Modele de cercetare științifică

Modelul clasic

Modelul clasic al cercetării științifice derivă de la Aristotel, care a distins formele rațiunii aproximative și exacte, a stabilit schema triplă a inferenței abductive, deductive și inductive și, de asemenea, a tratat formele compuse cum ar fi raționamentul prin analogie.

Modelul ipotetico-deductiv

Modelul sau metoda ipotetico-deductivă este o descriere propusă a metodei științifice. Aici, previziunile din ipoteză sunt esențiale: dacă presupui că ipoteza este adevărată, ce consecințe urmează?

Dacă investigația empirică ulterioară nu demonstrează că aceste consecințe sau predicții corespund lumii observabile, ipoteza poate fi considerată a fi falsă.

Modelul pragmatic

În 1877, Charles Sanders Peirce (1839-1914) a caracterizat cercetarea, în general, nu ca urmărirea adevărului per se, ci ca luptă pentru a trece de la îndoielile iritante, inhibitoare care s-au născut din surprize, dezacorduri și altele asemeneam, și pentru a ajunge la o credință sigură, credința fiind cea în care cineva este pregătit să acționeze. El a încadrat cercetarea științifică ca parte a unui spectru mai larg, și ca stimulată, ca cercetarea în general, de o îndoială reală, nu de o simplă îndoială verbală sau hiperbolică, pe care el le-a considerat sterile. El a subliniat patru metode de stabilire a opiniei, ordonat de la cea mai fărăr şanse la cea mai de succes:

1. Metoda tenacităţii (politica de a păstra credința inițială) – care aduce confort și hotărâre, dar duce la încercarea de a ignora informațiile contradictorii și părerile altora ca și cum adevărul ar fi intrinsec privat, nu public. Ea se opune impulsului social și se clatină cu ușurință, deoarece se poate observa când opinia altcuiva este la fel de bună ca și opinia inițială. Succesele sale pot străluci, dar au tendința de a fi tranzitorii.
2. Metoda autorităţii – care depășește neînțelegerile, dar uneori brutal. Succesele sale pot fi maiestuoase și de lungă durată, dar nu pot funcționa suficient de bine pentru a suprima îndoielile pe termen nelimitat, mai ales atunci când oamenii învață despre alte societăți prezente și trecute.
3. Metoda a priori – care promovează conformitatea mai puțin brutal, dar încurajează opiniile ca ceva asemănător gusturilor, apărute în conversații și comparații ale perspectivelor în ceea ce privește „ceea ce este plăcut pentru rațiune”. Astfel depinde de moda în paradigme și merge în cercuri în timp. Este mai intelectuală și respectabilă, dar, ca și primele două metode, susține credințele accidentale și capricioase, determinând unele minți să se îndoiască de ea.
4. Metoda științifică – metoda în care cercetarea se consideră a fi falibilă și este testată, criticată, corectată și îmbunătățită în mod intenționat.

Peirce a susținut că raționalizarea lentă, patetică poate fi periculos inferioară instinctului și sentimentului tradițional în practică, și că metoda științifică este cea mai potrivită pentru cercetarea teoretică, care, la rândul ei, nu ar trebui să fie împiedicată de celelalte metode și scopuri practice; motivul unei „prime reguli” este că, pentru a învăța, trebuie să dorești să înveți și, ca un corolar, să nu blochezi modul de studiu. Metoda științifică îi stimulează pe ceilalți, fiind concepută deliberat să vină – în cele din urmă – la cele mai sigure convingeri, pe care se pot baza cele mai reușite practici. Pornind de la ideea că oamenii nu caută adevărul în sine, ci, în schimb, să cerceteze îndoieli iritante și inhibitoare, Peirce a arătat cum, prin luptă, unii pot ajunge să se supună adevărului din motive de integritate a credinței, să caute ca adevăr îndrumarea unei practici potențiale corecte pentru obiectivul dat, și să apeleye astfel ei înşişi la metoda științifică.

Pentru Peirce, cercetarea rațională implică presupoziții despre adevăr și real; a raționa înseamnă a presupune (și cel puțin a spera), ca principiu al autoreglementării celui care raţionează, că adevărul este descoperit și independent de capriciile noastre de opinie. În acest sens el a definit adevărul ca fiind corespondența unui semn (în special, o propoziție) cu obiectul său și, pragmatic, nu ca un consens real al unei anumite comunități definite, finite (astfel încât a cerceta ar însemna să se facă sondaje printre experți), dar în schimb ca acea opinie finală la care toți cercetătorii ar ajunge mai devreme sau mai târziu, inevitabil, dacă ar fi să facă o cercetare suficient de profundă, chiar și atunci când încep din puncte diferite. În tandem el a definit realul ca obiect al unui semn adevărat (fie acel obiect ca o posibilitate sau calitate, fie o realitate sau un fapt brut, fie o necesitate, o normă sau o lege), care este ce este independent de orice opinie a comunității finite și, pragmatic , depinde doar de opinia finală într-o cercetare suficientă. Aceasta este o destinație la fel de departe, cât și de aproape, ca adevărul însuși pentru voi sau pentru mine sau pentru comunitatea finită dată. Astfel, teoria sa a cercetării se reduce la „a face știință”. Aceste concepții despre adevăr și real implică ideea unei comunități atât fără limite (și, prin urmare, potențial autocorecționate în măsura în care este necesar), cât și capabile de o deyvoltare clară a cunoștințelor. Ca inferență, „logica este înrădăcinată în principiul social”, deoarece depinde de un punct de vedere care este, într-un anumit sens, nelimitat.

