Metoda naukowa

Oczy noszone
soczewki odwrócone

Filozofia nauki
Ikona filozofia science.svg
Podwaliny
metoda
Wnioski
  • Teoria
  • Prawo
  • Nauka
Nauka daleka jest od doskonałego narzędzia wiedzy. To po prostu najlepsze, co mamy.
- Carl Sagan , Świat nawiedzony przez demony : Science as a Candle in the Dark

Plik naukowy metoda jest epistemologiczny system wyprowadzania i rozwijania wiedza, umiejętności . Niektórzy uważają to za najlepszą metodę tworzenia przydatnych i praktycznych dodatków człowiek wiedzy o świecie fizycznym i zaowocowało skokami technologicznymi dokonanymi w jej rozprzestrzenianiu się w całym Zachodni świat .


Galileo Galilei (1564-1642) i Francis Bacon (1561-1626) znalazł się wśród pierwszych europejskich naukowców, którzy zastosowali znaną nam metodę naukową, nadając jej pierwszeństwo grecki tradycja tworzenia wiedzy, tradycja, która nadawała priorytet racjonalny przemyślane empiryzm . Wcześniej myśliciele w „Islamski złoty wiek” (VII-XII wiek) szeroko korzystali z metodologii naukowej. Na przykład w 1021 CE Ibn al-Haytham , pracując w Afryce, podkreślał prymat eksperymentowanie w jegoKsięga optyki. arabski nauka stworzyła również system wzajemna ocena . Metoda naukowa nie zawsze była akceptowana w okresie jej rozwoju i pracy węgierskiego lekarza Ignaz Semmelweis (1818-1865) na temat procedur dezynfekcji stanowi wymowny przykład tego, co się dzieje, gdy znający się na rzeczy ignorują metodę lub wnioski wyciągnięte z jej zastosowania.

U podstaw nowoczesnej metody praktyki naukowej leży idea, że ​​wartość klasy hipoteza , teoria lub koncepcję najlepiej określa jej zdolność do wykonania falsyfikowalny prognozy z którym można testować rzeczywistość empiryczna . To znaczy że nadprzyrodzony byty lub pojęcia, które są bez znaczenia lub logicznie sprzeczne nie może być uwzględniony wnaukowyhipoteza (nie tylko z powodu trudności z umieszczeniem próbki a bóstwo w probówce). W konsekwencji, przeprowadzając badania naukowcy przyjmują pozycję naturalizm metodologiczny .

Ludzie, w tym naukowcy, są omylne i irracjonalne małpy przez naturę. W związku z tym metoda naukowa pomaga tym wysoce niedoskonałym istotom wyprostować się uprzedzenia osiągnąć rozsądny poziom obiektywność i opracować wiarygodne, a czasem przydatne wyniki.

Zawartość

Jak robić naukę

Kreacjoniści prawdopodobnie nie wypadłby z żadnymi punktami.
Ach, nie ma nic bardziej ekscytującego niż nauka. Całą radość daje ci siedzenie w bezruchu, milczenie, zapisywanie liczb, zwracanie uwagi ... Nauka ma wszystko.
- główny Skinner,Kometa Barta

Metoda naukowa nie jest prostym, liniowym procesem, ale jest uwikłana w złożoność badań w prawdziwym świecie i praktycznych aspektach tego, co jest możliwe. Jednak idea sprawdzenia hipotezy i udoskonalenia wiedzy na podstawie obserwacji jest stałym tematem nauki.


Pomimo braku prostej liniowości w rzeczywistość metoda została często podzielona na etapy, które ułatwiają zrozumienie. Zasadniczo na metodę naukową składa się pięć następujących kroków:



  1. Przestrzegać - Spójrz na świat i znajdź wynik, który wydaje się ciekawy. Tak jak Isaac Asimov ujął to: „Najbardziej ekscytującym wyrażeniem, jakie można usłyszeć w nauce, tym, które zwiastuje nowe odkrycia, nie jest Eureka! (Znalazłem to!), Ale raczej: `` Hmm ... to zabawne ... ''
  2. Hipoteza - Podaj możliwe wyjaśnienie.
  3. Przepowiadać, wywróżyć - Najważniejszą częścią hipotezy lub teorii jest ich zdolność do przewidywania, których jeszcze nie zaobserwowano. Hipoteza, która nie przewiduje nowych przewidywań, jest naukowo bezwartościowa. Prognozy muszą być falsyfikowalne (teoretycznie nowe dowody mogą wykazać, że prognoza jest fałszywa) i konkretne (to, co jest przewidywane, nie może podlegać interpretacji po rozpoczęciu eksperymentu, w przeciwnym razie jedyną rzeczą, którą testujesz, jest zdolność do ponownej interpretacji teoria).
  4. Prognozy testowe (w naukach fizycznych to się nazywa Eksperyment ) - Porównaj przewidywania z nowymi danymi empirycznymi dowód (zwykle dowody eksperymentalne, często poparte matematyka ). Ten krok jest powodem, dla którego hipoteza lub teoria muszą być falsyfikowalne - jeśli nie ma nic do fałszowania, to eksperyment jest bezcelowy, ponieważ gwarantuje, że nie powie ci nic nowego. Informacje z eksperymentu mogą obalić pierwotną hipotezę, którą można by zmienić na lepszą.
  5. Grać - upewnić się, że wynik jest prawdziwym odzwierciedleniem rzeczywistości, weryfikując go z innymi.

