Mokslo žinių proceso struktūrą suteikia jo metodika. Bet ką čia reikia suprasti? Pažinimas – empirinis žinių gavimo būdas, charakterizuojantis mokslo raidą mažiausiai nuo XVII a. Tai apima kruopštų stebėjimą, o tai reiškia griežtą skeptišką požiūrį į tai, kas stebima, atsižvelgiant į tai, kad pažintinės prielaidos apie tai, kaip veikia pasaulis, daro įtaką tam, kaip žmogus interpretuoja suvokimą.
Tai apima hipotezių formulavimą indukcija remiantis tokiais stebėjimais; eksperimentiniai ir matavimais pagrįsti išvadų, padarytų iš hipotezių, testai; ir hipotezių patikslinimas (arba pašalinimas), remiantis eksperimentiniais rezultatais. Tai yra mokslinio metodo principai, o ne žingsnių rinkinys, taikomas visoms mokslinėms pastangoms.
Teorinis aspektas
Nors yra įvairių mokslinių žinių tipų ir struktūrų, apskritai vyksta nenutrūkstamas procesas, apimantis gamtos pasaulio stebėjimus. Žmonės natūraliaiyra smalsūs, todėl dažnai užduoda klausimus apie tai, ką mato ar girdi, ir dažnai kyla idėjų ar hipotezių, kodėl viskas yra taip, kaip yra. Geriausios hipotezės leidžia daryti prognozes, kurias galima išbandyti įvairiais būdais.
Įtikinamiausias hipotezės patikrinimas yra pagrįstas kruopščiai kontroliuojamais eksperimentiniais duomenimis. Priklausomai nuo to, kaip papildomi testai atitinka prognozes, pradinę hipotezę gali tekti patikslinti, modifikuoti, išplėsti ar net atmesti. Jei tam tikra prielaida labai gerai patvirtinama, galima sukurti bendrą teoriją, taip pat teorinių mokslo žinių pagrindą.
Procedūrinis (praktinis) aspektas
Nors procedūros įvairiose studijų srityse skiriasi, skirtingose srityse jos dažnai yra vienodos. Mokslinio metodo procesas apima hipotezių (spėjimų) iškėlimą, iš jų kaip loginių pasekmių išvedimą prognozes, o vėliau tomis prognozėmis pagrįstus eksperimentus ar empirinius stebėjimus. Hipotezė yra teorija, pagrįsta žiniomis, įgytomis ieškant atsakymų į klausimą.
Jis gali būti konkretus arba platus. Tada mokslininkai patikrina prielaidas atlikdami eksperimentus ar tyrimus. Mokslinė hipotezė turi būti falsifikuojama, tai reiškia, kad galima nustatyti galimą eksperimento ar stebėjimo rezultatą, kuris prieštarauja iš jo gautoms prognozėms. Priešingu atveju hipotezė negali būti prasmingai patikrinta.
Eksperimentas
Eksperimento tikslas – nustatyti, ar stebėjimai atitinka iš hipotezės gautas prognozes, ar joms prieštarauja. Eksperimentus galima atlikti bet kur – nuo garažo iki CERN didelio hadronų greitintuvo. Tačiau formuluojant metodą kyla sunkumų. Nors mokslinis metodas dažnai pateikiamas kaip fiksuota žingsnių seka, tai daugiau bendrųjų principų rinkinys.
Ne visi žingsniai atliekami kiekviename moksliniame tyrime (ne vienodai), ir jie ne visada yra ta pačia tvarka. Kai kurie filosofai ir mokslininkai teigia, kad mokslinio metodo nėra. Tokios nuomonės laikosi fizikas Lee Smolina ir filosofas Paulas Feyerabendas (savo knygoje „Prieš metodą“).
Problemos
Mokslinių žinių ir pažinimo struktūrą daugiausia lemia jos problemos. Daugiamečiai ginčai mokslo istorijoje:
- Racionalizmas, ypač René Descartes'o atžvilgiu.