Acordând o atenție deosebită generării de explicații, Peirce a subliniat metoda științifică ca o coordonare a trei tipuri de inferențe într-un ciclu deliberat care vizează rezolvarea îndoielilor, după cum urmează (în §III-IV, în „Un argument neglijat„, cu excepția cazurilor în care se specifică altfel):

1. Abducţia (sau retroducţia). Ghicitul, inferență la ipotezele explicative pentru selectarea celor care merită cel mai mult să fie încercate. Din abducţie, Peirce distinge inducția ca inferenţa, pe baza testelor, a proporției adevărului în ipoteză. Fiecare cercetare, fie că este vorba de idei, fapte brute, norme sau legi, provine din observații surprinzătoare într-unul sau mai multe dintre aceste domenii (și de exemplu în orice etapă a unei cercetări deja în curs). Tot conținutul explicativ al teoriilor provine din abducţie, care presupune o idee nouă sau exterioară, pentru a explica într-un mod simplu, economic, un fenomen surprinzător sau complicat. Cel mai adesea, chiar și o minte bine pregătită poate ghici greșit. Dar modicul de succes al presupunerilor noastre depăşeşte cu mult pe cel al norocului şi pare a fi născut din acordarea naturii prin instinctele dezvoltate sau inerente, mai ales în măsura în care cele mai bune presupuneri sunt optim plauzibile şi simple în sensul, a spus Peirce, de „facel şi natural”, ca lumina naturală a rațiunii lui Galileo, și distinctă de” simplitatea logică”. Abducţia este cel mai fertil, dar cel mai puţin sigur mod de inferență. Rațiunea sa generală este inductivă: reușește destul de des și, fără ea, nu există speranță în a accelera suficient cercetarea (adesea multi-generațional) spre noi adevăruri. Metoda de coordonare conduce de la abducţia unei ipoteze plauzibile la a o judeca pentru testabilitatea ei și pentru modul în care testarea sa ar economisi cercetarea în sine. Peirce numește pragmatismul său „logica abducţiei”. Maxima lui pragmatică este: „Luați în considerare teoretic ce efecte cu  relevanţa practică pe care o concepeți ar putea avea obiectele concepției voastre. Apoi, concepția voastră despre aceste efecte este întreaga concepție despre obiect”. Pragmatismul său este o metodă de reducere fructuoasă a confuziilor conceptuale prin echivalarea semnificației oricărei concepții cu implicațiile practice imaginabile ale efectelor concepute ale obiectului său – o metodă de reflecție mentală experimentală, favorizantă pentru formarea ipotezelor și conducând la testarea acestora. Ea favorizează eficiența. Ipoteza, fiind nesigură, trebuie să aibă implicații practice care să conducă cel puțin la teste mentale și, în știință, să se facă teste științifice. O presupunere simplă, dar improbabilă, dacă nu este costisitoare pentru a testa falsitatea, poate fi prima pe linia de testare. O presupunere merită testată intrinsec dacă are o plauzibilitate instinctivă sau o probabilitate obiectivă motivată, în timp ce probabilitatea subiectivă, deși motivată, poate fi înșelător de seducătoare. Presupunerile pot fi alese strategic pentru testare, în funcţie de prudența lor, amploarea și necomplexitatea lor. S-ar putea să sperăm să descoperim doar ceea ce timpul îl va dezvălui oricum printr-o experiență suficientă a celui care studiază, deci scopul este accelerarea; economia cercetării este ceea ce impune saltul, ca să zicem aşa, abducţiei și cea care guvernează arta sa.
2. Deducţia. Două etape:
   1. Explicația. Prezentarea neclară, dar deductivă, a ipotezei, pentru a face părțile sale cât mai clare posibil.
   2. Demonstrația: Argumentarea deductivă, euclidiană în procedură. Deducerea explicită a consecințelor ipotezei ca predicții, pentru inducția de a testa, pentru a găsi dovezi. Corolar sau, dacă este necesar, teoretic.
3. Inducţia. Validitatea pe termen lung a regulii de inducție este deductibilă din principiul (presupozițional la raționament în general) că realul este doar obiectul opiniei finale la care va conduce cercetarea adecvată; orice la care niciun astfel de proces nu ar conduce vreodată nu ar fi real. Inducția care implică teste sau observații continue urmează o metodă care, suficient de persistentă, va diminua eroarea sa sub orice limită prestabilită. Trei etape:
   1. Clasarea. Prezentarea neclară, dar inductivă, clasarea obiectelor experienței sub ideile generale.
   2. Probarea: Argumentație directă inductivă. Brută (enumerarea instanțelor) sau graduală (o nouă estimare a proporției adevărului în ipoteză după fiecare test). Inducţia graduală este calitativă sau cantitativă; dacă este calitativă, atunci este dependentă de ponderile de calități sau de caractere; dacă este cantitativă, atunci este dependentă de măsurători, sau de statistici, sau de numărări.
   3. Inducția sentenţială: „… care, prin raționamente inductive, evaluează diferitele probe una câte una, apoi combinațiile lor, apoi se face o autoevaluare a acestora în sine, și se trece la judecata finală asupra întregului rezultat”.

Știința sistemelor complexe

Știința aplicată sistemelor complexe poate implica elemente precum transdisciplinaritatea, teoria sistemelor și modelarea științifică. Institutul Santa Fe studiază astfel de sisteme; Murray Gell-Mann interconectează aceste subiecte cu transmiterea mesajelor.

În general, metoda științifică poate fi dificil de aplicat cu strictețe la diverse sisteme interconectate și seturi de date mari. În special, practicile utilizate în cadrul datelor de mari dimensiuni, cum ar fi analizele predictive, pot fi considerate ca fiind în contradicție cu metoda științifică.