Testowanie hipotez pozwala na korektę błędów i tworzenie lepszych modeli. Jednym z godnych uwagi przykładów jest rozwój teorii atomowej - teorii, która opisuje, co atomy 'wygląda jak.' Od niepodzielnego modelu Daltona, do modelu „puddingu śliwkowego” Thomsona, do modelu malutkiego jądra Rutherforda, a następnie do modelu Bohra i nowoczesnego Fizyka kwantowa atom rozwijał się etapami, ponieważ każdy model zawierał stwierdzenia predykcyjne, które można było przetestować. W ten sposób teoria jest udoskonalana w czasie i wraz ze wzrostem dowodów obserwacyjnych na jej poparcie. Dowody te potwierdzają hipotezę, że hipoteza jest silniejsza (ibardziej prawdopodobneza ważne) niż przed badaniem. Z drugiej strony dowód przeciwko hipotezie unieważnia ją, a tym samym fałszuje ją. To jest indukcyjny metody, chociaż można wykorzystać jej wyniki dedukcyjnie także.


Wszystkie oprócz pierwszych dwóch kroków są pomijane w procesie w pseudonauki Jak na przykład inteligentny design (gdzie krok 3 byłby niemożliwy) i najbardziej granicząca z nadprzyrodzoną alternatywą leki lubić homeopatia . Pseudonauki obserwują świat i znajdują wyjaśnienia, ale często nie są w stanie lub nie chcą poddać się dokładniejszemu testowaniu. Udoskonalanie hipotez jest również niepożądane w pseudonauki, ponieważ mogłoby to doprowadzić do porzucenia tego, co centralne dogmat z wiara - wyobraź sobie, gdzie byłaby nowoczesna technologia, gdyby naukowcy XX wieku odmówili modyfikacji struktury atomu w miarę pojawiania się nowych dowodów obserwacyjnych? Jednakże, ponieważ obserwacje i wyjaśnienia nadal stanowią część pseudonauki i mogą być sformułowane w nauce styl , pseudonauki mogą błędnie wydawać się mieć autorytet naukowy.

Zastosowanie w różnych dyscyplinach

W praktyce różne dyscypliny akademickie stosują metodę naukową w sposób, który na pierwszy rzut oka może wydawać się różny, ale zasadniczo wszystkie stosują silne wnioskowanie oparte na falsyfikowalnych hipotezach. Na przykład w dziedzinach takich jak astrofizyka , ewolucja , i geologia eksperymenty mogą być trudne lub niemożliwe ze względu na skalę wymaganej przestrzeni i czasu. Nie możemy ustawić kontrolowanego eksperymentu obejmującego setki lat świetlnych, miliony lat lub replik setek Ziem. Zamiast tego możemy jednak użyć matematycznych modeli zachowań planet, aby zrozumieć wzorce orbit, analizę porównawczą cech skamielin i istniejących organizmów do budowy drzew ewolucyjnych oraz próbki z otworów wiertniczych do interpretacji geologii podpowierzchniowej.


Rola obserwacji i wglądu

Obserwacja i wgląd są kluczowymi elementami badań naukowych. Na przykład w historii biologia większość wczesnych prac obejmowała szczegółowe zbieranie, opis i klasyfikację organizmów. Obszerna wczesna praca udokumentowana w zbiorach muzealnych i starych tomach, wraz z osobistym doświadczeniem jako biolog badający na HMS Beagle, posłużyła jako pożywienie dla Karol Darwin koncepcja ewolucja przez dobór naturalny. podobnie Albert Einstein jest teoria względności opierał się na solidnym zrozumieniu fizyki Newtona, a także na osobistych obserwacjach ruchu względnego podczas patrzenia przez okno pociągu. Obserwacja i wgląd są ziarnem do tworzenia hipotez i teorii, a pełna metoda naukowa jest niezbędna, aby hipotezy i teorie wytrzymały próbę czasu.

