Strukturen av prosessen med vitenskapelig kunnskap er gitt av dens metodikk. Men hva skal forstås med dette? Kognisjon er en empirisk metode for å skaffe kunnskap som har preget vitenskapens utvikling siden minst 1600-tallet. Det innebærer nøye observasjon, som innebærer streng skepsis til hva som blir observert, gitt at kognitive antakelser om hvordan verden fungerer påvirker hvordan en person tolker persepsjon.
Det innebærer å formulere hypoteser gjennom induksjon basert på slike observasjoner; eksperimentelle og målingsbaserte tester av slutninger trukket fra hypoteser; og foredling (eller eliminering) av hypoteser basert på eksperimentelle resultater. Dette er prinsippene for den vitenskapelige metoden, i motsetning til et sett med trinn som gjelder for alle vitenskapelige bestrebelser.
Teoretisk aspekt
Selv om det finnes ulike typer og strukturer av vitenskapelig kunnskap, er det generelt sett en kontinuerlig prosess som involverer observasjoner om den naturlige verden. Mennesker naturliger nysgjerrige, så de stiller ofte spørsmål om det de ser eller hører, og kommer ofte med ideer eller hypoteser om hvorfor ting er som de er. De beste hypotesene fører til spådommer som kan testes på en rekke måter.
Den mest overbevisende hypotesetestingen kommer fra resonnement basert på nøye kontrollerte eksperimentelle data. Avhengig av hvordan tilleggstestene samsvarer med spådommene, kan det hende at den opprinnelige hypotesen må foredles, modifiseres, utvides eller til og med forkastes. Hvis en bestemt antakelse blir svært godt bekreftet, kan en generell teori utvikles, samt et rammeverk for teoretisk vitenskapelig kunnskap.
Prosedyremessig (praktisk) aspekt
Selv om prosedyrer varierer fra en studieretning til en annen, er de ofte de samme for ulike felt. Prosessen med den vitenskapelige metoden innebærer å lage hypoteser (gjetting), utlede spådommer fra dem som logiske konsekvenser, og deretter gjøre eksperimenter eller empiriske observasjoner basert på disse spådommene. En hypotese er en teori basert på kunnskap oppnådd mens du leter etter svar på et spørsmål.
Det kan være spesifikt eller bredt. Forskere tester deretter antakelsene ved å utføre eksperimenter eller studier. En vitenskapelig hypotese må være falsifiserbar, noe som betyr at det er mulig å bestemme et mulig utfall av et eksperiment eller observasjon som motsier spådommene utledet fra den. Ellers kan hypotesen ikke testes meningsfullt.
Eksperiment
Formålet med eksperimentet er å finne ut om observasjonene er i samsvar med eller i strid med spådommene utledet fra hypotesen. Eksperimenter kan utføres hvor som helst, fra en garasje til CERNs Large Hadron Collider. Det er imidlertid vanskeligheter med å formulere metoden. Selv om den vitenskapelige metoden ofte presenteres som en fast sekvens av trinn, er den mer et sett med generelle prinsipper.
Ikke alle trinn finner sted i alle vitenskapelige studier (ikke i like stor grad), og de er ikke alltid i samme rekkefølge. Noen filosofer og forskere hevder at det ikke finnes noen vitenskapelig metode. Dette mener fysikeren Lee Smolina og filosofen Paul Feyerabend (i hans bok Against the Method).
Problems
Strukturen av vitenskapelig kunnskap og erkjennelse bestemmes i stor grad av dens problemer. Flerårige tvister i vitenskapens historie angår:
- Rasjonalisme, spesielt med tanke på René Descartes.
- Induktivisme og/eller empirisme, som Francis Bacon sa det. Debatten ble spesielt populær blant Isaac Newton og hans tilhengere;
- Hypotese-deduktivisme, som kom i forgrunnen tidlig på 1800-tallet.
Historie
Begrepet "vitenskapelig metode" eller "vitenskapelig kunnskap" dukket opp på 1800-tallet, da det skjedde en betydelig institusjonell utvikling av vitenskapen og det dukket opp en terminologi som etablerte klare grenser mellom vitenskap og ikke-vitenskap, slike begreper som " vitenskapsmann" og "pseudovitenskap". I løpet av 1830- og 1850-åreneI løpet av årene da Baconism var populær, var naturforskere som William Whewell, John Herschel, John Stuart Mill involvert i diskusjoner om "induksjon" og "fakta" og fokuserte på hvordan man kunne generere kunnskap. På slutten av 1800-tallet ble realisme versus anti-realisme debatter holdt som kraftige vitenskapelige teorier som overskred det observerbare så vel som strukturen til vitenskapelig kunnskap og erkjennelse.
