A tudományos ismeretek folyamatának szerkezetét annak módszertana adja. De mit kell ezen érteni? A megismerés olyan empirikus tudásszerzési módszer, amely legalább a 17. század óta jellemzi a tudomány fejlődését. Ez alapos megfigyelést igényel, ami szigorú szkepticizmust jelent a megfigyeltekkel kapcsolatban, mivel a világ működésével kapcsolatos kognitív feltételezések befolyásolják, hogyan értelmezi az ember az észlelést.
Ez magában foglalja a hipotézisek megfogalmazását az ilyen megfigyeléseken alapuló indukción keresztül; hipotézisekből levont következtetések kísérleti és mérésen alapuló tesztelése; és a kísérleti eredményeken alapuló hipotézisek finomítása (vagy megszüntetése). Ezek a tudományos módszer alapelvei, szemben a lépések összességével, amelyek minden tudományos törekvésre vonatkoznak.
Elméleti szempont
Bár a tudományos ismereteknek különböző típusai és struktúrái léteznek, általában van egy folyamatos folyamat, amely magában foglalja a természeti világgal kapcsolatos megfigyeléseket. Az emberek természetesenkíváncsiak, ezért gyakran kérdéseket tesznek fel azzal kapcsolatban, amit látnak vagy hallanak, és gyakran állnak elő ötletekkel vagy hipotézisekkel arról, hogy a dolgok miért vannak úgy, ahogy vannak. A legjobb hipotézisek olyan előrejelzésekhez vezetnek, amelyeket többféleképpen lehet tesztelni.
A hipotézisek legmeggyőzőbb tesztelése a gondosan ellenőrzött kísérleti adatokon alapuló érvelésből származik. Attól függően, hogy a további tesztek hogyan egyeznek az előrejelzésekkel, az eredeti hipotézist finomítani, módosítani, bővíteni vagy akár el kell vetni. Ha egy bizonyos feltevés nagyon jól beigazolódik, általános elméletet lehet kidolgozni, valamint az elméleti tudományos ismeretek keretét.
Eljárási (gyakorlati) szempont
Bár az eljárások tudományterületenként változnak, gyakran ugyanazok a különböző területeken. A tudományos módszer folyamata abból áll, hogy hipotéziseket (találgatásokat) állítanak fel, ezekből előrejelzéseket vezetnek le logikai következményeként, majd ezek alapján kísérleteket vagy empirikus megfigyeléseket végeznek. A hipotézis egy olyan elmélet, amely a kérdésre adott válaszok keresése során szerzett ismereteken alapul.
Lehet konkrét vagy általános. A tudósok ezután kísérletekkel vagy tanulmányokkal tesztelik a feltételezéseket. A tudományos hipotézisnek meghamisíthatónak kell lennie, vagyis meg lehet határozni egy kísérlet vagy megfigyelés lehetséges kimenetelét, amely ellentmond az abból levezetett előrejelzéseknek. Ellenkező esetben a hipotézist nem lehet értelmesen tesztelni.
Kísérlet
A kísérlet célja annak meghatározása, hogy a megfigyelések összhangban vannak-e a hipotézisből származó előrejelzésekkel, vagy ellentétesek azokkal. A kísérletek bárhol elvégezhetők, a garázstól a CERN nagy hadronütköztetőjéig. A módszer megfogalmazása azonban nehézségekbe ütközik. Bár a tudományos módszert gyakran rögzített lépések sorozataként mutatják be, ez inkább általános elvek összessége.
Nem minden lépésre kerül sor minden tudományos vizsgálatban (nem ugyanolyan mértékben), és nem mindig ugyanabban a sorrendben. Egyes filozófusok és tudósok azzal érvelnek, hogy nincs tudományos módszer. Ez Lee Smolina fizikus és Paul Feyerabend filozófus véleménye (A módszer ellen című könyvében).
Problémák
A tudományos ismeretek és a megismerés szerkezetét nagymértékben a problémái határozzák meg. Örök viták a tudománytörténetben:
- Racionalizmus, különös tekintettel René Descartes-ra.
