Vědecká metoda
Vědecká metoda se odkazuje na techniky pro prozkoumání jevů, získání nového poznatku nebo korigování a začleňující předchozí znalosti. Být nazván vědecký, metoda dotazu musí být založená na shromáždění pozorovatelný, empirický a měřitelný důkaz podřízený specifickým principům úvahy. Vědecká metoda sestává ze sbírky dat přes pozorování a experimentování a formulace a testování hypotéz.
Ačkoli procedury se liší od jednoho pole dotazu k jinému, identifikovatelné rysy rozlišují vědecký dotaz od jiných metodologií znalostí. Vědečtí výzkumníci navrhnou hypotézy jako vysvětlení jevů a design experimentální studia vyzkoušet tyto hypotézy. Tyto kroky musí být repeatable aby dependably předvídají nějaké budoucí výsledky. Teorie, které zahrnují širší domény dotazu mohou svázat mnoho hypotéz spolu v soudržné struktuře. Toto podle pořadí smět pomoci vytvořit nové hypotézy nebo umístit skupiny hypotéz do kontextu.
Nepřehlédněte: Tato stránka obsahuje strojový překlad textu z anglické encyklopedie Wikipedia. Pokud budou některé pasáže špatně srozumitelné, zkuste se podívat i na text v originále, který najdete pod odkazem Scientific method. Překlad byl vytvořen pomocí překladače Eurotran.
Mezi jiné fasety rozdělené různými poli dotazu je přesvědčení, že proces být objektivní redukovat zaujatý výklad výsledků. Další základní očekávání je k dokumentu, archivovat a sdílet všechna data a metodologii tak oni jsou dostupní pro opatrnou prohlídku jinými vědci, proto poskytnout jiným výzkumníkům příležitost ověřit výsledky tím, že pokouší se rozmnožit je. Tato praxe, volal úplné odhalení, také dovolí statistické míry spolehlivosti těchto dat být založen.
Úvod k vědecké metodě
Od Ibn al-Haytham (Alhazen, 965 – 1039), jeden z klíče figuruje v vyvíjející se vědecké metodě, důraz byl na hledání pravdy:
“Pravda je hledaná pro jeho vlastní příčinu. A ti kdo být zaměstnán na pátrání po něčem pro jeho vlastní příčinu být nezaujatý jinými věcmi. Zjištění pravdy je těžké a cesta k tomu je nemocná
.”
“Jak světlo cestuje přes transparentní těla? Světlo letí přes transparentní těla v přímých linkách jen.... My jsme vysvětlili toto podrobně v naše Svazek optiky. Ale nechal nás teď se zmínit o něčem se ukázat jako toto přesvědčivě: skutečnost, že světlo se pohybuje v přímých linkách je jasně pozorovaný ve světlech, která vstoupí do temných místností přes díry.... [T] on světlo vnikání bude jasně pozorovatelné v prachu, který zaplní vzduch.”
Domněnka, že “světlo letí přes transparentní těla v přímých linkách jen” byl potvrzen Alhazen jediný po rokách úsilí. Jeho demonstrace dohadu měla umístit rovnou tyč nebo napnutou nit vedle lehkého paprsku, dokázat, že světlo se pohybuje v rovné řadě.
Vědecká metodologie byla vycvičená v nějakém ročníku pro přinejmenším jeden tisíc roků. Tam jsou problémy ve sdělení formulaic metody, nicméně. Jako William Whewell (1794 – 1866) známý v jeho historii indukční vědy (1837) a ve filozofii indukční vědy (1840), “vynález, bystrost, genialita” být vyžadován u každého kroku ve vědecké metodě. To není dost k základní vědecké metodě na zážitku osamoceně; rozmanité kroky jsou potřebovány ve vědecké metodě, sahat od našeho zážitku k naší představivosti, zpět a dále.
Ve dvacátém století, hypothetico-deduktivní model pro vědeckou metodu byl vytvořen (pro více formální diskuzi, vidět dolů):
Tento model underlies vědecká revoluce. Před jedním tisícem roky, Alhazen ukázal význam kroků 1 a 4. Galileo (1638) také ukázal význam kroku 4 (také volal Experiment) v Dvě nové vědy. Jedna možná sekvence v tomto modelu by byla 1, 2, 3, 4. Jestliže výsledek 4 držení, a 3 je ne přesto vyvrácený, vy můžete pokračovat s 3, 4, 1, a tak dále; ale jestliže výsledek 4 přehlídky 3 být nepravdivý, vy budete mít vrátit se k 2 a pokusit se vynalézt nový 2, odvodit nový 3, hledat 4, a tak dále.
Poznamenat, že tato metoda může nikdy absolutně ověřit (dokázat pravdu) 2. To může jen falšovat 2. (Toto je co Einstein mínil, když on říkal”Žádné množství experimentování může někdy se ukázat jako já správně; jediný experiment může se ukázat jako já špatně.#rquote)
Ve dvacátém století, Ludwik skvrna (1896 – 1961) a jiní shledali, že my potřebujeme zvažovat naše zážitky více opatrně, protože náš zážitek může být ovlivněn, a že my potřebujeme být přesnější když popíše naše zážitky. Tato uvažování jsou diskutována dole.
Pravda a víra
Víra může změnit pozorování; ti se zvláštní věřící vůlí často vidět věci jako vyztužování jejich víra, dokonce jestliže oni dělají ne. Needham je věda a civilizace v Číně použití ' letět s koněm ' obraz jako příklad pozorování: v tom, kůň je nohy jsou popsány jak zešikmil, když zastávka-obraz akce Eadweard Muybridge přehlídkami jinak. Si všimnout toho v tomto okamžiku to žádné kopyto se dotýká země, nohy koně jsou sebrané a jsou ne zešikmil.
