¿Podemos considerar que una teoría científica se prueba si se prueba el teorema matemático que la respalda?
¡Por supuesto no! No se puede probar ninguna teoría científica en la forma en que se prueba un teorema matemático, y probar algunos resultados matemáticos es útil solo en la medida en que el modelo matemático refleje la realidad.
Permítanme ilustrar con dos modelos matemáticos:
- ¿Es consistente ZFC?
- ¿Hay alguna esperanza de una prueba elemental del último teorema de Fermat?
- Cómo encontrar el límite
- ¿Alguna versión conocida de FOL restringe la especificación universal a expresiones en variables libres introducidas anteriormente?
- ¿Qué son las fracciones desde el punto de vista de las matemáticas abstractas?
- La sublime teoría newtoniana de la gravedad; y
- La ridícula teoría periódica de los elementos de Bustania.
Gravedad newtoniana
El modelo matemático subyacente incorporado en [matemática] F = G \ frac {Mm} {r ^ 2} [/ matemática] puede usarse (matemáticamente) para probar órbitas elípticas precisas que son lo suficientemente buenas como para aterrizar personas en la Luna. ¿Eso significa que el camino predicho de Mercurio está de alguna manera “probado”? Lejos de ello, la explicación de una pequeña discrepancia en la tasa de precesión de Mercurio fue uno de los primeros éxitos de la Teoría general de la relatividad de Einstein [1].
El hecho de que el modelo matemático subyacente no sea 100% exacto no impide que la gravedad newtoniana continúe siendo una teoría científica útil.
Elementos bustanianos
Los módulos enteros 92 [2], [math] \ mathbb Z / 92 \ mathbb Z [/ math], son un objeto matemático muy bien comprendido en el que se pueden probar muchos teoremas, incluyendo, por ejemplo, que [math] 84 [ / math] es un inverso aditivo de [math] 8 [/ math]. Es decir: [matemáticas] 84 + 8 = 8 + 84 = 0 \ bmod92 [/ matemáticas].
Los noventa y dos elementos químicos naturales se corresponden con el módulo entero 92 correspondiente. Por lo tanto, el oxígeno corresponde a [matemáticas] 8 [/ matemáticas], y el polonio corresponde a [matemáticas] 84 [/ matemáticas]. Por lo tanto, podemos demostrar que el oxígeno es el inverso aditivo del polonio. Si crees que esta prueba respalda la Teoría periódica de los elementos de Bustania, lamentablemente no he logrado expresar mi punto.
Matemáticas y Realidad
La ridícula teoría de Bustanian demuestra cuán fácil es crear una teoría matemática que no puede modelar completamente la realidad. En mi opinión, ilustra que:
- Las matemáticas no están fundamentalmente relacionadas con la realidad;
- La realidad no es fundamentalmente matemática;
- Elegimos modelos matemáticos cuando son útiles; y
- Ignoramos los modelos matemáticos mucho más numerosos que no tienen sentido.
Las teorías científicas deben basarse en modelos matemáticos porque las matemáticas subyacentes hacen que el razonamiento sea riguroso, pero la “prueba” de la teoría científica está en pruebas empíricas que solo están indirectamente conectadas a cualquier prueba matemática subyacente.
Aunque no es relevante para esta respuesta, resulta que existen tres óxidos de polonio. El monóxido tiene la fórmula bastante maravillosa [matemática] \ text {Po} \ text {O} [/ math]. Entonces, la siguiente reacción química es posible en el mundo real:
[matemáticas] \ quad 2 \ text {Po} + \ text {O} _2 = 2 \ text {Po} \ text {O} [/ math]
Notas al pie
[1] Pruebas de relatividad general – Wikipedia
[2] Aritmética modular – Wikipedia