Begrepet "vitenskapelig metode" ble utbredt i det tjuende århundre, og dukket opp i ordbøker og vitenskapelige lærebøker, selv om betydningen ikke har nådd vitenskapelig konsensus. Til tross for vekst på midten av det tjuende århundre, ved slutten av det århundret, stilte mange innflytelsesrike vitenskapsfilosofer som Thomas Kuhn og Paul Feyerabend spørsmålstegn ved universaliteten til den "vitenskapelige metoden" og erstattet ved å gjøre det i stor grad forestillingen om vitenskap som en homogen og universell metode ved bruk av en heterogen og lokal praksis. Spesielt hevdet Paul Feyerabend at det er visse universelle vitenskapsregler, som bestemmer spesifikasjonene og strukturen til vitenskapelig kunnskap.
Hele prosessen innebærer å lage hypoteser (teorier, formodninger), utlede spådommer fra dem som logiske konsekvenser, og deretter kjøre eksperimenter basert på disse spådommene for å avgjøre om den opprinnelige hypotesen var riktig. Imidlertid er det vanskeligheter med denne formuleringen av metoden. Selv om den vitenskapelige metoden ofte presenteres som en fast sekvens av trinn, er disse aktivitetene best sett på som generelle prinsipper.
Ikke alle trinn finner sted i alle vitenskapelige fagstudie (ikke i samme grad), og de utføres ikke alltid i samme rekkefølge. Som vitenskapsmannen og filosofen William Whewell (1794–1866) bemerket, er "oppfinnsomhet, innsikt, geni" nødvendig på alle trinn. Strukturen og nivåene av vitenskapelig kunnskap ble formulert nøyaktig på 1800-tallet.
Betydningen av spørsmål
Spørsmålet kan referere til å forklare en spesifikk observasjon - "Hvorfor er himmelen blå" - men det kan også være åpent - "Hvordan kan jeg utvikle et medikament for å behandle denne spesielle sykdommen." Dette stadiet inkluderer ofte å søke og evaluere bevis fra tidligere eksperimenter, personlige vitenskapelige observasjoner eller påstander, og arbeidet til andre forskere. Hvis svaret allerede er kjent, kan det stilles et annet spørsmål basert på bevisene. Når du bruker den vitenskapelige metoden på forskning, kan det være svært vanskelig å identifisere et godt spørsmål og vil påvirke resultatet av forskningen.
Hypoteser
Antagelse er en teori basert på kunnskap oppnådd ved å formulere et spørsmål som kan forklare enhver gitt atferd. Hypotesen kan være veldig spesifikk, for eksempel Einsteins ekvivalensprinsipp eller Francis Cricks "DNA lager RNA lager protein", eller den kan være bred, for eksempel ukjente livsarter som lever i havets uutforskede dyp.
En statistisk hypotese er en antagelse om en gitt statistisk populasjon. For eksempel kan befolkningen være personer med en bestemt sykdom. Teorien kan være at det nye stoffet vil kurere sykdommen hos noen av disse menneskene. Vilkår er vanligvisassosiert med statistiske hypoteser er null- og alternativhypotesene.
Null - antagelsen om at den statistiske hypotesen er feil. For eksempel at et nytt medikament ikke gjør noe og ethvert medikament er forårsaket av en ulykke. Forskere vil vanligvis vise at nullgjettingen er feil.
Den alternative hypotesen er det ønskede utfallet at stoffet virker bedre enn tilfeldighetene. Et siste poeng: en vitenskapelig teori må være falsifiserbar, noe som betyr at det er mulig å bestemme et mulig utfall av et eksperiment som motsier spådommene utledet fra hypotesen; ellers kan den ikke bekreftes på en meningsfull måte.
Teoridannelse
Dette trinnet innebærer å bestemme de logiske implikasjonene av hypotesen. En eller flere spådommer velges deretter for videre testing. Jo mindre sannsynlig en spådom er til å være sann ved en tilfeldighet, jo mer overbevisende vil den være hvis den går i oppfyllelse. Bevisene er også sterkere hvis svaret på spådommen ennå ikke er kjent, på grunn av påvirkningen av bias bias (se også melding).
Ideelt sett bør prognosen også skille hypotesen fra de sannsynlige alternativene. Hvis to forutsetninger gir samme prediksjon, er ikke det å møte prediksjonen bevis på det ene eller det andre. (Disse utsagnene om den relative styrken til bevis kan utledes matematisk ved å bruke Bayes' teorem.)
