Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

1.2: Наука біології - наукові міркування

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5129

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Порівняння і контрастність теорій і гіпотез

    Процес науки

    Науку (від латинського scientia, що означає «знання») можна визначити як знання, що охоплюють загальні істини або дію загальних законів, особливо коли вони отримані та перевірені науковим методом. Етапи наукового методу будуть детально розглянуті пізніше, але одним з найважливіших аспектів цього методу є перевірка гіпотез (перевірених тверджень) за допомогою повторюваних експериментів. Хоча використання наукового методу притаманне науці, він недостатній у визначенні того, що таке наука. Це пов'язано з тим, що відносно легко застосувати науковий метод до таких дисциплін, як фізика та хімія, але коли мова йде про такі дисципліни, як археологія, палеоантропологія, психологія та геологія, науковий метод стає менш застосовним, оскільки повторювати експерименти стає важче.

    Однак ці напрямки дослідження все ще є науками. Розглянемо археологію: хоча не можна проводити повторювані експерименти, гіпотези все одно можуть бути підтримані. Наприклад, археолог може припустити, що стародавня культура існувала на основі пошуку шматка кераміки. Далі можна було б зробити гіпотези про різні характеристики цієї культури. Ці гіпотези можуть бути визнані правдоподібними (підкріпленими даними) та орієнтовно прийнятими, або можуть бути фальсифіковані та відхилені взагалі (через суперечності даних та інших висновків). Група пов'язаних гіпотез, які не були спростовані, в кінцевому підсумку може призвести до розвитку перевіреної теорії. Теорія - це перевірене і підтверджене пояснення спостережень або явищ, яке підтверджується великим масивом доказів. Науку можна краще визначити як галузі дослідження, які намагаються осягнути природу Всесвіту.

    Наукові міркування

    Одне спільне для всіх форм науки: кінцева мета «пізнати». Цікавість і розслідування є рушійними силами розвитку науки. Вчені прагнуть зрозуміти світ і спосіб його функціонування. Для цього вони використовують два методи логічного мислення: індуктивне міркування і дедуктивне міркування.

    зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Наукові міркування: Вчені використовують два типи міркувань, індуктивні та дедуктивні, для просування наукових знань.

    Індуктивні міркування - це форма логічного мислення, яка використовує пов'язані спостереження, щоб прийти до загального висновку. Цей тип міркувань поширений в описовій науці. Вчений з життя, такий як біолог, робить спостереження і записує їх. Ці дані можуть бути якісними або кількісними, а необроблені дані можуть бути доповнені кресленнями, картинками, фотографіями або відео. З багатьох спостережень вчений може зробити висновок (індукції) на основі доказів. Індуктивне міркування передбачає формулювання узагальнень, виведених з ретельного спостереження та аналізу великої кількості даних. Дослідження мозку дають приклад. У цьому типі досліджень багато живих мізків спостерігаються, коли люди займаються певною діяльністю, наприклад переглядом зображень їжі. Потім передбачається, що частина мозку, яка «загоряється» під час цієї діяльності, є частиною, яка контролює реакцію на обраний подразник; в цьому випадку зображення їжі. «Освітлення» різних ділянок мозку викликано надмірним поглинанням радіоактивних похідних цукру активними ділянками мозку. Результуюче підвищення радіоактивності спостерігається сканером. Тоді дослідники можуть стимулювати цю частину мозку, щоб побачити, чи призводять подібні відповіді.

    Дедуктивні міркування або дедукція - це тип логіки, що використовується в науці, заснованій на гіпотезах. У дедуктивному розумі модель мислення рухається в протилежному напрямку порівняно з індуктивними міркуваннями. Дедуктивні міркування - це форма логічного мислення, яка використовує загальний принцип або закон для прогнозування конкретних результатів. З цих загальних принципів вчений може екстраполювати та передбачити конкретні результати, які будуть дійсними до тих пір, поки загальні принципи дійсні. Дослідження зміни клімату можуть проілюструвати цей тип міркувань. Наприклад, вчені можуть передбачити, що якщо клімат стане теплішим в конкретному регіоні, то розподіл рослин і тварин повинен змінитися. Ці прогнози були написані та перевірені, і спостерігалося багато таких прогнозованих змін, таких як модифікація орних площ для сільського господарства, корельована зі змінами середніх температур.

    Обидва типи логічного мислення пов'язані з двома основними шляхами наукового вивчення: описовою наукою та наукою, заснованою на гіпотезах. Описова (або відкриття) наука, яка зазвичай є індуктивною, спрямована на спостереження, дослідження та виявлення, тоді як наука, заснована на гіпотезах, яка зазвичай є дедуктивною, починається з конкретного питання чи проблеми та потенційної відповіді чи рішення, яке можна перевірити. Кордон між цими двома формами дослідження часто розмитий, і більшість наукових починань поєднують обидва підходи. Нечітка межа стає очевидною, коли думаєте про те, наскільки легко спостереження може призвести до конкретних питань. Наприклад, джентльмен у 1940-х роках зауважив, що насіння задирок, які прилипли до його одягу та шерсті його собаки, мали крихітну структуру гачка. При найближчому огляді він виявив, що пристрій захоплення задирок надійніше блискавки. Зрештою, він розробив компанію і виготовив застібку-петлю, широко відому сьогодні як липучка. Описова наука та наука, заснована на гіпотезах, знаходяться в безперервному діалозі.

    зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Задирок: Цей плід прикріплюється до шерсті тварин за допомогою гачків на його поверхні, щоб поліпшити розподіл. Липучка є прикладом біоміметичного винаходу, який скопіював задирки і використовує невеликі гнучкі гачки для оборотного кріплення до пухнастих поверхонь.

    Ключові моменти

    • Гіпотеза - це заява/передбачення, яке можна перевірити шляхом експериментів.
    • Теорія - це пояснення сукупності спостережень або явищ, які підтримуються великими дослідженнями і які можуть бути використані як основа для подальших досліджень.
    • Індуктивні міркування спираються на спостереження, щоб зробити логічні висновки на основі доказів.
    • Дедуктивне міркування - це логічне міркування, засноване на гіпотезі, яке виводить висновки з результатів тестування.

    Ключові умови

    • теорія: добре обґрунтоване пояснення деякого аспекту природного світу на основі знань, які неодноразово підтверджувалися шляхом спостереження та експериментів
    • гіпотеза: орієнтовна здогадка, що пояснює спостереження, явище або наукову проблему, яку можна перевірити шляхом подальшого спостереження, дослідження та/або експериментів