Dříve obrazy líčí nesprávné létající koňské pozorování. Toto demonstruje Ludwik Fleckova opatrnost že lidé sledují co oni čekají, že pozoruje to, dokud ne ukázaný jinak; naše víry ovlivní naše pozorování (a proto naše následující akce). Účel vědecké metody má testovat hypotézu, navrhované vysvětlení o jak věci jsou, přes repeatable experimentální pozorování který může popřít hypotézu aby bojoval proti této zaujatosti pozorovatele.
Prvky vědecké metody
Tam je mnoho způsobů, jak nastínit základní metodu rozdělenou všemi poli vědeckého dotazu. Následující příklady jsou typické klasifikace nejdůležitějších součástí metody na kterém je široká dohoda ve vědecké společnosti a mezi filozofy vědy. Tam být, nicméně, neshody nad některými aspekty.
Následující soubor metodologických elementů a uspořádání procedur inklinuje být více charakteristický pro přírodní vědy než společenské vědy. Ve společenských vědách matematické a statistické metody verifikace a testování hypotéz mohou být méně přísné. Nicméně cyklus hypotézy, verifikace a formulace nových hypotéz bude podobat se cyklu popsal dole.
Každý prvek vědecké metody je podřízený kolegiální recenzi pro možné chyby. Tyto aktivity nepopisují všechny že vědci přece (vidí dolů) ale platí většinou k experimentálním vědám (např., fyzika, chemie). Elementy nahoře jsou často učeny ve školském systému.
Vědecká metoda není recept: to vyžaduje inteligenci, představivost a kreativitu. To je také pokračující cyklus, stále se vyvíjet užitečnější, přesné a úplné modely a metody. Například, když Einstein se vyvíjel Special a obecné teorie relativity, on dělal ne jakýmkoli způsobem vyvrátit nebo zlevnit Newton je Principia. Na opačný, jestliže astronomicky velký, vanishingly malý, a extrémně rychlý být redukován ven od Einstein teorií — všechny jevy že Newton nemohl pozorovali to — Newtonovy rovnice zůstanou. Einstein teorie jsou expanze a refinements Newton je teorie a pozorování, která zvětší naši důvěru v je také zvětší naši důvěru v Newtonova přiblížení k nim.
Linearized, pragmatické schéma čtyř bodů nahoře je někdy nabídnuto jako směrnice pro soudní řízení:
Opakovací cyklus tkvící v této postupné metodologii jde od bodu 3 k 6 zádům k 3 znovu.
Zatímco toto schéma nastíní typickou hypotézu/testovací metodu, to by mělo také být si všiml toho množství filozofů, historiků a sociologů vědy (možná nejvíce pozoruhodně Paul Feyerabend) prohlašovat, že takové popisy vědecké metody mají malý vztah k vědě cest je vlastně vycvičený.
“operační” vzor kombinuje pojetí operační definice, instrumentalism a pomůcky:
Podstaty projektu vědy, podporovaný žurnálem Věda, vybíral množství vědeckých článků od toho žurnálu a anotoval je, ilustrovat jak různé části každého článku ztělesní vědeckou metodu. Tady je anotovaný příklad tohoto příkladu vědecké metody titulovaný Mikrobiální geny v lidském genomu: Postranní převod nebo ztráta Genea?.
DNA příklad
Každý prvek vědecké metody je objasněn dole příkladem od objevu struktury DNA:
Charakterizace
Vědecká metoda závisí na zvýšeně důmyslnějších charakterizacích předmětů vyšetřování. ( předměty moci také být nazvaný nevyřešené problémy nebo neznáma.) Například, Benjamin Franklin správně charakterizoval St. Elmo oheň jak elektrický v příroda, ale to vzalo dlouhou sérii experimentů a teorie založit toto. Zatímco hledá vhodné vlastnosti předmětů, toto opatrné myšlení může také znamenat některé definice a pozorování; pozorování často se domáhat opatrný měření a/nebo počítat.
- “Já nejsem zvyklý na pořekadlo něco s jistotou po jediném nebo dvou pozorováních.” — Andreas Vesalius (1546)
Systematická, opatrná sbírka měření nebo počtů významných množství je často kritický rozdíl mezitím pseudo-vědy, takový jako alchymie a věda, takový jako chemie nebo biologie. Vědecká měření zaujatý být obvykle tabelován, graphed, nebo mapovaný, a statistické manipulace, takový jako korelace a návrat, hrál na nich. Měření by mohla být vyrobena v kontrolovaném nastavení, takový jako laboratoř, nebo vyrobený na více nebo méně nepřístupných nebo unmanipulatable objektů takový jako hvězdy nebo lidské populace. Měření často vyžadují specializované vědecké přístroje takový jako teploměry, spektroskopy nebo voltmeters, a postup vědecké oblasti je obvykle důvěrně poutaný k jejich vynálezu a vývoji.
Nejistota
Měření ve vědeckém díle jsou také obvykle doprovázena odhady jejich nejistoty. Nejistota je často odhadovaná výrobními opakovanými měřeními požadovaného množství. Nejistoty mohou také být vypočítány zvážením nejistot individuálních základových kvantit, které jsou používány. Počty věcí, takový jako množství lidí v národě ve zvláštní době, smět také mít nejistotu kvůli limitacím metody použitý. Počty mohou jen reprezentovat vzorek požadovaných kvantit, s nejistotou to závisí na vzorkovací metodě použitý a množství vzorků zaujatý.
