי ייתכן שקיימות ראיות אחרות, שטרם התגלו, שאינן עולות בקנה אחד עם התיאוריה. בפשטות: מבחינה פילוסופית, תיאוריה אפשר להפריך - אי אפשר להוכיחה עד תום. הוכחה מדעית היא תמיד יחסית, ולפי השיטה הבייסיאנית, היא לא מוחלטת.

השקפות פילוסופיות מול מדעיות 
במאה ה-20, פילוסופים רבים חקרו את הקשר ההגיוני בין הצהרות, ראיות והשערות, בעוד שמדענים נטו להתמקד באופן שבו נוצרים ונאספים הנתונים המשמשים להסקה סטטיסטית. לפי הפילוסופית דבורה מאיו, עד סוף המאה ה-20 הפילוסופים הבינו ש"ישנם מאפיינים מרכזיים של הפרקטיקה המדעית שמתעלמים מהם או מתארים אותם באופן שגוי על ידי דיווחים לוגיים על ראיות, בין אם בשיטות היפותטיות-דדוקטיביות, בייסיאניות או אינסטנטנשיוניסטיות (instantiationists, כלומר "מופעיות", כאלה שעוסקות באופם ההופעה, הנראות של התופעה)."

מגוון גישות פילוסופיות במאה ה-20 עסקו בשאלה כיצד אפשר להחליט אם תצפית יכולה להיחשב ראיה; רבות מהן התמקדו בקשר בין הראיות להשערה. בשנות ה-50 המליץ רודולף קרנפ לחלק גישות כאלה לשלוש קטגוריות: סיווג (האם הראיות מאששות את ההשערה), השוואתיות (האם הראיות תומכות בהשערה ראשונה יותר מאשר השערה חלופית) וכמותיות (המידה שבה הראיות תומכות בהשערה). אנתולוגיה משנת 1983 בעריכת פיטר אצ'ינשטיין הביאה דברי פילוסופים על ראיות מדעיות, כולל קרל המפל (על היגיון האישור), ר"ב ברייתווייט (על מבנה מערכת מדעית), נורווד ראסל הנסון (על היגיון הגילוי), נלסון גודמן (על תאוריית ההשלכה), קרנפ (על הרעיון של ראיות מאששות), וסלי סי סלמון (על אישור, אישוש ורלוונטיות), וקלארק גלימור (על ראיות רלוונטיות). בשנת 1990, ויליאם בכטל סיפק ארבעה גורמים: בהירות של הנתונים, יכולת שכפול הנתונים על ידי אחרים, עקביות עם תוצאות שהושגו בשיטות חלופיות, ועקביות עם תיאוריות סבירות של מנגנונים. הביולוגים השתמשו בגורמים אלה כדי ליישב מחלוקות לגבי נהלים ואמינות ראיות.

בשנת 2001 פרסם אצ'ינשטיין ספר בנושא בשם "ספר הראיות", ובו הבחין בין ארבעה מושגי ראיה: עדות אפיסטמית-מצבית (הוכחה ביחס למצב אפיסטמי-הכרתי נתון), ראיה סובייקטיבית (ראיה של אדם מסוים בזמן מסוים), ראיה אמיתית (סיבה טובה להאמין שהשערה נכונה), וראיה פוטנציאלית (סיבה טובה להאמין שהשערה היא נכונה בסבירות גבוהה). אצ'ינשטיין הגדיר את מושגי הראיות במונחים של ראיות פוטנציאליות, שכן כל סוג ראיה חייב להיות לפחות ראיה פוטנציאלית, וטען שמדענים מחפשים בעיקר ראיות אמתיות אך משתמשים גם במושגים אחרים של ראיות, המסתמכים על נקודת מבט ייחודית - מושג ההסתברות. אצ'ינשטיין העמיד את מושג ההסתברות בשורה עם תיאוריות הסתברותיות קודמות של ראיות, כמו הסקה בייסיאנית, התיאוריה של קרנפ והתיאוריה בדבר השכיחות של ההיעראות, ההתרחשות של האירוע (frequentist).

