Den vetenskapliga metoden är ett system av kategorier, värderingar, regleringsprinciper, motiveringsmetoder, prover etc., som vägleder vetenskapssamfundet i dess verksamhet [1] .
Metoden innefattar sätt att studera fenomen , systematisering , korrigering av ny och tidigare förvärvad kunskap. Slutsatser och slutsatser görs med hjälp av regler och principer för resonemang baserade på empiriska (observerade och uppmätta ) data om objektet [2] . Observationer och experiment är grunden för att ta fram data . För att förklara de observerade fakta läggs hypoteser fram och teorier byggs upp , på basis av vilka i sin tur en modell av objektet som studeras byggs upp.
En viktig sida av den vetenskapliga metoden, dess integrerade del för all vetenskap, är kravet på objektivitet , vilket utesluter den subjektiva tolkningen av resultaten. Alla uttalanden bör inte tas på tro , även om de kommer från välrenommerade vetenskapsmän. För att säkerställa oberoende verifiering dokumenteras observationer och alla initiala data, metoder och forskningsresultat görs tillgängliga för andra forskare. Detta tillåter inte bara att erhålla ytterligare bekräftelse genom att reproducera experiment, utan också att kritiskt bedöma graden av adekvans ( validitet ) av experiment och resultat i förhållande till teorin som testas.
Den filosofiska grunden för den moderna vetenskapliga metoden är logisk positivism (neopositivism) och postpositivism . Båda dessa riktningar anser observation (experiment, experiment) vara sanningskriteriet, men de skiljer sig åt i tolkningar av vilken hypotes som kan anses vara vetenskaplig.
Separata delar av den vetenskapliga metoden användes av filosoferna i det antika Grekland . De utvecklade logikens regler och principer för att föra en tvist. Samtidigt gavs de slutsatser som erhållits som ett resultat av resonemang företräde framför observerad praxis.
Detta paradigm ändrades av stoikerna, som lade grunden till den vetenskapliga metoden: det "uppenbara" är inte automatiskt sant, man måste hela tiden söka sanningen och tvivla på det "uppenbara" [3] . Samtidigt räcker det inte med teoretiska resonemang för kognition, något anses vara sant endast genom praktiska bevis för fenomenets existens [4] . Det var stoikerna som först uppmärksammade vikten av problemet med sanningskriteriet och påpekade sanningskriteriets icke självklarhet som en observation: teoretiska resonemang måste bekräftas av praktiken, sanningen ligger just i korrespondensen av tänkande och verklighet [5] .
Nu kallas denna process inom vetenskaplig metodik för konstruktion av verklighetsmodeller [6] .
Ett tydligt exempel på problemet med sanningskriteriet är påståendet att den snabbfotade Akilles aldrig kommer ikapp sköldpaddan . Eleates Zeno tillämpar här i huvudsak den vetenskapliga metoden: att inte tro på det "uppenbara", argumenterar han och finner motsägelser i modeller av både kontinuitet och diskrethet i rum och tid. Cyniker Diogenes , enligt Sextus Empiricus , försökte "motbevisa" Zeno genom att helt enkelt gå framför honom som svar på "ingen rörelse" [7] ( aporian "Pil") - men detta är just missförståndet av essensen av aporia. Zeno förnekade inte faktumet av möjligheten till rörelse, men påpekade omöjligheten att tänka det konsekvent [4] . Vid detta tillfälle påpekade Hegel att argument inte kan vederläggas genom en demonstration, de måste vederläggas med motargument [8] . Denna berättelse visar tydligt skillnaden mellan vetenskapligt tänkande, den vetenskapliga metoden som Zeno tillämpar (att bygga en modell och kontrollera att den överensstämmer med verkligheten) och Diogenes vanliga "sunta förnuft" [4] .
Toppen av utvecklingen av propositionell logik var sofistik . Men sofisternas mål var inte så mycket sanningen, utan segern i rättegångar där formalismen översteg alla andra tillvägagångssätt.
Sokrates skapade den sokratiska metoden att argumentera. I motsats till sofisterna, som försökte påtvinga och bevisa sin ståndpunkt, försökte Sokrates med ledande frågor tvinga motståndaren att självständigt komma till nya slutsatser och ändra sina ursprungliga åsikter. Sokrates ansåg att hans metod var konsten att utvinna den kunskap som gömts i varje person med hjälp av ledande frågor. Han tillskrivs att han säger att sanningen föds i en tvist.
