Wetenskaplike metode

Aristoteles (384–322 v.G.J.). "Wat sy metode betref, word Aristoteles erken as die uitvinder van die wetenskaplike metode vanweë sy verfynde analise van logiese implikasies vervat in demonstratiewe diskoers, wat baie verder gaan as die natuurlike logika en niks skuld aan diegene wat voor hom filosofeer nie." - Riccardo Pozzo ^[11]

Ibn al-Haytham (965–1039). 'N Polymath, wat deur sommige mense beskou word as die vader van moderne wetenskaplike metodologie , vanweë sy klem op eksperimentele data en die reproduceerbaarheid van die resultate daarvan. ^{[12] [13]}

Johannes Kepler (1571–1630). "Kepler wys sy logiese sin in die uiteensetting van die hele proses waardeur hy uiteindelik tot die ware baan gekom het. Dit is die grootste stuk retroductiewe redenasies wat ooit uitgevoer is." - C. S. Peirce , c. 1896, oor Kepler se redenasie deur middel van verklarende hipoteses ^[14]

Galileo Galilei (1564–1642). Volgens Albert Einstein , "Alle kennis van die werklikheid begin uit ervaring en eindig daarin. Voorstelle wat deur suiwer logiese middele bereik word, is heeltemal leeg wat die werklikheid betref. Omdat Galileo dit gesien het, en veral omdat hy dit in die wetenskaplike wêreld ingedraai het, is hy die vader van die moderne fisika - inderdaad van die moderne wetenskap heeltemal. ' ^[15]

Belangrike debatte in die geskiedenis van die wetenskap gaan oor rasionalisme , veral soos voorgehou deur René Descartes ; induktivisme en / of empirisme , soos aangevoer deur Francis Bacon , en wat veral met Isaac Newton en sy volgelinge prominent word ; en hipotetico-deduktivisme , wat in die vroeë 19de eeu na vore gekom het.

Die term 'wetenskaplike metode' het in die 19de eeu ontstaan ​​toe 'n beduidende institusionele wetenskaplike ontwikkeling plaasgevind het en terminologieë wat duidelike grense tussen wetenskap en nie-wetenskap, soos 'wetenskaplike' en 'pseudowetenskap', vestig. ^[16] Gedurende die 1830- en 1850's, teen die tyd dat die Baconianisme gewild was, het natuurkundiges soos William Whewell, John Herschel, John Stuart Mill debatte gevoer oor 'induksie' en 'feite' en was hulle gefokus op hoe om kennis te genereer. ^[16] Aan die einde van die 19de en vroeë 20ste eeu is 'n debat gevoer oor realisme teen antirealisme omdat kragtige wetenskaplike teorieë verder as die waarneembare gebied strek. ^[17]

Die term "wetenskaplike metode" het in die twintigste eeu in die algemeen gebruik geword en verskyn in woordeboeke en wetenskaphandboeke, hoewel daar min wetenskaplike konsensus oor die betekenis daarvan was. ^[16] Alhoewel daar groei in die middel van die twintigste eeu was, het talle invloedryke wetenskapsfilosowe soos Thomas Kuhn en Paul Feyerabend in die 1960's en 1970's die universaliteit van die 'wetenskaplike metode' bevraagteken en sodoende die begrip grootliks vervang. wetenskap as 'n homogene en universele metode, met die feit dat dit 'n heterogene en plaaslike praktyk is. ^[16] Paul Feyerabend het veral in die eerste uitgawe van 1975 in sy boek Against Method aangevoer dat daar universele wetenskapsreëls bestaan . ^[17] Latere voorbeelde sluit die fisikus Lee Smolin se essay uit 2013 "There Is No Scientific Method" ^[18] en die historikus van die wetenskap, Daniel Thurs, se hoofstuk in die boek Newton's Apple and Other Myths about Science uit 2015 , wat tot die gevolgtrekking kom dat die wetenskaplike metode 'n mite of, op sy beste, 'n idealisering. ^[19] Filosowe Robert Nola en Howard Sankey het in hul boek Theories of Scientific Method van 2007 gesê dat debatte oor wetenskaplike metodes voortduur, en aangevoer dat Feyerabend, ondanks die titel Against Method , sekere metodologiese reëls aanvaar en gepoog het om daardie reëls te regverdig. met 'n metametodologie. ^[20]

Die wetenskaplike metode is die proses waardeur wetenskap uitgevoer word. ^[21] Soos op ander terreine van ondersoek, kan wetenskap (deur middel van die wetenskaplike metode) voortbou op vorige kennis en 'n meer gesofistikeerde begrip van sy onderwerpe oor tyd ontwikkel. ^{[22] [23] [24] [25] [26] [27]} Daar kan gesien word dat hierdie model die wetenskaplike revolusie onderlê . ^[28]

Die alomteenwoordige element in die wetenskaplike metode is empirisme . Dit is in teenstelling met streng vorme van rasionalisme : die wetenskaplike metode beliggaam dat die rede alleen nie 'n spesifieke wetenskaplike probleem kan oplos nie. 'N Sterk formulering van die wetenskaplike metode strook nie altyd met 'n vorm van empirisme waarin die empiriese gegewens in die vorm van ervaring of ander geabstraheerde vorms van kennis voorgehou word nie; in die huidige wetenskaplike praktyk word die gebruik van wetenskaplike modellering en afhanklikheid van abstrakte tipologieë en teorieë egter normaalweg aanvaar. Die wetenskaplike metode is noodwendig ook 'n uitdrukking van 'n teenkanting met bewerings dat openbaring , politieke of godsdienstige dogma , 'n beroep op tradisie, algemene opvattings, gesonde verstand, of, nog belangriker, tans teorieë, die enigste moontlike manier is om waarheid te demonstreer. .

Verskillende vroeë uitdrukkings van empirisme en die wetenskaplike metode kan deur die geskiedenis heen gevind word, byvoorbeeld met die antieke Stoïsyne , Epicurus , ^[29] Alhazen , ^[30] Roger Bacon , en Willem van Ockham . Vanaf die 16de eeu word eksperimente deur Francis Bacon voorgestaan , en uitgevoer deur Giambattista della Porta , ^[31] Johannes Kepler , ^[32] en Galileo Galilei . ^[33] Daar was veral ontwikkeling deur teoretiese werke van Francisco Sanches , ^[34] John Locke , George Berkeley en David Hume .

Die hipotetika-deduktiewe model ^[35] wat in die 20ste eeu geformuleer is, is die ideaal, hoewel dit sedert die eerste voorstel aansienlik hersien is (sien § Elemente van die wetenskaplike metode vir 'n meer formele bespreking ). Staddon (2017) voer aan dat dit 'n fout is om reëls ^[36] te probeer volg wat die beste geleer word deur noukeurige bestudering van voorbeelde van wetenskaplike ondersoek.

Proses

Die algehele proses behels die maak van vermoedens ( hipoteses ), die voorspelling daarvan as logiese gevolge, en dan eksperimente op grond van die voorspellings om vas te stel of die oorspronklike vermoede korrek was. ^[4] Daar is egter probleme met 'n formule-verklaring van metode. Alhoewel die wetenskaplike metode dikwels as 'n vaste volgorde van stappe aangebied word, word hierdie aksies beter as algemene beginsels beskou. ^[9] Nie alle stappe vind in elke wetenskaplike ondersoek plaas nie (en ook nie in dieselfde mate nie), en dit word nie altyd in dieselfde volgorde gedoen nie. Soos opgemerk deur die wetenskaplike en filosoof William Whewell (1794–1866), is 'uitvinding, sagtheid, [en] genie' ^[10] in elke stap nodig.

Formulering van 'n vraag

Die vraag kan verwys na die verduideliking van 'n spesifieke waarneming , soos in "Waarom is die lug blou?" maar kan ook oop wees, soos in "Hoe kan ek 'n middel ontwerp om hierdie spesifieke siekte te genees?" Hierdie stadium behels gereeld die vind en evaluering van bewyse uit vorige eksperimente, persoonlike wetenskaplike waarnemings of bewerings, asook die werk van ander wetenskaplikes. As die antwoord reeds bekend is, kan 'n ander vraag gestel word wat voortbou op die bewyse. Wanneer die wetenskaplike metode op navorsing toegepas word, kan die bepaling van 'n goeie vraag baie moeilik wees en dit sal die uitkoms van die ondersoek beïnvloed. ^[37]

Hipotese

'N Hipotese is 'n vermoede , gebaseer op kennis wat verkry is tydens die formulering van die vraag, wat enige gegewe gedrag kan verklaar. Die hipotese kan baie spesifiek wees; byvoorbeeld, Einstein se ekwivalensiebeginsel of Francis Crick se "DNA laat RNA proteïene maak", ^[38] of dit kan breed wees; onbekende soorte lewe woon byvoorbeeld in die onverkende dieptes van die oseane. 'N Statistiese hipotese is 'n vermoede oor 'n gegewe statistiese populasie . Die bevolking kan byvoorbeeld mense met 'n spesifieke siekte wees. Die vermoede kan wees dat 'n nuwe middel die siekte by sommige mense sal genees. Terme wat gewoonlik met statistiese hipoteses geassosieer word, is nulhipotese en alternatiewe hipotese . 'N Nulhipotese is die vermoede dat die statistiese hipotese onwaar is; byvoorbeeld dat die nuwe middel niks doen nie en dat enige genesing toevallig veroorsaak word . Navorsers wil normaalweg aantoon dat die nulhipotese vals is. Die alternatiewe hipotese is die gewenste uitkoms dat die geneesmiddel beter as die kans is. 'N Laaste punt: 'n wetenskaplike hipotese moet vervalsbaar wees , wat beteken dat 'n mens 'n moontlike uitkoms van 'n eksperiment kan identifiseer wat bots met voorspellings wat uit die hipotese afgelei word; anders kan dit nie sinvol getoets word nie.

