Структурата на процеса на научно познание се дава от неговата методология. Но какво трябва да се разбира от това? Познанието е емпиричен метод за получаване на знание, който характеризира развитието на науката поне от 17-ти век. Това включва внимателно наблюдение, което предполага строг скептицизъм относно това, което се наблюдава, като се има предвид, че когнитивните предположения за това как работи светът влияят върху това как човек интерпретира възприятието.
Включва формулиране на хипотези чрез индукция въз основа на такива наблюдения; експериментални и базирани на измерване тестове на изводи, извлечени от хипотези; и прецизиране (или елиминиране) на хипотези въз основа на експериментални резултати. Това са принципите на научния метод, за разлика от набор от стъпки, които се прилагат за всички научни начинания.
Теоретичен аспект
Въпреки че съществуват различни видове и структури научно познание, като цяло има непрекъснат процес, който включва наблюдения върху природния свят. Хората естественоса любознателни, така че често задават въпроси за това, което виждат или чуват, и често идват с идеи или хипотези за това защо нещата са такива, каквито са. Най-добрите хипотези водят до прогнози, които могат да бъдат тествани по различни начини.
Най-убедителното тестване на хипотези идва от разсъждения, базирани на внимателно контролирани експериментални данни. В зависимост от това как допълнителните тестове съответстват на прогнозите, първоначалната хипотеза може да се наложи да бъде прецизирана, модифицирана, разширена или дори отхвърлена. Ако дадено предположение стане много добре потвърдено, може да се разработи обща теория, както и рамка за теоретично научно познание.
Процедурен (практически) аспект
Въпреки че процедурите варират в различните области на обучение, те често са еднакви за различните области. Процесът на научния метод включва създаване на хипотези (предположения), извеждане на прогнози от тях като логически следствия и след това правене на експерименти или емпирични наблюдения въз основа на тези прогнози. Хипотезата е теория, основана на знания, придобити при търсене на отговори на въпрос.
Може да бъде специфично или широко. След това учените проверяват предположенията, като провеждат експерименти или проучвания. Научната хипотеза трябва да бъде фалшифицирана, което означава, че е възможно да се определи възможен резултат от експеримент или наблюдение, който противоречи на прогнозите, извлечени от него. В противен случай хипотезата не може да бъде смислено проверена.
Експеримент
Целта на експеримента е да се определи дали наблюденията са в съответствие с или противоречат на прогнозите, извлечени от хипотезата. Експериментите могат да се провеждат навсякъде, от гараж до Големия адронен колайдер на CERN. Съществуват обаче трудности при формулирането на метода. Въпреки че научният метод често се представя като фиксирана последователност от стъпки, той е по-скоро набор от общи принципи.
Не всички стъпки се извършват във всяко научно изследване (не в еднаква степен) и не винаги са в един и същи ред. Някои философи и учени твърдят, че няма научен метод. Това е мнението на физика Лий Смолина и философа Пол Фейерабенд (в книгата му срещу метода).
Проблеми
Структурата на научното познание и познанието до голяма степен се определя от неговите проблеми. Постоянни спорове в историята на науката засягат:
- Рационализъм, особено по отношение на Рене Декарт.
- Индуктивизъм и/или емпиризъм, както се изрази Франсис Бейкън. Дебатът стана особено популярен сред Исак Нютон и неговите последователи;
- Хипотеза-дедуктивизъм, който излезе на преден план в началото на 19-ти век.
История
Терминът "научен метод" или "научно познание" се появява през 19-ти век, когато има значително институционално развитие на науката и се появява терминология, която установява ясни граници между наука и ненаука, като понятия като " учен“и „псевдонаука“. През 1830-те и 1850-те годиниПрез годините, когато беконизмът беше популярен, натуралисти като Уилям Уюел, Джон Хершел, Джон Стюарт Мил бяха включени в дискусии за „индукция“и „факти“и се фокусираха върху това как да генерират знания. В края на 19-ти век дебатите на реализма срещу антиреализма се провеждат като мощни научни теории, които надхвърлят наблюдаваното, както и структурата на научното познание и познание.
