Structura procesului de cunoaștere științifică este dată de metodologia acestuia. Dar ce trebuie înțeles prin asta? Cunoașterea este o metodă empirică de obținere a cunoștințelor care a caracterizat dezvoltarea științei cel puțin încă din secolul al XVII-lea. Ea implică o observare atentă, ceea ce implică un scepticism strict cu privire la ceea ce se observă, având în vedere că ipotezele cognitive despre modul în care funcționează lumea influențează modul în care o persoană interpretează percepția.
Implică formularea de ipoteze prin inducție pe baza unor astfel de observații; teste experimentale și bazate pe măsurători ale inferențelor extrase din ipoteze; și rafinarea (sau eliminarea) ipotezelor pe baza rezultatelor experimentale. Acestea sunt principiile metodei științifice, spre deosebire de un set de pași care se aplică tuturor eforturilor științifice.
Aspect teoretic
Deși există diferite tipuri și structuri de cunoaștere științifică, în general, există un proces continuu care implică observații despre lumea naturală. Oamenii în mod naturalsunt curioși, așa că pun adesea întrebări despre ceea ce văd sau aud și adesea vin cu idei sau ipoteze despre de ce lucrurile stau așa cum sunt. Cele mai bune ipoteze duc la predicții care pot fi testate într-o varietate de moduri.
Cea mai convingătoare testare a ipotezelor provine din raționamentul bazat pe date experimentale atent controlate. În funcție de modul în care testele suplimentare se potrivesc cu predicțiile, ipoteza inițială poate trebui să fie rafinată, modificată, extinsă sau chiar respinsă. Dacă o anumită presupunere devine foarte bine confirmată, se poate dezvolta o teorie generală, precum și un cadru pentru cunoștințele științifice teoretice.
Aspect procedural (practic)
Deși procedurile variază de la un domeniu de studiu la altul, ele sunt adesea aceleași pentru diferite domenii. Procesul metodei științifice presupune formularea de ipoteze (ghiciri), derivarea de predicții din acestea ca consecințe logice și apoi realizarea de experimente sau observații empirice pe baza acestor predicții. O ipoteză este o teorie bazată pe cunoștințele acumulate în căutarea răspunsurilor la o întrebare.
Poate fi specific sau larg. Oamenii de știință testează apoi ipotezele prin efectuarea de experimente sau studii. O ipoteză științifică trebuie să fie falsificabilă, adică este posibil să se determine un posibil rezultat al unui experiment sau al unei observații care contrazice predicțiile derivate din acesta. În caz contrar, ipoteza nu poate fi testată în mod semnificativ.
Experiment
Scopul experimentului este de a determina dacă observațiile sunt în concordanță cu sau contrar predicțiilor derivate din ipoteză. Experimentele pot fi efectuate oriunde, de la un garaj la Large Hadron Collider al CERN. Cu toate acestea, există dificultăți în formularea metodei. Deși metoda științifică este adesea prezentată ca o secvență fixă de pași, este mai mult un set de principii generale.
Nu toți pașii au loc în fiecare studiu științific (nu în aceeași măsură) și nu sunt întotdeauna în aceeași ordine. Unii filozofi și oameni de știință susțin că nu există o metodă științifică. Aceasta este opinia fizicianului Lee Smolina și a filozofului Paul Feyerabend (în cartea sa Against the Method).
Probleme
Structura cunoștințelor științifice și a cunoașterii este determinată în mare măsură de problemele sale. Disputele perene din istoria științei se referă la:
- Raționalism, în special în ceea ce privește René Descartes.
- Inductivism și/sau empirism, așa cum a spus Francis Bacon. Dezbaterea a devenit deosebit de populară printre Isaac Newton și adepții săi;
- Ipoteza-deductivism, care a ieșit în prim-plan la începutul secolului al XIX-lea.
Istorie
Termenul „metodă științifică” sau „cunoaștere științifică” a apărut în secolul al XIX-lea, când a avut loc o dezvoltare instituțională semnificativă a științei și a apărut o terminologie care a stabilit granițe clare între știință și non-știință, concepte precum „ om de știință” și „pseudosștiință”. În anii 1830 și 1850În anii în care Baconismul a fost popular, naturaliști precum William Whewell, John Herschel, John Stuart Mill au fost implicați în discuții despre „inducție” și „fapte” și s-au concentrat asupra modului de generare a cunoștințelor. La sfârșitul secolului al XIX-lea, dezbaterile dintre realism și anti-realism au fost susținute ca teorii științifice puternice care transcendeu atât observabilul, cât și structura cunoașterii și cunoașterii științifice.