Definice
Měření požadují použití operační definice významných kvantit. To je, vědecká kvantita je popisována nebo definovaný jak to je změřeno, jak protichůdný k některým více nejasný, nepřesný nebo “idealizovaná” definice. Například, elektrický proud, uměřený v amperes, smět být operačně definovaný v podmínkách množství stříbra uloženého v určité době na elektrodě v zařízení electrochemical to je popisováno v nějakém detailu. Operační definice věci často se spoléhá na srovnání se standardy: operační definice “hmoty” nakonec se spoléhá na použití artefaktu, takový jako jistý kilogram platiny-iridium držené v laboratoři ve Francii.
Vědecká definice pojmu někdy se liší podstatně od jeho použití přirozeného jazyka. Pro příklad, hmotu a překrývání váhy ve významu v obyčejném pojednání, ale mají různé významy v mechanice. Vědecká množství jsou často charakteristická jejich jednotkami míry, která může později být popisována v podmínkách konvenčních fyzických jednotek když sdělí práci.
Nové teorie někdy vyvstávají na si uvědomit, že jisté požadavky předtím nebyly dostatečně jasně definovaný. Například, Albert Einstein je první papír na relativnost začne vymezením současnost a prostředky pro stanovení délka. Tyto nápady byly přeskočeny Isaac Newton s,”Já nedefinuji čas, prostor, místo a pohyb, jako bytí dobře známé všem.#rquote Einstein papír pak demonstruje to oni (viz., absolutní čas a délka nezávislá na pohybu) byl přiblížení. Francis Crick varuje nás to když charakterizuje předmět, nicméně, to může být předčasné definovat něco, když to zůstane nemocné-rozuměl. Ve studiu Cricka vědomí, on vlastně našel to snadnější studovat uvědomění v vizuální systém, spíše než studovat svobodná vůle, například. Jeho cautionary příklad byl gen; gen byl hodně více uboze dohodnutý před Watsonem a Crick propaguje objev struktury DNA; to odkázaný byli counterproductive utrácet hodně času na definici genu, před nimi.
Příklad charakterizací
DNA-charakterizace
historie objevu struktury DNA je klasický příklad prvky vědecké metody: v roce 1950 to bylo znáno to genetická dědičnost měl matematický popis, začínat studii Gregor Mendel. Ale mechanismus genu byl nejasný. Výzkumníci v Bragg je laboratoř u Cambridge univerzita vyrobený Rentgen difrakce obrazy různý molekuly, začínat krystaly sůl, a pokračovat do více komplikovaných substancí. Záchytné body používání, které byly pečlivě se shromáždily přes běh dekád, začínat jeho chemickým složením, to bylo určoval, že to by mělo být možné charakterizovat fyzickou strukturu DNA a obrazy rentgenu byly by vozidlo. .. 2. DNA-hypotézy
Precession Merkura
Element charakterizace může vyžadovat prodloužené a rozsáhlé studium dokonce i století. To vzalo tisíce roků měření, od Chaldean, Ind, Peršan, Řek, arabští a evropští astronomové, zaznamenat pohyb Země planety. Newton byl schopný zestručnit tyto měření na důsledky jeho práv pohybu. Ale perihelion planety orbita Merkura vystavuje precession, který není úplně vysvětlil to Newtonovými zákony pohybu. Pozorovaný rozdíl pro precession Merkura mezi Newtonian teorií a teorií relativistic (přibližně 43 oblouku-sekundy na století), byl jeden z věcí, které napadly Einstein jak jeho možného časného testu teorie General relativnost.
Vývoj hypotézy
Hypotéza je naznačené vysvětlení jevu, nebo střídavě odůvodněný návrh, který navrhuje možná korelace mezi nebo mezi soubor jevů.
Normálně hypotézy mají formu matematického modelu. Někdy, ale ne vždy, oni mohou také být vytvořeni jako existenciální sdělení, říkat, že nějaký zvláštní případ bytí jevu studoval má některá charaketristická a příčinná vysvětlení, který mít obecný tvar sdělení univerzálie, říkat ten každý příklad jevu má zvláštní vlastnost.
Vědci jsou volní používat kterékoliv zajištění, které oni mají — jejich vlastní tvořivost, nápady od ostatního pole, přerušení, Bayesian závěr, a tak na — představit si možná vysvětlení pro jev v zkoumání. Charles Sanders Peirce, půjčovat si stranu od Aristotle (Prior analytika, 2.25) popisoval počáteční stadia dotaz, podněcoval “drážděním pochybnosti” dovolit si pravděpodobnou domněnku, jak abductive úvaha. Historie vědy je naplněná popisy vědců prohlašovat “záblesk inspirace”, nebo se shrbit, který pak motivoval je, aby podíval se pro důkaz k podpoře nebo vyvrátil jejich myšlenku. Michael Polanyi dělal takové kreativitě vrchol jeho diskuze o metodologii.
William Glen poznamená to
Obecně vědci inklinují k pohledu pro teorie, které jsou “elegantní” nebo “krásný”. V srovnání s obvyklou angličtinou použití těchto nazve, oni tady se odkazují na teorii v souhlasu se známými fakty, který je přesto relativně jednoduchý a snadný ke klice. Occam holící strojek slouží jako orientační pravidlo pro výrobu tato rozhodnutí.
