Struktura procesa naučnog saznanja data je njegovom metodologijom. Ali šta pod tim treba razumeti? Spoznaja je empirijski metod sticanja znanja koji karakteriše razvoj nauke najmanje od 17. veka. Uključuje pažljivo promatranje, što podrazumijeva strogi skepticizam prema onome što se promatra, s obzirom na to da kognitivne pretpostavke o tome kako svijet funkcionira utječu na to kako osoba tumači percepciju.
Uključuje formulisanje hipoteza putem indukcije na osnovu takvih zapažanja; eksperimentalni i mjerni testovi zaključaka izvedenih iz hipoteza; i prečišćavanje (ili eliminacija) hipoteza na osnovu eksperimentalnih rezultata. Ovo su principi naučne metode, za razliku od skupa koraka koji se primjenjuju na sve naučne poduhvate.
Teoretski aspekt
Iako postoje različite vrste i strukture naučnog znanja, općenito, postoji kontinuirani proces koji uključuje zapažanja o prirodnom svijetu. Ljudi prirodnosu radoznali, pa često postavljaju pitanja o onome što vide ili čuju, i često dolaze sa idejama ili hipotezama o tome zašto su stvari takve kakve jesu. Najbolje hipoteze vode do predviđanja koja se mogu testirati na razne načine.
Najuvjerljivije testiranje hipoteza dolazi iz zaključivanja zasnovanog na pažljivo kontroliranim eksperimentalnim podacima. Ovisno o tome kako se dodatni testovi podudaraju s predviđanjima, izvornu hipotezu će možda trebati precizirati, modificirati, proširiti ili čak odbaciti. Ako određena pretpostavka postane veoma dobro potvrđena, može se razviti opšta teorija, kao i okvir za teorijsko naučno znanje.
Proceduralni (praktični) aspekt
Iako se procedure razlikuju od jedne oblasti do druge, one su često iste za različite oblasti. Proces naučne metode uključuje stvaranje hipoteza (nagađanja), izvođenje predviđanja iz njih kao logičkih posljedica, a zatim izvođenje eksperimenata ili empirijskih zapažanja na osnovu tih predviđanja. Hipoteza je teorija zasnovana na znanju stečenom tokom traženja odgovora na pitanje.
Može biti specifičan ili širok. Naučnici zatim testiraju pretpostavke provodeći eksperimente ili studije. Naučna hipoteza mora biti lažljiva, što znači da je moguće odrediti mogući ishod eksperimenta ili zapažanja koji je u suprotnosti sa predviđanjima izvedenim iz njega. U suprotnom, hipoteza se ne može smisleno testirati.
Eksperiment
Svrha eksperimenta je da se utvrdi da li su zapažanja u skladu sa ili u suprotnosti sa predviđanjima izvedenim iz hipoteze. Eksperimenti se mogu izvoditi bilo gdje, od garaže do CERN-ovog Velikog hadronskog sudarača. Međutim, postoje poteškoće u formulisanju metode. Iako se naučna metoda često predstavlja kao fiksni niz koraka, ona je više skup općih principa.
Ne odvijaju se svi koraci u svakoj naučnoj studiji (ne u istoj meri), i nisu uvek istim redosledom. Neki filozofi i naučnici tvrde da ne postoji naučna metoda. Ovo je mišljenje fizičara Leeja Smoline i filozofa Paula Feyerabenda (u njegovoj knjizi Protiv metode).
Problemi
Struktura naučnog znanja i spoznaje je u velikoj mjeri određena njegovim problemima. Višegodišnji sporovi u istoriji nauke se tiču:
- Racionalizam, posebno u pogledu Renéa Descartesa.
- Induktivizam i/ili empirizam, kako je to rekao Francis Bacon. Debata je postala posebno popularna kod Isaaca Newtona i njegovih sljedbenika;
- Hipoteza-deduktivizam, koji je došao do izražaja početkom 19. veka.
Historija
Izraz "naučna metoda" ili "naučno znanje" pojavio se u 19. stoljeću, kada je došlo do značajnog institucionalnog razvoja nauke i pojavila se terminologija koja je uspostavila jasne granice između nauke i nenauke, kao što su koncepti " naučnik" i "pseudonauka". Tokom 1830-ih i 1850-ihTokom godina kada je bekonizam bio popularan, prirodnjaci poput Williama Whewella, Johna Herschela, Johna Stuarta Mill-a bili su uključeni u rasprave o "indukciji" i "činjenicama" i fokusirali se na to kako generirati znanje. U kasnom 19. vijeku, debate između realizma i antirealizma su se vodile kao moćne naučne teorije koje su prevazišle vidljivo, kao i strukturu naučnog znanja i spoznaje.