Termenul „metodă științifică” s-a răspândit în secolul al XX-lea, apărând în dicționare și manuale de știință, deși sensul său nu a atins un consens științific. În ciuda creșterii la mijlocul secolului al XX-lea, până la sfârșitul acelui secol, numeroși filozofi influenți ai științei, cum ar fi Thomas Kuhn și Paul Feyerabend, au pus sub semnul întrebării universalitatea „metodei științifice” și, făcând acest lucru, au înlocuit în mare măsură noțiunea de știință ca fiind omogenă. și metoda universală folosind o practică eterogenă și locală. În special, Paul Feyerabend a susținut că există anumite reguli universale ale științei, care determină specificul și structura cunoștințelor științifice.
Întregul proces implică formularea de ipoteze (teorii, presupuneri), derivarea de predicții din acestea ca consecințe logice și apoi executarea de experimente bazate pe acele predicții pentru a determina dacă ipoteza inițială a fost corectă. Cu toate acestea, există dificultăți în această formulare a metodei. Deși metoda științifică este adesea prezentată ca o secvență fixă de pași, aceste activități sunt cel mai bine privite ca principii generale.
Nu toți pașii au loc în fiecare științificstudiază (nu în aceeași măsură) și nu sunt întotdeauna efectuate în aceeași ordine. După cum a remarcat omul de știință și filozoful William Whewell (1794–1866), „ingeniozitatea, perspicacitatea, geniul” sunt necesare în fiecare etapă. Structura și nivelurile cunoștințelor științifice au fost formulate tocmai în secolul al XIX-lea.
Importanța întrebărilor
Întrebarea se poate referi la explicarea unei observații specifice - „De ce este cerul albastru” - dar poate fi și nelimitată - „Cum pot dezvolta un medicament pentru a trata această boală anume”. Această etapă include adesea căutarea și evaluarea dovezilor din experimente anterioare, observații sau afirmații științifice personale și munca altor oameni de știință. Dacă răspunsul este deja cunoscut, se poate pune o altă întrebare bazată pe dovezi. Atunci când se aplică metoda științifică la cercetare, identificarea unei întrebări bune poate fi foarte dificilă și va afecta rezultatul cercetării.
Ipoteze
Prezumția este o teorie bazată pe cunoștințele dobândite din formularea unei întrebări care poate explica orice comportament dat. Ipoteza poate fi foarte specifică, cum ar fi principiul de echivalență al lui Einstein sau „ADN-ul face ARN-ul face proteine” al lui Francis Crick, sau poate fi largă, cum ar fi speciile de viață necunoscute care trăiesc în adâncurile neexplorate ale oceanelor.
O ipoteză statistică este o presupunere despre o anumită populație statistică. De exemplu, populația poate fi persoane cu o anumită boală. Teoria ar putea fi că noul medicament va vindeca boala la unii dintre acești oameni. Termenii sunt de obiceiasociate cu ipotezele statistice sunt ipotezele nule și alternative.
Null - presupunerea că ipoteza statistică este greșită. De exemplu, că un nou medicament nu face nimic și orice drog este cauzat de un accident. Cercetătorii doresc de obicei să arate că presupunerea nulă este greșită.
Ipoteza alternativă este rezultatul dorit că medicamentul funcționează mai bine decât întâmplarea. Un ultim punct: o teorie științifică trebuie să fie falsificabilă, ceea ce înseamnă că este posibil să se determine un posibil rezultat al unui experiment care contrazice predicțiile derivate din ipoteză; în caz contrar, nu poate fi verificat în mod semnificativ.
Formarea teoriei
Acest pas implică determinarea implicațiilor logice ale ipotezei. Una sau mai multe predicții sunt apoi selectate pentru testare ulterioară. Cu cât este mai puțin probabil ca o predicție să fie adevărată prin simpla coincidență, cu atât va fi mai convingătoare dacă se adeverește. Dovezile sunt, de asemenea, mai puternice dacă răspunsul la predicție nu este încă cunoscut, din cauza influenței părtinirii părtinirii (vezi și mesajul).
În mod ideal, prognoza ar trebui să distingă și ipoteza de alternativele probabile. Dacă două ipoteze fac aceeași predicție, îndeplinirea predicției nu este dovada uneia sau a celeil alte. (Aceste afirmații despre puterea relativă a dovezilor pot fi derivate matematic folosind teorema lui Bayes.)