DNA-hypotézy
Linus Pauling navrhoval ten DNA byl trojitá spirála. Francis Crick a James Watson dozvěděl se o hypotéze Paulinga, rozuměl z existujících dat že Pauling byl špatný a chápal to Pauling by brzy pochopil jeho chybu. Tak, závod probíhal vyřešit správnou strukturu — kromě toho Pauling neuvědomil si v té době že on byl v závodě! .. 3. DNA-předpovědi
Předpovědi od hypotézy
Nějaká užitečná hypotéza umožní předpovědi, úvahou včetně deduktivního uvažování. To by mohlo předvídat výsledek experimentu v nastavení laboratoře nebo pozorování jevu v přírodě. Předpověď může také být statistická a jediná promluva o pravděpodobnostech.
To je základní to výsledek být současně neznámo. Jediný v tomto případě eventuation zvýší pravděpodobnost to hypotéza být pravdivý. Jestliže výsledek je už známý, to volalo důsledek a muselo už byli považováni zatímco formuluje hypotézu.
Jestliže předpovědi nejsou přístupné pozorováním nebo zážitkem, hypotéza není přesto užitečná pro metodu, a muset vyčkávání pro ostatní kdo by mohl přijít afterward, a možná rekindle jeho řadu úvahy. Například, nová technologie nebo teorie by mohli dělat nutné pokusy proveditelný.
DNA-předpovědi
Hypotéza ( James Watson a Francis Crick mezi ostatními) ten DNA měl šroubovicovou strukturu znamenala předpověď že to by produkovalo x formoval vzor rentgenové difrakce. Toto vyplývalo z práce Cochrana, Crick a Vand (a nezávisle Stokes) kdo poskytoval matematické východisko pro empirické pozorování že šroubovicové struktury produkují x tvary.
Také v jejich prvním papíru, Watson a Crick předpovídal, že dvojšroubovice struktura poskytovala jednoduchý mechanismus pro DNA replikace, psaní “to neušlo naší pozornosti že specifický pár, který my máme předpokládal okamžitě navrhne možné kopírování mechanismus pro genetický materiál”. .. 4. DNA-experimentuje
Obecná relativnost
Einstein teorie General relativnost dělá několik specifických předpovědí o pozorovatelné struktuře prostoročasu, takový jako předpověď to světlo se ohýbá v gravitačním poli a že množství ohnutí závisí v přesné cestě na síle toho gravitačního pole. Arthur Eddingtonova pozorování dělala během 1919 zatmění slunce podpíralo General relativnost spíše než Newtonian gravitace.
Experimenty
Jednou předpovědi jsou dělány, oni mohou být testovaní experimenty. Jestliže výsledky testu odporují předpovědím, pak hypotézy jsou volány v pochybnost a vysvětlení mohou být hledána. Někdy experimenty jsou řízeny nesprávně a být na omylu. Jestliže výsledky potvrdí předpovědi, pak hypotézy jsou zvažovány pravděpodobně být správný ale směl ještě být špatný a být podřízený dalšímu testování. Experimentální kontrola je technika pro prodávání s chybou pozorování. Tato technika používá kontrast mezi rozmanitými vzorky (nebo pozorování) za lišících se podmínek, vidět co se mění nebo co zůstane stejné. My měníme podmínky pro každé měření, pomoci izolovat co se měnil. Millovy předpisy mohou pak pomoci nám vyřešit co důležitý faktor je. Faktorová analýza je jedna technika pro objevení důležitého faktoru v podstatě.
Se spoléhat na předpovědi, experimenty mohou mít různé tvary. To mohlo být klasický experiment v nastavení laboratoře, double-blind studium nebo archeologický výkop. Dokonce letět letadlem z New Yorku do Paříže je experiment, který testuje aerodynamical hypotézy užité na postavení letadlo.
Vědci převezmou postoj otevřenosti a zodpovědnosti na díle těch dělat pokus. Udržování detailního záznamu je základní, k pomoci v nahrávce a zpravodajství na experimentálních výsledkách a dodání důkazu účinnosti a integritě procedury. Oni budou také pomáhat při množení experimentální výsledky. Stopy této tradice mohou být viděny v práci Hipparchus (190-120 BCE), když určí hodnotu pro precession Země, zatímco kontrolované experimenty mohou být viděny v pracích muslimských vědců takový jako Geber (721-815 CE), al-Battani (853 – 929) a Alhacen (965-1039).
DNA-experimentuje
Watson a Crick se ukázal parafovat (a nesprávný) návrh na strukturu DNA k týmu od Kings vysoké školy - Rosalind Franklinová, Maurice Wilkins, a Raymond Gosling. Franklin okamžitě všiml si nedostatků, které se dotýkaly obsahu vody. Později Watson viděl Franklin je popsán Obrazy rentgenové difrakce který se ukázal X-tvar a potvrdil, že struktura byla šroubovicová. Toto rekindled Watsona a Crick je stavba modelu a vedl ke správné struktuře. .. 1. DNA-charakterizace
Ohodnocení a iterace
Testování a zlepšení
Vědecký proces je opakovací. U nějakého stádia to je možné, že nějaké uvažování bude vést vědce, aby opakoval časnější část procesu. Opomenutí vyvinout zajímavou hypotézu může přivádět vědce k re-definovat předmět, který oni zvažují. Opomenutí hypotézy produkovat zajímavé a testable předpovědi může vést k přehodnocení hypotézy nebo definice předmětu. Opomenutí experimentu dosáhnout zajímavých výsledků může vést vědce k rozvažovat experimentální metodu, hypotézu nebo definici předmětu.
Jiní vědci mohou zahájit jejich vlastní výzkum a zadat proces u nějakého stádia. Oni by mohli přijímat charakterizaci a formulovat jejich vlastní hypotézu nebo oni by mohli přijmout hypotézu a odvodit jejich vlastní předpovědi. Často experiment není hotový osobou, která učinila předpověď a charakterizace je založená na experimentech dělaných někým jinde. Zveřejněné výsledky experimentů mohou také sloužit jako hypotéza předvídat jejich vlastní reprodukovatelnost.
