Teadusliku teadmise protsessi struktuuri annab selle metoodika. Aga mida selle all mõista? Tunnetus on empiiriline teadmiste saamise meetod, mis on iseloomustanud teaduse arengut alates vähem alt 17. sajandist. See hõlmab hoolikat jälgimist, mis eeldab ranget skeptitsismi vaadeldava suhtes, arvestades, et kognitiivsed eeldused maailma toimimise kohta mõjutavad seda, kuidas inimene taju tõlgendab.
See hõlmab hüpoteeside sõnastamist sellistel vaatlustel põhineva induktsiooni teel; hüpoteeside põhjal tehtud järelduste eksperimentaalsed ja mõõtmispõhised testid; ja hüpoteeside täpsustamine (või kõrvaldamine) katsetulemuste põhjal. Need on teadusliku meetodi põhimõtted, mitte sammude kogum, mis kehtib kõigi teaduslike ettevõtmiste kohta.
Teoreetiline aspekt
Kuigi teaduslikke teadmisi on erinevat tüüpi ja struktuure, toimub üldiselt pidev protsess, mis hõlmab loodusmaailma vaatlusi. Inimesed loomulikulton uudishimulikud, seetõttu esitavad nad sageli küsimusi selle kohta, mida nad näevad või kuulevad, ja esitavad sageli ideid või hüpoteese selle kohta, miks asjad on nii, nagu nad on. Parimad hüpoteesid viivad ennustusteni, mida saab mitmel viisil testida.
Kõige veenvam hüpoteesi testimine tuleneb hoolik alt kontrollitud katseandmetel põhinevast arutlusest. Sõltuv alt sellest, kuidas täiendavad testid ennustustele vastavad, võib algset hüpoteesi vajada täpsustama, muutma, laiendama või isegi tagasi lükkama. Kui konkreetne oletus saab väga hästi kinnitust, saab välja töötada üldise teooria ja ka teoreetiliste teaduslike teadmiste raamistiku.
Protseduuriline (praktiline) aspekt
Kuigi protseduurid on erinevates õppevaldkondades erinevad, on need erinevate valdkondade puhul sageli samad. Teadusliku meetodi protsess hõlmab hüpoteeside (arvamuste) püstitamist, nendest ennustuste tuletamist kui loogilisi tagajärgi ja seejärel nende ennustuste põhjal katsete või empiiriliste vaatluste tegemist. Hüpotees on teooria, mis põhineb teadmistel, mis on saadud küsimusele vastuse otsimisel.
See võib olla konkreetne või lai. Seejärel kontrollivad teadlased eeldusi katsete või uuringute abil. Teaduslik hüpotees peab olema falsifitseeritav, mis tähendab, et on võimalik kindlaks teha eksperimendi või vaatluse võimalik tulemus, mis on vastuolus sellest tuletatud ennustustega. Vastasel juhul ei saa hüpoteesi sisuliselt kontrollida.
Katse
Eksperimendi eesmärk on teha kindlaks, kas vaatlused on kooskõlas hüpoteesist tuletatud ennustustega või nendega vastuolus. Katseid saab läbi viia kõikjal, alates garaažist kuni CERNi suure hadronite põrkeseadmeni. Siiski on meetodi sõnastamisel raskusi. Kuigi teaduslikku meetodit esitatakse sageli fikseeritud sammude jadana, on see pigem üldiste põhimõtete kogum.
Kõiki etappe ei toimu igas teaduslikus uuringus (mitte samal määral) ja need ei ole alati samas järjekorras. Mõned filosoofid ja teadlased väidavad, et teaduslikku meetodit pole olemas. Seda arvavad füüsik Lee Smolina ja filosoof Paul Feyerabend (tema raamatus „Meetodi vastu”).
Probleemid
Teaduslike teadmiste ja tunnetuse struktuuri määravad suuresti selle probleemid. Püsivad vaidlused teaduse ajaloos:
- Ratsionalism, eriti mis puudutab René Descartes'i.
- Induktivism ja/või empirism, nagu ütles Francis Bacon. Arutelu sai eriti populaarseks Isaac Newtoni ja tema järgijate seas;
- Hüpotees-deduktivism, mis tõusis esiplaanile 19. sajandi alguses.
Ajalugu
Mõiste "teaduslik meetod" või "teaduslikud teadmised" ilmus 19. sajandil, mil toimus teaduse oluline institutsionaalne areng ja ilmus terminoloogia, mis kehtestas selged piirid teaduse ja mitteteaduse vahel, nagu näiteks " teadlane" ja "pseudoteadus". 1830. ja 1850. aastatelAastatel, mil peekonism oli populaarne, olid loodusteadlased, nagu William Whewell, John Herschel, John Stuart Mill, kaasatud aruteludesse "induktsiooni" ja "faktide" üle ning keskendusid teadmiste loomisele. 19. sajandi lõpus peeti realismi ja antirealismi vaidlusi võimsate teadusteooriatena, mis ületasid nii vaadeldava kui ka teadusliku teadmise ja tunnetuse struktuuri.