- Induktyvizmas ir (arba) empirizmas, kaip pasakė Francis Bacon. Diskusijos tapo ypač populiarios tarp Izaoko Niutono ir jo pasekėjų;
- Hipotezė-deduktyvizmas, išryškėjęs XIX amžiaus pradžioje.
Istorija
Sąvoka „mokslinis metodas“arba „mokslo žinios“atsirado XIX amžiuje, kai įvyko reikšminga institucinė mokslo raida ir atsirado terminija, nubrėžianti aiškias mokslo ir nemokslo ribas, tokias sąvokas kaip „ mokslininkas“ir „pseudomokslas“. Per 1830 ir 1850 mTais metais, kai bekonizmas buvo populiarus, gamtininkai, tokie kaip William Whewell, John Herschel, John Stuart Mill, dalyvavo diskusijose apie „indukciją“ir „faktus“ir daugiausia dėmesio skyrė žinių generavimui. XIX amžiaus pabaigoje realizmo ir antirealizmo debatai buvo rengiami kaip galingos mokslinės teorijos, pranokstančios stebimą, taip pat mokslo žinių ir pažinimo struktūrą.
Sąvoka „mokslinis metodas“plačiai paplito XX amžiuje ir pasirodė žodynuose bei mokslo vadovėliuose, nors jo reikšmė mokslinio sutarimo nepasiekė. Nepaisant augimo XX amžiaus viduryje, to amžiaus pabaigoje daugelis įtakingų mokslo filosofų, tokių kaip Thomas Kuhnas ir Paulas Feyerabendas, suabejojo „mokslinio metodo“universalumu ir tai darydami iš esmės pakeitė mokslo, kaip vienalytės, sampratą. ir universalus metodas, naudojant nevienalytę ir vietinę praktiką. Visų pirma, Paulas Feyerabendas teigė, kad egzistuoja tam tikros universalios mokslo taisyklės, kurios lemia mokslo žinių specifiką ir struktūrą.
Visas procesas apima hipotezių (teorijų, spėlionių) kūrimą, prognozių iš jų kaip loginių pasekmių išvedimą, o tada tomis prognozėmis pagrįstų eksperimentų vykdymą, siekiant nustatyti, ar pirminė hipotezė buvo teisinga. Tačiau ši metodo formuluotė turi sunkumų. Nors mokslinis metodas dažnai pateikiamas kaip fiksuota žingsnių seka, šią veiklą geriausia vertinti kaip bendruosius principus.
Ne visi žingsniai atliekami kiekviename moksletyrimas (ne vienoda apimtimi), ir jie ne visada atliekami ta pačia tvarka. Kaip pažymėjo mokslininkas ir filosofas Williamas Whewellas (1794–1866), „išradingumo, įžvalgos, genialumo“reikia kiekviename etape. Mokslinių žinių struktūra ir lygiai buvo suformuluoti būtent XIX amžiuje.
Klausimų svarba
Klausimas gali būti susijęs su konkretaus stebėjimo paaiškinimu – „Kodėl mėlynas dangus“, bet jis taip pat gali būti neribotas – „Kaip sukurti vaistą šiai konkrečiai ligai gydyti“. Šis etapas dažnai apima ankstesnių eksperimentų, asmeninių mokslinių stebėjimų ar teiginių ir kitų mokslininkų darbo įrodymų paiešką ir įvertinimą. Jei atsakymas jau žinomas, galima užduoti kitą klausimą, pagrįstą įrodymais. Taikant mokslinį metodą tyrimams, nustatyti gerą klausimą gali būti labai sunku ir tai turės įtakos tyrimo rezultatui.
Hipotezės
Prielaida yra teorija, pagrįsta žiniomis, gautomis formuluojant klausimą, galintį paaiškinti bet kokį elgesį. Hipotezė gali būti labai konkreti, pavyzdžiui, Einšteino lygiavertiškumo principas arba Franciso Cricko „DNR daro RNR gamina b altymus“, arba ji gali būti plati, pavyzdžiui, nežinomos gyvybės rūšys, gyvenančios neištirtuose vandenynų gelmėse.