DNA-iterace
Po značném neplodném experimentování, být odrazen jejich nadřazený od pokračování a četných falešných startů, Watson a Crick byl schopný odvodit základní strukturu DNA betonem modelování fyzických tvarů nucleotides který zahrnovat to. Oni byli provázení délkami svazku, které byly odvozené Linus Pauling a Rosalind Franklinová' s obrazy rentgenové difrakce. .. DNA příklad
Potvrzení
Věda je sociální podnikání a vědecké dílo inklinuje být přijat komunitou když to bylo potvrzené. Rozhodujíce, experimentální a teoretické výsledky musí být reprodukovány ostatními uvnitř vědním společenství. Výzkumníci dali jejich životy pro tuto vizi; Georg Wilhelm Richmann byl zabit kulovým bleskem (1753) když pokouší se kopírovat 1752 papírového draka-letět s experimentem Benjamina Franklina.
Chránit před špatnou vědou a falešnými daty, výzkum vlády udělovat agentury jako NSF a vědu žurnály jako Nature a věda mají politiku, že výzkumníci musí archivovat jejich data a metody tak jiní výzkumníci mohou zpřístupňovat to, testovat data a metody a stavět na výzkumu, který předcházel. Archivování vědeckých údajů může být děláno u množství národních archivů v USA nebo na světě data vycentrují.
Modely vědeckého dotazu
Klasický model
Klasický model vědeckého dotazu pochází z Aristotlea, kdo rozlišoval formy přibližné a přesné úvahy, vyložil trojnásobné schéma abductive, deduktivní, a induktivní úsudek, a také zacházel se složenými tvary takový jako úvaha analogií.
Pragmatický model
Charles Peirce (1839-1914) zvažoval vědecký dotaz být druh dotazu rodu, který on vymezil jako nějaké prostředky k víře upevnění, to je, některý míní přicházení u usedlého názoru na záležitost v pochybnost. On poznamenal, že dotaz oběcně začne stavem nejistoty a se pohne ke stavu jistoty, dostatečný přinejmenším skončit dotaz pro bytí času.
Peirce si myslel, že, v praktických záležitostech, pomalu a klopýtat ratiocination není obecně být automaticky přednostní přes instinkt a tradici, a si myslel, že vědecká metoda je nejlépe vhodná k teoretickému dotazu. Co doporučí specificky vědeckou metodu dotazu především jiní je skutečnost, že to je uváženě navržené přijít, nakonec, u nakonec nejbezpečnějších vír, na kterém nejvíce úspěšné akce mohou nakonec být umístěné. V 1877, on nastínil čtyři metody pro fixaci víry, vyrovnání pochybnosti, stupňovaný jejich úspěchem v dosahovat zdravého vyrovnání víry:
- Metoda houževnatosti — pokračovat v tom který jeden je nakloněný myslet .
- Metoda autority — shoda se zdrojem hotových vír .
- Metoda kongruence nebo priori nebo diletant nebo “co je příjemné k důvodu” — vést k argumentaci to dostane se konečně nikde .
- Vědecká metoda .
Peirce charakterizoval vědeckou metodu v podmínkách použití závěru a zaplacenou zvláštní pozornost ke generaci vysvětlení. Jako otázka presuppositions úvahy, on definoval pravdu jako korespondenci znamení (zvláště, problém) k jeho objektu a, pragmaticky, ne jako nějaká skutečná shoda nějaké konečné komunity (tj., takový to se zeptat by byl jít žádat experty za odpovědi), ale místo toho jako ten ideální finální názor který všechny rozumné vědecké intelligences by sahaly, dříve nebo pozdnější ale ještě nevyhnutelně, jestliže oni tlačili vyšetřování daleko enough.In tandem, který on definoval skutečný jak pravdivé znamení je objekt (být to namítat možnost nebo kvalitu, nebo skutečnost nebo brutální fakt, nebo nutnost nebo norma nebo právo), který je co to je nezávisle na nějakém konečném společenském názoru a, pragmaticky, má závislost jediný na ideálním finálním názoru. To je názor jak daleký nebo blízký jako pravda sám k vám nebo mně nebo nějaké konečné společenství myslí. Tak jeho teorie dotazu se svaří k “dělat vědu.” on charakterizoval vědeckou metodu takto:
1. Únos (nebo retroduction). Generace vysvětlovací hypotézy. Od únosu, Peirce rozlišuje přerušení jak odvozovat, na východisku pro testy, podíl pravdy v hypotéze. Každý dotaz, zda do nápadů, brutálních faktů nebo norem a zákonů, vyvstává v důsledku překvapujících pozorování v dané oblasti nebo oblastech a uvažování jevu ve všech jeho aspekty v pokusu rozdělit div. Celý vysvětlovací obsah teorií je podáván způsobem únosu, nejnejistější mezi způsoby závěru. Přerušení jako proces je daleko příliš pomalé pro tu práci, tak ekonomika výzkumu požaduje únos, jehož modicum úspěchu závisí na něčím bytí nějak naladěný na přírodu, rozestavení se učila a, někteří je, pravděpodobně vrozený. Únos má obecné zdůvodnění inductively v tom to pracuje často dost a že nic jinde pracuje, přinejmenším ne rychle dost když věda je už vhodně poněkud pomalu, práce neurčitě mnoho generací. Peirce nazývá jeho pragmatismus “logikou únosu”. Jeho pragmatická zásada je: “zvažovat jaké efekty, které by mohly myslitelně mít praktické postoje vy pochopíte předměty vašeho pojetí mít. Pak, vaše pojetí těch efektů je celek vašeho pojetí objektu”. Jeho pragmatismus je metoda třídění ven pojmové zmatky tím, že zamění význam nějakého pojetí se představitelnými praktickými následky kterákoliv to je který pojetí vylíčí. To metoda experimentational duševního odrazu vytvoří koncepce v podmínkách představitelného confirmatory a okolnostech disconfirmatory — metoda pohostinná ke generaci vysvětlovacích hypotéz, a napomáhající zaměstnání a zlepšení ověření testovat pravdu v domnělých znalostech. Daný únos je závislost na duševních procesech ne nutně conscious a uvažovat ale, v každém případě, naladěný na přírodu a dané únosové bytí vedené potřebou šetřit proces dotazu, jeho vysvětlovací hypotézy by měly být optimally jednoduché ve smyslu pro “předurčeného člověka” (pro kterého Peirce cituje Galileo a který Peirce rozliší od “logicky jednoduchý”). Daný únos je nejistota, to by mělo mít důsledky se představitelným praktickým rodícím prokládáním přinejmenším ke zkouškám inteligence, a, ve vědě, půjčovat sebe k vědeckému testování.