Voorspelling

Hierdie stap behels die bepaling van die logiese gevolge van die hipotese. Een of meer voorspellings word dan gekies vir verdere toetsing. Hoe onwaarskynliker dat 'n voorspelling net toevallig korrek sou wees, hoe oortuigender sou dit wees as die voorspelling sou vervul word; die bewyse is ook sterker as die antwoord op die voorspelling nog nie bekend is nie, as gevolg van die gevolge van agteraf vooroordeel (sien ook postdiksie ). Ideaal gesproke moet die voorspelling ook die hipotese van moontlike alternatiewe onderskei; as twee hipoteses dieselfde voorspelling maak, is die waarneming van die voorspelling korrek nie 'n bewys vir mekaar nie. (Hierdie stellings oor die relatiewe sterkte van bewyse kan wiskundig afgelei word met behulp van Bayes se stelling ). ^[39]

Toets

Dit is 'n ondersoek of die regte wêreld optree soos voorspel deur die hipotese. Wetenskaplikes (en ander mense) toets hipoteses deur eksperimente uit te voer . Die doel van 'n eksperiment is om vas te stel of waarnemings van die regte wêreld ooreenstem met of in stryd is met die voorspellings wat uit 'n hipotese afgelei word. As hulle saamstem, neem die vertroue in die hipotese toe; anders neem dit af. Die ooreenkoms verseker nie dat die hipotese waar is nie; toekomstige eksperimente kan probleme openbaar. Karl Popper het wetenskaplikes aangeraai om hipoteses te probeer vervals, dws om te soek na die eksperimente wat die meeste twyfelagtig lyk. 'N Groot aantal suksesvolle bevestigings is nie oortuigend as dit voortspruit uit eksperimente wat risiko's vermy nie. ^[7] Eksperimente moet ontwerp word om moontlike foute te minimaliseer, veral deur die gebruik van toepaslike wetenskaplike kontroles . Toetse van mediese behandelings word byvoorbeeld gewoonlik as dubbelblinde toetse uitgevoer . Toetspersoneel, wat onbewustelik aan proefpersone kan openbaar watter monsters die gewenste toetsmedisyne is en watter plasebo's is , word nie bewus daarvan nie. Sulke wenke kan die antwoorde van die proefpersone bevoordeel. Verder beteken die mislukking van 'n eksperiment nie noodwendig dat die hipotese onwaar is nie. Eksperimente hang altyd van verskeie hipoteses af, byvoorbeeld dat die toetsapparatuur na behore werk, en dat 'n mislukking 'n mislukking van een van die hulphipoteses kan wees. (Sien die Duhem-Quine tesis .) Eksperimente kan gedoen word in 'n kollege laboratorium, op 'n kombuistafel, by CERN se Large Hadron Collider , aan die onderkant van 'n oseaan, op Mars (met behulp van een van die werk Rovers ), en so aan . Sterrekundiges doen eksperimente op soek na planete rondom sterre in die verte. Laastens behandel die meeste individuele eksperimente baie spesifieke onderwerpe om praktiese redes. As gevolg hiervan word bewyse oor breër onderwerpe gewoonlik geleidelik versamel.

Analise

Dit behels die bepaling van die resultate van die eksperiment en die besluit oor die volgende aksies. Die voorspellings van die hipotese word vergelyk met die van die nulhipotese om vas te stel wat die data beter kan verklaar. In gevalle waar 'n eksperiment baie keer herhaal word, kan 'n statistiese ontleding soos 'n chi-kwadraat-toets vereis word. As die getuienis die hipotese vervals het, is 'n nuwe hipotese nodig; as die eksperiment die hipotese ondersteun, maar die bewyse nie sterk genoeg is vir hoë vertroue nie, moet ander voorspellings uit die hipotese getoets word. Sodra 'n hipotese sterk deur bewyse ondersteun word, kan 'n nuwe vraag gevra word om verdere insig oor dieselfde onderwerp te gee. Bewyse van ander wetenskaplikes en ondervinding word gereeld op enige stadium in die proses opgeneem. Afhangend van die kompleksiteit van die eksperiment, kan baie iterasies benodig word om voldoende bewyse te versamel om 'n vraag met selfvertroue te beantwoord of om baie antwoorde op hoogs spesifieke vrae op te bou om 'n enkele breër vraag te beantwoord.

DNS-voorbeeld

Die basiese elemente van die wetenskaplike metode word geïllustreer deur die volgende voorbeeld uit die ontdekking van die struktuur van DNA :

• Vraag : Vorige ondersoek na DNA het die chemiese samestelling daarvan (die vier nukleotiede ), die struktuur van elke individuele nukleotied en ander eienskappe bepaal. X-straaldiffraksiepatrone van DNA deur Florence Bell in haar Ph.D. proefskrif (1939) was soortgelyk aan (alhoewel nie so goed soos) 'foto 51' nie, maar hierdie navorsing is onderbreek deur die gebeure van die Tweede Wêreldoorlog. DNA is geïdentifiseer as die draer van genetiese inligting deur die Avery – MacLeod – McCarty-eksperiment in 1944, ^[40] maar die meganisme van hoe genetiese inligting in DNA gestoor is, was onduidelik.
• Hipotese : Linus Pauling , Francis Crick en James D. Watson het veronderstel dat DNA 'n heliese struktuur het. ^[41]
• Voorspelling : As DNA 'n heliese struktuur het, sal die X-straaldiffraksiepatroon X-vormig wees. ^{[42] [43]} Hierdie voorspelling is bepaal met behulp van die wiskunde van die heliks-transformasie, wat afgelei is deur Cochran, Crick en Vand ^[44] (en onafhanklik deur Stokes). Hierdie voorspelling was 'n wiskundige konstruk, heeltemal onafhanklik van die biologiese probleem.
• Eksperiment : Rosalind Franklin het suiwer DNA gebruik om X-straaldiffraksie uit te voer om foto 51 te produseer. Die resultate het 'n X-vorm getoon.
• Analise : Toe Watson die gedetailleerde afbrekingspatroon sien, herken hy dit dadelik as 'n heliks. ^{[45] [46]} Hy en Crick het daarna hul model vervaardig deur hierdie inligting saam met die voorheen bekende inligting oor die DNA-samestelling te gebruik, veral Chargaff se reëls vir basisparing. ^[47]

Die ontdekking het die beginpunt vir baie verdere studies oor die genetiese materiaal, soos die veld van molekulêre genetika , geword en is in 1962 met die Nobelprys bekroon . Elke stap in die voorbeeld word later in die artikel in meer besonderhede ondersoek.

Ander komponente

Die wetenskaplike metode bevat ook ander komponente wat benodig word, selfs al is die herhalings van die stappe hierbo voltooi: ^[48]

Replikasie

As 'n eksperiment nie herhaal kan word om dieselfde resultate te lewer nie, impliseer dit dat die oorspronklike resultate moontlik verkeerd was. As gevolg hiervan is dit algemeen dat 'n enkele eksperiment verskeie kere uitgevoer word, veral as daar ongekontroleerde veranderlikes of ander aanduidings van eksperimentele foute is . Vir belangrike of verrassende resultate kan ander wetenskaplikes ook probeer om die resultate vir hulself te herhaal, veral as die resultate belangrik sou wees vir hul eie werk. ^[49] Replikasie het 'n omstrede saak in die sosiale en biomediese wetenskap geword waar behandelings aan groepe individue toegedien word. Gewoonlik kry 'n eksperimentele groep die behandeling, soos 'n middel, en die kontrolegroep kry 'n placebo. John Ioannidis het in 2005 daarop gewys dat die metode wat gebruik word tot baie bevindings gelei het wat nie herhaal kan word nie. ^[50]

Eksterne oorsig

Die proses van portuurbeoordeling behels die evaluering van die eksperiment deur kundiges, wat gewoonlik hul menings anoniem gee. Sommige tydskrifte vra dat die eksperiment lyste moet verskaf van moontlike portuurbeoordelaars, veral as die veld hoogs gespesialiseerd is. Ewekniebeoordeling bevestig nie die korrektheid van die resultate nie, maar slegs dat die eksperimente volgens die beoordelaar gesond was (gebaseer op die beskrywing wat deur die eksperiment verskaf is). As die werk ewekniebeoordeling slaag, wat soms eksperimente van die beoordelaars kan vereis, sal dit in 'n wetenskaplike tydskrif gepubliseer word . Die spesifieke tydskrif wat die resultate publiseer, dui op die waargenome kwaliteit van die werk. ^[51]

Data-opname en -deling

Wetenskaplikes is gewoonlik versigtig om hul data op te neem, 'n vereiste wat deur Ludwik Fleck (1896–1961) en ander bevorder word. ^[52] Alhoewel dit gewoonlik nie nodig is nie, kan hulle versoek word om hierdie gegewens te verskaf aan ander wetenskaplikes wat hul oorspronklike resultate (of gedeeltes van hul oorspronklike resultate) wil herhaal, wat ook deel kan word aan die deel van enige eksperimentele monsters wat moeilik kan wees om te verkry. ^[53]

Wetenskaplike ondersoek het gewoonlik ten doel om kennis in die vorm van toetsbare verduidelikings te bekom wat wetenskaplikes kan gebruik om die resultate van toekomstige eksperimente te voorspel . Dit stel wetenskaplikes in staat om 'n beter begrip te kry van die onderwerp wat bestudeer word, en later die begrip te gebruik om in te gryp in die oorsaaklike meganismes daarvan (soos om siektes te genees). Hoe beter 'n verklaring is om voorspellings te maak, hoe nuttiger kan dit gereeld wees, en hoe meer waarskynlik sal dit aanhou om 'n hoeveelheid bewyse beter te verklaar as die alternatiewe daarvan. Die suksesvolste verklarings - wat verklaar en akkurate voorspellings maak in 'n wye verskeidenheid omstandighede - word dikwels wetenskaplike teorieë genoem .

Die meeste eksperimentele resultate lewer nie groot veranderinge in die mens se begrip op nie; verbeterings in teoretiese wetenskaplike begrip is gewoonlik die gevolg van 'n geleidelike ontwikkelingsproses oor tyd heen, soms oor verskillende domeine van die wetenskap. ^[54] Wetenskaplike modelle wissel in die mate waarin dit eksperimenteel getoets is en vir hoe lank, en in hul aanvaarding in die wetenskaplike gemeenskap. Oor die algemeen word verklarings met verloop van tyd aanvaar aangesien bewyse oor 'n gegewe onderwerp ophoop, en die betrokke verduideliking is kragtiger as die alternatiewe om die bewyse te verklaar. Dikwels herformuleer daaropvolgende navorsers die verduidelikings oor tyd, of gekombineerde verduidelikings om nuwe verklarings te lewer.