פשטות היא קריטריון פילוסופי נפוץ לתיאוריות מדעיות. קריטריון זה מתבסס על תזת צ'רץ'-טיורינג, בדבר קריטריון מתמטי להערכת ראיות. הקריטריון דומה לרעיון של תערו של אוקאם, לפיו התיאור המקיף הפשוט ביותר של העדויות הוא ככל הנראה נכון. לפיו "העיקרון האידיאלי קובע שההסתברות הקודמת הקשורה להשערה צריכה להינתן על ידי ההסתברות האוניברסלית האלגוריתמית, וסכום ההסתברות האוניברסלית של המודל בתוספת הסתברות הנתונים במודל צריך להיות נמוך ככל האפשר." עם זאת, כמה פילוסופים (ביניהם ריצ'רד בויד, מריו באנג', ג'ון ד. נורטון ואליוט סובר) אימצו השקפה ספקנית או דפלציונית לגבי תפקידה של הפשטות במדע, וטענו שחשיבותה הודגשה יתר על המידה.

הדגש על בדיקת השערות כמהות המדע רווח בקרב מדענים ופילוסופים. עם זאת, פילוסופים ציינו שבדיקת השערות על ידי עימותן עם ראיות חדשות אינה מכסה את כל הדרכים שבהן מדענים משתמשים בראיות. לדוגמה, כאשר גייגר ומרסדן פיזרו חלקיקי אלפא דרך נייר זהב דק, הנתונים שהתקבלו אפשרו ליועץ הניסוי שלהם, ארנסט רתרפורד, לחשב במדויק את המסה והגודל של גרעין אטום בפעם הראשונה. רתרפורד השתמש בנתונים כדי לפתח מודל אטומי חדש, לא רק כדי לבדוק השערה קיימת; שימוש כזה בראיות להפקת השערות חדשות נקרא לפעמים "חטיפה" (בעקבות צ'ארלס פרס). המתודולוג של מדעי החברה דונלד ט. קמפבל, שהדגיש בדיקת השערות, הדגיש כי מהות המדע היא "לא ניסויים כשלעצמם" אלא התחרות האיטרטיבית של "השערות יריבות סבירות", תהליך שבכל נתון עשוי להתחיל מראיות או מהשערה. מדענים ופילוסופים אחרים הדגישו את התפקיד המרכזי של שאלות ובעיות בשימוש בנתונים ובהשערות.

מושג ההוכחה המדעית 
הביטוי "הוכחה מדעית" משמש לעיתים קרובות בתקשורת הפופולרית, אך מדענים ופילוסופים רבים טענו שאין באמת דבר כזה הוכחה בלתי ניתנת להפרכה. פופר כתב ש"במדעים האמפיריים, שלבדם יכולים לספק לנו מידע על העולם בו אנו חיים, הוכחות אינן מתרחשות, אם אנו מתכוונים ב"הוכחה" לטיעון המבסס אחת ולתמיד את האמת של תיאוריה." אלברט איינשטיין אמר:

עם זאת, בניגוד לאידיאל ההוכחה הבלתי ניתנת לכישלון, בפועל תיאוריות מוכחות על פי סטנדרט הוכחה כלשהו המשמש במחקר נתון. במובן מוגבל זה, ההוכחה היא מידת הקבלה הגבוהה של תיאוריה בעקבות תהליך של חקירה והערכה ביקורתית על פי הסטנדרטים של קהילה מדעית באופן שיאפשר יישומים ופעולה בעולם. למשל, תצפיות ומחקרים לגבי העולם האטומי מספקים ראיות שלפי המודל התת-אטומי הן נכונות רק בקירוב, או אף שגויות לפי מודלים עדכניים (תורת הקוואנטים), אך מאפשרות פעולה בעולם, למשל בעולם הרפואה (מודלים ביולוגיים לשם ניתוחים), בעולם ההנדסה (מודלים של צפיפות חומרים ובניית מבנים) או בעולם הטכנולוגיה הווירטואלית והלוויינית (מודלים של GPS).

הערות שוליים 

השיטה המדעית