Sceptycyzm

Naukowy sceptycyzm jest istotnym elementem procesu naukowego, zapewniając, że żadna nowa hipoteza nie zostanie uznana za teorię (ograniczone T), dopóki nie zostaną dostarczone wystarczające dowody, a inni naukowcy nie będą mieli szans na jej obalenie. Nawet wtedy cała nauka jest zawsze uważana za „dobry model pracy” i „najlepszą wiedzę, jaką posiadamy obecnie”.Nie róbidea naukowa nigdy nie jest uważana za „ostatnie słowo”, ani za Słowo Boże . Zawsze zakłada się, że ktoś, gdzieś chce obalić obecną teorię.

Nie wolno ci mówić, że tak nie może być lub że jest to sprzeczne z naturą. Nie wiesz, czym jest natura ani co może zrobić; i nikt nie wie; nawet sir Roderick Murchison, profesor Owen, profesor Sedgwick, profesor Huxley, pan Darwin, profesor Faraday, pan Grove, ani żaden inny z wielkich ludzi, których uczono szanować dobrych chłopców [i dziewczynki] . To bardzo mądrzy ludzie; i musicie słuchać z szacunkiem wszystkiego, co mówią, ale nawet gdyby powiedzieli, czego jestem pewien, nigdy by tego nie zrobili: „To nie może istnieć. Jest to sprzeczne z naturą, „musisz trochę poczekać i zobaczyć; bo może nawet oni mogą się mylić.
- Sir Charles Kingsley

Obiektywizm i stronniczość

Metoda naukowa pomaga nam dążyć do ideału obiektywność naukowa chroniące przed stronniczość mogłoby to prowadzić do fałszywych wniosków. Stronniczość, w sensie skłonności lub uprzedzeń, jest częścią bycia człowiekiem i odgrywa rolę w badaniach naukowych, ponieważ kieruje pytaniami, które należy zadawać i jak je zadawać. Jednocześnie stronniczość prowadzi do obrony konkretnego wniosku a priori, niezależnego od dowodów, przekonań, niekoniecznie rzeczywistości. Metoda naukowa wyraźnie dąży do usunięcia uprzedzeń poprzez rygorystyczne testowanie hipotez i odtwarzanie wyników. Odchylenie może wejść na wiele różnych sposobów, włączając w to wstępne sformułowanie zapytania, zbadaną skalę czasową i wrodzone właściwości badanego systemu. Na przykład związek farmaceutyczny może zostać zatwierdzony jako bezpieczny, ponieważ wydaje się bezpieczny i skuteczny w badaniach krótkoterminowych, podczas gdy później może się okazać, że jest nieskuteczny lub niebezpieczny w badaniach długoterminowych. Zasadniczo metoda naukowa służy jako narzędzie do kontrolowania stronniczości.

Perspektywy filozoficzne

Plik filozofia nauki sięga Greków, ale swoją nowoczesną formę zaczął przybierać w latach rewolucja naukowa . W tym miejscu pojawiły się dwie konkurujące ze sobą szkoły myślenia: tradycja racjonalistyczna związana z Rene Descartes oraz tradycja empirystyczna Francisa Bacona. W XVIII wieku David hume filozoficznie podważał metodę naukową swoim problemem indukcji i dekonstrukcją przyczynowości.


Synteza racjonalizmu i empiryzmu pojawiła się w XVIII wieku za sprawą pracy Immanuel Kant i kontynuowany w XIX wieku wśród pragmatystów filozofów, takich jak Charles Sanders Peirce. W XX wieku logiczni pozytywiści próbował pozbyć się nieznośnego metafizyka i szereg innych gałęzi filozofii w ogóle. Przedsiębiorstwo upadło, gdy zauważono, że zasadą weryfikacji, na której opiera się pozytywizm logiczny, jest samoobalenie . Karl Popper (1902-1994) zastąpili weryfikowalność falsyfikowalnością, to znaczy, aby pomysł był jawnie `` naukowy '', musi być możliwe opracowanie eksperymentu (nawet eksperyment myślowy ), które mogą sprawić, że będzie fałszywy. Popper zamierzał fałszować zarówno jako rozwiązanie problemu problem rozgraniczenia i jako obejście problemu Hume'a z indukcją. Thomas Kuhn wziął więcej historyczny podejście do myślenia o nauce, mające na celu uzyskanie lepszego obrazu tego, jak nauka była praktykowana w rzeczywistości. Opisał dynamikę zmian naukowych, ukuwając terminy rewolucja naukowa i zmiana paradygmatu aby pomóc opisać to, co uważał za sposób, w jaki fundamentalnie konserwatywny zbiór idei mógłby zostać obalony i stać się nowym, innym zestawem konserwatywnych idei. Kuhn odrzucił pogląd, że istnieje tylkojedenmetoda naukowa. To wpłynęło na praktyków tego, co stanie się socjologia nauki a także innych filozofów, np Imre Lakatos . Lakatos wyobrażał sobie naukę jako podzieloną na liczne paradygmaty, które nazwał „programami badawczymi”, z których każdy wykorzystywał własną metodologię i założenia. (Podsumowanie: ludzie pozostają ludźmi i nie myślą w sposób naturalny w sposób naukowy, ale muszą się tego nauczyć i łatwo się cofają).