- Induktivizmus és/vagy empirizmus, ahogy Francis Bacon fogalmazott. A vita különösen népszerűvé vált Isaac Newton és követői körében;
- Hipotézis-deduktivizmus, amely a 19. század elején került előtérbe.
Előzmények
A "tudományos módszer" vagy a "tudományos tudás" kifejezés a 19. században jelent meg, amikor a tudomány jelentős intézményi fejlődése ment végbe, és megjelent egy olyan terminológia, amely egyértelmű határokat szabott a tudomány és a nem tudomány között, ilyen fogalmak, mint a " tudós" és "áltudomány". Az 1830-as és 1850-es évekbenAzokban az években, amikor a baconizmus népszerű volt, olyan természettudósok, mint William Whewell, John Herschel, John Stuart Mill, részt vettek az "indukcióról" és a "tényekről" szóló vitákban, és a tudás létrehozására összpontosítottak. A 19. század végén a realizmus és az antirealizmus közötti vitákat erőteljes tudományos elméletekként tartották, amelyek meghaladták a megfigyelhetőt, valamint a tudományos tudás és megismerés szerkezetét.
A „tudományos módszer” kifejezés a huszadik században terjedt el, szótárakban és tudományos tankönyvekben jelent meg, bár jelentése nem jutott tudományos konszenzusra. A huszadik század közepén bekövetkezett növekedés ellenére a század végére számos befolyásos tudományfilozófus, például Thomas Kuhn és Paul Feyerabend megkérdőjelezte a „tudományos módszer” egyetemességét, és ezzel nagyrészt felváltotta a tudomány homogén fogalmát. és univerzális módszer, heterogén és lokális gyakorlatot alkalmazva. Paul Feyerabend különösen amellett érvelt, hogy a tudománynak vannak bizonyos univerzális szabályai, amelyek meghatározzák a tudományos ismeretek sajátosságait és szerkezetét.
Az egész folyamat magában foglalja a hipotézisek (elméletek, sejtések) felállítását, az előrejelzések levezetését belőlük, mint logikai konzekvenciákból, majd ezeken az előrejelzéseken alapuló kísérletek futtatását, hogy megállapítsák, helyes volt-e az eredeti hipotézis. Vannak azonban nehézségek a módszer ezen megfogalmazása során. Bár a tudományos módszert gyakran rögzített lépések sorozataként mutatják be, ezeket a tevékenységeket a legjobb általános elveknek tekinteni.
Nem minden tudományos lépésre kerül sor(nem azonos mértékben), és nem mindig ugyanabban a sorrendben történik. Ahogy William Whewell (1794–1866) tudós és filozófus megjegyezte, „leleményességre, éleslátásra, zsenialitásra” minden szakaszban szükség van. A tudományos ismeretek szerkezete és szintjei pontosan a 19. században fogalmazódtak meg.
A kérdések fontossága
A kérdés utalhat egy konkrét megfigyelés magyarázatára – „Miért kék az ég” –, de lehet nyílt végű is – „Hogyan fejleszthetek gyógyszert ennek a betegségnek a kezelésére”. Ez a szakasz gyakran magában foglalja a bizonyítékok felkutatását és értékelését korábbi kísérletekből, személyes tudományos megfigyelésekből vagy állításokból, valamint más tudósok munkájából. Ha már ismert a válasz, a bizonyítékok alapján újabb kérdést lehet feltenni. Amikor a tudományos módszert alkalmazzuk a kutatásra, egy jó kérdés azonosítása nagyon nehéz lehet, és hatással lesz a kutatás eredményére.
Hipotézisek
A feltételezés egy olyan elmélet, amely egy olyan kérdés megfogalmazásából nyert tudáson alapul, amely bármilyen viselkedést megmagyarázhat. A hipotézis lehet nagyon specifikus, mint például Einstein ekvivalencia-elve vagy Francis Crick „A DNS teszi az RNS-t fehérjét termelõvé”, de lehet tág, például az óceánok feltáratlan mélységein élõ ismeretlen életfajok.