Hypotesetesting
Dette er en studie av om den virkelige verden oppfører seg som forutsagthypotese. Forskere (og andre) tester antagelser ved å gjøre eksperimenter. Målet er å finne ut om observasjonene av den virkelige verden er konsistente eller motsier spådommene utledet fra hypotesen. Hvis de er enige, øker tilliten til teorien. Ellers synker det. Konvensjonen garanterer ikke at hypotesen er sann; fremtidige eksperimenter kan avdekke problemer.
Karl Popper rådet forskere til å prøve å falsifisere antakelsene, det vil si å finne og teste de eksperimentene som virker mest tvilsomme. Et stort antall vellykkede bekreftelser er ikke avgjørende hvis de stammer fra eksperimenter som unngår risiko.
Eksperiment
Eksperimenter bør utformes for å minimere mulige feil, spesielt gjennom bruk av passende vitenskapelige kontroller. For eksempel blir narkotikabehandlingstester vanligvis utført som dobbeltblinde tester. Forsøkspersonen, som kanskje uforvarende viser andre hvilke prøver som er de ønskede testmedikamentene og hvilke som er placebo, vet ikke hvilke. Slike signaler kan påvirke responsene til forsøkspersonene, noe som setter strukturen i et bestemt eksperiment. Disse forskningsformene er den viktigste delen av læringsprosessen. De er også interessante med tanke på å studere dens (vitenskapelige kunnskap) struktur, nivåer og form.
Feilet i et eksperiment betyr heller ikke nødvendigvis at hypotesen er feil. Forskning er alltid avhengig av flere teorier. For eksempel at testutstyret fungerer som det skal ogsvikten kan være svikt i en av de støttende hypotesene. Formodninger og eksperimenter er integrert i strukturen (og formen) av vitenskapelig kunnskap.
Sistnevnte kan gjøres i en college-lab, på et kjøkkenbord, på havbunnen, på Mars (ved hjelp av en av de fungerende rovere) og andre steder. Astronomer gjennomfører tester på jakt etter planeter rundt fjerne stjerner. Til slutt omhandler de fleste individuelle eksperimenter svært spesifikke emner av praktiske grunner. Som et resultat akkumuleres bevis om bredere emner vanligvis gradvis, som kreves av strukturen til metodikken for vitenskapelig kunnskap.
Samle og studere resultater
Denne prosessen innebærer å bestemme hva resultatene av eksperimentet viser og bestemme hvordan man skal fortsette. Teoriens spådommer sammenlignes med nullhypotesen for å bestemme hvem som er best i stand til å forklare dataene. I tilfeller hvor eksperimentet gjentas mange ganger, kan det være nødvendig med en statistisk analyse som en kjikvadrattest.
Hvis beviset motbeviser antagelsen, kreves det et nytt; hvis eksperimentet bekrefter hypotesen, men dataene ikke er sterke nok for høy konfidens, må andre spådommer testes. Når en teori er sterkt støttet av bevis, kan et nytt spørsmål stilles for å gi en dypere forståelse av det samme emnet. Dette bestemmer også strukturen til vitenskapelig kunnskap, dens metoder og former.
Bevis fra andre forskere og erfaringer ofteinkludert på alle stadier av prosessen. Avhengig av kompleksiteten til eksperimentet, kan det ta mange iterasjoner å samle nok bevis og deretter svare på et spørsmål med selvtillit, eller lage mange svar på veldig spesifikke spørsmål og deretter svare på ett bredere. Denne metoden for å stille spørsmål bestemmer strukturen og formene for vitenskapelig kunnskap.
Hvis et eksperiment ikke kan gjentas for å gi de samme resultatene, betyr det at de originale dataene kan ha vært feil. Som et resultat blir ett eksperiment vanligvis utført flere ganger, spesielt når det er ukontrollerte variabler eller andre indikasjoner på eksperimentell feil. For signifikante eller uventede resultater kan andre forskere også prøve å reprodusere dem selv, spesielt hvis det vil være viktig for deres eget arbeid.
Ekstern vitenskapelig vurdering, revisjon, ekspertise og andre prosedyrer
Hva er autoriteten til strukturen til vitenskapelig kunnskap, dens metoder og former basert? Først av alt, på oppfatning av eksperter. Den er dannet gjennom evaluering av eksperimentet av eksperter, som vanligvis gir sin anmeldelse anonymt. Noen tidsskrifter krever at eksperimentatoren oppgir lister over mulige anmeldere, spesielt hvis feltet er svært spesialisert.
