قانون علمي
ملخص

يطبق القانون العلمي دائمًا على نظام مادي في ظل ظروف متكررة، ويعني ضمنيًا أن هناك علاقة سببية تتضمن عناصر النظام. تعتبر البيانات الواقعية والمؤكدة جيدًا مثل «الزئبق سائل عند درجة حرارة وضغط قياسيين» محددة جدًا بحيث لا يمكن تصنيفها كقوانين علمية. المشكلة المركزية في فلسفة العلم، بالعودة إلى ديفيد هيوم، هي مشكلة التمييز بين العلاقات السببية (مثل تلك التي تنص عليها القوانين) من المبادئ التي تنشأ بسبب الاقتران المستمر.
تختلف القوانين عن النظريات العلمية من حيث أنها لا تطرح آلية أو تفسيرًا للظواهر: إنها مجرد تقطير لنتائج الملاحظة المتكررة. على هذا النحو، يقتصر تطبيق القانون على ظروف مشابهة لتلك التي لوحظت بالفعل، وقد يتبين أن القانون غير صحيح عند استقراءه. قانون أوم ينطبق فقط على الشبكات الخطية؛ قانون نيوتن للجاذبية الكونية ينطبق فقط في مجالات الجاذبية الضعيفة؛ القوانين الأولى من الديناميكا الهوائية، مثل مبدأ برنولي لا تنطبق، في حالة تدفق للانضغاط مثلما يحدث في أسرع من الصوت وأسرع من الصوت الرحلة. قانون هوك ينطبق فقط على سلالة أقل من الحد مرونة. ينطبق قانون بويل بدقة كاملة فقط على الغاز المثالي، إلخ. تظل هذه القوانين مفيدة، ولكن فقط في ظل الشروط المحددة التي تنطبق عليها.
تتخذ العديد من القوانين أشكالًا رياضية، وبالتالي يمكن ذكرها كمعادلة؛ على سبيل المثال، يمكن كتابة قانون حفظ الطاقة كـ  \Delta E=0، أين  E هو إجمالي كمية الطاقة في الكون. وبالمثل، يمكن كتابة القانون الأول للديناميكا الحرارية كـ  \mathrm {d} U=\delta Q-\delta W\,، ويمكن كتابة قانون نيوتن الثاني كـ  F=dp⁄dt . بينما تشرح هذه القوانين العلمية ما تدركه حواسنا، فهي لا تزال تجريبية (مكتسبة عن طريق الملاحظة أو التجربة العلمية) وبالتالي فهي ليست مثل النظريات الرياضية التي يمكن إثباتها من خلال الرياضيات فقط.
مثل النظريات والفرضيات، القوانين تقوم بالتنبؤات. على وجه التحديد، يتوقعون أن الملاحظات الجديدة سوف تتوافق مع القانون المحدد. يمكن تزوير القوانين إذا وجد أنها تتعارض مع البيانات الجديدة.
بعض القوانين هي فقط تقريب لقوانين أخرى أكثر عمومية، وهي تقريبية جيدة مع مجال مقيد للتطبيق. على سبيل المثال، الديناميكيات النيوتونية (التي تستند إلى التحولات الجليلية) هي حد السرعة المنخفضة للنسبية الخاصة (نظرًا لأن التحول الجاليلي هو تقريب منخفض السرعة لتحويل لورينتز). وبالمثل، فإن قانون الجاذبية النيوتونية هو تقريب منخفض الكتلة للنسبية العامة، وقانون كولوم هو تقريب للديناميكا الكهربية الكمية على مسافات كبيرة (مقارنة بمدى التفاعلات الضعيفة). في مثل هذه الحالات، من الشائع استخدام نسخ أبسط وتقريبية للقوانين، بدلاً من القوانين العامة الأكثر دقة.
تخضع القوانين باستمرار للاختبار التجريبي لدرجات متزايدة من الدقة، وهو أحد الأهداف الرئيسية للعلم. حقيقة أن القوانين لم يسبق أن تم انتهاكها لا تمنع اختبارها بدقة متزايدة أو في أنواع جديدة من الظروف لتأكيد ما إذا كانت مستمرة، أو ما إذا كانت تنتهك، وما يمكن اكتشافه في هذه العملية. من الممكن دائمًا إبطال القوانين أو إثبات وجود قيود عليها، من خلال الأدلة التجريبية القابلة للتكرار، في حالة مراعاة أي منها. لقد تم بالفعل إبطال القوانين الراسخة في بعض الحالات الخاصة، لكن الصيغ الجديدة التي تم إنشاؤها لشرح التناقضات تعمم على النسخ الأصلية بدلاً من الإطاحة بها. وهذا يعني أن القوانين المبطلة قد وُجدت على أنها تقديرات تقريبية فقط، حيث يجب إضافة مصطلحات أو عوامل أخرى لتغطية الظروف التي لم يتم احتسابها سابقًا، على سبيل المثال المقاييس الكبيرة جدًا أو الصغيرة جدًا للزمان أو المكان، أو السرعات أو الكتل الهائلة، إلخ. . وبالتالي، بدلاً من المعرفة غير المتغيرة، يُنظر إلى القوانين الفيزيائية بشكل أفضل على أنها سلسلة من التعميمات المحسنة والأكثر دقة.