Statistinė hipotezė yra prielaida apie tam tikrą statistinę populiaciją. Pavyzdžiui, gyventojai gali būti žmonės, sergantys tam tikra liga. Teorija gali būti tokia, kad naujasis vaistas išgydys kai kurių iš šių žmonių ligą. Sąlygos paprastai yrasu statistinėmis hipotezėmis yra susijusios nulinės ir alternatyvios hipotezės.
Null – prielaida, kad statistinė hipotezė klaidinga. Pavyzdžiui, kad naujas vaistas nieko nedaro ir bet koks narkotikas atsirado dėl nelaimingo atsitikimo. Tyrėjai paprastai nori parodyti, kad nulinis spėjimas yra neteisingas.
Alternatyvi hipotezė yra norimas rezultatas, kad vaistas veikia geriau nei atsitiktinumas. Paskutinis punktas: mokslinė teorija turi būti falsifikuojama, o tai reiškia, kad galima nustatyti galimą eksperimento rezultatą, prieštaraujantį hipotezės išvestoms prognozėms; kitu atveju jo negalima prasmingai patikrinti.
Teorijos formavimas
Šis veiksmas apima hipotezės loginių pasekmių nustatymą. Tada atrenkama viena ar kelios prognozės tolesniam bandymui. Kuo mažesnė tikimybė, kad prognozė pasitvirtins tik dėl atsitiktinumo, tuo įtikinamesnė ji bus, jei ji išsipildys. Įrodymai taip pat stipresni, jei atsakymas į prognozę dar nėra žinomas dėl šališkumo įtakos (taip pat žr. pranešimą).
Idealiu atveju prognozė taip pat turėtų atskirti hipotezę nuo galimų alternatyvų. Jei dvi prielaidos daro tą patį spėjimą, prognozės įvykdymas nėra vieno ar kito įrodymas. (Šiuos teiginius apie santykinį įrodymų stiprumą galima matematiškai išvesti naudojant Bayeso teoremą.)
Hipotezių tikrinimas
Tai tyrimas, ar realus pasaulis elgiasi taip, kaip buvo numatytahipotezė. Mokslininkai (ir kiti) tikrina prielaidas atlikdami eksperimentus. Tikslas yra nustatyti, ar realaus pasaulio stebėjimai yra nuoseklūs, ar prieštarauja prognozėms, gautoms iš hipotezės. Jei jie sutinka, pasitikėjimas teorija didėja. Priešingu atveju jis mažėja. Susitarimas negarantuoja, kad hipotezė yra teisinga; būsimi eksperimentai gali atskleisti problemų.
Karlas Poperis patarė mokslininkams pabandyti suklastoti prielaidas, tai yra surasti ir išbandyti tuos eksperimentus, kurie atrodo patys abejotiniausi. Didelis sėkmingų patvirtinimų skaičius nėra galutinis, jei jie kyla iš eksperimentų, kuriais išvengiama rizikos.
Eksperimentas
Eksperimentai turėtų būti suplanuoti taip, kad būtų sumažintos galimos klaidos, ypač naudojant atitinkamas mokslines kontrolės priemones. Pavyzdžiui, gydymo nuo narkotikų testai paprastai atliekami kaip dvigubai akli testai. Tiriamasis, kuris gali netyčia parodyti kitiems, kurie mėginiai yra norimi tiriamieji vaistai, o kurie – placebas, nežino, kurie. Tokie ženklai gali turėti įtakos tiriamųjų atsakymams, o tai nustato konkretaus eksperimento struktūrą. Šios tyrimų formos yra svarbiausia mokymosi proceso dalis. Jie įdomūs ir jų (mokslo žinių) struktūros, lygių ir formos tyrimo požiūriu.
Be to, eksperimento nesėkmė nebūtinai reiškia, kad hipotezė klaidinga. Tyrimai visada priklauso nuo kelių teorijų. Pavyzdžiui, kad bandymo įranga veikia tinkamai irnesėkmė gali būti vienos iš pagrindžiančių hipotezių nesėkmė. Spėlionės ir eksperimentas yra neatsiejami nuo mokslo žinių struktūros (ir formos).