På 1900-talet formulerades en hypotetisk-deduktiv modell av den vetenskapliga metoden [9] , bestående av en konsekvent tillämpning av följande steg:
För ungefär tusen år sedan visade Ibn al-Haytham vikten av det första och fjärde steget. Galileo visade i sin avhandling "Conversations and Mathematical Foundations of Two New Sciences Concerning Mechanics and Laws of Fall" (1638) också vikten av det 4:e steget (även kallat experiment ) [10] . Metodens steg kan utföras i ordning - 1, 2, 3, 4. Om slutsatserna från steg 3, enligt resultaten från steg 4, klarade testet, kan du fortsätta och gå tillbaka till den 3:e, sedan 4:e , 1:a och så vidare steg. Men om resultaten av verifieringen från steg 4 visade att förutsägelserna från steg 3 var falska, bör du gå tillbaka till steg 2 och försöka formulera en ny hypotes ("nytt steg 2"), vid steg 3, underbygga nya antaganden utifrån hypotesen ("nytt steg 3"), kontrollera dem i steg 4 och så vidare.
Det bör noteras att om du följer Popper-kriteriet , med hänsyn till hela gruppen av händelser och omöjligheten av en heltäckande uppfattning av verkligheten, kommer den vetenskapliga metoden aldrig att kunna absolut verifiera (bevisa sanningen) av hypotesen ( steg 2); det är bara möjligt att motbevisa hypotesen - att bevisa dess falskhet.
Teori ( forngrekiska θεωρία "övervägande, forskning") är ett kunskapssystem som har prediktiv kraft i förhållande till ett fenomen. Teorier formuleras, utvecklas och testas enligt den vetenskapliga metoden.
Standardmetoden för att testa teorier är direkt experimentell testning ("experiment är sanningskriteriet"). Men ofta kan en teori inte testas genom direkta experiment (till exempel teorin om livets ursprung på jorden), eller så är en sådan verifiering för komplicerad eller kostsam (makroekonomiska och sociala teorier), och därför testas teorier ofta inte direkt experiment, men genom närvaron av prediktiv kraft - det vill säga om okända / tidigare obemärkta händelser följer av det, och vid noggrann observation dessa händelser detekteras, så är prediktiv kraft närvarande.
Hypotes (från annan grekisk ὑπόθεσις - "grund", "antagande") - ett obevisat uttalande, antagande eller gissning.
Som regel uttrycks en hypotes på basis av ett antal observationer (exempel) som bekräftar den och ser därför rimlig ut. Hypotesen är därefter antingen bevisad, förvandlar den till ett etablerat faktum (se sats, teori), eller vederläggs (till exempel genom att ange ett motexempel), förvandlar den till kategorin falska påståenden.
En obevisad och obevisad hypotes kallas ett öppet problem.
En lag är ett verbalt och/eller matematiskt formulerat uttalande som beskriver samband, samband mellan olika vetenskapliga begrepp, som föreslås som en förklaring av fakta och som i detta skede erkänns av det vetenskapliga samfundet som överensstämmande med experimentella data. Ett oprövat vetenskapligt påstående kallas en hypotes.
Modellering är studiet av ett objekt genom modeller med överföring av kunskap som erhållits till originalet. Objektmodellering är skapandet av modeller av reducerade kopior med vissa egenskaper som duplicerar de ursprungliga. Mental modellering – med hjälp av mentala bilder. Symbolisk eller symbolisk - är användningen av formler, ritningar. Dator - en dator är både ett verktyg och ett studieobjekt, en modell är ett datorprogram.
Konstruktionen av en matematisk modell gör att man kan systematisera befintliga data och formulera de prognoser som krävs för att söka efter nya. Ett slående exempel på detta är det periodiska systemet, enligt vilket förekomsten av många tidigare okända grundämnen förutspåddes.
De förutsägelser som erhålls från egenskaperna hos den matematiska modellen verifieras genom experiment eller genom att samla in nya fakta [11] .
Experiment (från latin experimentum - test, erfarenhet) i den vetenskapliga metoden - en uppsättning handlingar och observationer som utförs för att testa (sant eller falskt) en hypotes eller en vetenskaplig studie av orsakssamband mellan fenomen. Experiment är hörnstenen i det empiriska förhållningssättet till kunskap. Poppers kriterium framställer som huvudskillnaden mellan en vetenskaplig teori och en pseudovetenskaplig möjligheten att sätta upp ett experiment, i första hand ett som kan ge ett resultat som motbevisar denna teori. Ett av huvudkraven för ett experiment är dess reproducerbarhet .
Experimentet är uppdelat i följande steg:
Vetenskaplig forskning är processen att studera resultaten av observationer, experiment, konceptualisering och testning av teorin, i samband med att erhålla vetenskaplig kunskap.
Forskningstyper:
Observation är en målmedveten process för uppfattning av verklighetsobjekt, vars resultat registreras i beskrivningen. Upprepad observation är nödvändig för att få meningsfulla resultat.
Typer:
Mätning är bestämningen av de kvantitativa värdena på egenskaperna hos ett objekt med hjälp av speciella tekniska anordningar och måttenheter.
