Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Eru lögmál alls staðar í heiminum?

Þessa spurningu má skilja á tvo vegu. Annars vegar gæti verið að spyrjandinn vilji vita hvort þau náttúrulögmál sem við þekkjum gildi alls staðar í heimunum eða séu bundin við tiltekin svæði, svo sem jörðina eða sólkerfið okkar. Hins vegar gæti verið að spyrjandinn sé að velta því fyrir sér hvort til séu staðir þar sem engin lögmál gilda. Þessar spurningar tengjast og við skulum byrja á því að svara fyrri spurningunni og snúa okkur svo að þeirri síðari.

Segja má að lengi vel hafi verið gert ráð fyrir því að lögmál gildi alls staðar, ef þau gilda yfirleitt. Efasemdir um þetta hafa hins vegar komið fram hin síðari ár. Vísindaheimspekingurinn Carl G. Hempel (1905-1997) var einna fyrstur til að skrifa skipulega um eðli náttúrulögmála. Hann taldi það vera einkenni lögmála að þau væri ekki bundin við tiltekinn stað og/eða tíma. Náttúrulögmál voru, samkvæmt Hempel, í eðli sínu almenn og altæk.

Carl G. Hempel (1905-1997) benti á að lögmál eru altæk og almenn. Hann setti jafnframt fram greinarmuninn á afleiddum lögmálum og grundvallarlögmálum.

Ýmis dæmi um lögmál benda til þess að þetta sé rétt: Þyngdarlögmálið segir til dæmis að allir hlutir með massa upplifi þyngdarkraft frá öðrum hlutum með massa. Eins og orðið „allir“ bendir til er hér á ferð alhæfing, það er að segja fullyrðing sem fjallar um alla hluti af tilteknu tagi án þess að takmarka sig við stað og/eða tíma. Að sama skapi kveður lögmál Ohms á um að rafstraumur milli tveggja punkta í rafrás sé alltaf í réttu hlutfalli við rafspennuna á milli þessara tveggja punkta. Þetta lögmál fjallar ekki um neinar tilteknar rafrásir eða tiltekinn straum, heldur fjallar það um allar rafrásir og alla mögulega rafspennu og rafstrauma sem geta verið í slíkum rafrásum.

Það er einnig í samræmi við hugmyndir Hempels að sértækar vísindakenningar virðast almennt ekki vera taldar til lögmála. Það er til dæmis almennt viðtekin kenning að risaeðlurnar hafi dáið út fyrir um 65 milljónum ára vegna þess að stór lofsteinn skall á jörðina. Þessi kenning telst ekki til lögmála. Það kemur ágætlega heim og saman við þá hugmynd að náttúrulögmál þurfi að vera almenn og altæk, enda vísar þessi kenning til tiltekins staðar – jarðarinnar – og tiltekins tíma – fyrir um 65 milljón árum, á mörkum krítar- og tertíertímabilanna.

Á hinn bóginn má benda á að sum náttúrulögmál virðast einmitt vera bundin við tiltekinn stað. Lögmálin sem Johannes Kepler setti fram snemma á 17. öld lýsa því hvernig pláneturnar í sólkerfinu okkar hreyfast í kringum sólina eftir sporbaugum. Lögmál Keplers fjalla því um sólkerfið okkar, þótt við vitum að vísu í dag að samskonar lögmál gilda um öll sólkerfi sem uppfylla ákveðin skilyrði. Á því formi sem Kepler setti lögmálin fram á sínum tíma fjalla þau þó sérstaklega um pláneturnar í sólkerfinu okkar og því má segja að þau takmarkist við tiltekinn stað í veröldinni (sólkerfið okkar). Engu að síður eru lögmál Keplers almennt talin til lögmála, eins og nafnið gefur til kynna. Þetta virðist grafa undan hugmyndinni um að náttúrulögmál séu endilega almenn og altæk.

Þessi mynd sýnir annað lögmál Keplers á myndrænu formi. Lögmálið kveður á um að línan milli sólar (í punkti P) og plánetu (á sporbaugnum í kringum P) fari alltaf yfir jafn mikil flatarmál á jafn löngum tíma. Gulu svæðin á myndinni eru því jafn stór samkvæmt lögmálinu ef tíminn frá t0 til t1 er sá sami í báðum tilvikum.

