Hvad er en videnskabelig teori? Definition, krav og eksempler

Lær hvad en videnskabelig teori er — definition, krav, testkriterier og eksempler som kimteori og atomteori. Klar, præcis og letforståelig guide.

I daglig tale bruges ordet "teori" ofte som et "bedste gæt". I moderne videnskab er en videnskabelig teori derimod en afprøvet og udvidet hypotese, som forklarer et stort antal observationer og eksperimenter. En teori sætter idéer sammen i en sammenhængende ramme og gør det muligt at forudsige nye fænomener. Hvis nogen finder et tilfælde, hvor hele eller dele af en videnskabelig teori er forkert, bliver teorien enten revideret eller forkastet.

Hvad menes med en videnskabelig teori?

En videnskabelig teori er mere end en enkelt observation eller et enkelt eksperiment. Den er en velunderbygget forklaring på naturlige fænomener, som bygger på gentagne tests og beviser. Teorien forklarer ikke bare det, vi allerede kender; den giver også forudsigelser, som kan prøves ved nye eksperimenter. Et klassisk historisk eksempel er kimteorien om sygdomme. I oldtiden troede man, at sygdomme skyldtes guderne, forbandelser eller forkert opførsel. Efter opdagelsen af bakterier med mikroskopet blev det muligt at foreslå og teste idéen om, at mikroorganismer kan forårsage sygdomme.

Krav til en videnskabelig teori

For at noget kan kaldes en videnskabelig teori skal det opfylde flere krav. Blandt de vigtigste er:

• Testbarhed: Teorien skal kunne afprøves ved observationer eller eksperimenter.
• Falsificerbarhed: Det skal være muligt at forestille sig en observation, der ville modbevise teorien.
• Reproducerbarhed: Uafhængige forskere skal kunne gentage eksperimenter og få samme resultater.
• Forudsigelsesevne: Teorien skal kunne forudsige nye fænomener, som efterfølgende kan bekræftes.
• Forklaringskraft og omfang: Teorien bør forklare mange forskellige observationer med så få antagelser som muligt.
• Præcision og formalisering: Ofte beskrives teorier præcist, nogle gange ved hjælp af matematik, så deres konsekvenser kan beregnes og testes.
• Sammenhæng med anden viden: Teorien skal være forenelig med andre velunderbyggede teorier eller kunne forklare, hvorfor den adskiller sig.

Hvordan testes og ændres teorier?

En teori testes mange gange af forskellige forskere og på forskellige steder. Hvis teorien klarer disse tests gentagne gange, bliver den stående som den bedste forklaring, vi har lige nu. Nogle gange opdages undtagelser eller nye data, som kræver, at teorien revideres. En sådan opdagelse kan være et stort gennembrud: Isaac Newtons bevægelseslove fungerede fremragende i lang tid, men Einsteins relativitetsteori viste, at Newtons regler kun gælder som en tilnærmelse ved lave hastigheder og i svage tyngdefelter. Newtons teori blev derfor udvidet, ikke nødvendigvis forkastet i alle situationer.

Et andet eksempel på tilpasning er kimteorien om sygdomme. Oprindeligt blev mange sygdomme forklaret ved bakterier. Senere fandt man, at nogle sygdomme skyldes virus eller er forårsaget af dårlig ernæring, som f.eks. skørbug. Derfor blev teorien nuanceret, så man i dag typisk siger, at "Nogle sygdomme skyldes bakterier", mens andre skyldes andre årsager.

Forskellen mellem teori, hypotese og lov

Det er almindeligt at forveksle disse begreber. Kort sagt:

• Hypotese: En foreløbig idé eller forklaring, som kan testes.
• Teori: En velunderbygget og testet forklaring, der samler mange observationer og eksperimenter.
• Lov: En beskrivelse af et gentaget mønster i naturen, ofte formuleret matematisk; den siger hvad der sker, men forklarer ikke nødvendigvis hvorfor.

Eksempler på vigtige teorier

Her er en liste over nogle af de vigtigste teorier inden for moderne videnskab. Disse teorier er blevet testet mange gange, og de har stor forklarings- og forudsigelsesevne:

• Kimteorien om sygdomme (link): Forklarer hvordan mikroorganismer kan forårsage sygdomme, men er blevet nuanceret med opdagelsen af virus og andre årsager.
• Atomteorien: At al materie består af atomer. Opdaget og udviklet via fysik, men gælder også i kemi, biologi, geologi og astronomi er områderne.
• Evolution ved naturlig selektion: Forklarer artsdannelse og biodiversitet gennem variation og selektion over tid.
• Pladetektonik: Forklarer bevægelsen af Jordens skorpe og derved fænomener som jordskælv og kontinentaldrift.
• Relativitetsteori: Einsteins teorier om rum, tid og tyngdekraft, som udvider Newtons mekanik under ekstreme forhold.
• Kvantemekanik: Beskriver fysisk opførsel på atom- og subatomart niveau og har enorme teknologiske konsekvenser.

Nogle gange kommer videnskabsmænd med teorier, som senere viser sig at være forkerte eller kun delvis korrekte. Opdagelsen af en undtagelse til en veletableret teori er en vigtig begivenhed, og den forsker, der påviser denne undtagelse, kan blive berømt. Derfor er videnskab en løbende proces: teorier testes, forbedres, udvides eller erstattes af bedre forklaringer i lyset af nye data.

Søg efter bogstav