Pastarąją galima atlikti koledžo laboratorijoje, ant virtuvės stalo, vandenyno dugne, Marse (naudojant vieną iš veikiančių roverių) ir kitur. Astronomai atlieka bandymus, ieškodami planetų aplink tolimas žvaigždes. Galiausiai, dauguma individualių eksperimentų yra susiję su labai konkrečiomis temomis dėl praktiškumo. Dėl to įrodymai platesnėmis temomis dažniausiai kaupiasi palaipsniui, kaip to reikalauja mokslo žinių metodikos struktūra.
Rezultatų rinkimas ir studijavimas
Šis procesas apima eksperimento rezultatų nustatymą ir sprendimą, kaip tęsti. Teorijos prognozės palyginamos su nulinės hipotezės prognozėmis, siekiant nustatyti, kas geriausiai gali paaiškinti duomenis. Tais atvejais, kai eksperimentas kartojamas daug kartų, gali prireikti statistinės analizės, pvz., chi kvadrato testo.
Jei įrodymai paneigia prielaidą, reikia naujo; jei eksperimentas patvirtina hipotezę, bet duomenys nėra pakankamai tvirti, kad būtų užtikrintas didelis pasitikėjimas, reikia patikrinti kitas prognozes. Kai teorija yra tvirtai paremta įrodymais, galima užduoti naują klausimą, kad būtų galima giliau suprasti tą pačią temą. Tai taip pat lemia mokslo žinių struktūrą, metodus ir formas.
Įrodymai iš kitų mokslininkų ir dažnai patiriamiįtraukti į bet kurį proceso etapą. Atsižvelgiant į eksperimento sudėtingumą, gali prireikti daug pakartojimų, kad būtų surinkta pakankamai įrodymų ir tada užtikrintai atsakyti į klausimą, arba sukurti daug atsakymų į labai konkrečius klausimus ir tada atsakyti į vieną platesnį. Šis klausimų uždavimo būdas lemia mokslo žinių struktūrą ir formas.
Jei eksperimento negalima pakartoti, kad būtų gauti tie patys rezultatai, tai reiškia, kad pirminiai duomenys galėjo būti klaidingi. Dėl to vienas eksperimentas dažniausiai atliekamas kelis kartus, ypač kai yra nekontroliuojamų kintamųjų ar kitų eksperimentinės klaidos požymių. Siekdami reikšmingų ar netikėtų rezultatų, kiti mokslininkai taip pat gali bandyti juos atkurti patys, ypač jei tai bus svarbu jų pačių darbui.
Išorinis mokslinis vertinimas, auditas, ekspertizė ir kitos procedūros
Kuo grindžiamas mokslo žinių struktūros, jos metodų ir formų autoritetas? Visų pirma, ekspertų nuomone. Jį sudaro ekspertai, kurie dažniausiai savo apžvalgą pateikia anonimiškai, įvertinus eksperimentą. Kai kuriuose žurnaluose reikalaujama, kad eksperimentuotojas pateiktų galimų recenzentų sąrašus, ypač jei sritis yra labai specializuota.
Tarptautinė peržiūra nepatvirtina rezultatų teisingumo, tik tai, kad, recenzento nuomone, patys eksperimentai buvo pagrįsti (remiantis eksperimento vykdytojo pateiktu aprašymu). Jei darbas yra recenzuojamas, kartais gali prireikti naujų eksperimentųrecenzentų, jis bus paskelbtas atitinkamame mokslo žurnale. Konkretus rezultatus skelbiantis žurnalas rodo suvokiamą darbo kokybę.
Duomenų įrašymas ir bendrinimas
Mokslininkai linkę būti atsargūs registruodami savo duomenis – tokį reikalavimą iškėlė Ludwikas Fleckas (1896–1961) ir kiti. Nors paprastai to nereikalaujama, jų gali būti paprašyta pateikti ataskaitas kitiems mokslininkams, norintiems atkurti savo pirminius rezultatus (arba jų dalis), taip pat keistis bet kokiais eksperimentiniais mėginiais, kuriuos gali būti sunku gauti.