Tow sien die wetenskaplike metode in terme van 'n evolusionêre algoritme wat op wetenskap en tegnologie toegepas word. ^[55]

Eienskappe van wetenskaplike ondersoek

Wetenskaplike kennis is nou gekoppel aan empiriese bevindings en kan onderhewig bly aan vervalsing as nuwe eksperimentele waarnemings onversoenbaar is met wat gevind word. Geen teorie kan dus finaal beskou word nie, aangesien nuwe problematiese bewyse ontdek kan word. As sulke bewyse gevind word, kan 'n nuwe teorie voorgestel word, of (meer algemeen) word bevind dat wysigings aan die vorige teorie voldoende is om die nuwe bewyse te verklaar. Die sterkte van 'n teorie kan aangevoer word ^{[ deur wie? ]} om te vertel hoe lank dit aangehou het sonder om die kernbeginsels daarvan te verander.

Teorieë kan ook deur ander teorieë onderlê word. Newton se wette het byvoorbeeld duisende jare van wetenskaplike waarnemings van die planete byna perfek verklaar . Hierdie wette is egter bepaal dat dit spesiale gevalle is van 'n meer algemene teorie ( relatiwiteit ), wat beide die (voorheen onverklaarbare) uitsonderings op Newton se wette verklaar en ander waarnemings soos die afbuiging van lig deur swaartekrag voorspel en verklaar . Dus kan in sekere gevalle onafhanklike, ongekoppelde, wetenskaplike waarnemings verbind word, verenig deur beginsels van toenemende verklarende krag. ^{[56] [57]}

Aangesien nuwe teorieë omvattender kan wees as wat dit voorafgegaan het, en dus meer kan verklaar as vorige, kan opvolgteorieë dalk aan 'n hoër standaard voldoen deur 'n groter hoeveelheid waarnemings as hul voorgangers te verduidelik. ^[56] Byvoorbeeld, die teorie van evolusie verduidelik die diversiteit van lewe op aarde , hoe spesies aan te pas by hul omgewings, en baie ander patrone waargeneem in die natuurlike wêreld; ^{[58] [59]} die mees onlangse wysiging daarvan was die vereniging met genetika om die moderne evolusionêre sintese te vorm . In daaropvolgende wysigings het dit ook aspekte van baie ander velde, soos biochemie en molekulêre biologie , ondergaan .

Oortuigings en vooroordele

Die vlieënde galop soos aangedui deur hierdie skildery ( Théodore Géricault , 1821) is vervals ; sien onder.

Muybridge se foto's van The Horse in Motion , 1878, is gebruik om die vraag te beantwoord of al vier voet van 'n galopende perd gelyktydig van die grond af is. Dit toon die gebruik van fotografie as 'n eksperimentele instrument in die wetenskap.

Wetenskaplike metodologie bepaal dikwels dat hipoteses , waar moontlik, onder beheerde toestande getoets word. Dit is gereeld moontlik in sekere gebiede, soos in die biologiese wetenskappe, en moeiliker in ander gebiede, soos in die sterrekunde.

Die beoefening van eksperimentele beheer en reproduceerbaarheid kan daartoe lei dat die potensieel skadelike gevolge van omstandighede en tot 'n sekere mate persoonlike vooroordeel verminder. Oortuigings wat reeds bestaan , kan byvoorbeeld die interpretasie van resultate verander, soos in bevestigingsvooroordeel ; dit is 'n heuristiek wat daartoe lei dat 'n persoon met 'n bepaalde oortuiging dinge beskou as 'n versterking van hul oortuiging, selfs as 'n ander waarnemer dalk nie saamstem nie (met ander woorde, mense is geneig om waar te neem wat hulle verwag om waar te neem).

'N Historiese voorbeeld is die oortuiging dat die bene van 'n galopende perd gespat word op die punt wanneer geen van die perd se bene die grond raak nie, tot die punt dat hierdie beeld deur sy ondersteuners in skilderye opgeneem word. Die eerste stop-aksie-foto's van 'n perd se galop deur Eadweard Muybridge het egter getoon dat dit vals is en dat die bene in plaas daarvan bymekaar is. ^[60]

Nog 'n belangrike menslike vooroordeel wat 'n rol speel, is 'n voorkeur vir nuwe, verrassende uitsprake (sien 'n beroep op nuwigheid ), wat kan lei tot 'n soeke na bewyse dat die nuwe waar is. ^[61] Swak getuig van oortuigings kan deur 'n minder streng heuristiek geglo en opgetree word. ^[62]

Goldhaber en Nieto publiseer in 2010 die waarneming dat as teoretiese strukture met 'baie nabygeleë onderwerpe beskryf word deur teoretiese begrippe met mekaar te verbind, dan verkry die teoretiese struktuur 'n robuustheid wat dit al hoe moeiliker maak - hoewel beslis nooit onmoontlik nie'. ^[57] Wanneer 'n verhaal gekonstrueer word, word die elemente daarvan makliker om te glo. ^[63] Vir meer inligting oor die narratiewe dwaling , sien ook Fleck 1979 , p. 27: "Woorde en idees is oorspronklik fonetiese en geestelike ekwivalensies van die ervarings wat daarmee saamval. ... Sulke proto-idees is aanvanklik altyd te breed en onvoldoende gespesialiseerd. ... Eens 'n struktureel volledige en geslote stelsel van opinies wat bestaan ​​uit baie besonderhede en verhoudings is gevorm, dit bied blywende weerstand teen alles wat dit weerspreek. ' Soms het hierdie elemente a priori aangeneem , of bevat dit 'n ander logiese of metodologiese fout in die proses wat dit uiteindelik tot gevolg gehad het. Donald M. MacKay het hierdie elemente ontleed in terme van die beperkings op die akkuraatheid van meting en dit in verband gebring met instrumentele elemente in 'n kategorie van meting. ^[64]

Daar is verskillende maniere om die basiese metode wat gebruik word vir wetenskaplike ondersoek uiteen te sit. Die wetenskaplike gemeenskap en wetenskapsfilosowe stem oor die algemeen saam oor die volgende klassifikasie van metode-komponente. Hierdie metodologiese elemente en organisering van prosedures is meer kenmerkend van natuurwetenskappe as sosiale wetenskappe . Nietemin sal die siklus van die formulering van hipoteses, die toets en ontleding van die resultate en die formulering van nuwe hipoteses lyk soos die siklus hieronder beskryf.

Die wetenskaplike metode is 'n iteratiewe, sikliese proses waardeur inligting voortdurend hersien word. ^{[65] [66]} Dit word algemeen erken dat kennisvordering deur die volgende elemente ontwikkel word, in verskillende kombinasies of bydraes: ^{[67] [68]}

• Kenmerke (waarnemings, definisies en metings van die onderwerp van ondersoek)
• Hipoteses (teoretiese, hipotetiese verklarings van waarnemings en metings van die onderwerp)
• Voorspellings (induktiewe en deduktiewe redenasies uit die hipotese of teorie)
• Eksperimente (toetse van al bogenoemde)

Elke element van die wetenskaplike metode is onderhewig aan portuurbeoordeling vir moontlike foute. Hierdie aktiwiteite beskryf nie alles wat wetenskaplikes doen nie, maar pas veral toe op eksperimentele wetenskappe (bv. Fisika, chemie en biologie). Die elemente hierbo word dikwels in die onderwysstelsel geleer as 'die wetenskaplike metode'. ^[69]

Die wetenskaplike metode is nie 'n enkele resep nie: dit verg intelligensie, verbeelding en kreatiwiteit. ^[70] In hierdie sin is dit nie 'n sinnelose stel standaarde en prosedures wat gevolg moet word nie, maar is dit 'n voortdurende siklus wat voortdurend meer bruikbare, akkurate en omvattender modelle en metodes ontwikkel. Toe Einstein byvoorbeeld die Spesiale en Algemene Relatiwiteitsteorieë ontwikkel het, het hy Newton se Principia op geen manier weerlê of verdiskonteer nie . Inteendeel, as die astronomiese massiewe, die veerlig en die uiters vinnige verwyder word van Einstein se teorieë - al die verskynsels wat Newton nie sou kon waarneem nie - bly die Newton-vergelykings. Einstein se teorieë is uitbreidings en verfyning van Newton se teorieë en verhoog sodoende die vertroue in Newton se werk.

'N Lineaire, pragmatiese skema van die vier punte hierbo word soms as riglyn aangebied om voort te gaan: ^[71]

1. Definieer 'n vraag
2. Versamel inligting en hulpbronne (neem waar)
3. Vorm 'n verklarende hipotese
4. Toets die hipotese deur 'n eksperiment uit te voer en data op 'n reproduceerbare manier te versamel
5. Analiseer die data
6. Interpreteer die data en maak gevolgtrekkings wat dien as vertrekpunt vir 'n nuwe hipotese
7. Publiseer resultate
8. Hertoets (word gereeld deur ander wetenskaplikes gedoen)

Die iteratiewe siklus inherent aan hierdie stap-vir-stap-metode gaan van punt 3 tot 6 weer terug na 3.

Terwyl hierdie skedule beskryf 'n tipiese hipotese / toets metode, ^[72] baie filosowe, historici, en sosioloë van wetenskap, insluitend Paul Feyerabend , eis dat sodanige beskrywings van wetenskaplike metode het min betrekking tot die maniere waarop wetenskap eintlik beoefen.

Karakterisering

Die wetenskaplike metode hang af van toenemend gesofistikeerde karakterisering van die onderwerpe. (Die vakke kan ook genoem word onopgeloste probleme of die onbekendes .) Byvoorbeeld, Benjamin Franklin hypothetisch, korrek, dat St. Elmo's vuur was elektriese in die natuur , maar dit het 'n lang reeks van eksperimente en teoretiese veranderinge geneem om hierdie te vestig. Terwyl daar na die toepaslike eienskappe van die proefpersone gesoek word, kan deeglike nadenke ook sekere definisies en waarnemings meebring ; die waarnemings vereis dikwels noukeurige metings en / of tel.