Mõte "teaduslik meetod" sai lai alt levinud 20. sajandil, ilmudes sõnaraamatutesse ja teadusõpikutesse, kuigi selle tähendus ei ole jõudnud teaduslikule konsensusele. Hoolimata kasvust 20. sajandi keskpaigas, seadsid selle sajandi lõpuks paljud mõjukad teadusfilosoofid, nagu Thomas Kuhn ja Paul Feyerabend, kahtluse alla "teadusliku meetodi" universaalsuse ja asendasid seda tehes suures osas arusaama teadusest kui homogeensest. ja universaalne meetod, mis kasutab heterogeenset ja kohalikku praktikat. Eelkõige väitis Paul Feyerabend, et on olemas teatud universaalsed teadusreeglid, mis määravad teaduslike teadmiste spetsiifika ja struktuuri.
Kogu protsess hõlmab hüpoteeside (teooriate, oletuste) püstitamist, nendest ennustuste tuletamist kui loogilisi tagajärgi ja seejärel nende ennustuste põhjal katsete läbiviimist, et teha kindlaks, kas algne hüpotees oli õige. Siiski on meetodi sõnastamisel raskusi. Kuigi teaduslikku meetodit esitatakse sageli fikseeritud sammude jadana, on neid tegevusi kõige parem vaadelda üldiste põhimõtetena.
Kõiki etappe ei toimu igas teadusesuuringud (mitte samas mahus) ja neid ei tehta alati samas järjekorras. Nagu märkis teadlane ja filosoof William Whewell (1794–1866), on "leidlikkust, taiplikkust, geniaalsust" vaja igal etapil. Teaduslike teadmiste struktuur ja tasemed formuleeriti täpselt 19. sajandil.
Küsimuste tähtsus
Küsimus võib viidata konkreetse tähelepaneku selgitamisele - "Miks on taevas sinine" -, kuid see võib olla ka lahtine - "Kuidas ma saan välja töötada ravimi selle konkreetse haiguse raviks." See etapp hõlmab sageli varasemate katsete, isiklike teaduslike vaatluste või väidete ja teiste teadlaste töö tõendite otsimist ja hindamist. Kui vastus on juba teada, võib esitada tõenditel põhineva teise küsimuse. Teadusliku meetodi rakendamisel uurimistöös võib hea küsimuse väljaselgitamine olla väga keeruline ja see mõjutab uurimistöö tulemust.
Hüpoteesid
Eeldus on teooria, mis põhineb teadmistel, mis on saadud küsimuse sõnastamisel, mis võib seletada mis tahes käitumist. Hüpotees võib olla väga konkreetne, näiteks Einsteini samaväärsuse printsiip või Francis Cricki "DNA teeb RNA-st valku", või see võib olla lai, näiteks tundmatud eluliigid, kes elavad ookeanide uurimata sügavustes.
Statistiline hüpotees on eeldus antud statistilise üldkogumi kohta. Näiteks võivad elanikkonna hulka kuuluda teatud haigusega inimesed. Teooria võib olla, et uus ravim ravib mõnel neist inimestest haigusest välja. Tingimused on tavaliseltstatistiliste hüpoteesidega on seotud null- ja alternatiivsed hüpoteesid.
Null – eeldus, et statistiline hüpotees on vale. Näiteks et uus ravim ei tee midagi ja iga ravim on põhjustatud õnnetusest. Teadlased tahavad tavaliselt näidata, et null-arvamine on vale.
Alternatiivne hüpotees on soovitud tulemus, et ravim toimib paremini kui juhus. Viimane punkt: teaduslik teooria peab olema falsifitseeritav, mis tähendab, et on võimalik kindlaks teha eksperimendi võimalik tulemus, mis on vastuolus hüpoteesist tuletatud ennustustega; vastasel juhul ei saa seda sisuliselt kontrollida.
Teooria kujunemine
See samm hõlmab hüpoteesi loogiliste tagajärgede kindlaksmääramist. Seejärel valitakse edasiseks testimiseks üks või mitu ennustust. Mida vähem tõenäoline on, et ennustus lihts alt juhuste kokkulangemise tõttu tõele vastab, seda veenvam on see, kui see tõeks läheb. Tõendid on tugevamad ka siis, kui ennustuse vastus pole kallutatuse mõju tõttu veel teada (vt ka sõnumit).