2. Dedukce. Analýza hypotézy a odečtení jeho důsledků aby testoval hypotézu. Dvě stádia:
3. Přerušení. Dlouhodobá platnost pravidla přerušení je deducible od principu (presuppositional k úvaze oběcně) to skutečně je jen předmět finálního názoru ke kterému adekvátnímu vyšetřování by vedl jinými slovy, jestliže tam byl něco ke kterému indukční proces zahrnovat pokračující testy nebo pozorování by nikdy vedla, pak ta věc by nebyla skutečná. Tři stádia:
Výpočetní přístupy
Mnoho subspecialties použitá logika a informatika, takový jak umělá inteligence, učení stroje, výpočetní učící teorie, inferential statistiky, a reprezentace znalostí, být zaujatý nastavením ven výpočetní, logický, a statistické kostry pro různé druhy závěru zapojeného do vědeckého dotazu. Zvláště, oni přispívají formace hypotézy, logická dedukce, a empirické testování. Někteří těchto aplikací ubíhat míry složitost od algoritmická informační teorie k průvodci výroba předpovědí od předchozí distribuce zážitku, například, vidět míra složitosti volala rychlost předchozí od kterého vypočitatelná strategie pro optimální induktivní uvažování může být odvozena.
Filozofie a sociologie vědy
Filozofie vědy se dívá na podporovou logiku vědecké metody, u čeho oddělí vědu od non-věda, a etika, která je implicitní ve vědě.
My se skončíme ve světě, který není přímo pochopitelný. My shledáme, že my někdy odporujeme s ostatními jak k faktům věcí my vidíme na světě kolem nás a my shledáme, že tam jsou věci na světě to být u šance se naším současným pochopením. Vědecká metoda pokouší se poskytovat cestu ve kterém my můžeme dosáhnout dohody a porozumění. “dokonalá” vědecká metoda by mohla pracovat v takový cesta to rozumné použití metody by vždy skončilo dohodou a pochopením; dokonalá metoda by pravděpodobně byla algoritmická, a tak ne opustit nějaké místo pro rozumné agenty odporovat. Jak se všemi filozofickými tématy, hledání bylo žádný přímý ani jednoduchý. Logický Positivist, empiricist, falsificationist a jiné teorie prohlašovali, že dává definitivní popis logiky vědy, ale každý má podle pořadí been posoudil.
Thomas Samuel Kuhn zkoumal historii vědy v jeho Struktura vědeckých revolucí, a shledal, že skutečná metoda použitá vědci se lišila dramaticky od pak-přihlásil se k metodě. Jeho pozorování praxe vědy jsou nezbytně sociologická a nemluví s jak věda je nebo moci být vykonáván v jiných časech a ostatních kulturách.
Imre Lakatos a Thomas Kuhn dělal rozsáhlé dílo na “teorie obtěžkaný” charakter pozorování. Kuhn (1961) říkal vědec obecně má teorii v mysli před kreslením a podnikání experimentuje aby dělal empirická pozorování, a to “cesta od teorie k měření může téměř nikdy být cestoval zaostalý”. Toto znamená, že cesta ve které teorii je testována je nařízen povahou teorie sám, který vedl Kuhna (1961, p. 166) dohadovat se o tom “jakmile to bylo adoptované z povolání... žádná teorie je rozpoznána být testable nějakými kvantitativními testy že to už neprošlo”.
Paul Feyerabend podobně zkoumal historii vědy, a byl veden popírat, že věda je ryze metodologický proces. V jeho knize Proti metodě on argumentuje, že vědecký pokrok je ne výsledek použití nějaké zvláštní metody. V podstatě, on říká, že “něco jde”, který on znamenal to pro nějakou specifickou metodologii nebo standard vědy, úspěšná věda byla oddělané porušení toho. Kritiky takový jak jeho vedl k silný program, radikální přístup k sociologie vědy.
V jeho 1958 knize, osobní znalosti, lékárna a filozof Michael Polanyi (1891-1976) kritizoval obyčejný názor, že vědecká metoda je čistě objektivní a tvoří znalosti cíle. Polanyi obsadil tento pohled jako nedorozumění vědecké metody a povahy vědeckého dotazu, obecně. On argumentoval, že vědci dělají a musí následovat osobní vášně v hodnotících faktech a v určovat které vědecké otázky vyšetřovat. On uzavřel, že struktura svobody je podstatná pro povýšení vědy - že svoboda zabývat se vědou pro jeho vlastní příčinu je předpoklad pro výrobu znalostí přes kolegiální recenzi a vědecké metody.