Die stelselmatige, noukeurige versameling van metings of tellings van relevante hoeveelhede is dikwels die kritieke verskil tussen pseudowetenskappe , soos alchemie, en wetenskap, soos chemie of biologie. Wetenskaplike metings word gewoonlik in tabelvorm, grafieke of gekarteer, en statistiese manipulasies, soos korrelasie en regressie , word daarop uitgevoer. Die metings kan in 'n beheerde omgewing gedoen word, soos in 'n laboratorium, of op min of meer ontoeganklike of onmanipuleerbare voorwerpe soos sterre of menslike bevolking. Die metings vereis dikwels gespesialiseerde wetenskaplike instrumente , soos termometers , spektroskope , deeltjieversnellers of voltmeters , en die vordering van 'n wetenskaplike veld is gewoonlik baie afhanklik van die uitvinding en verbetering daarvan.

Ek is nie gewoond daaraan om met sekerheid iets te sê na slegs een of twee waarnemings nie.

-  Andreas Vesalius , (1546) ^[73]

Onsekerheid

Metings in wetenskaplike werk gaan gewoonlik ook gepaard met ramings van hul onsekerheid . Die onsekerheid word dikwels geskat deur herhaalde metings van die gewenste hoeveelheid te maak. Onsekerhede kan ook bereken word deur die onsekerhede van die individuele onderliggende hoeveelhede in ag te neem. Tellings van dinge, soos die aantal mense in 'n land op 'n spesifieke tydstip, kan ook 'n onsekerheid hê as gevolg van die beperking van data-insameling. Of tellings kan 'n monster van die gewenste hoeveelhede verteenwoordig, met 'n onsekerheid wat afhang van die gebruikte steekproefmetode en die aantal monsters wat geneem is.

Definisie

Metings vereis die gebruik van operasionele definisies van relevante hoeveelhede. Dit wil sê, 'n wetenskaplike hoeveelheid word beskryf of gedefinieer deur die manier waarop dit gemeet word, in teenstelling met 'n meer vae, onakkurate of 'geïdealiseerde' definisie. Byvoorbeeld, elektriese stroom , gemeet in ampère, kan in werking gestel word in terme van die silwermassa wat in 'n sekere tyd op 'n elektrode in 'n elektrochemiese toestel neergesit word wat in detail beskryf word. Die operasionele definisie van 'n ding berus dikwels op vergelykings met standaarde: die operasionele definisie van 'massa' berus uiteindelik op die gebruik van 'n artefak, soos 'n bepaalde kilogram platinum-iridium wat in 'n laboratorium in Frankryk bewaar word.

Die wetenskaplike definisie van 'n term verskil soms wesenlik van die natuurlike taalgebruik. Byvoorbeeld, massa en gewig oorvleuel in betekenis in gemeen diskoers, maar het duidelike betekenis in meganika . Wetenskaplike hoeveelhede word dikwels gekenmerk deur hul meeteenhede wat later beskryf kan word aan die hand van konvensionele fisiese eenhede wanneer u die werk kommunikeer.

Nuwe teorieë word soms ontwikkel nadat die besef dat sekere terme nie voorheen voldoende duidelik omskryf is nie. Byvoorbeeld, Albert Einstein se eerste vraestel op relatiwiteit begin met die definisie van gelyktydigheid en die middel vir die bepaling van lengte . Hierdie idees is deur Isaac Newton oorgeslaan met: 'Ek definieer nie tyd , ruimte, plek en beweging as bekend vir almal nie.' Die referaat van Einstein toon dan aan dat hulle (naamlik absolute tyd en lengte onafhanklik van beweging) benaderings was. Francis Crick waarsku ons dat dit egter voortydig kan wees om iets te definieer wanneer dit onduidelik word as u 'n onderwerp kenmerk. ^[74] In Crick se studie van bewussyn het hy dit eintlik makliker gevind om bewustheid in die visuele stelsel te bestudeer, eerder as om byvoorbeeld vrye wil te bestudeer . Sy waarskuwende voorbeeld was die geen; die geen is baie slegter verstaan ​​voor Watson en Crick se baanbrekende ontdekking van die struktuur van DNA; dit sou teenproduktief gewees het om baie tyd aan die definisie van die geen voor hulle te bestee.

DNA-karakterisering

Die geskiedenis van die ontdekking van die struktuur van DNA is 'n klassieke voorbeeld van die elemente van die wetenskaplike metode : in 1950 was dit bekend dat genetiese oorerwing 'n wiskundige beskrywing gehad het, te begin met die studies van Gregor Mendel , en dat DNA genetiese inligting bevat ( Oswald Avery se transformerende beginsel ). ^[40] Maar die meganisme vir die stoor van genetiese inligting (dws gene) in DNA was onduidelik. Navorsers in Bragg se laboratorium by die Universiteit van Cambridge het X-straal diffraksie foto's van verskeie molekules , wat begin met kristalle van sout , en voortgaan om meer ingewikkeld stowwe. Met behulp van leidrade wat oor dekades noukeurig saamgestel is, beginnend met die chemiese samestelling daarvan, is vasgestel dat dit moontlik sou wees om die fisiese struktuur van DNA te kenmerk, en die röntgenfoto's sou die voertuig wees. ^[75] .. 2. DNA-hipoteses

Nog 'n voorbeeld: kwessie van Mercurius

Presessie van die perihelium  - oordrewe in die geval van Mercurius, maar waargeneem in die geval van S2 se apsidale presessie rondom Boogskutter A * ^[76]

Die karakteriseringselement kan uitgebreide en uitgebreide studie vereis, selfs eeue. Dit het duisende jare metings geneem van die Galdeese , Indiese , Persiese , Griekse , Arabiese en Europese sterrekundiges om die beweging van die planeet Aarde volledig op te teken . Newton kon die metings insluit by die gevolge van sy bewegingswette . Maar die perihelium van die planeet Mercurius se wentelbaan vertoon 'n presessie wat nie kan wees ten volle verduidelik word deur wette van beweging (sien diagram na regs) Newton se as Leverrier uitgewys in 1859. Die waargenome verskil vir Mercury se presessie tussen Newtoniese teorie en waarneming was een van die dinge wat Albert Einstein opgekom het as 'n moontlike vroeë toets van sy teorie van algemene relatiwiteit . Sy relatiwistiese berekeninge het die waarneming baie nouer ooreenstem met die Newtonse teorie. Die verskil is ongeveer 43 boogsekondes per eeu.

Hipotese-ontwikkeling

'N Hipotese is 'n voorgestelde verklaring van 'n verskynsel, of alternatiewelik 'n beredeneerde voorstel wat dui op 'n moontlike verband tussen of tussen 'n stel verskynsels.

Gewoonlik het hipoteses die vorm van 'n wiskundige model . Soms, maar nie altyd nie, kan dit ook geformuleer word as eksistensiële uitsprake , waarin verklaar word dat 'n spesifieke geval van die verskynsel wat bestudeer word, enkele kenmerkende en oorsaaklike verklarings het, wat die algemene vorm van universele stellings het en dat elke geval van die verskynsel 'n besondere eienskap.

Wetenskaplikes is vry om hul eie hulpbronne te gebruik - hul eie kreatiwiteit, idees uit ander velde, induktiewe redenasies , Bayesiese afleiding , ensovoorts - om moontlike verklarings vir 'n verskynsel wat bestudeer word, voor te stel. Albert Einstein het eens opgemerk dat "daar geen logiese brug is tussen verskynsels en hul teoretiese beginsels nie." ^[77] Charles Sanders Peirce , wat 'n bladsy by Aristoteles geleen het ( Prior Analytics , 2.25 ), beskryf die beginnende stadiums van ondersoek , wat deur die "irritasie van twyfel" aangewakker word om 'n aanneemlike raaiskoot te waag as ontvoering . Die geskiedenis van die wetenskap is gevul met verhale van wetenskaplikes wat beweer dat hulle 'n "flits van inspirasie" of 'n gevoel het, wat hulle dan gemotiveer het om na bewyse te soek om hul idee te ondersteun of te weerlê. Michael Polanyi het sulke kreatiwiteit die middelpunt van sy bespreking van metodologie gemaak.

William Glen merk op dat ^[78]

die sukses van 'n hipotese, of die diens daarvan aan die wetenskap, lê nie bloot in die waargenome "waarheid", of in die vermoë om 'n idee van 'n voorganger te verdring, te ondervang of te verminder nie, maar miskien meer in sy vermoë om die navorsing te stimuleer wat sal belig ... kaal veronderstellings en vaaghede.

Oor die algemeen is wetenskaplikes geneig om teorieë te soek wat ' elegant ' of ' mooi ' is. Wetenskaplikes gebruik hierdie terme dikwels om te verwys na 'n teorie wat die bekende feite volg, maar tog relatief eenvoudig en maklik hanteerbaar is. Occam's Razor dien as 'n reël om die gewildste te kies onder 'n groep ewe verklarende hipoteses.

Om die bevestigingsvooroordeel wat die gevolg is van die onderhou van 'n enkele hipotese tot die minimum te beperk , beklemtoon die sterk afleiding dat dit nodig is om verskeie alternatiewe hipoteses te onderhou. ^[79]

DNA-hipoteses

Linus Pauling het voorgestel dat DNA 'n drievoudige heliks kan wees . ^[80] Hierdie hipotese is ook deur Francis Crick en James D. Watson oorweeg, maar weggegooi. Toe Watson en Crick van die hipotese van Pauling verneem het, het hulle uit die gegewens verstaan ​​dat Pauling verkeerd was ^[81] en dat Pauling binnekort sy probleme met die struktuur sou erken. Die wedloop was dus besig om die regte struktuur te bepaal (behalwe dat Pauling destyds nie besef het dat hy in 'n wedloop was nie) . DNA-voorspellings

Voorspellings vanuit die hipotese

Enige nuttige hipotese sal voorspellings moontlik maak , deur redenering insluitende deduktiewe redenasies . Dit kan die uitkoms van 'n eksperiment in 'n laboratoriumomgewing of die waarneming van 'n verskynsel in die natuur voorspel. Die voorspelling kan ook statisties wees en slegs met waarskynlikhede handel.

Dit is noodsaaklik dat die uitslag van die toets van so 'n voorspelling tans onbekend is. Slegs in hierdie geval verhoog 'n suksesvolle uitkoms die waarskynlikheid dat die hipotese waar is. As die uitkoms reeds bekend is, word dit 'n gevolg genoem en moes dit al oorweeg word tydens die formulering van die hipotese .