Izraz "naučni metod" postao je široko rasprostranjen u dvadesetom veku, pojavljujući se u rečnicima i naučnim udžbenicima, iako njegovo značenje nije doseglo naučni konsenzus. Uprkos rastu sredinom dvadesetog veka, do kraja tog veka, brojni uticajni filozofi nauke kao što su Thomas Kuhn i Paul Feyerabend doveli su u pitanje univerzalnost "naučne metode" i na taj način u velikoj meri zamenili pojam nauke kao homogene i univerzalna metoda koja koristi heterogenu i lokalnu praksu. Konkretno, Paul Feyerabend je tvrdio da postoje određena univerzalna pravila nauke, koja određuju specifičnosti i strukturu naučnog znanja.
Cijeli proces uključuje stvaranje hipoteza (teorija, pretpostavki), izvođenje predviđanja iz njih kao logičkih posljedica, a zatim izvođenje eksperimenata na osnovu tih predviđanja kako bi se utvrdilo da li je originalna hipoteza bila tačna. Međutim, postoje poteškoće u ovoj formulaciji metode. Iako se naučna metoda često predstavlja kao fiksni niz koraka, ove aktivnosti se najbolje posmatraju kao opći principi.
Ne odvijaju se svi koraci u svakoj nauciproučavanja (ne u istoj meri), a ne izvode se uvek istim redosledom. Kao što je naučnik i filozof William Whewell (1794–1866) primijetio, "genijalnost, uvid, genijalnost" su potrebni u svakoj fazi. Struktura i nivoi naučnog znanja formulisani su upravo u 19. veku.
Važnost pitanja
Pitanje se može odnositi na objašnjenje određenog zapažanja - "Zašto je nebo plavo" - ali može biti i otvorenog tipa - "Kako mogu razviti lijek za liječenje ove određene bolesti." Ova faza često uključuje traženje i procjenu dokaza iz prethodnih eksperimenata, ličnih naučnih zapažanja ili tvrdnji i rada drugih naučnika. Ako je odgovor već poznat, može se postaviti drugo pitanje na osnovu dokaza. Prilikom primjene naučne metode u istraživanju, identificiranje dobrog pitanja može biti vrlo teško i utjecat će na ishod istraživanja.
Hipoteze
Pretpostavka je teorija zasnovana na znanju stečenom formulisanjem pitanja koje može objasniti bilo koje ponašanje. Hipoteza može biti vrlo specifična, kao što je Einsteinov princip ekvivalencije ili Francis Crickov "DNK čini RNK stvara protein", ili može biti široka, kao što su nepoznate životne vrste koje žive u neistraženim dubinama okeana.
Statistička hipoteza je pretpostavka o datoj statističkoj populaciji. Na primjer, populacija mogu biti ljudi sa određenom bolešću. Teorija bi mogla biti da će novi lijek izliječiti bolest kod nekih od ovih ljudi. Uslovi su običnopovezane sa statističkim hipotezama su nulte i alternativne hipoteze.
Null - pretpostavka da je statistička hipoteza pogrešna. Na primjer, da novi lijek ne čini ništa i da je bilo koji lijek uzrokovan nesrećom. Istraživači obično žele pokazati da je nulta pretpostavka pogrešna.
Alternativna hipoteza je željeni ishod da lijek djeluje bolje od slučajnosti. Posljednja stvar: naučna teorija mora biti lažljiva, što znači da je moguće odrediti mogući ishod eksperimenta koji je u suprotnosti s predviđanjima izvedenim iz hipoteze; inače, ne može se smisleno potvrditi.
Formiranje teorije
Ovaj korak uključuje određivanje logičkih implikacija hipoteze. Zatim se bira jedno ili više predviđanja za dalje testiranje. Što je manje vjerovatno da će predviđanje biti istinito pukim slučajem, to će biti uvjerljivije ako se obistini. Dokazi su takođe jači ako odgovor na predviđanje još nije poznat, zbog uticaja pristrasnosti (vidi i poruku).
U idealnom slučaju, prognoza takođe treba da razlikuje hipotezu od verovatnih alternativa. Ako dvije pretpostavke daju isto predviđanje, ispunjenje predviđanja nije dokaz jednog ili drugog. (Ove izjave o relativnoj snazi dokaza mogu se matematički izvesti korištenjem Bayesove teoreme.)
