Znanost je sustavan pothvat koji gradi i organizira znanje u obliku provjerljivih objašnjenja i predviđanja o svemiru. Teorije u znanosti sveobuhvatna su objašnjenja nekog aspekta prirode koja su potkrijepljena golemim brojem dokaza. Oni nisu puka nagađanja, već duboki uvidi u to kako svijet funkcionira, potvrđeni rigoroznim testiranjem i eksperimentima. Ova lekcija će istražiti ključne znanstvene teorije koje čine okosnicu našeg razumijevanja svemira.
Teorija evolucije prirodnom selekcijom, koju je prvi formulirao Charles Darwin, objašnjava kako se vrste razvijaju tijekom vremena kroz nasumične mutacije i selekciju. Navodi se da je vjerojatnije da će pojedinci sa osobinama koje poboljšavaju njihov opstanak i reprodukciju prenijeti te osobine na sljedeću generaciju. S vremenom to može dovesti do značajnih promjena u vrstama, što dovodi do raznolikosti života kakvu danas vidimo.
Jedan od klasičnih primjera prirodne selekcije na djelu je slučaj paprenih moljaca u Britaniji. Prije industrijske revolucije, većina paprenih moljaca bila je svijetle boje, što ih je kamufliralo protiv stabala obraslih lišajevima, štiteći ih od grabežljivaca. Tijekom industrijske revolucije, zagađenje je ubilo lišajeve i potamnilo drveće od čađe. Moljci koji su bili tamnije boje sada su imali prednost u preživljavanju, a s vremenom je populacija prešla sa svijetlih na tamne moljce. Ova je promjena bila izravan rezultat prirodne selekcije potaknute promjenama okoliša.
Teorija velikog praska vodeće je objašnjenje o tome kako je svemir nastao. To sugerira da je svemir nekoć bio u iznimno vrućem i gustom stanju koje se brzo širilo. Ovo širenje se nastavilo milijardama godina da bi se formirao svemir kakav sada poznajemo. Jedan dokaz koji podupire ovu teoriju je kozmičko mikrovalno pozadinsko zračenje, koje je naknadni sjaj Velikog praska, otkriveno u svim smjerovima na nebu, što sugerira da se svemir proširio iz vrlo vrućeg i gustog stanja.
Sir Isaac Newton formulirao je tri zakona gibanja koji opisuju odnos između tijela i sila koje na njega djeluju, te njegovo gibanje kao odgovor na te sile. Ovi su zakoni bili kamen temeljac u razvoju klasične fizike.
Teorija relativnosti Alberta Einsteina podijeljena je na dva dijela: specijalnu teoriju relativnosti i opću teoriju relativnosti. Posebna teorija relativnosti uvela je ideju da su zakoni fizike isti za sve promatrače koji ne ubrzavaju i pokazala je da je brzina svjetlosti unutar vakuuma ista bez obzira na brzinu kojom promatrač putuje. Opća relativnost, s druge strane, generalizira ovo kako bi uključila gravitaciju kao svojstvo prostora i vremena ili prostorvremena, a ne kao silu koja djeluje na daljinu.
Jedna od najpoznatijih jednadžbi iz ove teorije je \( E = mc^2 \) , koja pokazuje ekvivalenciju mase i energije. Ova jednadžba znači da se mala količina mase može pretvoriti u veliku količinu energije, objašnjavajući snažan učinak nuklearnih reakcija i zvijezda, uključujući naše Sunce.
Kvantna mehanika je temeljna teorija u fizici koja daje opis fizičkih svojstava prirode na razini atoma i subatomskih čestica. Jedno od ključnih načela kvantne mehanike je načelo nesigurnosti, koje kaže da ne možemo precizno znati i položaj i moment čestice u isto vrijeme. Ovo načelo dovodi u pitanje klasičnu ideju determinizma i uvodi koncept vjerojatnosti u temeljno razumijevanje fizičke stvarnosti.
Eksperiment koji pokazuje kvantne učinke je eksperiment s dvostrukim prorezom, koji pokazuje da svjetlost i materija mogu pokazati karakteristike i klasično definiranih valova i čestica, fenomen poznat kao dualnost val-čestica. Kada se elektroni ispale kroz dvostruki prorez na zaslon, oni stvaraju uzorak interferencije tipičan za valove, a ne ono što biste očekivali da su samo čestice.
Teorija klica o bolesti tvrdi da mikroorganizmi poznati kao patogeni ili "klice" mogu dovesti do bolesti. Ovu su teoriju razvili sredinom 19. stoljeća znanstvenici, uključujući Louisa Pasteura i Roberta Kocha, koji su otkrili da mikroorganizmi uzrokuju fermentaciju, odnosno bolest. Teorija o klicama dovela je do značajnog napretka u javnom zdravstvu, higijeni i liječenju bolesti cijepljenjem i antibioticima.
Znanstvene teorije pružaju okvir za razumijevanje prirodnog svijeta. Temelje se na empirijskim dokazima i podložni su reviziji kako novi dokazi postanu dostupni. Teorije o kojima se raspravlja u ovoj lekciji čine neke od temeljnih koncepata koji su oblikovali modernu znanstvenu misao.