As die voorspellings nie toeganklik is deur waarneming of ervaring nie, kan die hipotese nog nie getoets word nie en sal dit dus tot 'n mate onwetenskaplik in streng sin bly. 'N Nuwe tegnologie of teorie kan die nodige eksperimente moontlik maak. Alhoewel 'n hipotese oor die bestaan ​​van ander intelligente spesies oortuigend kan wees met wetenskaplik gebaseerde bespiegeling, kan geen bekende eksperiment hierdie hipotese toets nie. Daarom kan die wetenskap self min oor die moontlikheid te sê hê. In die toekoms kan 'n nuwe tegniek 'n eksperimentele toets moontlik maak en die bespiegeling word dan deel van die aanvaarde wetenskap.

DNA-voorspellings

James D. Watson , Francis Crick en andere het veronderstel dat DNA 'n heliese struktuur het. Dit impliseer dat DNA se X-straaldiffraksiepatroon 'x-vormig' sou wees. ^{[43] [82]} Hierdie voorspelling volg op die werk van Cochran, Crick en Vand ^[44] (en onafhanklik deur Stokes). Die Cochran-Crick-Vand-Stokes-stelling het 'n wiskundige verklaring gegee vir die empiriese waarneming dat diffraksie van heliese strukture x-vormige patrone lewer.

In hul eerste referaat het Watson en Crick ook opgemerk dat die dubbele heliksstruktuur wat hulle voorgestel het, 'n eenvoudige meganisme vir DNA-replikasie was , en geskryf het: 'Dit het ons nie verbygegaan dat die spesifieke paring wat ons gepostuleer het, onmiddellik 'n moontlike kopiëringsmeganisme vir die genetiese materiaal ". ^[83] ..4. DNA-eksperimente

Nog 'n voorbeeld: algemene relatiwiteit

Einstein se voorspelling (1907): Lig buig in 'n swaartekragveld

Einstein se algemene relatiwiteitsteorie spreek verskeie spesifieke voorspellings uit oor die waarneembare struktuur van ruimtetyd , soos dat lig in 'n gravitasieveld buig , en dat die hoeveelheid buiging op 'n presiese manier afhang van die sterkte van die gravitasieveld. Arthur Eddington se waarnemings tydens 'n sonsverduistering van 1919 ondersteun die algemene relatiwiteit eerder as die Newtonse gravitasie . ^[84]

Eksperimente

Sodra voorspellings gemaak word, kan dit deur eksperimente gesoek word. As die toetsuitslae die voorspellings weerspreek, word die hipoteses wat dit meebring, in twyfel getrek en word dit minder houdbaar. Soms word die eksperimente verkeerd uitgevoer of is dit nie baie goed ontwerp in vergelyking met 'n belangrike eksperiment nie . As die eksperimentele resultate die voorspellings bevestig, word die hipotese as meer waarskynlik as korrek beskou, maar dit kan steeds verkeerd wees en aan verdere toetse onderwerp word . Die eksperimentele beheer is 'n tegniek om waarnemingsfoute te hanteer. Hierdie tegniek gebruik die kontras tussen veelvuldige monsters (of waarnemings) onder verskillende omstandighede om te sien wat wissel of wat dieselfde bly. Ons verander die voorwaardes vir elke meting om te help om dit wat verander het, te isoleer. Mill se kanons kan ons dan help om uit te vind wat die belangrikste faktor is. ^[85] Faktorontleding is een tegniek om die belangrike faktor in 'n effek te ontdek.

Afhangend van die voorspellings, kan die eksperimente verskillende vorms hê. Dit kan 'n klassieke eksperiment in 'n laboratoriumomgewing, 'n dubbelblinde studie of 'n argeologiese opgrawing wees . Selfs om 'n vliegtuig van New York na Parys te neem, is 'n eksperiment wat die aërodinamiese hipoteses toets wat gebruik word om die vliegtuig te konstrueer.

Wetenskaplikes neem 'n houding van openheid en aanspreeklikheid aan by diegene wat eksperimenteer. Gedetailleerde rekordhouding is noodsaaklik om die eksperimentele resultate op te teken en te rapporteer, en dit ondersteun die doeltreffendheid en integriteit van die prosedure. Hulle sal ook help om die eksperimentele resultate weer te gee, waarskynlik deur ander. Spore van hierdie benadering kan gesien word in die werk van Hipparchus (190–120 v.C.) wanneer 'n waarde vir die presessie van die aarde bepaal word, terwyl beheerde eksperimente in die werke van al-Battani gesien kan word ^{[86] [ beter bron benodig ]} (853–929) en Alhazen (965–1039). ^{[87] : p.444 vir sy eksperimente oor kleur}

DNA-eksperimente

Watson en Crick het 'n aanvanklike (en verkeerde) voorstel vir die struktuur van DNA aan 'n span van Kings College getoon - Rosalind Franklin , Maurice Wilkins en Raymond Gosling . Franklin het onmiddellik die foute raakgesien wat die waterinhoud betref. Later het Watson Franklin se gedetailleerde X-straaldiffraksiebeelde gesien wat 'n X-vorm het ^[88] en kon bevestig dat die struktuur heliesvormig was. ^{[45] [46]} Dit het die modelbou van Watson en Crick weer laat opvlam en gelei tot die regte struktuur. ..1. DNA-karakterisering

Evaluering en verbetering

Die wetenskaplike metode is iteratief. In enige stadium is dit moontlik om die akkuraatheid en presisie daarvan te verfyn , sodat die wetenskaplike 'n vroeëre deel van die proses sal herhaal. Die versuim om 'n interessante hipotese te ontwikkel, kan daartoe lei dat 'n wetenskaplike die onderwerp wat oorweeg word, herdefinieer. Die versuim van 'n hipotese om interessante en toetsbare voorspellings te lewer, kan lei tot die heroorweging van die hipotese of die definisie van die onderwerp. As 'n eksperiment nie interessante resultate lewer nie, kan 'n wetenskaplike die eksperimentele metode, die hipotese of die definisie van die onderwerp heroorweeg.

Ander wetenskaplikes kan hul eie navorsing begin en die proses op enige stadium kan begin. Hulle kan die karakterisering aanneem en hul eie hipotese formuleer, of die hipotese aanvaar en hul eie voorspellings aflei. Die eksperiment word dikwels nie deur die persoon wat die voorspelling gedoen het nie, en die karakterisering is gebaseer op eksperimente wat deur iemand anders gedoen is. Gepubliseerde resultate van eksperimente kan ook dien as 'n hipotese wat hul eie reproduceerbaarheid voorspel.

DNA-iterasies

Na aansienlike vrugtelose eksperimentering, ontmoedig deur hul superieur om voort te gaan, en talle valse begin, ^{[89] [90] [91]} Watson en Crick kon die essensiële struktuur van DNA aflei deur konkrete modellering van die fisiese vorms van die nukleotiede wat bestaan ​​daaruit. ^{[47] [92]} Hulle is gelei deur die bindingslengte wat deur Linus Pauling afgelei is en deur Rosalind Franklin se röntgendiffraksiebeelde. .. DNA Voorbeeld

Bevestiging

Wetenskap is 'n sosiale onderneming, en wetenskaplike werk word gewoonlik deur die wetenskaplike gemeenskap aanvaar as dit bevestig is. Die belangrikste is dat eksperimentele en teoretiese resultate deur ander binne die wetenskaplike gemeenskap weergegee moet word. Navorsers het hul lewens vir hierdie visie gegee; Georg Wilhelm Richmann is doodgemaak deur balweerlig (1753) toe hy probeer het om die 1752 vlieërvlieg-eksperiment van Benjamin Franklin te herhaal . ^[93]

Om te beskerm teen slegte wetenskap en bedrieglike data, het regeringsnavorsingsinstansies soos die National Science Foundation en wetenskaplike tydskrifte, insluitend Nature and Science , die beleid dat navorsers hul data en metodes moet argiveer sodat ander navorsers die data kan toets en metodes en bou voort op die voorafgaande navorsing. Wetenskaplike data-argivering kan by verskeie nasionale argiewe in die VSA of die World Data Center gedoen word .

Klassieke model

Die klassieke model van wetenskaplike ondersoek is afgelei van Aristoteles, ^[94], wat die vorme van benaderde en presiese redenasie onderskei, die drievoudige skema van ontvoering , deduktiewe en induktiewe afleiding uiteensit , en ook die saamgestelde vorms soos redenering analogies behandel het .

Hipoteties-deduktiewe model

Die hipotetico-deduktiewe model of metode is 'n voorgestelde beskrywing van die wetenskaplike metode. Hier staan ​​voorspellings uit die hipotese sentraal: watter gevolge volg as u aanvaar dat die hipotese waar is?

As 'n daaropvolgende empiriese ondersoek nie aantoon dat hierdie gevolge of voorspellings ooreenstem met die waarneembare wêreld nie, kan die hipotese onwaar verklaar word.

Pragmatiese model

In 1877, ^{[22], het} Charles Sanders Peirce (1839–1914) ondersoek in die algemeen nie as die strewe na waarheid op sigself gekenmerk nie, maar as die stryd om te beweeg van irriterende, remmende twyfel wat gebore is uit verrassings, meningsverskille en dies meer, en om te bereik 'n veilige oortuiging, met die oortuiging dat die mens bereid is om op te tree. Hy het wetenskaplike ondersoeke opgestel as deel van 'n breër spektrum en aangespoor, soos ondersoek in die algemeen, deur werklike twyfel, nie bloot mondelinge of hiperboliese twyfel nie , wat hy as vrugteloos beskou het. ^[95] Hy het vier metodes uiteengesit om die mening te besleg, geordend van die minste tot die suksesvolste:

1. Die metode van hardnekkigheid (beleid om vas te hou by die aanvanklike oortuiging) - wat gemak en beslissendheid bied, maar daartoe lei dat u teenstrydige inligting en ander se sienings ignoreer asof die waarheid intrinsiek privaat is, nie die publiek nie. Dit is in stryd met die sosiale impuls en val maklik, want 'n mens kan wel agterkom wanneer 'n ander se mening so goed is as die eie mening. Die suksesse daarvan kan skyn, maar is geneig om kortstondig te wees. ^[96]
2. Die gesagsmetode - wat meningsverskille oorkom, maar soms wreedaardig is. Die suksesse daarvan kan majestueus en langlewend wees, maar dit kan nie deeglik genoeg werk om twyfel onbepaald te onderdruk nie, veral nie as mense van ander samelewings se hede en verlede te wete kom nie.
3. Die metode van die a priori - wat minder wreedaardige bevordering bevorder, maar menings bevorder soos iets soos smaak, wat ontstaan ​​in gesprekke en vergelykings van perspektiewe in terme van "wat aangenaam is om te redeneer." Dit hang dus af van die mode in paradigmas en gaan mettertyd in sirkels. Dit is meer intellektueel en gerespekteer, maar hou, soos die eerste twee metodes, toevallige en wispelturige oortuigings in stand, wat die gees bestem om daaraan te twyfel.
4. Die wetenskaplike metode - die metode waarin ondersoek homself as feilbaar beskou en homself doelbewus toets en kritiseer, regstel en verbeter.