Postmoderní kritiky vědy byli sám předmět intenzivní diskuse. Tato pokračující debata, známý jako války vědy, je výsledek konfliktních hodnot a předpoklady mezi postmodernistou a tábory realisty. Zatímco postmodernisté tvrdí, že vědecký poznatek je prostě další projev (poznamenat, že tento termín má zvláštní smysl v tomto kontextu) a nereprezentující nějakou formu základní pravdy, realisti ve vědecké společnosti tvrdí, že laně vědeckého poznatku odhalí skutečné a základní pravdy o realitě. Mnoho knih bylo napsáno vědci, kteří přijmou tento problém a napadnou prosazování postmodernistů zatímco brání vědu jako legitimní metoda pocházející pravdy.
Komunikace, komunita, kultura
Často vědecká metoda není zaměstnaná u jediné osoby, ale několik lidí spolupracovat přímo nebo nepřímo. Taková spolupráce může být považována za jeden z elementů vymezení vědecké společnosti. Různé techniky byly rozvinuté zajistit integritu vědecké metody uvnitř takový prostředí.
Ohodnocení kolegiální recenze
Vědecké časopisy použijí postup kolegiální recenze, ve kterém rukopisy vědců jsou předloženy editory vědeckých časopisů k (obvykle jeden k tři) kolega (obvykle anomymní) vědci obeznámení s polem pro ohodnocení. Rozhodčí smějí nebo smějí ne doporučit publikaci, publikace s navrhnutými modifikacemi, nebo, někdy, publikace v dalším žurnálu. Toto poslouží, že drží vědeckou literaturu volný nevědecký nebo bláznivá práce, pomáhá omezit zjevné omyly, a obecně jinak zlepšovat kvalitu vědecké literatury.
Dokumentace a replikace
Někdy experimenters může dělat soustavné chyby během jejich experimentů, nevědomě se stáčet z vědecké metody (patologická věda) pro různé důvody, nebo, ve vzácných případech, uváženě falšovat jejich výsledky. Následně, to je běžná praxe pro jiné vědce k pokusu opakovat pokusy aby kopíroval výsledky, tak dále potvrzovat hypotézu.
Archivování
Jako výsledek, výzkumníci jsou očekáváni k praxi archivování vědeckých údajů v shodě s politikami agentur vládních prostředků a vědeckých časopisů. Detailní zápisy jejich experimentálních procedur, hrubá data, statistické analýzy a zdrojový kód jsou chráněni v rozkazu poskytovat důkaz o účinnosti a integritu procedury a pomáhat při reprodukci. Tyto procedurální záznamy mohou také pomoci v pojetí nových experimentů testovat hypotézu, a smět ukázat se užitečný pro inženýry, kteří by mohli zkoumat potenciální praktická užití objevu.
Sdílení dat
Když doplňující informace je potřebována předtím studium může být reprodukováno, autor studia je čekal, že poskytuje to ihned - ačkoli malý poplatek může platit. Jestliže autor odmítne sdílet data, žádosti mohou být dělány k editorům žurnálu, kteří publikovali pozorování nebo k instituci kdo financoval výzkum.
Limitace
Poznamenat, že to není možné pro vědce zaznamenat všechno to se konalo v experimentu. On musí vybrat fakty, kterým on věří být významný pro experiment a hlásit je. Toto může vést, nevyhnutelně, k problémům pozdnější jestliže nějaký předpokládaně vedlejší rys je zpochybňován. Například, Heinrich Hertz nereportoval velikost místnosti testovala Maxwellovy rovnice, který později dopadal k účtu pro malou odchylku ve výsledkách. Problém je to díly teorie sám potřeba být převzat aby vybral a ohlásil experimentální podmínky. Pozorování jsou od této doby někdy popisovaná jako bytí ' teorie-obtěžkaný '.
Dimenze praxe
Primární omezení současné západní vědy jsou:
- Publikace, tj. kolegiální recenze
- Prostředky (většinou financovat)
To vždy nebylo jako toto: ve starých dny “vědce džentlmena” finance (a k lesser rozsahové publikaci) byla mnohem slabší omezení.
Oba těchto omezení nepřímo předložit vědeckou metodu — práce, která příliš zřejmě poruší omezení bude obtížná publikovat a obtížný být financován. Žurnály nevyžadují odevzdané referáty odpovídat něčemu přesnější než “dobrá vědecká praxe” a toto je většinou prosazeno kolegiální recenzí. Originalita, důležitost a zájem jsou důležitější - vidět například směrnice autora pro Příroda.
Kritiky (vidí kritickou teorii) těchto omezení být že oni jsou tak mlhaví v definici (např. “dobrá vědecká praxe”) a otevřít se ideologický, nebo dokonce politický, manipulace oddělená od tvrdého tréninku vědecké metody, že oni často podávají na cenzora spíše než podporovat vědecký objev. Zřejmá cenzura přes odmítnutí vydávat nápady neoblíbené u vědců hlavního proudu (nepopulární protože ideologických důvodů a/nebo protože oni vypadají, že odporuje dlouho držené vědecké teorie) pokazil populární představu vědců jako bytí neutrální nebo hledači pravdy a často pomlouval populární představu vědy jako celek.
