A tudomány szisztematikus és logikus megközelítés annak felfedezéséhez, hogy a világegyetemben hogyan működnek a dolgok. Ez egyben az a tudás, amely a világegyetem minden dologára vonatkozó felfedezések révén felhalmozódott.
A "tudomány" szó a latin szóból származik scientia, amely a Merriam-Webster szótár szerint kimutatható és reprodukálható adatokon alapuló tudás. E meghatározás szerint a tudomány mérhető eredményekre törekszik a tesztelés és az elemzés révén. A tudomány tényeken alapszik, nem véleményen vagy preferenciákon. A tudomány folyamatának célja az ötletek kutatáson keresztüli kihívása. A kaliforniai egyetem szerint a tudományos folyamat egyik fontos szempontja, hogy csak a természeti világra összpontosítson. Bármi, amit természetfelettinek tekintünk, nem illeszkedik a tudomány meghatározásához.
A tudományos módszer
A kutatás során a tudósok a tudományos módszert használják mérhető, empirikus bizonyítékok összegyűjtésére egy hipotézissel kapcsolatos kísérletben (gyakran if / if állítás formájában), amelynek eredményei elmélet alátámasztására vagy ellentmondására irányulnak.
"Terepi biológusként a tudományos módszer kedvenc része az adatgyűjtés területén zajlik" - mondta Jaime Tanner, a Marlboro Főiskola biológiai professzora a Live Science-nek. "De az a tény, ami valóban ezt a szórakozást teszi, az az, hogy tudom, hogy egy érdekes kérdésre válaszolsz. Tehát az első lépés a kérdések azonosításában és a lehetséges válaszok (hipotézisek) előállításában szintén nagyon fontos és kreatív folyamat. Akkor, amikor összegyűjti az adatokat, elemezze, hogy meg tudja-e támasztani a hipotézisét. "
A tudományos módszer lépései hasonlóak:
- Tegyen megfigyelést vagy megfigyeléseket.
- Tegyen fel kérdéseket az észrevételekkel kapcsolatban, és gyűjtsön információkat.
- Készítsen egy hipotézist - a megfigyelések ideiglenes leírását, és a hipotézis alapján készítsen előrejelzéseket.
- Tesztelje a hipotézist és az előrejelzéseket egy reprodukálható kísérletben.
- Elemezze az adatokat, és vonjon le következtetéseket; fogadja el vagy utasítsa el a hipotézist, vagy szükség esetén módosítsa a hipotézist.
- Addig reprodukáljuk a kísérletet, amíg nincs különbség a megfigyelések és az elmélet között. "A módszerek és az eredmények másolása a kedvenc lépésem a tudományos módszerben" - mondta a Live Sciencenek Moshe Pritsker, a Harvard Medical School volt posztdoktori kutatója és a JoVE vezérigazgatója. "A publikált kísérletek megismételhetősége képezi a tudomány alapját. Nincs megismételhetőség - nincs tudomány."
A tudományos módszer néhány kulcsfontosságú alapja:
- Az észak-karolinai állami egyetem szerint a hipotézisnek ellenőrizhetőnek és hamisíthatónak kell lennie. A hamisítás azt jelenti, hogy a hipotézisre negatív választ kell adni.
- A kutatásnak deduktív érvelést és induktív érvelést kell tartalmaznia. A deduktív érvelés az a tény, amikor a valódi tételeket logikai valódi következtetés elérésére használjuk, míg az induktív érvelés ellentétes megközelítést alkalmaz.
- A kísérletnek tartalmaznia kell egy függő változót (amely nem változik) és egy független változót (amely nem változik).
- A kísérletnek tartalmaznia kell egy kísérleti csoportot és egy kontrollcsoportot. A kontrollcsoporttal hasonlítják össze a kísérleti csoportot.
Tudományos elméletek és törvények
A tudományos módszer és általában a tudomány frusztráló lehet. Az elmélet szinte soha nem bizonyított, bár néhány elmélet tudományos törvényekké válik. Példa erre az energiamegőrzési törvények, amelyek a termodinamika első törvényei. Dr. Linda Boland, a neurobiológus és a virginiai Richmond Egyetem biológiai tanszékének elnöke azt mondta a Live Science-nek, hogy ez a kedvenc tudományos törvénye. "Ez irányítja a celluláris elektromos aktivitással kapcsolatos kutatásaim nagy részét, és kijelenti, hogy az energiát nem lehet sem létrehozni, sem pusztítani, csak formában változtatni. Ez a törvény folyamatosan emlékeztet nekem az energia sokféle formáját" - mondta.
