Selección de modelos en la física

Question

Mi alto nivel de comprensión del método científico es que se puede resumir en los siguientes pasos, en ningún orden en particular:

• Hacer conjeturas y las hipótesis (teoría)
• Hacer predicciones a partir de esta teoría
• Llevar a cabo experimentos y recoger de nuevo o viejo o observaciones

• Prueba y abrazar la nueva teoría si

  • los datos se ajustan a las predicciones más precisa de las teorías alternativas
  • la nueva teoría no es más complejo que el de otras alternativas plausibles

En las estadísticas y computacionales de aprendizaje nos encontramos frecuentemente con una similar de la tensión entre la bondad de ajuste y la complejidad del modelo cuando se comparan los modelos que pretenden explicar los datos. Para ello, nos basamos en formal del modelo de selección de métodos tales como el factor de Bayes y sus aproximaciones (por ejemplo, AIC, BIC, la desviación criterio de información, etc.), y el uso de medidas de la complejidad del modelo y la validación de decidir qué modelo en concreto a abrazar.

Hay ejemplos en la Física donde estas o similares marcos se utilizan para comparar teorías? Es decir, ¿existen los marcos formales de la Física que tenga en cuenta el equilibrio entre la precisión y la complejidad , y que se utilizan para informar a la teoría de la selección?

Answer 1

Voy a comentar y reordenar la lista, como un jubilado experimental físico de partículas.

   Make conjectures & hypotheses (theory)

Preexistentes éxito de las teorías con sus postulados y estricto de los modelos matemáticos . Después de todo la física comenzó antes de Newton.

   Make predictions from this theory

El uso de la teoría para predecir comportamientos en los experimentos llevados a cabo en la actualidad, para confirmar/validar teorías preexistentes.

   Carry out experiments and observations

Sorpresa , sorpresa, el experimento no encaja preexistentes teoría. Rascarse la cabeza de la experimentación, la fiebre por los teóricos.

Ejemplo: la radiactividad se necesita de la relatividad especial y la mecánica cuántica para ser modelado teóricamente, y las observaciones que existía mucho antes que las teorías, los datos experimentales obligó a la necesidad de nuevas teorías.

Las nuevas teorías aparecen:

   Test and embrace the new theory if
        the data fit the predictions more accurately than alternative theories
        the new theory is not more complex than other plausible alternatives

No. Prueba y adoptar las nuevas teorías de la nueva región de validez y asegúrese de que las viejas teorías pueden ser matemáticamente demostrado que emergen de la nueva. Por ejemplo: la mecánica estadística de la nueva teoría, que ha demostrado tener como emergente de la teoría de la Termodinámica, un elegante modelo matemático funcionando bien en su región de validez mucho antes de que la mecánica estadística fue formulado.

A continuación, el diseño de experimentos que se pueden mostrar desviaciones del modelo actual, que conduce a una más profunda comprensión teórica, como ahora con el LHC, el modelo estándar está siendo probado y/o validados y todo el mundo es la celebración de su aliento que una discrepancia será encontrado que conduce a la necesidad de la hipótesis de mayor teorías.

La física no progresa por tener un teórico de proponer un nuevo modelo para ser revisados. Esto ha llevado a una gran cantidad de chiflado propuestas, con la gente no entender por qué no son tratadas como el nuevo Einstein.

Einstein construido sobre la base de las teorías, ciertamente, pensar fuera de la caja, pero sus teorías estaban basadas en las anteriores, y extenderlos para las nuevas regiones de validez, y la unión entre las antiguas teorías y General de la relatividad de einstein y la relatividad especial es suave y computable. Ningún general "con el antiguo con el nuevo" trabaja para el método científico en la física.

Y para responder acerca de los métodos estadísticos, todos los métodos estadísticos se utilizan en la evaluación de la bondad de ajuste de los datos a las teorías. Ejemplo el reciente caso de Higgs, la búsqueda y el descubrimiento en el LHC.

También tener en cuenta que en la física de partículas ahora, la especialidad de teórico y experimentales es necesario ya que la cantidad de conocimientos y experiencia necesarios en cada rama es enorme. Uno de los síntomas es la 3000 físicos de la firma de la experimental papeles de la LHC.