Ideaalis peaks prognoos eristama ka hüpoteesi tõenäolistest alternatiividest. Kui kaks eeldust teevad sama ennustuse, ei ole ennustuse täitmine tõend ühe või teise kohta. (Neid väiteid tõendite suhtelise tugevuse kohta saab matemaatiliselt tuletada Bayesi teoreemi abil.)
Hüpoteesi testimine
See on uuring selle kohta, kas reaalne maailm käitub ootuspäraselthüpotees. Teadlased (ja teised) kontrollivad eeldusi katsetega. Eesmärk on kindlaks teha, kas reaalse maailma vaatlused on järjepidevad või on vastuolus hüpoteesist tuletatud ennustustega. Kui nad nõustuvad, suureneb usaldus teooria vastu. Vastasel juhul väheneb. Kokkulepe ei garanteeri, et hüpotees on tõene; tulevased katsed võivad paljastada probleeme.
Karl Popper soovitas teadlastel püüda oletusi võltsida, st leida ja katsetada neid katseid, mis tunduvad kõige kahtlasemad. Suur hulk edukaid kinnitusi ei ole lõplikud, kui need tulenevad riski vältivatest katsetest.
Katse
Katsed tuleks kavandada nii, et minimeerida võimalikke vigu, eriti asjakohaste teaduslike kontrollide kasutamise kaudu. Näiteks uimastiravi testid viiakse tavaliselt läbi topeltpimedate testidena. Isik, kes võib tahtmatult teistele näidata, millised proovid on soovitud testitavad ravimid ja millised on platseebo, ei tea, millised. Sellised vihjed võivad mõjutada katsealuste vastuseid, mis määrab konkreetse katse struktuuri. Need uurimisvormid on õppeprotsessi kõige olulisem osa. Need on huvitavad ka selle (teaduslike teadmiste) struktuuri, tasemete ja vormi uurimise seisukoh alt.
Samuti ei tähenda katse ebaõnnestumine tingimata, et hüpotees on vale. Uurimine sõltub alati mitmest teooriast. Näiteks et testimisseadmed töötaksid korralikult jaebaõnnestumine võib olla mõne toetava hüpoteesi ebaõnnestumine. Oletused ja katse on teaduslike teadmiste struktuuri (ja vormi) lahutamatud osad.
Viimast saab teha kolledži laboris, köögilaual, ookeani põhjas, Marsil (kasutades üht töötavat kulgurit) ja mujal. Astronoomid viivad läbi katseid, otsides planeete kaugete tähtede ümber. Lõpuks käsitleb enamik üksikuid katseid praktilisuse huvides väga spetsiifilisi teemasid. Selle tulemusena koguneb tõendusmaterjal laiematel teemadel tavaliselt järk-järgult, nagu nõuab teaduslike teadmiste metoodika struktuur.
Tulemuste kogumine ja uurimine
See protsess hõlmab katse tulemuste kindlaksmääramist ja edasise toimimise otsustamist. Teooria ennustusi võrreldakse nullhüpoteesi omadega, et teha kindlaks, kes suudab andmeid kõige paremini selgitada. Kui katset korratakse mitu korda, võib osutuda vajalikuks statistiline analüüs, näiteks hii-ruut test.
Kui tõendid lükkavad oletuse ümber, on vaja uut; kui katse kinnitab hüpoteesi, kuid andmed ei ole piisav alt tugevad, et tagada kõrge usaldus, tuleb testida teisi ennustusi. Kui teooria on tõenditega tugev alt toetatud, võib sama teema sügavama mõistmiseks esitada uue küsimuse. See määrab ka teaduslike teadmiste struktuuri, meetodid ja vormid.
Tõendid teistelt teadlastelt ja kogemused sagelikaasatud protsessi mis tahes etapis. Olenev alt katse keerukusest võib piisava hulga tõendite kogumiseks ja seejärel enesekindl alt küsimusele vastamiseks kuluda palju iteratsioone või luua palju vastuseid väga konkreetsetele küsimustele ja vastata seejärel ühele laiemale küsimusele. See küsimuste esitamise meetod määrab teaduslike teadmiste struktuuri ja vormid.
Kui katset ei saa samade tulemuste saamiseks korrata, tähendab see, et algandmed võisid olla valed. Selle tulemusena tehakse ühte katset tavaliselt mitu korda, eriti kui on kontrollimatud muutujad või muud katsevea tunnused. Oluliste või ootamatute tulemuste saamiseks võivad teised teadlased proovida neid ka ise reprodutseerida, eriti kui see on nende enda töö jaoks oluline.
Välisteaduslik hindamine, audit, ekspertiis ja muud protseduurid
Millel põhineb teaduslike teadmiste struktuuri, selle meetodite ja vormide autoriteet? Esiteks ekspertide arvamuse põhjal. See kujuneb eksperimendi hindamisel ekspertide poolt, kes annavad oma ülevaate tavaliselt anonüümselt. Mõned ajakirjad nõuavad, et katsetaja esitaks võimalike arvustajate nimekirjad, eriti kui valdkond on väga spetsialiseerunud.