Testiranje hipoteza
Ovo je studija o tome da li se stvarni svijet ponaša kako je predviđenohipoteza. Naučnici (i drugi) testiraju pretpostavke izvodeći eksperimente. Cilj je utvrditi da li su zapažanja stvarnog svijeta konzistentna ili su u suprotnosti sa predviđanjima izvedenim iz hipoteze. Ako se slažu, povećava se povjerenje u teoriju. U suprotnom se smanjuje. Konvencija ne garantuje da je hipoteza tačna; budući eksperimenti mogu otkriti probleme.
Karl Popper je savjetovao naučnike da pokušaju da krivotvore pretpostavke, odnosno da pronađu i testiraju one eksperimente koji izgledaju najsumnjiviji. Veliki broj uspješnih potvrda nije konačan ako proizlaze iz eksperimenata koji izbjegavaju rizik.
Eksperiment
Eksperimenti bi trebali biti osmišljeni tako da minimiziraju moguće greške, posebno korištenjem odgovarajućih naučnih kontrola. Na primjer, testovi liječenja od droga se obično provode kao dvostruko slijepi testovi. Subjekt, koji može nesvjesno pokazati drugima koji uzorci su željeni test lijekovi, a koji placebo, ne zna koji. Takvi znakovi mogu utjecati na odgovore ispitanika, što postavlja strukturu u određenom eksperimentu. Ovi oblici istraživanja su najvažniji dio procesa učenja. Zanimljive su i sa stanovišta proučavanja njegove (naučne spoznaje) strukture, nivoa i oblika.
Također, neuspjeh eksperimenta ne znači nužno da je hipoteza pogrešna. Istraživanje uvijek ovisi o nekoliko teorija. Na primjer, da testna oprema radi ispravno ineuspjeh može biti neuspjeh jedne od potkrepljujućih hipoteza. Nagađanja i eksperiment su sastavni dio strukture (i oblika) naučnog znanja.
Potonje se može uraditi u fakultetskoj laboratoriji, na kuhinjskom stolu, na dnu okeana, na Marsu (pomoću jednog od radnih rovera) i drugdje. Astronomi sprovode testove tražeći planete oko udaljenih zvijezda. Konačno, većina pojedinačnih eksperimenata se bavi vrlo specifičnim temama iz praktičnih razloga. Kao rezultat toga, dokazi o širim temama obično se akumuliraju postepeno, kako to zahtijeva struktura metodologije naučnog znanja.
Prikupljanje i proučavanje rezultata
Ovaj proces uključuje određivanje šta rezultati eksperimenta pokazuju i odlučivanje kako dalje. Predviđanja teorije se upoređuju sa predviđanjima nulte hipoteze kako bi se utvrdilo ko je najbolje u stanju da objasni podatke. U slučajevima kada se eksperiment ponavlja mnogo puta, može biti potrebna statistička analiza kao što je hi-kvadrat test.
Ako dokazi pobijaju pretpostavku, potreban je novi; ako eksperiment potvrdi hipotezu, ali podaci nisu dovoljno jaki za visoko povjerenje, potrebno je testirati druga predviđanja. Nakon što je teorija snažno potkrijepljena dokazima, može se postaviti novo pitanje kako bi se pružilo dublje razumijevanje iste teme. Ovo takođe određuje strukturu naučnog znanja, njegove metode i forme.
Dokazi drugih naučnika i često iskustvauključeni u bilo kojoj fazi procesa. Ovisno o složenosti eksperimenta, može biti potrebno mnogo ponavljanja da se prikupi dovoljno dokaza, a zatim odgovori na pitanje s povjerenjem, ili da se stvori mnogo odgovora na vrlo specifična pitanja, a zatim odgovori na jedno šire. Ova metoda postavljanja pitanja određuje strukturu i oblike naučnog znanja.
Ako se eksperiment ne može ponoviti da bi proizveo iste rezultate, to znači da su originalni podaci možda bili pogrešni. Kao rezultat toga, jedan eksperiment se obično izvodi nekoliko puta, posebno kada postoje nekontrolirane varijable ili druge indikacije eksperimentalne greške. Za značajne ili neočekivane rezultate, drugi naučnici takođe mogu pokušati da ih reproduciraju za sebe, posebno ako će to biti važno za njihov rad.
Eksterna naučna procjena, revizija, ekspertiza i druge procedure
Na čemu se zasniva autoritet strukture naučnog znanja, njegovih metoda i oblika? Prije svega, po mišljenju stručnjaka. Formira se kroz evaluaciju eksperimenta od strane stručnjaka, koji obično anonimno daju svoju recenziju. Neki časopisi zahtijevaju od eksperimentatora da dostavi liste mogućih recenzenata, posebno ako je polje visoko specijalizovano.