Under 1900-talet noterade vissa forskare, i synnerhet Ludwik Fleck (1896-1961), behovet av en mer grundlig utvärdering av resultaten av experimentella tester, eftersom det erhållna resultatet kan påverkas av våra fördomar. Därför är det nödvändigt att vara mer exakt när man beskriver villkoren och resultaten av experimentet. En enastående rysk vetenskapsman, M. V. Lomonosov , var av åsikten att tro och vetenskap kompletterar varandra [12] :
Sanning och tro är två systrar, döttrar till samma Högsta Förälder, som aldrig kan komma i konflikt med varandra, om inte någon, av någon fåfänga och bevis på sin egen visdom, nitar fiendskap över dem. Och kloka och snälla människor bör överväga om det finns något sätt att förklara och avvärja den imaginära civila striden mellan dem.
Och nu finns det troende bland vetenskapsmän, dessutom med ett ganska stort bidrag. Ett exempel är chefen för Human Genome Project, Francis Collins , som skrev boken Proof of God. Argument of a Scientist”, tillägnad frågan om kompatibilitet mellan religion och vetenskap.
Idag tar antagandet om gudomligt ingripande automatiskt teorin som använde ett sådant antagande utanför vetenskapens gränser, eftersom ett sådant antagande i princip är overifierbart och obestridligt (det vill säga motsäger Poppers kriterium ). Den vetenskapliga metoden innebär sökandet efter orsakerna till fenomen uteslutande i det naturliga fältet, utan att förlita sig på det övernaturliga. Akademikern Vitaly Lazarevich Ginzburg [13] :
I alla fall som jag känner till, nämner inte troende fysiker och astronomer i sina vetenskapliga arbeten Gud med ett enda ord... Medan de ägnar sig åt specifika vetenskapliga aktiviteter, glömmer den troende i själva verket bort Gud...
Även en enkel tro på något baserat på tidigare erfarenhet eller kunskap kan förändra tolkningen av observationsresultaten. En person som har en viss övertygelse om ett visst fenomen är ofta benägen att acceptera fakta som bevis på sin tro, bara för att de inte direkt motsäger den. I analysen kan det visa sig att objektet för tro bara är ett specialfall av mer generella fenomen (till exempel anser Corpuscular-wave-teorin tidigare idéer om ljus i form av partiklar eller vågor som specialfall) eller inte är det. relaterat till observationsobjektet överhuvudtaget (till exempel Teplorods temperaturbegrepp).
Inte mindre antivetenskapligt kan ideologiska fördomar vara. Ett exempel på oförenligheten mellan sådana fördomar och den vetenskapliga metoden är sessionen 1948 av All-Russian Academy of Agricultural Sciences , som ett resultat av vilket genetik i Sovjetunionen förbjöds fram till 1952 och biologisk vetenskap stod stilla i nästan 20 år [14 ] . En av huvudteserna från "Michurinsk"-biologerna med T. D. Lysenko i spetsen mot genetik var att grundarna av den klassiska teorin om ärftlighet (på intet sätt "idealistiska") Mendel , Weisman och Morgan påstås ha skapat en felaktig idealistisk teori med inslag av mystik på grund av deras idealism istället för den korrekta materialistiska [15] :
Som vi noterade tidigare, har sammandrabbningen mellan materialistiska och idealistiska världsbilder inom biologisk vetenskap ägt rum genom hela dess historia ... Det är helt klart för oss att huvudbestämmelserna i Mendelism-Morganism är falska. De återspeglar inte den levande naturens verklighet och är ett exempel på metafysik och idealism ... Den verkliga ideologiska bakgrunden till den morganistiska genetiken avslöjades väl (av en slump för våra morganister) av fysikern E. Schrödinger . I sin bok "Vad är liv ur fysikens synvinkel?", där han gillade den Weismannska kromosomteorin, kom han till ett antal filosofiska slutsatser. Här är den huvudsakliga: "... den personliga individuella själen är lika med den allestädes närvarande, allvetande, eviga själen." Schrödinger betraktar detta som sin huvudslutsats "... det största som en biolog kan ge, försöker bevisa både Guds existens och själens odödlighet med ett slag."
Ett antal postpositivister gjorde i sina skrifter under andra hälften av 1900-talet ett försök att tillämpa kriterierna för den vetenskapliga metoden på vetenskapen själv med det historiska materialet av verkliga upptäckter som exempel. Som ett resultat av detta har kritik mot denna metod dykt upp, vilket enligt postpositivister tyder på en diskrepans mellan den vetenskapliga metodens metodik och den faktiska utvecklingen av vetenskapliga idéer. Enligt deras åsikt tyder detta på avsaknaden av en helt formaliserad och tillförlitlig metod som leder till mer tillförlitlig kunskap, en entydig koppling mellan principerna om verifiering/förfalskning och att erhålla sann kunskap [16] .
