כוח ניבוי

כוח ניבוי, או יכולת חיזוי היא 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 תאורתיות.

דוגמאות 
דוגמה קלאסית לכוח הניבוי של תיאוריה היא גילויו של נפטון כתוצאה מתחזיות שנעשו על ידי המתמטיקאים ג'ון קוץ' אדמס ו- אורבן 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 30 חוטם ס"מ חייב להתקיים, המשתמשת בחוטם כדי להאכול ובתוך כך להאביק אותו. עשרים שנה לאחר מותו, נמצאה צורה של עש נץ ( Xanthopan morganii ) שעשה בדיוק את זה. 

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. אף על פי שהיו שביקרו את המדידות כמשתמשות במתודולוגיה פגומה, ניתוח מודרני של הנתונים  מצביע על כך שניתוח הנתונים שביצע אדינגטון היה מדויק. מאוחר יותר, מדידות מדויקות יותר שנלקחו על ידי אינטרפרומטריה רדיו אישרו את התחזיות ברמה גבוהה של דיוק.

יישומים 
כוח הניבוי של תיאוריה קשור קשר הדוק ליישומים שלה. יישומים נפוצים של תאוריות במדעי הטבע הוא בתחומים כמו טכנולוגיה, הנדסה ופיתוח תרופות. יישומים נוספים כוללים ניסוי 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 סטיה 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.

דוגמה נפוצה לכך היו ניסיונות למנוע הדבקה של אנשים במחלות (במיוחד בזמן מגפה) או ניסיונות לרפא אנשים חולים. חלק מהנסיונות כללו דברים כמו צמחי מרפא או שינוים 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, הרעלת בארות. במשך כמה מאות שנים התקיים ציד מכשפות, כאשר טענה נפוצה כנגד "מכשפות" אלה היה שהן קיימו טקסים וגרמו לאנשים לחלות או גרמו לתופעות כמו גלי קור שסיכנו חיי אדם בגלל 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 מגיפות 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 השנתה רק בעקבות תאוריית החיידקים כגורמי מחלות. לתאוריה זו לה היא רק כוח הסבר- יצורים זעירים שנכנסים לתוך הגוף החי ויכולים לגרום מחלה מידבקת. אלה 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 בחייקדים מסוג מסוים, ישפר את סיכוי ההחלמה של חולים לעומת אוכלוסייה דומה של בני אדם שלא קיבלה טיפול.

באופן דומה גם לתאוריית קשר רבות יש כוח הסבר משמעותי, במיוחד כאשר הקונספריציה 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) או העבר הרחוק (כמו מוצא החיים). במקרה של תאוריה על  אירוע בעבר - מה נצפה למצוא היום אם אירוע מסויים 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. 

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 בגיאולוגיה 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 לתיאוריית "ההתנגשות הענקית".

ראו גם 
 תאוריה מדעית
 בעיית האינדוקציה
 חוק טבע

הערות שוליים

קישורים חיצוניים
 The core of science: Relating evidence and ideas, אוניברסיטת קליפורניה בברקלי אתר הסבר על יסודות המדע

תורת ההכרה
פילוסופיה של המדע