Peirce het gemeen dat stadige, struikelende verhoudings gevaarlik minderwaardig kan wees as instink en tradisionele sentiment in praktiese aangeleenthede, en dat die wetenskaplike metode die beste geskik is vir teoretiese navorsing, ^[97] wat op sy beurt nie deur die ander metodes en praktiese doele vertrap moet word nie; rede se 'eerste reël' is dat, om te leer, 'n mens moet begeer om te leer en, as 'n gevolge, nie die manier van ondersoek moet blokkeer nie. ^[98] Die wetenskaplike metode oortref die ander deur doelbewus ontwerp te word om uiteindelik die veiligste oortuigings te bereik waarop die suksesvolste praktyke gebaseer kan word. Uitgaande van die idee dat mense nie op sigself die waarheid soek nie, maar om irriterende, remmende twyfel te bedwing, het Peirce getoon hoe sommige deur die stryd sommige kan kom om hulle aan die waarheid te onderwerp ter wille van die geloof se integriteit, om die waarheid te soek na die leiding van die potensiaal oefen korrek volgens die gegewe doelwit, en verenig u met die wetenskaplike metode. ^{[22] [25]}

Vir Peirce impliseer rasionele ondersoek vooronderstellings oor waarheid en die ware; om te redeneer, is om te veronderstel (en ten minste te hoop), as 'n beginsel van die selfregulering van die redenaar, dat die ware ontdekbaar en onafhanklik is van ons opinie. In daardie trant het hy die waarheid gedefinieer as die ooreenstemming van 'n teken (in die besonder 'n voorstel) met sy doel en, pragmaties, nie as die werklike konsensus van een of ander definitiewe, eindige gemeenskap nie (dit is om die kenners te ondersoek) , maar in plaas daarvan die finale opinie wat alle ondersoekers vroeër of later sou bereik, maar tog onvermydelik, as hulle die ondersoek ver genoeg sou stoot, selfs wanneer hulle van verskillende punte begin. ^[99] Tandem het hy die werklike gedefinieër as 'n voorwerp van 'n ware teken (of dit nou 'n moontlikheid of 'n kwaliteit is, of 'n werklikheid of 'n brute feit, of 'n noodsaaklikheid of norm of wet), dit is onafhanklik van die mening van enige eindige gemeenskap. en, pragmaties, hang dit slegs af van die finale mening wat in 'n voldoende ondersoek bestem is. Dit is 'n bestemming so ver of naby, soos die waarheid self vir u of my of die gegewe eindige gemeenskap. Sy ondersoekteorie kom dus neer op 'Do the science.' Hierdie opvattings oor die waarheid en die werklike behels die idee van 'n gemeenskap, beide sonder definitiewe perke (en dus potensieel selfkorrigerend sover dit nodig is) en in staat om 'n definitiewe toename in kennis te hê. ^[100] As afleiding is 'logika gewortel in die sosiale beginsel' omdat dit afhang van 'n standpunt wat in 'n sekere sin onbeperk is. ^[101]

Met spesiale aandag aan die generering van verduidelikings, het Peirce die wetenskaplike metode uiteengesit as koördinering van drie soorte afleidings in 'n doelgerigte siklus wat daarop gemik is om twyfel te besleg, soos volg (in §III – IV in 'A Neglected Argument' ^[4], behalwe as anders opgemerk):

1. Ontvoering (of reteksie ). Raai, afleiding tot verklarende hipoteses vir die keuse van die beste wat die moeite werd is om te probeer. Van ontvoering onderskei Peirce induksie as die afleiding, gebaseer op toetse, die verhouding van waarheid in die hipotese. Elke ondersoek, hetsy na idees, brute feite, of norme en wette, spruit uit verrassende waarnemings op een of meer van daardie terreine (en byvoorbeeld in enige stadium van 'n ondersoek wat reeds aan die gang is). Die verklarende inhoud van teorieë kom van ontvoering, wat 'n nuwe of 'n buite-idee raai om op 'n eenvoudige, ekonomiese manier 'n verrassende of ingewikkelde verskynsel te gee. Dikwels raai selfs 'n goed voorbereide gemoed verkeerd. Maar die sukses van ons raaiskote is baie groter as dié van blote geluk en blyk gebore te word as gevolg van die aanpassing van die natuur deur instinkte wat ontwikkel of inherent is, veral in soverre die beste raaiskote optimaal aanneemlik en eenvoudig in die sin is, het Peirce gesê, van die "maklike en natuurlike ", soos deur Galileo se natuurlike lig van die rede en anders as" logiese eenvoud ". Ontvoering is die vrugbaarste, maar minste veilige manier van afleiding. Die algemene rasionaal daarvan is induktief: dit slaag gereeld genoeg en daarsonder is daar geen hoop om die ondersoek (dikwels multi-generasie) na nuwe waarhede voldoende te bespoedig nie. ^{[102] Die} koördinerende metode lei daartoe dat 'n aanneemlike hipotese ontvoer word, om dit te beoordeel op grond van die toetsbaarheid daarvan ^[103] en hoe die ondersoek dit self sou bespaar. ^[104] Peirce noem sy pragmatisme 'die logika van ontvoering'. ^[105] Sy pragmatiese maksimum is: "Dink aan watter gevolge moontlik van praktiese houdings kan wees, wat u dink dat die voorwerpe van u konsepsie is. Dan is u opvatting van hierdie effekte die geheel van u opvatting van die voorwerp". ^[99] Sy pragmatisme is 'n metode om konseptuele verwarring vrugbaar te verminder deur die betekenis van enige opvatting gelyk te stel aan die denkbare praktiese implikasies van die voorgestelde effekte daarvan - 'n metode van geestelike refleksie wat eksperimenteel is, gasvry vir die vorming van hipoteses en bevorderlik om dit te toets. Dit bevoordeel doeltreffendheid. Die hipotese, omdat hy onseker is, moet praktiese implikasies hê wat ten minste tot geestestoetse lei en in die wetenskap hulself tot wetenskaplike toetse verleen. 'N Eenvoudige, maar onwaarskynlike raaiskoot, as dit onkostelik is om op valsheid te toets, hoort miskien eers in die ry vir toetsing. 'N Gissing is die moeite werd om te toets as dit instinktiewe geloofwaardigheid of beredeneerde objektiewe waarskynlikheid het, terwyl subjektiewe waarskynlikheid , alhoewel dit beredeneer is, misleidend verleidelik kan wees. Raaisels kan gekies word om strategies te probeer, omdat hulle versigtig is (waarvoor Peirce die spel Twenty Questions as voorbeeld gegee het), breedte en onbuigsaamheid. ^{[106] 'n} Mens kan hoop om net te ontdek wat die tyd in elk geval deur die leerder se genoegsame ervaring sou openbaar, daarom is dit die punt om dit te bespoedig; die ekonomie van navorsing is wat die sprong van ontvoering vereis en die kuns daarvan regeer. ^[104]
2. Aftrekking . Twee fases:
   1. Verduideliking. Onduidelik, maar deduktiewe, ontleding van die hipotese om die dele so duidelik as moontlik te maak.
   2. Demonstrasie: deduktiewe argumentasie, Euklidies in prosedure. Eksplisiete afleiding van die gevolge van die hipotese as voorspellings vir die induksie om te toets oor bewyse wat gevind kan word. Corollarial of, indien nodig, teoreties.
3. Induksie . Die langtermyn geldigheid van die reël van induksie is af te lei van die beginsel (vooronderstelling tot redenering in die algemeen, ^[99] ) dat die werklike slegs die voorwerp is van die finale mening waartoe voldoende ondersoek sou lei; ^[107] enigiets waartoe geen so 'n proses ooit sou lei nie, sou nie werklik wees nie. Induksie wat deurlopende toetse of waarnemings behels, volg 'n metode wat, as dit volgehou word, die fout tot onder enige voorafbepaalde mate sal verminder. Drie fases:
   1. Klassifikasie. Dit is onduidelik, maar induktief, om voorwerpe van ervaring onder algemene idees te klassifiseer.
   2. Proef: direkte induktiewe argumentasie. Ru (die opsomming van gevalle) of geleidelik (nuwe skatting van die verhouding van waarheid in die hipotese na elke toets). Geleidelike induksie is kwalitatief of kwantitatief; indien kwalitatief, dan afhanklik van die gewigte van eienskappe of karakters; ^[108] indien kwantitatief, dan afhanklik van metings, of van statistieke , of van tellings.
   3. Sentimentele induksie. "... wat deur induktiewe redenasies die verskillende proefnemings eenmalig beoordeel, dan die kombinasies daarvan, dan selfbeoordeling van hierdie einste beoordelings self maak en die finale uitspraak uitspreek".