A statisztikai hipotézis egy adott statisztikai sokaságra vonatkozó feltételezés. Például a lakosság egy adott betegségben szenvedő emberekből állhat. Az elmélet szerint az új gyógyszer meggyógyítja ezeknek az embereknek a betegségét. A feltételek általábana statisztikai hipotézisekhez kapcsolódnak a null és alternatív hipotézisek.
Null - az a feltételezés, hogy a statisztikai hipotézis rossz. Például, hogy egy új gyógyszer nem csinál semmit, és minden gyógyszert baleset okoz. A kutatók általában azt akarják kimutatni, hogy a nulla tipp rossz.
Az alternatív hipotézis az a kívánt eredmény, hogy a gyógyszer jobban működik, mint a véletlen. Még egy utolsó szempont: a tudományos elméletnek meghamisíthatónak kell lennie, ami azt jelenti, hogy meg lehet határozni egy olyan kísérlet lehetséges kimenetelét, amely ellentmond a hipotézisből származó előrejelzéseknek; különben nem ellenőrizhető értelmesen.
Az elmélet kialakulása
Ez a lépés magában foglalja a hipotézis logikai vonatkozásainak meghatározását. Ezután egy vagy több előrejelzést kiválasztunk további tesztelésre. Minél kevésbé valószínű, hogy egy jóslat puszta véletlen egybeesés miatt igaz, annál meggyőzőbb lesz, ha valóra válik. A bizonyíték akkor is erősebb, ha a jóslatra adott válasz még nem ismert a torzítás hatására (lásd még az üzenetet).
Ideális esetben az előrejelzésnek meg kell különböztetnie a hipotézist a valószínű alternatíváktól. Ha két feltevés ugyanazt az előrejelzést adja, akkor az előrejelzés teljesítése nem bizonyítéka az egyiknek vagy a másiknak. (A bizonyítékok relatív erősségére vonatkozó állítások matematikailag származtathatók Bayes-tétel segítségével.)
Hipotézisvizsgálat
Ez egy tanulmány arról, hogy a való világ az előre jelzett módon viselkedik-ehipotézis. A tudósok (és mások) kísérletekkel tesztelik a feltételezéseket. A cél annak meghatározása, hogy a valós világ megfigyelései konzisztensek-e, vagy ellentmondanak a hipotézisből származó előrejelzéseknek. Ha egyetértenek, megnő az elméletbe vetett bizalom. Ellenkező esetben csökken. Az egyezmény nem garantálja, hogy a hipotézis igaz; a jövőbeli kísérletek problémákat tárhatnak fel.
Karl Popper azt tanácsolta a tudósoknak, hogy próbálják meg meghamisítani a feltevéseket, vagyis találják meg és teszteljék azokat a kísérleteket, amelyek a legkétségesebbnek tűnnek. A sikeres megerősítések nagy száma nem meggyőző, ha olyan kísérletekből származik, amelyek elkerülik a kockázatot.
Kísérlet
A kísérleteket úgy kell megtervezni, hogy minimálisra csökkentsék a lehetséges hibákat, különösen megfelelő tudományos ellenőrzések használatával. Például a kábítószer-kezelési teszteket általában kettős vak tesztként végzik. Az alany, aki akaratlanul is megmutathatja másoknak, hogy mely minták a kívánt tesztgyógyszerek, és melyek a placebo, nem tudja, melyek. Az ilyen jelzések befolyásolhatják az alanyok válaszait, ami meghatározza a struktúrát egy adott kísérletben. Ezek a kutatási formák a tanulási folyamat legfontosabb részét képezik. Érdekesek a (tudományos tudás) szerkezetének, szintjeinek és formájának tanulmányozása szempontjából is.
Egy kísérlet kudarca nem feltétlenül jelenti azt, hogy a hipotézis rossz. A kutatás mindig több elméleten múlik. Például, hogy a vizsgálóberendezés megfelelően működik-e ésa kudarc lehet valamelyik alátámasztó hipotézis kudarca. A sejtés és a kísérlet a tudományos ismeretek szerkezetének (és formájának) szerves részét képezik.
