Practica științifică

(Astronomia a devenit mult mai exactă după ce Tycho Brahe și-a conceput instrumentele științifice pentru măsurarea unghiurilor dintre două corpuri celeste, înainte de inventarea telescopului. Observațiile lui Brahe au stat la baza legilor lui Kepler.)

Deși enciclopediile, precum Istoria naturală a lui Pliny (în anul 77), au oferit presupuse fapte, s-au dovedit a fi nesigure. Un punct de vedere sceptic, cerând o metodă de verificare, a fost poziția practică pentru tratarea cunoștințele nesigure. În urmă cu 1000 de ani, cercetători precum Alhazen, Roger Bacon, Witelo, John Pecham, Francis Bacon (1605) și C. S. Peirce (1839-1914) au oferit comunității modalități de abordare a acestor incertitudini. În special, raționamentul greșit poate fi evidențiat, de ex. prin „afirmarea consecinței”.

„Dacă un om va începe cu certitudini, el va pune capăt îndoielilor, dar dacă va începe cu îndoieli, va termina în certitudini”.
– Francis Bacon, „Progresul învățării”, Cartea 1, v, 8

Metodele de investigare a unei probleme au fost cunoscute de mii de ani și se extind dincolo de teorie și practică. Utilizarea măsurătorilor, de exemplu, este o abordare practică pentru soluționarea diferendelor în comunitate.

John Ziman subliniază faptul că recunoașterea intersubiectivă a modelului este fundamentală pentru crearea tuturor cunoștințelor științifice. Ziman arată modul în care oamenii de știință își pot identifica modelele de-a lungul secolelor; el se referă la această abilitate ca la „consensibilitatea perceptuală”. Astfel se ajunge la un consens, piatra de temelie a cunoașterii fiabile.

Cercetarea fundamentală și aplicată

(Poluarea antropogenă are un efect asupra mediului și a climei Pământului.)

Deși unele cercetări științifice sunt aplicate în investigarea problemelor specifice, o mare parte din înțelegerea noastră provine din cercetarea fundamentală bazată pe curiozitate. Acest lucru duce la opțiuni pentru progres tehnologic care nu au fost planificate sau, uneori, chiar imaginabile. Această idee a fost evidențiată de Michael Faraday atunci când se presupune că a răspuns la întrebarea „Care este utilitatea cercetării fundamentale?”, el răspunzând: „Domnule, care este utilitatea unui copil nou-născut?”. De exemplu, cercetarea efectelor luminii roșii asupra celulelor tijei umane nu pare să aibă vreun scop practic; în cele din urmă, descoperirea că viziunea noastră de noapte nu este tulburată de lumina roșie a condus echipele de căutare și salvare (printre altele) să adopte lumina roșie în cabina de pilotaj și elicoptere. Pe scurt, cercetarea de bază este căutarea de cunoștințe, iar cercetarea aplicată este căutarea unor soluții la problemele practice care utilizează aceste cunoștințe. În cele din urmă, chiar și cercetarea de bază poate lua turnuri neașteptate, și există un sens logic în ideea că metoda științifică este construită pentru a valorifica șansa.

Cercetarea în practică

Datorită complexității din ce în ce mai mari a informațiilor și specializării oamenilor de știință, majoritatea cercetărilor de astăzi sunt realizate de grupuri de oameni de știință bine finanțate, nu de indivizi. D.K. Simonton observă că, datorită posibilităților instrumentelor foarte precise și extinse deja utilizate de cercetători, și a volumului de cercetări generate până în prezent, crearea de noi discipline sau revoluții în cadrul unei discipline nu mai este posibilă, deoarece este puțin probabil ca anumite fenomene care merită propria lor disciplină să fi fost trecute cu vederea. Hibridizarea disciplinelor și perfecționarea cunoștințelor este, în opinia sa, viitorul științei.

Impactul practic al cercetării științifice

Descoperirile în știința fundamentală pot schimba lumea. De exemplu:

Cercetare >>> Impact
Electricitatea statică și magnetismul (circa 1600), Curentulul electric (secolul al XVIII-lea) >>> Toate aparatele electrice, dinamuri, centrale electrice, electronice moderne, inclusiv iluminat electric, televizor, încălzire electrică, stimulare magnetică transcraniană, stimulare profundă creier, bandă magnetică, difuzor, busolă și trăsnet.
Difracția (1665) >>> Optica, inclusiv cablu de fibră optică (anii 1840), comunicații intercontinentale moderne și televiziune prin cablu și internet
Teoria germenilor (1700) >>> Igiena, care duce la scăderea transmiterii bolilor infecțioase; anticorpi, conducând la tehnici de diagnosticare a bolilor și terapii anticanceroase vizate.
Vaccinarea (1798) >>> Conducerea la eliminarea majorității bolilor infecțioase din țările dezvoltate și eradicarea la nivel mondial a variolei.
Efectul fotovoltaic (1839) >>> Celule solare (1883), inclusiv utilizarea energiei solare, ceasuri de energie solară, calculatoare și alte dispozitive.
O orbită ciudată a lui Mercur (1859) și alte cercetări conducând la relativitatea specială (1905) și relativitatea generală (1916) >>> Tehnologia bazată pe satelit, cum ar fi GPS (1973), sisteme de navigație prin satelit și comunicațiile prin satelit
Undele radio (1887) >>> Radio-ul a fost folosit în nenumărate moduri dincolo de domeniile sale mai cunoscute de telefonie și televiziune (1927) și divertisment radio (1906). Alte utilizări incluse – servicii de urgență, radar (navigație și prognoza meteo), medicină, astronomie, comunicații fără fir, geofizică și rețele. Undele radio au condus cercetătorii la frecvențe adiacente, cum ar fi microundele, utilizate în întreaga lume pentru încălzirea și gătitul produselor alimentare.
Radioactivitatea (1896) și antimateria (1932) >>> Tratamentul cancerului (1896), datarea radiometrică (1905), reactorii nucleari (1942) și armele (1945), explorarea mineralelor, scanările PET (1961) și cercetarea medicală (prin etichetarea izotopică)
Raze X (1896) >>> Imagistica medicală, inclusiv tomografie computerizată
Cristalografia și mecanica cuantică (1900) >>> Dispozitive semiconductoare (1906), prin urmare computere moderne și telecomunicații, inclusiv integrarea cu dispozitive fără fir: telefonul mobil, lămpile cu LED-uri și laserele.
Materialele plastice (1907) >>> Începând cu Bakelite, multe tipuri de polimeri artificiali pentru numeroase aplicații în industrie și în viața de zi cu zi
Antibioticele (anii 1880, 1928) >>> Penicilină, doxiciclină, alte medicamente
Rezonanța magnetică nucleară (anii 1930) >>> Spectroscopia cu rezonanță magnetică nucleară (1946), imagistica prin rezonanță magnetică (1971), imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (anii 1990).