Cercetarea științifică urmărește în general să obțină cunoștințe sub forma unor explicații testabile pe care oamenii de știință le pot folosi pentru a prezice rezultatele experimentelor viitoare. Acest lucru permite oamenilor de știință să dobândească o mai bună înțelegere a subiectului studiat și mai târziu să utilizeze această înțelegere pentru a interveni în mecanismele cauzale (de exemplu pentru a vindeca boala). Cu cât o explicație este mai bună în a face previziuni, cu atât este mai utilă frecvent, și cu atât mai probabil va continua să explice mai multe seturi de observații decât alternativele sale. Cele mai de succes explicații – cele care explică și fac predicții exacte într-o gamă largă de circumstanțe – sunt deseori numite teorii științifice.
Cele mai multe rezultate experimentale nu produc schimbări majore în înțelegerea umană; îmbunătățirile în înțelegerea științifică teoretică rezultă în mod obișnuit dintr-un proces gradual de dezvoltare în timp, uneori în diferite domenii ale științei. Modelele științifice variază în măsura în care au fost testate experimental și în funcție de cât timp, și de acceptarea lor în comunitatea științifică. În general, explicațiile devin acceptate în timp, pe măsură ce dovezile se acumulează pe un anumit subiect, iar explicația în cauză se dovedește mai puternică decât alternativele sale în a explica observațille. Deseori, cercetătorii reformulează ulteriori explicațiile în timp sau combină explicațiile pentru a produce noi explicații.
Tow vede metoda științifică în termenii unui algoritm evolutiv aplicat științei și tehnologiei.
Proprietățile cercetării științifice
Cunoștințele științifice sunt strâns legate de constatările empirice și pot rămâne subiectul falsificării în cazul în care se constată o nouă observație experimentală incompatibilă cu aceasta. Adică, nicio teorie nu poate fi considerată definitivă, deoarece ar putea fi descoperite noi dovezi contradictorii. Dacă se găsesc astfel de dovezi, se poate propune o nouă teorie, sau (mai frecvent) se constată că modificările teoriei anterioare sunt suficiente pentru a explica noile dovezi. Puterea unei teorii poate fi argumentată prin raportarea la cât timp a persistat fără alterarea majoră a principiilor sale fundamentale.
Teoriile pot ajunge, de asemenea, să fie subsumate de alte teorii. De exemplu, legile lui Newton au explicat aproape perfect mii de ani de observațiile științifice ale planetelor. Totuși, aceste legi au fost apoi considerate a fi cazuri speciale ale unei teorii mai generale (relativitatea), care explică atât excepțiile (inexplicabile anterior) față de legile lui Newton, cât și alte observații previzionate și explicate, cum ar fi deformarea luminii prin gravitate. Astfel, în anumite cazuri, observațiile științifice independente, necondiționate, pot fi legate între ele, unificate prin principiile de creștere a puterii explicative.
Din moment ce noile teorii ar putea fi mai cuprinzătoare decât cele precedente și astfel ar fi capabile să explice mai mult, teoriile ulterioare ar putea să îndeplinească un standard mai înalt prin explicarea unui corp mai larg de observații decât precedentele lor. De exemplu, teoria evoluției explică diversitatea vieții pe Pământ, modul în care speciile se adaptează la mediul lor și multe alte modele observate în lumea naturală; cea mai recentă modificare majoră a fost unificarea cu genetica pentru a forma sinteza evoluționistă modernă. În modificările ulterioare, a subsumat aspecte ale multor alte domenii, cum ar fi biochimia și biologia moleculară.
Credințe și prejudecăți
(Mișcarea în galop falsificată, vezi imaginea de mai jos)
(Fotografiile lui Muybridge ale Calului în mișcare, 1878, au fost folosite pentru a răspunde la întrebarea dacă toate cele patru picioare ale unui cal în galop sunt vreodată pe pământ în același timp, ceea ce demonstrează o utilizare a fotografiei ca instrument experimental în știință.)