Även om postpositivister förkastar föreställningen om sanning , är det ändå andra metodologer vetenskaper uttrycker förhoppningen om att hitta gemensamma kriterier som skulle göra det möjligt att närma sig en mer adekvat beskrivning av världen.
Thomas Kuhn menar att vetenskaplig kunskap utvecklas med stormsteg. En vetenskaplig revolution inträffar när forskare upptäcker anomalier som inte kan förklaras av det gamla paradigmet inom vilket vetenskapliga framsteg har skett fram till denna punkt . Vetenskapens utveckling motsvarar en förändring i " psykologiska paradigm", syn på ett vetenskapligt problem, vilket ger upphov till nya hypoteser och teorier. Kuhn hänvisar de metoder som påverkar övergången från ett paradigm till ett annat till sociologiområdet [17] .
Imre Lakatos , som utvecklade sin sofistikerade falsifikationism på basis av Poppers idéer om falsifikationism , kom till slutsatsen att ett av de väsentliga problemen i utvecklingen av vetenskapen som ett system baserat på några enhetliga metoder är förekomsten av ad hoc-hypoteser . Detta är en av mekanismerna genom vilka motsättningar mellan teori och experiment övervinns. På grund av dessa hypoteser, som faktiskt är en del av teorin, men tillfälligt avlägsnas från kritik, blir det omöjligt att vederlägga sådana teorier, eftersom motsättningarna mellan teori och experiment förklaras av ad hoc-hypotesen och inte vederlägger teorin. Med hjälp av dessa hypoteser blir det omöjligt att helt vederlägga någon teori. Det är möjligt att bara tala om en tillfällig förändring av problemen: antingen progressiv eller regressiv.
Den dogmatiske falsifikationisten måste i enlighet med sina regler klassificera även de mest betydande vetenskapliga teorierna som metafysik, där det inte finns plats för rationell diskussion - om man utgår från rationalitetskriterierna, som reduceras till bevis och vederlag - eftersom metafysiska teorier är varken bevisbara eller vederläggbara. Således visar sig kriteriet för avgränsning av den dogmatiska falsifikationisten vara högst antiteoretiskt [18] .
Michael Polanyi menar att vetenskaplig kunskap endast delvis kan överföras genom formella språk, och den återstående delen kommer att vara vetenskapsmannens personliga eller implicita kunskap , som i grunden är okommunicerbar. En vetenskapsman, som gradvis kastar sig in i vetenskapen, accepterar okritiskt några av vetenskapens regler. Dessa okritiskt accepterade och formellt icke-överlåtbara regler (ofta inklusive färdigheter, förmågor och kultur) utgör tyst kunskap. Med tanke på att det är omöjligt att formalisera och förmedla implicit kunskap är det också omöjligt att jämföra denna kunskap. Som ett resultat finns det inom vetenskapen en jämförelse av endast den formaliserade delen av en teori med den formaliserade delen av en annan teori.
Paul Feyerabend menar att den enda principen som inte skapar hinder för framsteg är principen "allt är tillåtet". Ingen teori överensstämmer någonsin med alla kända fakta inom sitt område . Alla fakta är teoretiskt laddade , det vill säga det beror på teorin i vilken det betraktas. Därför kan teori inte jämföras med fakta. Teorier kan inte heller jämföras med varandra på grund av att begreppen i olika teorier har olika innehåll.
Det finns fall i vetenskapshistorien då idéer, upptäckter, som sedermera fått vetenskapligt erkännande, till en början hade belägg eller förklaringar som inte motsvarade den vetenskapliga metoden. Ett av de mest slående exemplen på detta är Copernicus motivering av det heliocentriska systemet. Till en början, i den nya teorin, kretsade planeterna runt solen i strikt cirkulära banor , vilket gav mycket mer avvikelser med observationer än Ptolemaios teori om epicykler som rådde före den , det vill säga experimentell verifiering talade till förmån för den gamla teorin, och inte den nya. Därför tvingades Copernicus att vädja till enkelhet, inre skönhet och harmoni:
I centrum av allt, i vila, är solen. Vem kan i detta vackraste tempel hitta en bättre plats för denna lampa än varifrån den kan lysa upp allt samtidigt? [19]
Inom teologi och inom vissa områden av filosofin anses vetenskaplig kunskap alltid vara begränsad, villkorad och därför aldrig kapabel att göra anspråk på absolut sanning [20] . Detta bekräftas av processen att förändra vetenskapliga teorier som beskrivs ovan. Samtidigt uttrycker många filosofiska system i allmänhet tvivel om existensen av absoluta sanningar, erbjuder andra teorier om sanning och kunskap, och vetenskapens framgång med att förklara världen anses av de flesta filosofer som ett tecken på dess relativa sanning, oavsett betyder [21] .