Testarea ipotezei
Acesta este un studiu pentru a stabili dacă lumea reală se comportă așa cum a fost prezisipoteză. Oamenii de știință (și alții) testează ipoteze prin experimente. Scopul este de a determina dacă observațiile din lumea reală sunt consistente sau contrazic predicțiile derivate din ipoteză. Dacă sunt de acord, încrederea în teorie crește. Altfel, scade. Convenția nu garantează că ipoteza este adevărată; experimentele viitoare pot dezvălui probleme.
Karl Popper i-a sfătuit pe oamenii de știință să încerce să falsifice presupunerile, adică să găsească și să testeze acele experimente care par cele mai dubioase. Un număr mare de confirmări reușite nu sunt concludente dacă apar din experimente care evită riscurile.
Experiment
Experimentele ar trebui concepute pentru a minimiza posibilele erori, în special prin utilizarea unor controale științifice adecvate. De exemplu, testele de tratament medicamentos sunt de obicei efectuate ca teste dublu-orb. Subiectul, care poate arăta altora, fără să vrea, care probe sunt medicamentele de testare dorite și care sunt placebo, nu știe care dintre ele. Astfel de indicii pot influența răspunsurile subiecților, ceea ce stabilește structura într-un anumit experiment. Aceste forme de cercetare sunt cea mai importantă parte a procesului de învățare. Sunt interesante și din punctul de vedere al studierii structurii, nivelurilor și formei acesteia (cunoștințe științifice).
De asemenea, eșecul unui experiment nu înseamnă neapărat că ipoteza este greșită. Cercetarea depinde întotdeauna de mai multe teorii. De exemplu, că echipamentul de testare funcționează corect șieșecul poate fi eșecul uneia dintre ipotezele de susținere. Conjectura și experimentul sunt parte integrantă a structurii (și formei) cunoștințelor științifice.
Aceasta din urmă poate fi făcută într-un laborator de facultate, pe o masă de bucătărie, pe fundul oceanului, pe Marte (folosind unul dintre roverele de lucru) și în altă parte. Astronomii efectuează teste în căutarea planetelor în jurul stelelor îndepărtate. În cele din urmă, majoritatea experimentelor individuale tratează subiecte foarte specifice din motive practice. Drept urmare, dovezile pe subiecte mai ample se acumulează de obicei treptat, așa cum este cerut de structura metodologiei cunoștințelor științifice.
Colectarea și studierea rezultatelor
Acest proces implică determinarea a ceea ce arată rezultatele experimentului și deciderea modului de a proceda. Predicțiile teoriei sunt comparate cu cele ale ipotezei nule pentru a determina cine este cel mai în măsură să explice datele. În cazurile în care experimentul este repetat de mai multe ori, poate fi necesară o analiză statistică, cum ar fi un test chi-pătrat.
Dacă dovezile infirmă ipoteza, este necesară una nouă; dacă experimentul confirmă ipoteza, dar datele nu sunt suficient de puternice pentru o încredere ridicată, trebuie testate alte predicții. Odată ce o teorie este susținută puternic de dovezi, se poate pune o nouă întrebare pentru a oferi o înțelegere mai profundă a aceluiași subiect. Aceasta determină și structura cunoștințelor științifice, metodele și formele acesteia.
Dovezi de la alți oameni de știință și experiențe adeseaincluse în orice etapă a procesului. În funcție de complexitatea experimentului, pot fi necesare mai multe iterații pentru a colecta suficiente dovezi și apoi a răspunde la o întrebare cu încredere sau pentru a crea multe răspunsuri la întrebări foarte specifice și apoi a răspunde la una mai amplă. Această metodă de a pune întrebări determină structura și formele cunoștințelor științifice.
Dacă un experiment nu poate fi repetat pentru a produce aceleași rezultate, înseamnă că este posibil ca datele inițiale să fi fost greșite. Ca rezultat, un experiment este de obicei efectuat de mai multe ori, mai ales când există variabile necontrolate sau alte indicii de eroare experimentală. Pentru rezultate semnificative sau neașteptate, alți oameni de știință pot încerca, de asemenea, să le reproducă singuri, mai ales dacă va fi important pentru propria lor activitate.