Metodologia științifică deseori direcționează ipotezele să fie testate în condiții controlate, ori de câte ori este posibil. Acest lucru este posibil în anumite domenii, cum ar fi în științele biologice, și mai dificil în alte domenii, cum ar fi astronomia. Practica controlului experimental și a reproductibilității poate avea ca efect diminuarea efectelor potențial dăunătoare ale circumstanței și, într-o anumită măsură, a părtinirii personale. De exemplu, credințele preexistente pot modifica interpretarea rezultatelor, ca și în părtinirea confirmării; aceasta este o euristică ce face ca o persoană cu o anumită credință să vadă lucrurile în sensul consolidării credinței lor, chiar dacă un alt observator ar putea să nu fie de acord (cu alte cuvinte, oamenii tind să observe ceea ce așteaptă să observe).
Un exemplu istoric este convingerea că picioarele unui cal în galop sunt trec prin toate fazele din momentul în care niciunul dintre picioarele calului nu atinge pământul, până la punctul în care această imagine este inclusă în picturi de susținătorii săi. Cu toate acestea, primele imagini cu cadre ale galopului unui cal făcute de către Eadweard Muybridge au arătat că acest lucru este fals. O altă importantă prejudecată umană este preferința pentru declarații noi, surprinzătoare, care poate duce la o căutare a dovezilor în care noul este considerat adevărat. Spre deosebire de acest standard în metoda științifică, credințele slab confirmate pot fi crezute și se poate acționa printr-o euristică mai puțin riguroasă, uneori profitând de eroarea narativă care, atunci când este construită narațiunea, elementele sale devin mai ușor de crezut. Uneori, elementele sunt asumate a priori, sau conțin un alt defect logic sau metodologic în procesul care le-a produs în final.
Logica argumentării științifice
Așteptările generate de o idee științifică și observațiile reale relevante pentru aceste așteptări formează argumentul științific. Acesta seamănă puțin cu argumentul într-o instanță de judecată – o descriere logică a ceea ce gândim și de ce gândim așa. Un argument științific utilizează dovezi pentru a stabili dacă o idee științifică este exactă sau inexactă. De exemplu, ideea că boala la mamele noi poate fi cauzată de mâinile murdare ale medicilor generează speranța că ratele de boală ar trebui să scadă atunci când medicii ăși spală mâinile înainte de a se prezenta la naștere. Când acest test a fost efectiv realizat în anii 1800, rezultatele au corespuns așteptărilor, rezultând un argument științific puternic în sprijinul ideii spălării mâinilor.
Idee științifică + Așteptări + Observații = Argument științific
Deși elementele unui argument științific (ideea științifică, așteptările generate de idee și observațiile relevante) sunt întotdeauna legate în același mod logic, în ceea ce privește procesul științei, acele elemente pot fi asamblate în ordine diferită. Uneori ideea vine mai întâi și apoi oamenii de știință merg să caute observațiile care o confirmă. Alteori, observațiile sunt primele și sugerează o idee anume. Uneori ideea și observațiile sunt deja acolo, iar cineva ulterior își dă seama că cele două ar putea fi legate între ele.
Testarea ideilor cu dovezi poate părea simplă și de bun simț – și, la bază, așa este! – dar există câteva subtilități ale procesului:
- Ideile pot fi testate în mai multe moduri. Unele teste sunt relativ simple (de exemplu, prinderea a 1000 musculițe și numărarea celor care au ochii roșii), dar unele necesită mult timp (de ex., așteptarea următoarei apariții a Cometei lui Halley), efort (de exemplu, sortarea minuțioasă a mii de microfosile) și/sau dezvoltarea unor instrumente specializate (cum ar fi un accelerator de particule).
- Dovezile se pot reflecta pe idei în multe moduri diferite.
- Există multiple seturi de dovezi și multe criterii care trebuie luate în considerare la evaluarea unei idei.
- Toate testele implică elaborarea unor ipoteze.
În ciuda acestor detalii, este important să ne amintim că, în cele din urmă, ipotezele și teoriile trăiesc și mor indiferent dacă funcționează sau nu – cu alte cuvinte, dacă sunt utile în explicarea datelor, generarea de așteptări, furnizarea de explicații satisfăcătoare, inspirarea întrebărilor de cercetare, răspunderea la întrebări, și rezolvarea problemelor. Știința filtrează prin multe idei și construiește pe baza celor care funcționează.
Lasă un răspuns