Við nánari umhugsun er þó ekki ljóst hvort lögmál Keplers séu ósamrýmanleg hugmyndinni um að lögmál séu altæk og almenn. Það er vel þekkt að leiða má út lögmál Keplers frá öðrum lögmálum -- nánar tiltekið frá lögmálum Newtons, þar á meðal þyngdarlögmáli hans. Lögmál Keplers eru því það sem kallast afleidd lögmál (e. derived laws) – lögmál sem má leiða af öðrum lögmálum. Lögmál Newtons eru á hins vegar grundvallarlögmál (e. fundamental laws) – lögmál sem ekki leiða af öðrum lögmálum en leiða má önnur lögmál af. Í ljósi þess að lögmál Newtons eru einmitt almenn og altæk bendir þetta dæmi til þess að þótt afleidd lögmál geti vissulega verið bundin við tiltekinn stað og/eða tíma sé ekki hægt að segja það sama um grundvallarlögmál.

Svarið við spurningunni um hvort þau náttúrulögmál sem við þekkjum gildi alls staðar í heimunum virðist því vera bæði „já“ og „nei“: Svarið er „já“ að því leyti að grundvallarlögmál gilda alls staðar í heiminum. En svarið er líka „nei“ að því leyti að afleidd lögmál gera það ekki endilega.

Að lokum skulum við snúa okkur að seinni spurningunni sem spyrjandinn gæti hafa verið að velta fyrir sér: Eru til staðir þar sem engin lögmál gilda? Í ljósi þess sem við höfum komist að hér að ofan virðist svarið vera „nei“: Grundvallarlögmál gilda alls staðar í heiminum ef þau gilda yfirleitt, sem þýðir þá að á sérhverjum stað gilda sömu grundvallarlögmál og gilda annars staðar. Sem dæmi má nefna að ef þyngdarlögmálið gildir hér á jörðu niðri, og ef það er grundvallarlögmál, þá gildir það einnig á plánetunni Mars, í næsta sólkerfi við hlið sólkerfisins okkar, í öðrum vetrarbrautum, og í öllum öðrum afkimum alheimsins.

Heimildir og frekara lesefni:

  • John W. Carroll (2012). „Laws of Nature“. Sótt 18. nóvember 2015 frá Edward N. Zalta (ritstj.), The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Spring 2012 Edition).
  • Carl G. Hempel og Paul Oppenheim (1948). „Studies in the Logic of Explanation“, Philosophy of Science 15: 135-175. Endurprentað í Aspects of Scientific Explanation and Other Essays (New York: Free Press), kafli 10.

Myndir:


Spurningin í fullri lengd hljómaði svona:

Hvað eru lögmál? Eru lögmál allstaðar í heiminum?

Hér hefur seinni spurningunni verið svarað en fyrri spurningunni er svarað í svari við spurningunni Hver er munurinn á kenningu og lögmáli?

Útgáfudagur

8.1.2016

Spyrjandi

Vilborg Lilja

Höfundur

Finnur Dellsén

doktor í heimspeki

Tilvísun

Finnur Dellsén. „Eru lögmál alls staðar í heiminum?“ Vísindavefurinn, 8. janúar 2016. Sótt 25. ágúst 2016. http://visindavefur.is/svar.php?id=30120.

Finnur Dellsén. (2016, 8. janúar). Eru lögmál alls staðar í heiminum? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=30120

Finnur Dellsén. „Eru lögmál alls staðar í heiminum?“ Vísindavefurinn. 8. jan. 2016. Vefsíða. 25. ágú. 2016. <http://visindavefur.is/svar.php?id=30120>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Rennilás

Ein fyrsta gerðin af rennilás var fundin upp 1891 en árið 1913 fann sænsk-bandaríski rafmagnsverkfræðingurinn Gideon Sundback upp rennilásinn í þeirri mynd sem við þekkjum hann. Tíu árum síðar var farið að setja rennilása á skóhlífar úr gúmmíi. Þá var farið að nota enska heitið ‚zipper‘ en það hefur fest við rennilása í enskumælandi löndum.