Afwykende verduideliking

Model van DNA met David Deutsch , voorstander van onveranderlike wetenskaplike verklarings (2009)

In 'n TED-toespraak van 2009 het Deutsch 'n kriterium vir wetenskaplike verklaring uiteengesit, naamlik om invariërs te formuleer: "Noem 'n verklaring [in die openbaar, sodat dit later deur ander gedateer en geverifieer kan word] wat onveranderlik bly [in die lig van oënskynlike verandering, nuwe inligting, of onverwagte toestande] ". ^[109]

"'N Slegte verduideliking is maklik om te wissel." ^{[109] : minuut 11:22}

"Die soeke na moeilik uiteenlopende verklarings is die oorsprong van alle vordering" ^{[109] : minuut 15:05}

"Dat die waarheid bestaan ​​uit moeilike variasies oor die werklikheid, is die belangrikste feit oor die fisiese wêreld." ^{[109] : minuut 16:15}

Invaransie as 'n fundamentele aspek van 'n wetenskaplike weergawe van die werklikheid was lank deel van die wetenskapsfilosofie: byvoorbeeld, Friedel Weinert se boek The Scientist as Philosopher (2004) het die teenwoordigheid van die tema in baie geskrifte vanaf die draai van die 20ste eeu opgemerk. , soos werke van Henri Poincaré (1902), Ernst Cassirer (1920), Max Born (1949 en 1953), Paul Dirac (1958), Olivier Costa de Beauregard (1966), Eugene Wigner (1967), Lawrence Sklar (1974) , Michael Friedman (1983), John D. Norton (1992), Nicholas Maxwell (1993), Alan Cook (1994), Alistair Cameron Crombie (1994), Margaret Morrison (1995), Richard Feynman (1997), Robert Nozick (2001 ), en Tim Maudlin (2002). ^[110]

Wetenskap wat op komplekse stelsels toegepas word, kan elemente soos transdissiplinariteit , sisteemteorie en wetenskaplike modellering behels . Die Santa Fe Instituut bestudeer sulke stelsels; ^[111] Murray Gell-Mann verbind hierdie onderwerpe met boodskappe . ^[112]

Oor die algemeen kan dit moeilik wees om die wetenskaplike metode streng toe te pas op uiteenlopende, onderling gekoppelde stelsels en groot datastelle. In die besonder kan praktyke wat binne groot data gebruik word , soos voorspellende analise , beskou word as strydig met die wetenskaplike metode. ^[113]

Die wetenskaplike metode word nie net deur 'n enkele persoon gebruik nie, maar ook deur verskeie mense wat direk of indirek saamwerk. Sodanige samewerking kan as 'n belangrike element van 'n wetenskaplike gemeenskap beskou word . In so 'n omgewing word verskillende standaarde van wetenskaplike metodologieë gebruik.

Peer review evaluering

Wetenskaplike tydskrifte gebruik 'n proses van portuurbeoordeling , waarin wetenskaplikes se manuskripte deur redakteurs van wetenskaplike tydskrifte aan (gewoonlik een tot drie, en gewoonlik anonieme) mede-wetenskaplikes wat vertroud is met die veld vir evaluering, ingedien word. In sekere tydskrifte kies die joernaal self die referente; in ander (veral tydskrifte wat baie spesiaal is), kan die outeur van die manuskrip referate aanbeveel. Die beoordelaars beveel publikasie al dan nie aan, of hulle beveel publikasie aan met voorgestelde wysigings, of soms publikasie in 'n ander tydskrif. Hierdie standaard word deur verskillende tydskrifte in verskillende mate toegepas en kan daartoe lei dat die literatuur vry is van ooglopende foute en die kwaliteit van die materiaal oor die algemeen verbeter, veral in tydskrifte wat die standaard die strengste gebruik. Die ewekniebeoordelingsproses kan beperkings hê as u navorsing buite die konvensionele wetenskaplike paradigma oorweeg: probleme met ' groepsdenke ' kan inbreuk maak op 'n oop en regverdige bespreking van nuwe navorsing. ^[114]

Dokumentasie en replikasie

Soms kan eksperimente stelselmatige foute tydens hul eksperimente maak, afwyk van standaardmetodes en praktyke ( Patologiese wetenskap ) om verskillende redes, of in seldsame gevalle doelbewus vals resultate rapporteer. Soms as gevolg hiervan, kan ander wetenskaplikes probeer om die eksperimente te herhaal om die resultate te dupliseer.

Argiveer

Navorsers beoefen soms argivering van wetenskaplike data , soos in ooreenstemming met die beleid van regeringsfinansieringsagentskappe en wetenskaplike tydskrifte. In hierdie gevalle kan gedetailleerde rekords van hul eksperimentele prosedures, rou data, statistiese ontledings en bronkode bewaar word om bewys te lewer van die metodologie en praktyk van die prosedure en om te help met alle moontlike toekomstige pogings om die resultaat weer te gee . Hierdie prosedurele rekords kan ook help met die konsep van nuwe eksperimente om die hipotese te toets, en dit kan nuttig wees vir ingenieurs wat die moontlike praktiese toepassings van 'n ontdekking kan ondersoek.

Datadeling

Wanneer addisionele inligting benodig word voordat 'n studie gereproduseer kan word, kan die skrywer van die studie gevra word om dit te verskaf. Hulle kan dit verskaf, of as die outeur weier om data te deel , kan 'n beroep gedoen word op die tydskrifredakteurs wat die studie gepubliseer het, of op die instansie wat die navorsing befonds.

Beperkings

Aangesien 'n wetenskaplike nie alles wat in 'n eksperiment plaasgevind het, kan opneem nie , word feite wat gekies is vir hul skynbare relevansie, gerapporteer. Dit kan onvermydelik later tot probleme lei as 'n kwessie van 'n kwansuis irrelevante bevraagteken word. Byvoorbeeld, Heinrich Hertz het nie rapporteer die grootte van die kamer wat gebruik word om vergelykings toets Maxwell se, wat later geblyk het om rekening vir 'n klein afwyking in die resultate. Die probleem is dat daar van dele van die teorie verwag moet word om die eksperimentele toestande te selekteer en te rapporteer. Die waarnemings word dus soms beskryf as 'teoreties belaai'.

Analitiese filosofie

Die wetenskapsfilosofie kyk na die onderliggende logika van die wetenskaplike metode, na wat die wetenskap van die nie-wetenskap skei , en die etiek wat implisiet in die wetenskap is. Daar is basiese aannames, afgelei van die filosofie deur ten minste een prominente wetenskaplike, wat die basis vorm van die wetenskaplike metode - naamlik dat die werklikheid objektief en konsekwent is, dat mense die vermoë het om die werklikheid akkuraat te waarneem en dat daar rasionele verklarings bestaan ​​vir elemente. van die regte wêreld. ^[115] Hierdie aannames uit die metodologiese naturalisme vorm 'n basis waarop die wetenskap gegrond kan word. Logiese Positiviste , empiriste , vervalsings- en ander teorieë het hierdie aannames gekritiseer en alternatiewe weergawes van die logika van die wetenskap gegee, maar elkeen is ook self gekritiseer.

Thomas Kuhn het die geskiedenis van die wetenskap in sy The Structure of Scientific Revolutions ondersoek en bevind dat die werklike metode wat deur wetenskaplikes gebruik word, dramaties verskil van die destydse aanvaarde metode. Sy waarnemings van wetenskapsbeoefening is in wese sosiologies en spreek nie hoe wetenskap in ander tye en ander kulture beoefen kan word nie.

Norwood Russell Hanson , Imre Lakatos en Thomas Kuhn het uitgebreide werk gedoen oor die 'teoriebelaaide' karakter van waarneming. Hanson (1958) het eers die term geskep vir die idee dat alle waarneming afhanklik is van die konseptuele raamwerk van die waarnemer , en gebruik die konsep gestalt om aan te toon hoe vooroordele sowel waarneming as beskrywing kan beïnvloed. ^[116] Hy open hoofstuk 1 met 'n bespreking van die Golgi-liggame en hul aanvanklike verwerping as 'n artefak van kleuringstegniek, en 'n bespreking van Brahe en Kepler wat die dagbreek waarneem en 'n "ander" sonsopkoms sien ondanks dieselfde fisiologiese verskynsel. Kuhn ^[117] en Feyerabend ^[118] erken die baanbrekersbetekenis van sy werk.

Kuhn (1961) het gesê dat die wetenskaplike oor die algemeen 'n teorie in gedagte het voordat hy eksperimente ontwerp en onderneem het om empiriese waarnemings te maak, en dat die "weg van teorie na meting byna nooit agteruit gery kan word nie". Dit impliseer dat die manier waarop teorie getoets word, gedikteer word deur die aard van die teorie, wat Kuhn (1961, p. 166) daartoe gelei het om aan te voer dat 'sodra dit deur 'n beroep aangeneem is ... geen teorie erken word om te toetsbaar deur enige kwantitatiewe toetse wat dit nog nie geslaag het nie ". ^[119]

Post-modernisme en wetenskapoorloë

Paul Feyerabend het eweneens die geskiedenis van die wetenskap ondersoek en gelei om te ontken dat wetenskap werklik 'n metodologiese proses is. In sy boek Against Method voer hy aan dat wetenskaplike vooruitgang nie die gevolg is van die toepassing van 'n spesifieke metode nie. In wese sê hy dat 'n mens 'n historiese episode vir enige spesifieke metode of norm van die wetenskap kan vind waar die oortreding daarvan bygedra het tot die vordering van die wetenskap. As gelowiges in die wetenskaplike metode 'n enkele universeel geldige reël wil uitdruk, stel Feyerabend dus grappenderwys voor, moet dit 'alles gaan' wees. ^[120] Kritiek soos hy het gelei tot die sterk program , 'n radikale benadering tot die sosiologie van die wetenskap .