Inne szkoły „krytyki naukowej” patrzą na naukę krytycznie od an gospodarczy perspektywę lub skup się na rozprawiać , ale to jest więcej akademicki i mniej praktyczna krytyka.

Niezamierzone zwarcie metody naukowej

Aby szukać „danych”, potrzebujesz modelu lub „struktury” tego, jak działa świat. Problem, na który zwrócił uwagę James Burke w odcinku „Świat bez końca”Dzień, w którym wszechświat się zmieniłta struktura może napędzać każdą część twoich badań, nawet to, co akceptujesz jako wiarygodne dane.

Ta możliwość, że struktura napędza dane, a nie dane napędzające strukturę, została udaremniona antropologiczny krąży w 1956 roku z gryzącym Horacym Minerem satyryczny „Rytuał na ciało wśród Naciremy”. Często określane jako satyryczne spojrzenie amerykański kultura , było to także spojrzenie na ówczesną twórczość antropologiczną oraz „Spójrz na tych biednych prymitywów, którzy wierzą magia że jesteśmy o wiele mądrzejsi niż „postawa tak powszechna w ówczesnych publikacjach zawodowych. Miner pokazał to tym modelemkażdykulturę (nawet współczesną kulturę Stanów Zjednoczonych w latach pięćdziesiątych XX wieku) można odrzucić jako zbiór magii dzikusy .

W „Światach bez końca” Burke wskazuje na jeden z powodów, dla których Mistyfikacja z Piltdown trwało tak długo, aż pasowało do dominującej wówczas struktury znajdowania czaszki podobnej do człowieka z twarzą podobną do małpy. W rzeczywistości w 1913 roku David Waterston z King's College London stwierdził w Natura że znalezisko i żuchwa małpy, ludzka czaszka i Francuski paleontolog Marcellin Boule powiedział to samo w 1915 roku. W 1923 roku Franz Weidenreich stwierdził po dokładnym zbadaniu, że znaleziskiem z Piltdown była nowoczesna ludzka czaszka i szczęka orangutana ze spiłowanymi zębami, ale ponieważ Piltdown tak dobrze pasowało do struktury, inni naukowcy pozwolili modelowi sterować ich myślenie, a nie sam dowód.

Dodatkowe punkty w Bóg nie gra w kości - niebezpieczeństwo niekwestionowanej wiary że musisz mieć serię postulatów, aby nawet zacząć formułować cokolwiek, ale jeśli trzymasz się postulatów tak, jakby były faktami, może to i będzie ślepym na uznanie, że używany system może być wadliwy.


Powiązany problem polega na tym, że im więcej informacji, tym większe zaufanie do sformułowanej przez nich teorii, ale tak jestnieskorelować z dokładnością.

Oszukiwanie metody naukowej

Pseudonaukowcy odkryli oczywisty sposób na „oszukanie” metody naukowej. To wygląda tak:

  1. Wybierz osobiste przekonanie, o którym już wiesz, że jest prawdziwe, ale którego chcesz ” dowód '.
  2. Wykonaj kilka powiązanych obserwacji lub eksperymentów i zanotuj wyniki.
  3. Stwórz taką hipotezę łyżki do butów te wyniki przekładają się na twoje osobiste przekonanie.
  4. Twierdzić fałszywie, że twoje osobiste przekonanie przewiduje określone wyniki, a obserwacje / eksperyment potwierdziły twoje podejrzenia.

Jest to rażące wypaczenie metody naukowej, ale komuś, kto nie jest zorientowany w nauce, błędach ani psychologii, może się to wydawać na tyle podobne, że zostanie zaakceptowane jako uzasadnione.

Ten sposób oszukiwania jest używany przez zwolenników inteligentnego projektu. Zauważ, że nie ogranicza się to do pseudonaukowców, takich jak ci, którzy próbują przyznać legitymację inteligentnemu projektowi, ale jest błędem często popełnianym nawet przez `` właściwych '' naukowców, jeśli zbytnio skupiają się na znalezieniu dowodów, które potwierdzają ich hipotezę (ich `` przekonanie '' ), zamiast skupiać się na próbie znalezienia dowodów, które by je obalały, lub na próbie znalezienia dowodów, które obalałyby konkurencyjne hipotezy.

Nauka kontra wiara

Zobacz główny artykuł na ten temat: WYNAJEM

Nauka i wiara to dwie bardzo różne metody poznawania świata. Tylko jeden z nichfaktycznie działa, jednak.

Nauka a wiara.png