Metoda științifică urmărește să explice în mod obiectiv evenimentele naturii într-un mod reproductibil. Un experiment sau o ipoteză de gândire explicativă este prezentată ca explicație folosind principii cum ar fi parsimonia (cunoscută și ca „Briciul lui Occam”) și, în general, se așteaptă să caute consiliență – potrivire bună cu alte fapte acceptate legate de fenomen. Această nouă explicație este folosită pentru a face predicții falsificabile care pot fi testate prin experiment sau observare. Predicțiile trebuie să fie afișate înainte de a se solicita un experiment sau o observație de confirmare, ca dovadă a faptului că nu a avut loc nicio modificare. Contestarea unei predicții este o dovadă a progresului. Acest lucru se realizează parțial prin observarea fenomenelor naturale, dar și prin experimentarea care încearcă să simuleze evenimentele naturale în condiții controlate adecvate disciplinei (în științele observaționale, cum ar fi astronomia sau geologia, o observație previzionată ar putea înlocui un experiment controlat). Experimentarea este deosebit de importantă în știință pentru a ajuta la stabilirea relațiilor de cauzalitate (pentru a evita eroarea de corelație).
Atunci când o ipoteză se dovedește nesatisfăcătoare, aceasta este fie modificată, fie aruncată. Dacă ipoteza a supraviețuit testelor, ea poate fi adoptată în cadrul unei teorii științifice, un model logic, auto-consecvent sau cadru pentru descrierea comportamentului anumitor fenomene naturale. O teorie descrie în mod tipic comportamentul multor seturi mai largi de fenomene decât o ipoteză; de obicei, un număr mare de ipoteze pot fi legate logic împreună de o singură teorie. Astfel, o teorie este o ipoteză care explică diverse alte ipoteze. În acest sens, teoriile sunt formulate în conformitate cu cele mai multe dintre aceleași principii științifice ca și ipotezele. Pe lângă testarea ipotezelor, oamenii de știință pot genera, de asemenea, un model, o încercare de a descrie sau exp0lica fenomenul în termeni de reprezentare logică, fizică sau matematică și de a genera noi ipoteze care pot fi testate, pe baza unor fenomene observabile.
În timp ce efectuează experimente pentru a testa ipotezele, oamenii de știință ar putea avea o preferință pentru un rezultat față de altul, deci este important să se asigure că știința ca întreg poate elimina această părtinire. Acest lucru poate fi realizat printr-un design experimental atent, transparență și un proces aprofundat de evaluare reciprocă a rezultatelor experimentale, precum și orice concluzii. După ce rezultatele experimentului sunt anunțate sau publicate, este o practică obișnuită ca cercetătorii independenți să verifice în mod dublu cum a fost efectuată cercetarea și să urmărească prin efectuarea de experimente similare pentru a determina cât de fiabile ar putea fi rezultatele. Luată în totalitate, metoda științifică permite o rezolvare extrem de creativă a problemelor, reducând în același timp efectele negative ale subiectivității din partea utilizatorilor săi (în special părtinirea confirmării).
Matematica și științele formale
(Calculul, matematica schimbării continue, stă la baza multor științe.)
Matematica este esențială pentru științe. O funcție importantă a matematicii în știință este rolul pe care îl joacă în exprimarea modelelor științifice. Observarea și colectarea măsurătorilor, precum și ipoteza și prezicerea necesită adesea o utilizare extensivă a matematicii. De exemplu, aritmetica, algebra, geometria, trigonometria și calculul sunt toate esențiale pentru fizică. Practic fiecare ramură a matematicii are aplicații în știință, inclusiv în domenii „pure”, cum ar fi teoria numărului și topologia.
Metodele statistice, care sunt tehnici matematice pentru sintetizarea și analizarea datelor, permit oamenilor de știință să evalueze nivelul de fiabilitate și variația rezultatelor experimentale. Analiza statistică joacă un rol fundamental în multe domenii ale științelor naturii și ale științelor sociale.
Știința computațională aplică puterea de calcul pentru a simula situațiile din lumea reală, permițând o mai bună înțelegere a problemelor științifice decât se poate obține doar prin matematica formală. Potrivit Societății pentru Matematică Industrială și Aplicată, calculul este acum la fel de important ca teoria și experimentul în avansarea cunoștințelor științifice.
Alte științe formale includ teoria informațiilor, teoria sistemelor, teoria deciziei și lingvistica teoretică. Astfel de științe implică studiul sistemelor abstracte bine definite și depind foarte mult de matematică. Ele nu implică proceduri empirice, rezultatele lor sunt derivate logic din definițiile lor și sunt analitice în natură.
Părți ale științelor naturale și sociale care se bazează pe rezultate empirice, dar care depind în mare măsură de dezvoltarea matematică includ finanțele matematice, fizica matematică, chimia matematică, biologia matematică și economia matematică.
Dacă matematica însăși este clasificată în mod corespunzător ca știință, a fost o chestiune de dezbatere. Unii gânditori văd matematicienii ca oameni de știință, considerând experimentele fizice ca dovezi neesențiale sau dovezile matematice ca fiind echivalente cu experimentele. Alții nu consideră matematica o știință, deoarece nu necesită un test experimental al teoriilor și ipotezelor sale. Teoremele și formulele matematice sunt obținute prin derivări logice care presupun sisteme axiomatice, mai degrabă decât o combinație de observație empirică și raționament logic care a devenit cunoscută ca metodă științifică. În general, matematica este clasificată drept știință formală, în timp ce științele naturale și sociale sunt clasificate drept științe empirice.
Lasă un răspuns