Die postmodernistiese kritiek op die wetenskap was self die onderwerp van intense kontroversie. Hierdie deurlopende debat, bekend as die wetenskapoorloë , is die gevolg van botsende waardes en aannames tussen die postmodernistiese en realistiese kampe. Terwyl postmoderniste beweer dat wetenskaplike kennis bloot 'n ander diskoers is (let op dat hierdie term in hierdie konteks spesiale betekenis het) en nie verteenwoordigend is van enige vorm van fundamentele waarheid nie, hou realiste in die wetenskaplike gemeenskap vol dat wetenskaplike kennis wel werklike en fundamentele waarhede oor die werklikheid openbaar. Baie boeke is geskryf deur wetenskaplikes wat hierdie probleem aanvat en die bewerings van die postmoderniste uitdaag, terwyl hulle die wetenskap verdedig as 'n wettige metode om waarheid af te lei. ^[121]

Antropologie en sosiologie

In antropologie en sosiologie , na aanleiding van die veld navorsing in 'n akademiese wetenskaplike laboratorium deur Latour en Woolgar , Karin Knorr Cetina het 'n vergelykende studie van twee wetenskaplike velde (naamlik gedoen hoë-energie fisika en molekulêre biologie ) tot die gevolgtrekking dat die epistemiese praktyke en gedagtes binne beide wetenskaplike gemeenskappe is verskillend genoeg om die begrip ' epistemiese kulture ' in te stel, in teenstelling met die idee dat 'n sogenaamde 'wetenskaplike metode' uniek en 'n verenigende konsep is. ^[122]

Rol van kans in ontdekking

Daar word geskat dat tussen 33% en 50% van alle wetenskaplike ontdekkings gestruikel is , eerder as dat dit gesoek is. Dit kan verklaar waarom wetenskaplikes so dikwels uitdruk dat hulle gelukkig was. ^[123] Louis Pasteur word toegeskryf aan die bekende gesegde dat "Geluk bevoordeel die voorbereide gees", maar sommige sielkundiges het in die wetenskaplike konteks begin studeer wat dit beteken om 'voorbereid te wees op geluk'. Navorsing toon dat wetenskaplikes verskillende heuristieke geleer word wat die kans en die onverwagte gebruik. ^{[123] [124]} Dit is wat Nassim Nicholas Taleb 'Anti-fragility' noem; Terwyl sommige ondersoekstelsels broos is in die lig van menslike foute , menslike vooroordeel en ewekansigheid, is die wetenskaplike metode meer as weerstandbiedend of taai - dit vind eintlik op baie maniere baat by sulke willekeur (dit is anti-broos). Taleb glo dat hoe meer anti-broos die stelsel is, hoe meer sal dit in die regte wêreld floreer. ^[26]

Sielkundige Kevin Dunbar sê die proses van ontdekking begin dikwels met navorsers wat foute in hul eksperimente vind. Hierdie onverwagte resultate lei navorsers om te probeer om op te los wat hulle dink is 'n fout in hul metode. Uiteindelik besluit die navorser dat die fout te aanhoudend en sistematies is om toevallig te wees. Die hoogs beheerde, versigtige en nuuskierige aspekte van die wetenskaplike metode is dit wat dit dus geskik maak om sulke aanhoudende sistematiese foute te identifiseer. Op hierdie stadium sal die navorser teoretiese verklarings vir die fout begin dink, en soek hy dikwels die hulp van kollegas oor verskillende kundigheidsterreine. ^{[123] [124]}

Wetenskap is die proses om voorgestelde modelle met waarneembare te versamel, te vergelyk en te evalueer . 'N Model kan 'n simulasie, wiskundige of chemiese formule of stel voorgestelde stappe wees. Wetenskap is soos wiskunde deurdat navorsers in albei dissiplines probeer om onderskeid te tref tussen wat bekend is en wat onbekend is in elke stadium van ontdekking. Modelle, beide in die wetenskap en wiskunde, moet intern konsekwent wees en moet ook vervalsbaar wees (onbestand kan word). In wiskunde hoef 'n stelling nog nie bewys te word nie; in so 'n stadium sou die stelling 'n vermoede genoem word . Maar wanneer 'n stelling wiskundige bewys het, verkry die stelling 'n soort onsterflikheid wat hoog op prys gestel word deur wiskundiges, en waarvoor sommige wiskundiges hul lewens wy. ^[125]

Wiskundige werk en wetenskaplike werk kan mekaar inspireer. ^[126] Die tegniese konsep van tyd het byvoorbeeld in die wetenskap ontstaan , en tydloosheid was 'n kenmerk van 'n wiskundige onderwerp. Maar vandag is die vermoede van Poincaré bewys met behulp van tyd as 'n wiskundige konsep waarin voorwerpe kan vloei (sien Ricci vloei ).

Nietemin bly die verband tussen wiskunde en werklikheid (en dus wetenskap vir sover dit die werklikheid beskryf) duister. Eugene Wigner se artikel, The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in the Natural Sciences , is 'n baie bekende weergawe van die uitgawe van 'n Nobelpryswenner fisikus. In werklikheid het sommige waarnemers (waaronder bekende wiskundiges soos Gregory Chaitin en ander soos Lakoff en Núñez ) voorgestel dat wiskunde die gevolg is van vooroordeel van die praktisyn en menslike beperking (insluitend kulturele), ietwat soos die post-modernis. siening van die wetenskap.

Die werk van George Pólya oor probleemoplossing , ^[127] die konstruksie van wiskundige bewyse , en heuristiek ^{[128] [129]} toon dat die wiskundige metode en die wetenskaplike metode in detail verskil, terwyl dit tog op mekaar lyk in die gebruik van iteratiewe of rekursiewe stappe. .

Volgens Pólya behels begrip om die onbekende definisies in u eie woorde weer te gee, geometriese figure te gebruik en te bevraagteken wat ons alreeds weet en nie weet nie; analise , wat Pólya van Pappus neem , ^[130] behels die vrye en heuristiese konstruksie van aanneemlike argumente, agteruit werk van die doel en die ontwerp van 'n plan vir die konstruering van die bewys; sintese is die streng Euklidiese uiteensetting van stapsgewyse besonderhede ^[131] van die bewys; hersiening behels die heroorweging en herbesoek van die resultaat en die weg daarheen.

Gauss , toe hy gevra is hoe hy sy stellings tot stand kom , het een keer 'durch planmässiges Tattonieren' geantwoord (deur stelselmatige tasbare eksperimentering ). ^[132]

Imre Lakatos het aangevoer dat wiskundiges eintlik teenstrydighede, kritiek en hersiening as beginsels gebruik om hul werk te verbeter. ^[133] Net soos die wetenskap, waar waarheid gesoek word, maar nie sekerheid gevind word nie, in Bewyse en weerlegging (1976), het Lakatos probeer vasstel dat geen stelling van informele wiskunde finaal of perfek is nie. Dit beteken dat ons nie moet dink dat 'n stelling uiteindelik waar is nie, maar dat daar nog geen teenvoorbeeld gevind is nie. Sodra 'n teenvoorbeeld gevind is, dws 'n entiteit wat weerspreek / nie verklaar word deur die stelling nie, pas ons die stelling aan, en kan ons die geldigheidsdomein uitbrei. Dit is 'n deurlopende manier waarop ons kennis versamel, deur die logika en die proses van bewyse en weerlê. (As aksiomas word vir 'n tak van wiskunde egter Lakatos beweer dat bewyse van dié aksiomas was toutologies , dit wil sê logies ware , deur herskryf hulle, net soos Poincaré ( Bewyse en weerleggings , 1976).)

Lakatos het 'n verslag voorgestel van wiskundige kennis gebaseer op Polya se idee van heuristiek . In Proofs and Refutations het Lakatos verskeie basiese reëls gegee om bewyse en teenvoorbeelde vir vermoedens te vind. Hy het gedink dat wiskundige ' gedagte-eksperimente ' 'n geldige manier is om wiskundige vermoedens en bewyse te ontdek. ^[134]

Verwantskap met statistieke

Wanneer die wetenskaplike metode statistieke as deel van sy arsenaal gebruik, is daar wiskundige en praktiese kwessies wat die betroubaarheid van die uitsette van wetenskaplike metodes nadelig kan beïnvloed. Dit word beskryf in 'n gewilde wetenskaplike artikel uit 2005, "Why Most Published Research Findings Are False" deur John Ioannidis , wat as grondslag beskou word vir die veld van metascience . ^[135] Baie navorsing in metascience poog om swak gebruik van statistieke te identifiseer en die gebruik daarvan te verbeter.

Die spesifieke punte wat geopper word, is statisties ("Hoe kleiner die studies wat in 'n wetenskaplike veld uitgevoer word, hoe minder waarskynlik sal die navorsingsbevindinge waar wees" en "Hoe groter die buigsaamheid in ontwerpe, definisies, uitkomste en analitiese wyses in 'n wetenskaplike veld, hoe minder waarskynlik die navorsingsbevindinge waar sal wees. ") en ekonomies (" Hoe groter die finansiële en ander belange en vooroordele in 'n wetenskaplike veld is, hoe minder waarskynlik sal die navorsingsbevindinge waar wees "en" Hoe warmer 'n wetenskaplike veld ( met meer betrokke wetenskaplike spanne), hoe minder waarskynlik sal die navorsingsbevindinge waar wees. ") Vandaar:" Die meeste navorsingsbevindinge is onwaar vir die meeste navorsingsontwerpe en vir die meeste velde "en" Soos getoon, werk die meerderheid moderne biomediese navorsing in gebiede met 'n baie lae voor- en na-studie waarskynlikheid vir ware bevindings. " Egter: "Desondanks sal die meeste nuwe ontdekkings voortgaan uit hipotese-genererende navorsing met lae of baie lae voorstudie-kans", wat beteken dat * nuwe * ontdekkings sal kom uit navorsing wat, toe die ondersoek begin het, 'n lae of baie lae kans ('n lae of baie lae kans) om te slaag. As die wetenskaplike metode dus gebruik word om die grense van kennis uit te brei, sal navorsing na gebiede buite die hoofstroom die nuutste ontdekkings oplewer.

Probleme en probleme

Geskiedenis, filosofie, sosiologie

• Andersen, Anne; Hepburn, Brian. "Wetenskaplike metode" . In Zalta, Edward N. (red.). Stanford Encyclopedia of Philosophy .
• "Bevestiging en induksie" . Internet-ensiklopedie vir filosofie .
• Wetenskaplike metode by PhilPapers
• Wetenskaplike metode by die Indiana Philosophy Ontology Project
• 'N Inleiding tot wetenskap: wetenskaplike denke en 'n wetenskaplike metode deur Steven D. Schafersman.
• Inleiding tot die wetenskaplike metode aan die Universiteit van Rochester
• Theory-ladenness deur Paul Newall by The Galilean Library
• Lesing oor wetenskaplike metode deur Greg Anderson
• Die gebruik van die wetenskaplike metode vir die ontwerp van wetenskaplike billike projekte
• Scientific Methods ' n aanlynboek deur Richard D. Jarrard
• Richard Feynman on the Key to Science (een minuut, drie sekondes), uit die Cornell-lesings.
• Lesings oor die wetenskaplike metode deur Nick Josh Karean, Kevin Padian , Michael Shermer en Richard Dawkins
• "Hoe weet ons wat waar is?" (geanimeerde video; 2:52)