Fagfellevurderingen bekrefter ikke riktigheten av resultatene, bare at selve eksperimentene etter anmelderens oppfatning var gyldige (basert på beskrivelsen gitt av eksperimentatoren). Hvis arbeidet er fagfellevurdert, noe som noen ganger kan kreve nye eksperimenteranmeldere, vil den bli publisert i det aktuelle vitenskapelige tidsskriftet. Det bestemte tidsskriftet som publiserer resultatene indikerer den opplevde kvaliteten på arbeidet.
Opptak og deling av data
Vitenskapsmenn har en tendens til å være forsiktige med å registrere dataene sine, et krav fremsatt av Ludwik Fleck (1896–1961) og andre. Selv om det norm alt ikke er nødvendig, kan de bli bedt om å gi rapporter til andre forskere som ønsker å reprodusere sine originale resultater (eller deler av sine originale resultater), og utvide til utveksling av eksperimentelle prøver som kan være vanskelig å få tak i.
Classic
Den klassiske modellen for vitenskapelig kunnskap kommer fra Aristoteles, som skilte mellom former for tilnærmet og eksakt tenkning, skisserte trepartsskjemaet for deduktiv og induktiv resonnement, og også vurderte komplekse alternativer, for eksempel resonnement om strukturen til vitenskapelig kunnskap, dens metoder og former.
Hypotetisk-deduktiv modell
Denne modellen eller metoden er en foreslått beskrivelse av den vitenskapelige metoden. Her er spådommene fra hypotesen sentrale: hvis du antar at teorien er riktig, hva er implikasjonene?
Hvis videre empirisk forskning ikke viser at disse spådommene stemmer overens med den observerte verden, kan vi konkludere med at antagelsen er feil.
Pragmatisk modell
Det er på tide å snakke om filosofien rundt strukturen og metodene for vitenskapelig kunnskap. Charles Sanders Pierce (1839–1914) karakteriserteforskning (studie) er ikke som en jakt på sannhet som sådan, men som en kamp for å komme vekk fra irriterende, begrensende tvil generert av overraskelser, uenigheter og så videre. Hans konklusjon er fortsatt relevant i dag. Han formulerte i hovedsak strukturen og logikken til vitenskapelig kunnskap.
Pearce mente at en langsom, nølende tilnærming til eksperimentering kunne være farlig i praktiske spørsmål, og at den vitenskapelige metoden var best egnet for teoretisk forskning. Som igjen ikke bør absorberes av andre metoder og praktiske formål. Fornuftens "første regel" er at for å lære, må man strebe etter å lære og som et resultat forstå strukturen til vitenskapelig kunnskap, dens metoder og former.
Benefits
Med fokus på forklaringsgenerering, beskrev Peirce begrepet han lærer som å koordinere tre typer slutninger i en målrettet syklus med fokus på å løse tvil:
- Forklaring. En obskur foreløpig, men deduktiv analyse av en hypotese for å gjøre dens deler så klare som mulig, som kreves av konseptet og strukturen til metoden for vitenskapelig kunnskap.
- Demonstrasjon. Deduktiv resonnement, euklidisk prosedyre. Eksplisitt utlede konsekvensene av en hypotese som spådommer, for induksjon til test, om bevisene som skal finnes. Undersøkende eller, om nødvendig, teoretisk.
- Induksjon. Den langsiktige anvendeligheten av induksjonsregelen er avledet fra prinsippet (forutsatt at resonnementet generelt er)at det virkelige bare er gjenstand for en endelig mening som tilstrekkelig etterforskning kan føre til; hva en slik prosess noen gang vil føre til vil ikke være ekte. En induksjon som involverer pågående testing eller observasjon følger en metode som, med tilstrekkelig bevaring, vil redusere feilen under en forhåndsbestemt grad.
Den vitenskapelige metoden er overlegen ved at den er spesielt utviklet for å oppnå den (til slutt) sikreste troen som den mest vellykkede praksisen kan baseres på.
Med utgangspunkt i ideen om at folk ikke leter etter sannheten i seg selv, men i stedet for å dempe irriterende, holde tilbake tvil, viste Pierce hvordan noen gjennom kamp kan komme til å adlyde sannheten i ærlighetens navn tro, å søke inn som en sannhetsguide for potensiell praksis. Han formulerte den analytiske strukturen til vitenskapelig kunnskap, dens metoder og former.
