科学モデルの評価 科学哲学・科学思想史講義 2015/6/19 Giere のプログラム 1. 対象の特定 2. モデルの構築・同定 3. モデルからの予測 4. データの取得 5. 評価 • 一致？→ モデルは対象に適合しない（2へ） • 不一致？→ モデルは対象に適合する（≠ 真） Giereのプログラム ① 現実世界 ② モデル ⑥ 適合／不適合 ④ データ ③ 予測 ⑤ 一致／不一致 例1. DNA構造の特定 • 1951年当時分かっていたこと：DNA分子は1本以上 のヌクレオチド鎖からなる 問題：どのような立体 構造なのか？ データ • X線解析写真 Rosalind Franklin (1920-58) ３重螺旋モデル （1951年） • 塩基が外側を向いている 鈴木理『分子生物学の誕生（上）』秀潤社より 予測 • それぞれの鎖は金属イオンで架橋される • 水の中ではバラバラになってしまう！ • 水に満ちた細胞中ではこんな構造は不可能（by Franklin） • → ３重螺旋モデルは不適合 3鎖モデル DNA分子構造 対象 不適合！ X線写真 データ ３鎖モデル モデル 水中での分離 予測 不一致 ２重螺旋モデル （1953年） • 塩基（A-T, G-C）間の水素結 合が二本の鎖をまとめる 予測 • 細胞内でA/TおよびG/Cの割合は1になるはず → シャルガフの比率 • それぞれの鎖が鋳型となることで遺伝情報がコピー される 2鎖モデル DNA分子構造 対象 適合！ 水中での安定性 X線写真、 データ シャルガフの比率 2鎖モデル モデル 一致 予測 A/T=G/C=1 例2. 大陸移動説 Alfred Wegener (1880-1930) データとモデル • 南アメリカ東岸とアフリカ西岸の海岸線は驚くほど 一致する • もともと一つの大陸だったのが分離したのでは？ 予測 1. 地形の一致 → ⃝ 2. 地質学的性質（鉱脈）の一致 → ⃝ 3. 化石の一致 → ⃝ 4. 生物分布の一致 → ⃝ 不利な予測 1. 大陸を動かす力があるはず → × 2. 大陸は柔らかく、海底は硬いと考えられていた → 押し付けられたら大陸は割れてしまう →× 大陸移動説 大陸分布 対象 不適合！ 適合！ 地理・生物地理 データ データ データ、 地形、鉱脈、 一致 大陸形成に関する 知見 大陸移動 モデル 予測 生物分布 生物分布、 大陸が水平に動く 不一致 ということ 再検討 1 • 1950s~ 海嶺の発見 → 海底は拡大しているのでは (Hess)？ 再検討 2 • 1960s: Morley & Vine • 前提１： 溶岩は固まる際に帯磁する • 前提２：地球の磁場は時々反転する • 予測：もし海嶺を境に海底が拡大しているなら、その帯 磁パターンは陸上地質の帯磁パターンと一致するはず • 1965観測：実際に一致していた → どうやら地表は動いているらしい！ 大陸移動説 大陸分布 対象 適合！ 地形、鉱脈、 予測 生物分布 生物分布、 地理・生物地理 データ、 大陸が水平に動く 大陸形成に関する 海嶺、磁性 知見 の発見 大陸移動 モデル 一致 ということ まとめ • モデルは現実のレプリカ（e.g. DNAブリキ模型） • 科学者はこのレプリカに手を加えつつ現象を探る • モデルの予測とデータとの一致／不一致は即座にそ の正しさ／誤りを意味するわけではない → 確率モデル
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