Egy törvény csak leírja a megfigyelt jelenséget, de nem magyarázza meg, miért létezik a jelenség, vagy mi okozza azt. "A tudományban a törvények kiindulópontot jelentenek" - mondta Peter Coppinger, a Rose-Hulman Technológiai Intézet biológia és orvosbiológiai mérnöki docens. "Innentől a tudósok feltehetik a kérdéseket:" Miért és hogyan? "
A törvényeket általában kivétel nélkül tekintik, bár néhány törvényt az idő múlásával módosítottak, miután további vizsgálatok során eltéréseket találtak. Ez nem azt jelenti, hogy az elméleteknek nincs értelme. Ahhoz, hogy a hipotézis elméletgé váljon, szigorú tesztelésre van szükség, általában több tudományágban, különálló tudóscsoportok által. Ha valaki azt mondja, hogy "csak egy elmélet", akkor laikus ember kifejezésnek nincs kapcsolata a tudománygal. A legtöbb ember számára az elmélet egy furcsa. A tudományban az elmélet képezi a megfigyelések és a tények keretét - mondta Tanner a Live Science-nek.
Néhány dologról, amit ma magától értetődőnek tekintünk, a tiszta agyi energiáról álmodtunk, másoknak teljes baleset miatt. De mennyit tudsz a dolgok eredetéről? Itt a világ leghasznosabb találmányainak körülbelül 15, a ragasztókból való kitalálását találtuk ki
Kvíz: A világ legnagyobb találmányai
A tudomány rövid története
A tudomány legkorábbi bizonyítékai az őskorban találhatók, mint például a tűz felfedezése, a kerék feltalálása és az írás fejlesztése. A korai tabletták számokat és információkat tartalmaznak a Naprendszerről. A tudomány azonban idővel határozottan tudományosbbá vált.
1200s: Robert Grosseteste kidolgozta a keretet a modern tudományos kísérletek megfelelő módszereire a Stanford Encyclopedia of Philosophy szerint. Munkái tartalmazta azt az elvet, miszerint a vizsgálatnak mérhető bizonyítékokon kell alapulnia, amelyeket tesztelés is megerősít.
1400-as évek: Leonardo da Vinci a jegyzetfüzeteit annak bizonyítása érdekében kezdte el, hogy az emberi test mikrokozmikus. A művész, tudós és matematikus információkat gyűjtött az optikáról és a hidrodinamikáról is.
1500-as évek: Nicolaus Kopernikusz tovább fejlesztette a naprendszer megértését, felfedezve a heliocentrizmust. Ez egy olyan modell, amelyben a Föld és a többi bolygó a Nap körül forog, amely a Naprendszer központja.
1600-as évek: Johannes Kepler a megfigyelésekre építette a bolygó mozgásának törvényeit. Galileo Gallilei továbbfejlesztett egy új találmányt, a távcsövet, és felhasználta a nap és a bolygók tanulmányozására. Az 1600-as években is előrelépés történt a fizika tanulmányozása során, amikor Isaac Newton kidolgozta mozgási törvényeit.
1700: Benjamin Franklin rájött, hogy a villám elektromos. Közreműködött az óceánföldrajz és a meteorológia tanulmányozásában. A kémia megértése ezen a század folyamán is fejlődött, amikor Antoine Lavoisier, a modern kémia atyjának nevezték ki, kidolgozta a tömegmegőrzési törvényt.
1800: A mérföldkövek tartalmazták Alessandro Volta felfedezéseit az elektrokémiai sorozatokkal kapcsolatban, amelyek az akkumulátor feltalálásához vezettek. John Dalton bemutatta az atomelméletet is, amely kimondta, hogy minden anyag atomokból áll, amelyek molekulákat alkotnak. A modern genetika tanulmányozásának alapja, amikor Gregor Mendel bemutatta öröklési törvényeit. A század végén Wilhelm Conrad Röntgen felfedezte a röntgenfelvételeket, míg George Ohm törvényei adták az alapot annak megértéséhez, hogy hogyan lehet az elektromos töltéseket felhasználni.
1900: A relativitáselmélettel legismertebb Albert Einstein felfedezései a 20. század elejét uralták. Einstein relativitáselmélete valójában két különálló elmélet. Különleges relativitáselmélete, amelyet egy 1905-ben "A mozgó testek elektrodinamika" című cikkben vázolt, arra a következtetésre jutott, hogy az időnek meg kell változnia a mozgó tárgy sebessége függvényében a megfigyelő referenciakeretéhez viszonyítva. Az általános relativitáselmélet második elmélete, amelyet „A relativitáselmélet általános elméletének alapjaként” tett közzé, elősegítette azt az elképzelést, hogy az anyag a tér görbületéhez vezet.
Az orvostudomány örökre megváltozott a polio vakcina 1952-ben, Jonas Salk kifejlesztésével. A következő évben James D. Watson és Francis Crick felfedezte a DNS szerkezetét, amely egy kettős spirál, amelyet cukor-foszfát gerinchez kapcsolt bázispárok alkotnak, az Egyesült Államok Nemzeti Orvostudományi Könyvtára szerint.
2000-es évek: A 21. században elkészült az emberi genom első terve, amely a DNS jobb megértéséhez vezetett. Ez tovább haladta a genetika, az emberi biológiában játszott szerepének, valamint a betegségek és más rendellenességek előrejelzőjének felhasználását.