Ekspertreening ei kinnita tulemuste õigsust, vaid ainult seda, et retsensendi hinnangul olid katsed ise kehtivad (katse läbiviija antud kirjelduse alusel). Kui töö on eelretsenseeritud, mis võib mõnikord nõuda uusi katseidarvustajad, avaldatakse see vastavas teadusajakirjas. Konkreetne ajakiri, mis tulemusi avaldab, näitab töö tajutavat kvaliteeti.
Andmete salvestamine ja jagamine
Teadlased kipuvad olema oma andmete salvestamisel ettevaatlikud, selle nõude esitasid Ludwik Fleck (1896–1961) ja teised. Kuigi seda tavaliselt ei nõuta, võidakse neil paluda esitada aruandeid teistele teadlastele, kes soovivad reprodutseerida oma esialgseid tulemusi (või osi nendest algtulemustest), hõlmates ka katseproovide vahetamist, mida võib olla raske saada.
Klassika
Teadusliku teadmise klassikaline mudel pärineb Aristoteleselt, kes eristas ligikaudse ja täpse mõtlemise vorme, visandas deduktiivse ja induktiivse arutluskäigu kolmepoolse skeemi ning kaalus ka keerulisi võimalusi, nagu näiteks teaduslike teadmiste struktuuri arutlus., selle meetodid ja vormid.
Hüpoteetiline-deduktiivne mudel
See mudel või meetod on teadusliku meetodi pakutud kirjeldus. Siin on kesksel kohal hüpoteesi ennustused: kui eeldate, et teooria on õige, siis millised on selle tagajärjed?
Kui edasised empiirilised uuringud ei näita, et need ennustused on vaadeldava maailmaga kooskõlas, võime järeldada, et eeldus on vale.
Pragmaatiline mudel
On aeg rääkida teaduslike teadmiste struktuuri ja meetodite filosoofiast. Charles Sanders Pierce (1839–1914) iseloomustasuurimine (uuring) ei ole tõe otsimine kui selline, vaid võitlus, et pääseda tüütutest, ohjeldavatest kahtlustest, mida tekitavad üllatused, lahkarvamused jne. Tema järeldus on aktuaalne ka tänapäeval. Sisuliselt sõnastas ta teaduslike teadmiste struktuuri ja loogika.
Pearce uskus, et aeglane, kõhklev lähenemine katsetele võib olla praktilistes küsimustes ohtlik ja et teaduslik meetod sobib kõige paremini teoreetiliseks uurimiseks. Mida omakorda ei tohiks absorbeerida muud meetodid ja praktilised eesmärgid. Mõistuse “esimene reegel” on see, et õppimiseks tuleb püüda õppida ja sellest tulenev alt mõista teadusliku teadmise struktuuri, selle meetodeid ja vorme.
Eelised
Keskendudes selgituste genereerimisele, kirjeldas Peirce õpitavat terminit kui kolme tüüpi järelduste koordineerimist sihipärases tsüklis, mis keskendub kahtluste lahendamisele:
- Selgitus. Hüpoteesi ähmane esialgne, kuid deduktiivne analüüs, et muuta selle osad võimalikult selgeks, nagu nõuab teadusliku teadmise meetodi kontseptsioon ja struktuur.
- Meeleavaldus. Deduktiivne arutluskäik, eukleidiline protseduur. Hüpoteesi tagajärgede selgesõnaline järeldamine ennustustena, testimise indutseerimiseks leitavate tõendite kohta. Uuriv või vajadusel teoreetiline.
- Induktsioon. Induktsioonireegli pikaajaline rakendatavus tuleneb põhimõttest (eeldusel, et üldiselt on arutluskäik)et tegelik on ainult lõpliku arvamuse objekt, milleni võib viia piisav uurimine; milleni selline protsess kunagi viib, ei ole reaalne. Induktsioon, mis hõlmab pidevat testimist või vaatlust, järgib meetodit, mis piisava konserveerimise korral vähendab selle viga alla mis tahes ettemääratud kraadi.
Teaduslik meetod on parem selle poolest, et see on spetsiaalselt loodud saavutama (lõppkokkuvõttes) kõige kindlamaid uskumusi, millel saab rajada kõige edukamad tavad.
Alustades ideest, et inimesed ei otsi tõde iseenesest, vaid selle asemel, et ärritada, kahtlusi tagasi hoida, näitas Pierce, kuidas läbi võitluse võivad mõned jõuda tõele kuuletuma aususe nimel. usku, et otsida tõejuhist potentsiaalse praktika jaoks. Ta sõnastas teaduslike teadmiste analüütilise struktuuri, selle meetodid ja vormid.