Ez utóbbit meg lehet tenni a főiskolai laborban, konyhaasztalon, az óceán fenekén, a Marson (az egyik működő rover segítségével) és másutt. A csillagászok teszteket végeznek bolygók után kutatva távoli csillagok körül. Végül a legtöbb egyéni kísérlet gyakorlati okokból nagyon specifikus témákkal foglalkozik. Ennek eredményeként a tágabb témákra vonatkozó bizonyítékok általában fokozatosan halmozódnak fel, ahogy azt a tudományos ismeretek módszertanának szerkezete megköveteli.
Eredmények gyűjtése és tanulmányozása
Ez a folyamat magában foglalja annak meghatározását, hogy mit mutatnak a kísérlet eredményei, és el kell dönteni, hogyan tovább. Az elmélet előrejelzéseit összehasonlítják a nullhipotézis előrejelzéseivel, hogy meghatározzák, ki tudja a legjobban megmagyarázni az adatokat. Azokban az esetekben, amikor a kísérletet sokszor megismétlik, statisztikai elemzésre, például khi-négyzet tesztre lehet szükség.
Ha a bizonyítékok megcáfolják a feltételezést, újra van szükség; Ha a kísérlet megerősíti a hipotézist, de az adatok nem elég erősek a magas megbízhatósághoz, akkor más előrejelzéseket kell tesztelni. Ha egy elméletet erősen alátámaszt a bizonyíték, új kérdést lehet feltenni, hogy mélyebben megértsük ugyanazt a témát. Ez határozza meg a tudományos ismeretek szerkezetét, módszereit és formáit is.
Bizonyítékok más tudósoktól és gyakran tapaszt altaka folyamat bármely szakaszában. A kísérlet összetettségétől függően több iterációt is igénybe vehet, hogy elegendő bizonyítékot gyűjtsön össze, majd magabiztosan válaszoljon egy kérdésre, vagy sok választ készítsen nagyon konkrét kérdésekre, majd válaszoljon egy tágabb kérdésre. Ez a kérdésfeltevés meghatározza a tudományos ismeretek szerkezetét és formáit.
Ha egy kísérletet nem lehet megismételni ugyanazon eredmények elérése érdekében, az azt jelenti, hogy az eredeti adatok hibásak lehettek. Ennek eredményeként egy kísérletet általában többször is végrehajtanak, különösen akkor, ha ellenőrizetlen változók vagy egyéb kísérleti hibára utaló jelek vannak. Jelentős vagy váratlan eredmények érdekében más tudósok is megpróbálhatják reprodukálni azokat maguknak, különösen, ha ez fontos lesz saját munkájuk szempontjából.
Külső tudományos értékelés, audit, szakértelem és egyéb eljárások
Mire épül a tudományos tudás szerkezetének, módszereinek és formáinak tekintélye? Először is a szakértők véleménye alapján. A kísérlet értékelését a szakértők végzik, akik általában névtelenül adják véleményüket. Egyes folyóiratok megkövetelik a kísérletezőtől, hogy adjon listát a lehetséges lektorokról, különösen, ha a terület nagyon speciális.
A szakértői értékelés nem erősíti meg az eredmények helyességét, csupán azt, hogy a lektor véleménye szerint maguk a kísérletek is érvényesek voltak (a kísérletvezető által adott leírás alapján). Ha a munka szakértői lektorált, ami néha új kísérleteket igényelhetbírálók, a megfelelő tudományos folyóiratban közzéteszik. Az eredményeket közreadó folyóirat jelzi a munka vélt minőségét.
Adatok rögzítése és megosztása
A tudósok általában óvatosak az adataik rögzítésével kapcsolatban, ezt a követelményt Ludwik Fleck (1896–1961) és mások is megfogalmazták. Bár általában nem kötelező, felkérhetik őket, hogy készítsenek jelentést más tudósoknak, akik eredeti eredményeiket (vagy azok egy részét) szeretnék reprodukálni, kiterjesztve az esetlegesen nehezen beszerezhető kísérleti minták cseréjére is.