Терминът "научен метод" стана широко разпространен през двадесети век, появявайки се в речници и учебници по наука, въпреки че значението му не е достигнало научен консенсус. Въпреки растежа в средата на двадесети век, до края на този век много влиятелни философи на науката като Томас Кун и Пол Фейерабенд поставят под въпрос универсалността на „научния метод“и по този начин до голяма степен заменят понятието за наука като хомогенна. и универсален метод, използващ разнородна и локална практика. По-специално, Пол Фейерабенд твърди, че съществуват определени универсални правила на науката, които определят спецификата и структурата на научното познание.
Целият процес включва създаване на хипотези (теории, предположения), извеждане на прогнози от тях като логически следствия и след това провеждане на експерименти въз основа на тези прогнози, за да се определи дали първоначалната хипотеза е била правилна. Въпреки това, има трудности при тази формулировка на метода. Въпреки че научният метод често се представя като фиксирана последователност от стъпки, тези дейности се разглеждат най-добре като общи принципи.
Не всички стъпки се извършват във всяка наукапроучване (не в еднаква степен) и не винаги се извършват в един и същи ред. Както отбеляза ученият и философ Уилям Уюел (1794–1866), „изобретателност, проницателност, гений“са необходими на всеки етап. Структурата и нивата на научното познание са формулирани точно през 19 век.
Важност на въпросите
Въпросът може да се отнася за обяснение на конкретно наблюдение - "Защо небето е синьо" - но може да бъде и отворен - "Как мога да разработя лекарство за лечение на това конкретно заболяване." Този етап често включва търсене и оценка на доказателства от предишни експерименти, лични научни наблюдения или твърдения, както и работата на други учени. Ако отговорът вече е известен, може да се зададе друг въпрос въз основа на доказателствата. Когато прилагате научния метод към изследване, идентифицирането на добър въпрос може да бъде много трудно и ще повлияе на резултата от изследването.
Хипотези
Предположението е теория, базирана на знания, придобити от формулирането на въпрос, който може да обясни всяко дадено поведение. Хипотезата може да бъде много специфична, като принципа на еквивалентност на Айнщайн или „ДНК прави РНК прави протеини“на Франсис Крик, или може да бъде широка, като например неизвестни видове живот, живеещи в неизследваните дълбини на океаните.
Статистическата хипотеза е предположение за дадена статистическа съвкупност. Например населението може да бъде хора с определено заболяване. Теорията може да е, че новото лекарство ще излекува болестта при някои от тези хора. Условията обикновено сасвързани със статистическите хипотези са нулевите и алтернативните хипотези.
Null - предположението, че статистическата хипотеза е грешна. Например, че ново лекарство не прави нищо и всяко лекарство е причинено от злополука. Изследователите обикновено искат да покажат, че нулево предположение е грешно.
Алтернативната хипотеза е желаният резултат, че лекарството действа по-добре от случайността. Последна точка: една научна теория трябва да бъде фалшифицирана, което означава, че е възможно да се определи възможен резултат от експеримент, който противоречи на прогнозите, извлечени от хипотезата; в противен случай не може да бъде потвърдено смислено.
Формиране на теория
Тази стъпка включва определяне на логическите последици от хипотезата. След това се избират една или повече прогнози за по-нататъшно тестване. Колкото по-малко вероятно е една прогноза да се сбъдне по просто съвпадение, толкова по-убедителна ще бъде тя, ако се сбъдне. Доказателството също е по-силно, ако отговорът на прогнозата все още не е известен, поради влиянието на пристрастието (вижте също съобщението).
В идеалния случай прогнозата трябва също да разграничава хипотезата от вероятните алтернативи. Ако две предположения правят една и съща прогноза, изпълнението на прогнозата не е доказателство за едното или другото. (Тези твърдения за относителната сила на доказателствата могат да бъдат математически извлечени с помощта на теоремата на Байес.)