Historie
Vývoj vědecké metody je neoddělitelný od historie vědy sám. Starobylý Egypťan dokumenty, takový jak časný papyrusy, popisovat metody lékařské diagnózy. V starověký Řek kultura, metoda empirismus byl popisován. První experimentální vědecká metoda byla vyvinuta Muslimští vědci, kdo představil použití experimentování a počítání rozlišovat mezi soutěžením vědecké teorie zapadly uvnitř obecně empirické orientace, který se objevil s Alhazen' s optický experimentuje v jeho Svazek optiky (1021). Moderní vědecká metoda se krystalizovala ne pozdnější než v 17. a 18. století. V jeho práci Novum Organum (1620) — odkaz na Aristotlea je Organon — Francis Bacon nastíněný nový systém logiky zlepšit staré filozofický proces úsudek. Pak, v 1637, René Descartes ustavený kostra pro vědeckou metodu je hlavní zásady v jeho pojednání, Pojednání o metodě. Spisy Alhazen, Bacon a Descartes je zvažován kritický v historickém vývoji moderní vědecké metody.
V pozdní 19. století, Charles Sanders Peirce navrhoval schéma, které by dopadalo mít značný vliv ve vývoji aktuální vědecké metody obecně. Peirce urychlil pokrok na několika předních stranách. Firstly, mluvení v širší souvislosti v “jak objasnit naše nápady” (1878), Peirce nastínil objektivně ověřitelnou metodu testovat pravdu v domnělých znalostech na cestě, která přesahuje pouhé foundational alternativy, se zaměřit na jak dedukci tak přerušení. On tak umístil přerušení a odečtení v doplňkový spíše než konkurenční kontext (latter který byl primární trend přinejmenším od Davida Humea, kdo napsal tam střední-k-pozdní 18. století). Zadruhé, a přímější důležitosti pro současnou metodu, Peirce navrhl základní schéma pro hypotézu/testování, které pokračuje zvítězit dnes. Vytahovat teorii dotazu od jeho surových látek v klasické logice, on rafinoval to souběžně s časným vývojem symbolické logiky k adrese pak-běžné problémy ve vědecké úvaze. Peirce zkoumal a artikuloval tři základní způsoby uvažování, že, jak diskutoval nahoře v tomto článku, hrát roli v dotazu dnes, procesy, které jsou současně známé jako abductive, deduktivní, a induktivní úsudek. Thirdly, on hrál hlavní roli v postupu symbolické logiky sám — opravdu toto bylo jeho primární specialita.
Karl Popper popřel existenci důkazu a vědecké metody. Popper si myslí, že to tam je jen jedna univerzální metoda, negativní metoda soudu a chyba. To pojistí ne jen všechny produkty člověka se zlobí, včetně vědy, matematika, filozofie, umění a tak na, ale také evoluce života.
Vztah s matematikou
Věda je proces shromáždění, porovnání a zhodnocení navrhoval modely pro případ observables. Model může být simulace, matematická nebo chemická rovnice nebo soubor navrhnutých opatření. Věda je jako matematika v tom výzkumníci v obou disciplínách mohou jasně rozlišovat co je známý od čeho je neznámo u každé fáze objevu. Modely, v jak vědě tak matematice, potřeba být vnitřně shodný a také mít být falsifiable (schopný vyvrácení). V matematice, sdělení nemusí přesto být dokázané; u takový stádium, to sdělení bylo by nazvané dohad. Ale když sdělení dosáhlo matematického důkazu, to sdělení získá druh nesmrtelnosti, která je velmi ceněná matematiky a pro kterého někteří matematici věnují jejich životy.
Matematická práce a vědecká práce mohou inspirovat každého jiný. Například, technické pojetí času vyvstávalo ve vědě a timelessness byl punc matematického tématu. Ale dnes, Poincaré dohad byl dokázaný používat čas jako matematickou představu ve kterých objektech může tok (vidět Ricci tok).
Přesto, spojení mezi matematikou a realitou (a tak věda do rozsahu to popisuje realitu) zůstane temný. Eugene Wigner' s papír, Nesmyslná účinnost matematiky v přírodních vědách, je velmi známý popis záležitosti od fyzika Nobelovy ceny. Ve skutečnosti, někteří pozorovatelé (včetně některých dobře známých matematiků takový jak Gregory Chaitin, a jiní takový jak Lakoff a Nunez) navrhli, že matematika je výsledek zaujatosti praktika a lidská limitace (včetně kulturních), spíše jako postmoderní pohled na vědu.
George Pólya práce na řešení problému, konstrukci matematických důkazů a heuristické přehlídce že matematická metoda a vědecká metoda se liší v detailu, zatímco přesto se podobá každému jiný v použití opakovacích nebo rekurzivních opatření.
V Pólya pohledu, pochopení zahrne zopakovat neznámé definice ve vašich vlastních slovech, se uchylovat k geometrickým obrazcům a výslechu co my víme to a nevědí to už; analýza, který Pólya bere od Pappus, zahrnuje volnou a heuristickou konstrukci možných argumentů, pracovat zaostalý od cíle a navrhnutí plánu pro budovat důkaz; syntéza je přísný Euclidean výklad postupných detailů důkazu; recenze zahrne rozvážit a přezkoušet výsledek a cestu vzatou k tomu.
Viz též
Osnova příbuzných témat
Logika, matematika, metodologie
Problémy a záležitosti
Historie, filozofie, sociologie
Externí odkazy
- Úvod k vědě: Vědecké myšlení a vědecká metoda Steven D. Schafersman.
- Úvod k vědecké metodě
- Teorie-ladenness Paul Newall v Galilean knihovně
- Přednáška o vědecké metodě Greg Anderson
- Používat vědeckou metodu pro vědu konstruování projekty trhu
- Vědecké metody online kniha Richarda D. Jarrarda