Шинжлэх ухаан бол орчлон ертөнцийн талаарх туршилтын боломжтой тайлбар, таамаглал хэлбэрээр мэдлэгийг бий болгож, цэгцлэх системтэй оролдлого юм. Шинжлэх ухааны онолууд нь асар их нотлох баримтаар нотлогдсон байгалийн зарим талын цогц тайлбар юм. Эдгээр нь зүгээр нэг таамаглал биш, харин дэлхий ертөнц хэрхэн ажилладаг талаар гүнзгий ойлголт бөгөөд хатуу туршилт, туршилтаар батлагдсан. Энэ хичээл нь орчлон ертөнцийн талаарх бидний ойлголтын үндэс болсон шинжлэх ухааны гол онолуудыг судлах болно.
Чарльз Дарвины анх томъёолсон байгалийн шалгарлын замаар хувьслын онол нь төрөл зүйл санамсаргүй мутаци, сонгон шалгаруулалтаар цаг хугацааны явцад хэрхэн хувьсан өөрчлөгддөгийг тайлбарладаг. Энэ нь тэдний оршин тогтнох, үржих чадварыг дээшлүүлдэг шинж чанаруудтай хүмүүс дараагийн хойч үедээ эдгээр шинж чанаруудыг дамжуулах магадлал өндөр байдаг гэж заасан байдаг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд энэ нь төрөл зүйлд ихээхэн өөрчлөлт гарч, өнөөгийн бидний харж буй амьдралын олон талт байдлыг бий болгож чадна.
Байгалийн шалгарлын үйл ажиллагааны сонгодог жишээнүүдийн нэг бол Британи дахь чинжүү эрвээхэйний тохиолдол юм. Аж үйлдвэрийн хувьсгалаас өмнө ихэнх чинжүүтэй эрвээхэйнүүд цайвар өнгөтэй байсан бөгөөд энэ нь тэднийг хаг модоор бүрхэж, махчин амьтдаас хамгаалдаг байв. Аж үйлдвэрийн хувьсгалын үеэр бохирдол хаг устгаж, модод хөө тортог болж харанхуйлжээ. Өнгө нь бараан өнгөтэй эрвээхэйнүүд амьд үлдэх давуу талтай болсон бөгөөд цаг хугацаа өнгөрөх тусам популяци нь цайвар эрвээхэйгээс бараан эрвээхэй рүү шилжсэн. Энэхүү өөрчлөлт нь байгаль орчны өөрчлөлтөөс үүдэлтэй байгалийн шалгарлын шууд үр дүн байв.
Их тэсрэлтийн онол бол орчлон ертөнц хэрхэн үүссэн тухай гол тайлбар юм. Энэ нь орчлон ертөнц хэзээ нэгэн цагт маш халуун, нягт байдалд байсан бөгөөд хурдацтай тэлж байсныг харуулж байна. Энэхүү тэлэлт нь олон тэрбум жилийн турш үргэлжилсээр одоо бидний мэддэг орчлон ертөнцийг бий болгосон. Энэ онолыг батлах нэг нотолгоо бол тэнгэрийн бүх чиглэлд илэрсэн Их тэсрэлтийн дараах гэрэл болох сансрын бичил долгионы арын цацраг юм.
Сэр Исаак Ньютон бие болон түүн дээр үйлчилж буй хүчний хоорондын хамаарлыг дүрсэлсэн хөдөлгөөний гурван хуулийг томьёолжээ. Эдгээр хуулиуд нь сонгодог физикийн хөгжилд тулгын чулуу болсон.
Альберт Эйнштейний харьцангуйн онол нь харьцангуйн тусгай онол ба ерөнхий харьцангуйн онол гэсэн хоёр хэсэгт хуваагддаг. Тусгай харьцангуйн онол нь физикийн хуулиуд хурдатгалгүй бүх ажиглагчдад ижил байдаг гэсэн санааг гаргаж ирсэн бөгөөд энэ нь вакуум доторх гэрлийн хурд нь ажиглагч ямар хурдаар явахаас үл хамааран ижил байдгийг харуулсан. Харин харьцангуйн ерөнхий онол нь таталцлыг алсын зайд үйлчлэх хүч гэхээсээ илүү орон зай, цаг хугацааны шинж чанар буюу орон зайн цаг хугацааны шинж чанар болгон нэгтгэн дүгнэдэг.
Энэ онолын хамгийн алдартай тэгшитгэлүүдийн нэг нь \( E = mc^2 \) энэ нь масс ба энергийн тэнцүү байдлыг харуулдаг. Энэ тэгшитгэл нь бага хэмжээний массыг их хэмжээний энерги болгон хувиргаж чадна гэсэн үг бөгөөд энэ нь цөмийн урвал, оддын, тэр дундаа манай Нарны хүчтэй гаралтыг тайлбарлаж байна.
Квант механик нь атом болон субатомын тоосонцрын масштабаар байгалийн физик шинж чанарыг тодорхойлдог физикийн үндсэн онол юм. Квант механикийн гол зарчмуудын нэг нь тодорхойгүй байдлын зарчим бөгөөд бид бөөмийн байрлал, импульсийг нэгэн зэрэг нарийн мэдэж чадахгүй гэсэн үг юм. Энэ зарчим нь детерминизмын сонгодог санааг эсэргүүцэж, физик бодит байдлын үндсэн ойлголтод магадлалын тухай ойлголтыг нэвтрүүлдэг.
Квантын эффектийг харуулсан туршилт нь давхар ангархай туршилт бөгөөд энэ нь гэрэл ба бодис нь сонгодог тодорхойлогдсон долгион ба бөөмсийн шинж чанарыг харуулдаг бөгөөд үүнийг долгион-бөөмийн хоёрдмол байдал гэж нэрлэдэг. Дэлгэц рүү давхар ангархайгаар цацагдах үед электронууд долгионы хувьд ердийн интерференцийн хэв маягийг бий болгодог бөгөөд тэдгээр нь зүгээр л бөөмс байсан бол таны хүлээж байсан зүйл биш юм.
Өвчний үр хөврөлийн онол нь эмгэг төрүүлэгч буюу "нянгууд" гэж нэрлэгддэг бичил биетүүд өвчин үүсгэдэг гэж үздэг. Энэ онолыг 19-р зууны дунд үед Луис Пастер, Роберт Кох зэрэг эрдэмтэд бичил биетүүд исгэх, өвчин үүсгэдэг болохыг олж мэдсэн. Нянгийн онол нь нийгмийн эрүүл мэнд, эрүүл ахуй, вакцинжуулалт, антибиотикоор өвчнийг эмчлэхэд ихээхэн ахиц дэвшил авчирсан.
Шинжлэх ухааны онолууд нь байгалийн ертөнцийг ойлгох хүрээг бүрдүүлдэг. Эдгээр нь эмпирик нотолгоонд тулгуурласан бөгөөд шинэ нотлох баримтууд гарч ирэх үед дахин хянан үзэх шаардлагатай. Энэ хичээлд авч үзсэн онолууд нь орчин үеийн шинжлэх ухааны сэтгэлгээг бүрдүүлсэн зарим үндсэн ойлголтуудыг бүрдүүлдэг.