Recenzija ne potvrđuje tačnost rezultata, samo da su, po mišljenju recenzenta, sami eksperimenti bili validni (na osnovu opisa koji je dao eksperimentator). Ako je rad recenziran, što ponekad može zahtijevati nove eksperimenterecenzentima, biće objavljen u odgovarajućem naučnom časopisu. Određeni časopis koji objavljuje rezultate ukazuje na uočeni kvalitet rada.
Snimanje i dijeljenje podataka
Naučnici imaju tendenciju da budu pažljivi u beleženju svojih podataka, što je zahtev izneo Ludwik Fleck (1896–1961) i drugi. Iako to obično nije potrebno, od njih može biti zatraženo da dostave izvještaje drugim naučnicima koji žele da reproduciraju svoje originalne rezultate (ili dijelove svojih originalnih rezultata), proširujući se na razmjenu bilo kakvih eksperimentalnih uzoraka do kojih bi moglo biti teško doći.
Classic
Klasični model naučnog znanja dolazi od Aristotela, koji je napravio razliku između oblika približnog i egzaktnog mišljenja, izneo trodelnu šemu deduktivnog i induktivnog zaključivanja, a takođe je razmatrao složene opcije, kao što je rasuđivanje o strukturi naučnog znanja, njegove metode i forme.
Hipotetičko-deduktivni model
Ovaj model ili metoda je predloženi opis naučne metode. Ovdje su predviđanja iz hipoteze centralna: ako pretpostavite da je teorija tačna, koje su implikacije?
Ako daljnja empirijska istraživanja ne pokažu da su ova predviđanja u skladu s promatranim svijetom, možemo zaključiti da je pretpostavka pogrešna.
Pragmatic model
Vrijeme je za razgovor o filozofiji strukture i metodama naučnog saznanja. Charles Sanders Pierce (1839–1914) karakteriziraistraživanje (proučavanje) nije kao potraga za istinom kao takvom, već kao borba da se pobjegne od dosadnih, obuzdavajućih sumnji izazvanih iznenađenjima, neslaganjima i tako dalje. Njegov zaključak je i danas aktuelan. On je, u suštini, formulisao strukturu i logiku naučnog znanja.
Pearce je vjerovao da spor, neodlučan pristup eksperimentu može biti opasan u praktičnim stvarima, te da je naučna metoda najprikladnija za teorijska istraživanja. Što, pak, ne bi trebalo apsorbirati drugim metodama i praktičnim svrhama. “Prvo pravilo” razuma je da se, da bi se učilo, mora težiti učenju i, kao rezultat, razumjeti strukturu naučnog znanja, njegove metode i forme.
Pogodnosti
Sa fokusom na generiranje objašnjenja, Peirce je opisao pojam koji uči kao koordinaciju tri vrste zaključivanja u svrsishodnom ciklusu fokusiranom na rješavanje sumnje:
- Objašnjenje. Nejasna preliminarna, ali deduktivna analiza hipoteze kako bi njeni dijelovi bili što jasniji, kako to zahtijeva koncept i struktura metode naučnog saznanja.
- Demonstracija. Deduktivno zaključivanje, Euklidski postupak. Eksplicitno izvođenje zaključaka o posljedicama hipoteze kao predviđanja, za indukciju radi testiranja, o dokazima koje treba pronaći. Istražni ili, ako je potrebno, teoretski.
- Indukcija. Dugoročna primjenjivost pravila indukcije proizlazi iz principa (pod pretpostavkom da je općenito obrazloženje)da je stvarno samo predmet konačnog mišljenja do kojeg može dovesti adekvatna istraga; do čega će takav proces ikada dovesti neće biti stvarno. Indukcija koja uključuje tekuće testiranje ili posmatranje slijedi metodu koja će, uz dovoljno očuvanja, smanjiti svoju grešku ispod bilo kojeg unaprijed određenog stepena.
Naučna metoda je superiorna po tome što je posebno dizajnirana za postizanje (u konačnici) najsigurnijih uvjerenja na kojima se mogu zasnivati najuspješnije prakse.
Polazeći od ideje da ljudi ne traže istinu po sebi, već umjesto da potisne iritirajuću, suzdržava sumnju, Pierce je pokazao kako, kroz borbu, neki mogu doći do pokornosti istini u ime poštenja vjeru, tražiti kao vodič za istinu za potencijalnu praksu. Formulirao je analitičku strukturu naučnog znanja, njegove metode i forme.