Klasszikus
A tudományos tudás klasszikus modellje Arisztotelésztől származik, aki különbséget tett a közelítő és az egzakt gondolkodás formái között, felvázolta a deduktív és induktív érvelés háromoldalú sémáját, és olyan összetett lehetőségeket is figyelembe vett, mint például a tudományos ismeretek szerkezetére vonatkozó érvelés., módszerei és formái.
Hipotetikus-deduktív modell
Ez a modell vagy módszer a tudományos módszer javasolt leírása. Itt a hipotézisből származó előrejelzések állnak a középpontban: ha feltételezzük, hogy az elmélet helyes, milyen következményekkel jár ez?
Ha további empirikus kutatások nem bizonyítják, hogy ezek az előrejelzések összhangban vannak a megfigyelt világgal, akkor arra a következtetésre juthatunk, hogy a feltételezés téves.
Pragmatikus modell
Itt az ideje, hogy beszéljünk a tudományos ismeretek szerkezetének és módszereinek filozófiájáról. Charles Sanders Pierce (1839–1914) jellemeztea kutatás (tanulmány) nem mint olyan, mint az igazság keresése, hanem a meglepetések, nézeteltérések stb. által generált bosszantó, visszatartó kétségek elől való küzdelem. Következtetése ma is aktuális. Lényegében ő fogalmazta meg a tudományos ismeretek szerkezetét és logikáját.
Pearce úgy vélte, hogy a kísérlet lassú, tétova megközelítése veszélyes lehet gyakorlati kérdésekben, és hogy a tudományos módszer a legalkalmasabb az elméleti kutatáshoz. Amit viszont nem szabad más módszerekkel és gyakorlati célokkal felszívnia. Az értelem „első szabálya”, hogy a tanuláshoz a tanulásra kell törekedni, és ennek eredményeként meg kell érteni a tudományos tudás szerkezetét, módszereit és formáit.
Előnyök
A magyarázatgenerálásra összpontosítva Peirce úgy jellemezte az általa tanult kifejezést, hogy háromféle következtetést koordinál egy céltudatos ciklusban, amely a kételyek feloldására összpontosít:
- Magyarázat. Egy hipotézis homályos előzetes, de deduktív elemzése annak érdekében, hogy részei minél egyértelműbbek legyenek, ahogy azt a tudományos ismeretek módszerének koncepciója és szerkezete megköveteli.
- Bemutató. Deduktív érvelés, euklideszi eljárás. Egy hipotézis következményeinek explicit kikövetkeztetése, mint előrejelzések, a teszt indukciója, a fellelhető bizonyítékok tekintetében. Nyomozó, vagy ha szükséges, elméleti.
- Indukció. Az indukciós szabály hosszú távú alkalmazhatósága abból az elvből adódik (feltéve, hogy általában az érvelés)hogy a valódi csak egy végső vélemény tárgya, amelyhez megfelelő vizsgálat vezethet; bármihez is vezet egy ilyen folyamat, az nem lesz valóságos. A folyamatos tesztelést vagy megfigyelést magában foglaló indukció olyan módszert követ, amely megfelelő megőrzés mellett a hibáját bármely előre meghatározott mérték alá csökkenti.
A tudományos módszer kiváló abban, hogy kifejezetten a (végső soron) legbiztonságosabb meggyőződések elérésére szolgál, amelyekre a legsikeresebb gyakorlatok alapozhatók.
Abból a gondolatból kiindulva, hogy az emberek nem önmagában az igazságot keresik, hanem ahelyett, hogy elfojtották volna az irritáló, visszatartott kételyeket, Pierce megmutatta, hogyan képesek egyesek a küzdelem során engedelmeskedni az igazságnak a tisztesség nevében. hit, hogy keressük az igazság útmutatóját a lehetséges gyakorlatokhoz. Ő fogalmazta meg a tudományos ismeretek elemző szerkezetét, módszereit és formáit.