Проверка на хипотези
Това е изследване на това дали реалният свят се държи според прогнозитехипотеза. Учените (и други) проверяват предположенията, като правят експерименти. Целта е да се определи дали наблюденията на реалния свят са последователни или противоречат на прогнозите, извлечени от хипотезата. Ако са съгласни, доверието в теорията се увеличава. В противен случай намалява. Конвенцията не гарантира, че хипотезата е вярна; бъдещи експерименти може да разкрият проблеми.
Карл Попър посъветва учените да се опитат да фалшифицират предположенията, тоест да намерят и тестват онези експерименти, които изглеждат най-съмнителните. Голям брой успешни потвърждения не са убедителни, ако произтичат от експерименти, които избягват риска.
Експеримент
Експериментите трябва да бъдат проектирани така, че да минимизират възможните грешки, особено чрез използването на подходящи научни контроли. Например, тестовете за лечение на наркотици обикновено се провеждат като двойно-слепи тестове. Субектът, който може неволно да покаже на другите кои проби са желаните тестови лекарства и кои са плацебо, не знае кои. Такива сигнали могат да повлияят на отговорите на субектите, което задава структурата в конкретен експеримент. Тези форми на изследване са най-важната част от учебния процес. Те са интересни и от гледна точка на изучаването на неговата (научно знание) структура, нива и форма.
Също така, провалът на експеримент не означава непременно, че хипотезата е грешна. Изследванията винаги зависят от няколко теории. Например, че тестовото оборудване работи правилно ипровалът може да е провал на една от подкрепящите ги хипотези. Предположенията и експериментът са неразделна част от структурата (и формата) на научното познание.
Последното може да се направи в колежанска лаборатория, на кухненска маса, на океанското дъно, на Марс (с помощта на един от работещите роувъри) и другаде. Астрономите провеждат тестове в търсене на планети около далечни звезди. И накрая, повечето индивидуални експерименти се занимават с много специфични теми от съображения за практичност. В резултат на това доказателствата по по-широки теми обикновено се натрупват постепенно, както се изисква от структурата на методологията на научното познание.
Събиране и изучаване на резултати
Този процес включва определяне какво показват резултатите от експеримента и решаване как да продължите. Прогнозите на теорията се сравняват с тези на нулевата хипотеза, за да се определи кой е в състояние най-добре да обясни данните. В случаите, когато експериментът се повтаря много пъти, може да се наложи статистически анализ като тест хи-квадрат.
Ако доказателствата опровергаят предположението, се изисква ново; ако експериментът потвърди хипотезата, но данните не са достатъчно силни за висока увереност, трябва да се тестват други прогнози. След като една теория е силно подкрепена от доказателства, може да бъде зададен нов въпрос, за да се осигури по-задълбочено разбиране на същата тема. Това също определя структурата на научното познание, неговите методи и форми.
Доказателства от други учени и опит честовключени на всеки етап от процеса. В зависимост от сложността на експеримента може да са необходими много повторения, за да се съберат достатъчно доказателства и след това да се отговори на въпрос с увереност или да се създадат много отговори на много конкретни въпроси и след това да се отговори на един по-широк. Този метод на задаване на въпроси определя структурата и формите на научното познание.
Ако експериментът не може да бъде повторен, за да даде същите резултати, това означава, че първоначалните данни може да са били грешни. В резултат на това един експеримент обикновено се провежда няколко пъти, особено когато има неконтролирани променливи или други индикации за експериментална грешка. За значителни или неочаквани резултати други учени също могат да се опитат да ги възпроизведат сами, особено ако това ще бъде важно за тяхната собствена работа.
Външна научна оценка, одит, експертиза и други процедури
На какво се основава авторитетът на структурата на научното познание, неговите методи и форми? На първо място, според мнението на експерти. Формира се чрез оценка на експеримента от експерти, които обикновено дават своя преглед анонимно. Някои списания изискват от експериментатора да предостави списъци с възможни рецензенти, особено ако областта е силно специализирана.