Evaluare științifică externă, audit, expertiză și alte proceduri
Pe ce se bazează autoritatea structurii cunoștințelor științifice, metodele și formele acesteia? În primul rând, după părerea experților. Se formează prin evaluarea experimentului de către experți, care de obicei își dau recenzia în mod anonim. Unele reviste solicită experimentatorului să furnizeze liste cu posibili recenzori, mai ales dacă domeniul este foarte specializat.
Evaluarea inter pares nu confirmă corectitudinea rezultatelor, doar că, în opinia recenzorului, experimentele în sine au fost valide (pe baza descrierii furnizate de experimentator). În cazul în care lucrarea este revizuită de colegi, ceea ce poate necesita uneori solicitarea de noi experimenteevaluatori, acesta va fi publicat în jurnalul științific corespunzător. Jurnalul special care publică rezultatele indică calitatea percepută a lucrării.
Înregistrarea și partajarea datelor
Oamenii de știință tind să fie atenți la înregistrarea datelor lor, o cerință propusă de Ludwik Fleck (1896–1961) și alții. Deși în mod normal nu este necesar, li se poate cere să furnizeze rapoarte altor oameni de știință care doresc să reproducă rezultatele lor originale (sau părți din rezultatele lor originale), extinzându-se la schimbul de probe experimentale care ar putea fi dificil de obținut..
Clasic
Modelul clasic al cunoașterii științifice provine de la Aristotel, care a făcut distincția între formele de gândire aproximativă și cea exactă, a conturat schema tripartită a raționamentului deductiv și inductiv și, de asemenea, a luat în considerare opțiuni complexe, cum ar fi raționamentul despre structura cunoștințelor științifice., metodele și formele sale.
Model ipotetic-deductiv
Acest model sau metodă este o descriere propusă a metodei științifice. Aici predicțiile din ipoteză sunt centrale: dacă presupuneți că teoria este corectă, care sunt implicațiile?
Dacă cercetările empirice suplimentare nu demonstrează că aceste predicții sunt în concordanță cu lumea observată, putem concluziona că presupunerea este greșită.
Model pragmatic
Este timpul să vorbim despre filosofia structurii și metodele cunoașterii științifice. Charles Sanders Pierce (1839–1914) caracterizatcercetarea (studiul) nu este o căutare a adevărului ca atare, ci o luptă pentru a scăpa de îndoielile enervante, restrânse generate de surprize, dezacorduri etc. Concluzia lui este valabilă și astăzi. El, în esență, a formulat structura și logica cunoștințelor științifice.
Pearce credea că o abordare lentă și ezitantă a experimentului ar putea fi periculoasă în chestiuni practice și că metoda științifică era cea mai potrivită pentru cercetarea teoretică. Care, la rândul său, nu ar trebui să fie absorbite de alte metode și scopuri practice. „Prima regulă” a rațiunii este că, pentru a învăța, trebuie să se străduiască să învețe și, ca urmare, să înțeleagă structura cunoștințelor științifice, metodele și formele acesteia.
Beneficii
Cu accent pe generarea de explicații, Peirce a descris termenul pe care îl învață ca coordonând trei tipuri de inferențe într-un ciclu intenționat axat pe rezolvarea îndoielii:
- Explicație. O analiză obscure, preliminară, dar deductivă, a unei ipoteze, pentru a face părțile sale cât mai clare, așa cum este cerut de conceptul și structura metodei cunoașterii științifice.
- Demonstrație. Raționament deductiv, procedură euclidiană. Deducerea explicită a consecințelor unei ipoteze ca predicții, pentru inducție de testat, despre dovezile care trebuie găsite. Investigativ sau, dacă este necesar, teoretic.
- Inducție. Aplicabilitatea pe termen lung a regulii de inducție este derivată din principiu (presupunând că în general raționamentul) estecă realul este doar obiectul unei opinii finale la care poate duce o investigație adecvată; orice la care va duce vreodată un astfel de proces nu va fi real. O inducție care implică testare sau observare continuă urmează o metodă care, cu o conservare suficientă, își va reduce eroarea sub orice grad predeterminat.
Metoda științifică este superioară prin faptul că este concepută special pentru a atinge (în cele din urmă) cele mai sigure convingeri pe care se pot baza cele mai de succes practici.
Pornind de la ideea că oamenii nu caută adevărul în sine, ci în loc să supună îndoielile iritante, reținând-o, Pierce a arătat cum, prin luptă, unii pot ajunge să asculte de adevăr în numele onestității credință, pentru a căuta ca un ghid de adevăr pentru potențiala practică. El a formulat structura analitică a cunoștințelor științifice, metodele și formele acesteia.