Klasikinė
Klasikinis mokslo žinių modelis kilęs iš Aristotelio, kuris skyrė apytikslio ir tikslaus mąstymo formas, apibūdino trišalę dedukcinio ir indukcinio samprotavimo schemą, taip pat svarstė sudėtingas galimybes, pavyzdžiui, samprotavimus apie mokslo žinių struktūrą., jo metodai ir formos.
Hipotetinis-dedukcinis modelis
Šis modelis arba metodas yra siūlomas mokslinio metodo aprašymas. Čia pagrindinės yra hipotezės prognozės: jei manote, kad teorija yra teisinga, kokios tai pasekmės?
Jei tolesni empiriniai tyrimai neįrodo, kad šios prognozės atitinka stebimą pasaulį, galime daryti išvadą, kad prielaida klaidinga.
Pragmatiškas modelis
Atėjo laikas pakalbėti apie mokslo žinių struktūros ir metodų filosofiją. Charlesas Sandersas Pierce'as (1839–1914) apibūdinotyrimas (studija) yra ne kaip tiesos siekimas kaip toks, o kaip kova siekiant išsisukti nuo erzinančių, tramdančių abejonių, kurias sukelia netikėtumai, nesutarimai ir pan. Jo išvada aktuali ir šiandien. Iš esmės jis suformulavo mokslo žinių struktūrą ir logiką.
Pearce'as manė, kad lėtas, neryžtingas požiūris į eksperimentą gali būti pavojingas praktiniais klausimais ir kad mokslinis metodas geriausiai tinka teoriniams tyrimams. Kuris, savo ruožtu, neturėtų būti absorbuojamas kitais metodais ir praktiniais tikslais. „Pirmoji proto taisyklė“yra ta, kad norint mokytis, reikia stengtis mokytis ir dėl to suprasti mokslo žinių struktūrą, metodus ir formas.
Privalumai
Sutelkdamas dėmesį į paaiškinimų generavimą, Peirce'as apibūdino terminą, kurį mokosi, kaip koordinuojantį trijų rūšių išvadas tiksliniame cikle, orientuotame į abejonių išsprendimą:
- Paaiškinimas. Neaiški preliminari, bet dedukcinė hipotezės analizė, kad jos dalys būtų kuo aiškesnės, kaip reikalauja mokslo žinių metodo samprata ir struktūra.
- Demonstracija. Dedukcinis samprotavimas, euklido procedūra. Aiškiai numanant hipotezės pasekmes kaip prognozes, skatinančias bandymą, apie būtinus įrodymus. Tiriamasis arba, jei reikia, teorinis.
- Indukcija. Ilgalaikis indukcijos taisyklės taikymas išvedamas iš principo (darant prielaidą, kad apskritai samprotavimai yrakad tikrasis yra tik galutinės nuomonės objektas, prie kurio gali privesti adekvatus tyrimas; kad ir ką toks procesas kada nors prives, nebus realu. Indukcija, apimanti nuolatinį bandymą ar stebėjimą, atliekama pagal metodą, kuris, pakankamai išsaugant, sumažins jos paklaidą žemiau bet kokio iš anksto nustatyto laipsnio.
Mokslinis metodas yra pranašesnis tuo, kad jis yra specialiai sukurtas pasiekti (galiausiai) saugiausių įsitikinimų, kuriais galima pagrįsti sėkmingiausią praktiką.
Pradėjęs nuo idėjos, kad žmonės neieško tiesos per se, o užuot numalšinę erzinančius, sulaikančius abejones, Pierce'as parodė, kaip kovodami kai kurie gali paklusti tiesai vardan sąžiningumo. tikėjimo, ieškoti kaip tiesos vadovo potencialiai praktikai. Jis suformulavo analitinę mokslo žinių struktūrą, jos metodus ir formas.