Партньорската проверка не потвърждава коректността на резултатите, само че, по мнение на рецензента, самите експерименти са били валидни (въз основа на описанието, предоставено от експериментатора). Ако работата е рецензирана от партньори, което понякога може да изисква заявени нови експериментирецензенти, той ще бъде публикуван в съответното научно списание. Конкретното списание, което публикува резултатите, показва възприеманото качество на работата.
Записване и споделяне на данни
Учените са склонни да внимават при записването на своите данни, изискване, изтъкнато от Лудвик Флек (1896–1961) и други. Въпреки че обикновено не се изисква, те могат да бъдат помолени да предоставят доклади на други учени, които желаят да възпроизведат оригиналните си резултати (или части от оригиналните си резултати), като се простират до обмена на всякакви експериментални проби, които може да са трудни за получаване.
Класически
Класическият модел на научното познание идва от Аристотел, който прави разлика между формите на приблизително и точно мислене, очертава тристранната схема на дедуктивно и индуктивно разсъждение и също така разглежда сложни опции, като разсъждения за структурата на научното познание, неговите методи и форми.
Хипотетично-дедуктивен модел
Този модел или метод е предложено описание на научния метод. Тук прогнозите от хипотезата са централни: ако приемете, че теорията е вярна, какви са изводите?
Ако по-нататъшни емпирични изследвания не покажат, че тези прогнози са в съответствие с наблюдавания свят, можем да заключим, че предположението е погрешно.
Прагматичен модел
Време е да поговорим за философията на структурата и методите на научното познание. Чарлз Сандърс Пиърс (1839–1914) характеризираизследването (проучването) не е като преследване на истината като такава, а като борба за измъкване от досадните, сдържащи съмнения, породени от изненади, разногласия и т.н. Неговото заключение е актуално и днес. Той, по същество, формулира структурата и логиката на научното познание.
Пърс вярваше, че бавният, колеблив подход към експеримента може да бъде опасен в практически въпроси и че научният метод е най-подходящ за теоретични изследвания. Което от своя страна не трябва да се усвоява от други методи и практически цели. „Първото правило“на разума е, че за да се учи, човек трябва да се стреми да учи и в резултат да разбере структурата на научното познание, неговите методи и форми.
Предимства
С фокус върху генерирането на обяснения, Пърс описва термина, който изучава като координиране на три вида изводи в целенасочен цикъл, фокусиран върху разрешаването на съмнения:
- Експликация. Неясен предварителен, но дедуктивен анализ на хипотеза, за да се направят нейните части възможно най-ясни, както се изисква от концепцията и структурата на метода на научното познание.
- Демонстрация. Дедуктивни разсъждения, Евклидова процедура. Изрично извеждане на последиците от хипотеза като прогнози, за индукция за тестване, относно доказателствата, които трябва да бъдат намерени. Разследващо или, ако е необходимо, теоретично.
- Индукция. Дългосрочната приложимост на правилото за индукция се извлича от принципа (приемайки, че като цяло разсъждението) ече реалното е само обект на окончателно мнение, до което може да доведе адекватно разследване; до каквото и да доведе такъв процес, няма да е реално. Индукция, включваща текущо тестване или наблюдение, следва метод, който при достатъчно запазване ще намали грешката си под всяка предварително определена степен.
Научният метод е по-добър с това, че е специално разработен за постигане на (в крайна сметка) най-сигурните вярвания, на които могат да се основават най-успешните практики.
Изхождайки от идеята, че хората не търсят истината сама по себе си, но вместо да овладеят дразнещите, да въздържат съмненията, Пиърс показа как чрез борба някои могат да се подчинят на истината в името на честността на вяра, да се търси като истинско ръководство за потенциална практика. Той формулира аналитичната структура на научното познание, неговите методи и форми.
