Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.1: Що таке наука?

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    3853

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

    Як і інші природничі науки, екологічна наука збирає знання про світ природи. Наука - це більше, ніж просто звід знань, наука надає засоби для оцінки та створення нових знань. Методи науки включають ретельне спостереження, ведення обліку, логічні та математичні міркування, експерименти та подання висновків до уваги інших. Наука також вимагає значної фантазії та творчості; добре розроблений експеримент зазвичай описується як елегантний або красивий. Наука має значні практичні наслідки, і деякі науки присвячені практичним застосуванням, таким як профілактика захворювань (малюнок\(\PageIndex{a}\)). Інша наука протікає багато в чому мотивована цікавістю. Якою б не була її мета, немає сумнівів, що наука трансформувала людське існування і буде продовжувати це робити.

    Мікроскоп вид стрижневих бактерій
    Малюнок\(\PageIndex{a}\): Біологи можуть вибрати для вивчення кишкової палички (кишкової палички), бактерії, яка є нормальним мешканцем наших травних трактів, але іноді є причиною спалахів захворювань. На цій мікрофотографії бактерія візуалізується за допомогою скануючого електронного мікроскопа та цифрового розфарбовування. (кредит: Ерік Ербе; цифрове розфарбовування Крістофера Пулі, USDA-ARS)

    Однак існують галузі знань, до яких методи науки не можуть бути застосовані. До них відносяться такі речі, як мораль, естетика або духовність. Наука не може досліджувати ці області, оскільки вони знаходяться поза сферою матеріальних явищ, явищ матерії та енергії, і їх неможливо спостерігати та вимірювати.

    Докази, вимірювання та спостереження

    Вчені використовують об'єктивні докази над суб'єктивними доказами, щоб досягти обґрунтованих і логічних висновків. Об'єктивне спостереження без особистої упередженості і однакове всіма особами. Упередженість стосується прихильності однієї речі перед іншою, і це може призвести до неточних результатів. Люди упереджені за своєю природою, тому вони не можуть бути повністю об'єктивними; мета полягає в тому, щоб бути максимально неупередженими. Суб'єктивне спостереження засноване на почуттях і переконаннях людини і є унікальним для цього індивіда (фігури\(\PageIndex{b}\)).

    Водоспад знаходиться в долині
    Малюнок\(\PageIndex{b}\): Це Великий каньйон Йеллоустоуна в Єллоустонському національному парку. Об'єктивним твердженням про це було б: «Картина - водоспад». Суб'єктивне твердження було б: «Картина прекрасна».

    Інший спосіб, яким вчені уникають упередженості, є використання кількісних над якісними вимірюваннями, коли це Кількісний вимір виражається конкретним числовим значенням. Якісні спостереження - це загальні або відносні описи. Наприклад, описати скелю як червону або важку - це якісне спостереження. Визначення кольору породи шляхом вимірювання довжин хвиль відбитого світла або його щільності шляхом вимірювання пропорцій мінералів, які вона містить, є кількісним. Чисельні значення більш точні, ніж загальні описи, і їх можна проаналізувати за допомогою статистичних обчислень. Саме тому кількісні вимірювання набагато корисніше вченим, ніж якісні спостереження.

    Індуктивні та дедуктивні міркування

    Одне спільне для всіх форм науки: кінцева мета знати. Цікавість і розслідування є рушійними силами розвитку науки. Вчені прагнуть зрозуміти світ і спосіб його функціонування. Використовуються два методи логічного мислення: індуктивне міркування і дедуктивне міркування.

    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. Сирі дані можуть бути доповнені малюнками, 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. Геодезія землекористування (які райони лісові, сільськогосподарські, міські тощо) по всій території Сполучених Штатів, а потім висновок про те, що лісові райони зосереджені на Заході, є прикладом описової науки.

    У дедуктивних міркуваннях 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. Наприклад, прогноз буде полягати в тому, що якщо клімат в регіоні стає теплішим, розподіл рослин і тварин повинен змінитися. Були зроблені порівняння між розподілами в минулому і сьогоденні, і багато змін, які були знайдені, узгоджуються з потеплінням клімату. Пошук зміни розподілу є свідченням того, що висновок про зміну клімату є дійсним. Дедуктивне міркування, або дедукція, - це тип логіки, що використовується в науці, заснованій на гіпотезах (див. Нижче).

    Підводячи підсумок, індуктивне міркування переходить від конкретного (спостереження) до загального (висновок), а дедуктивне міркування переходить від загального (гіпотеза або принцип) до конкретного (результати).

    Обидва типи логічного мислення пов'язані з двома основними шляхами наукового вивчення: описовою наукою та наукою, заснованою на гіпотезах. Описова (або відкриття) наука має на меті спостерігати, досліджувати та виявляти, тоді як наука, заснована на гіпотезі, починається з конкретного питання чи проблеми та потенційної відповіді або рішення, яке можна перевірити. Кордон між цими двома формами навчання часто розмивається, оскільки більшість наукових починань поєднують обидва підходи. Спостереження призводять до питань, питання призводять до формування гіпотези як можливої відповіді на ці питання, а потім гіпотеза перевіряється. Таким чином, описова наука та наука, заснована на гіпотезах, знаходяться в безперервному діалозі.

    Наука - це також соціальний процес

    Вчені діляться своїми ідеями з однолітками на конференціях, шукаючи керівництва та зворотного зв'язку (рисунок\(\PageIndex{c}\)). Наукові роботи та дані, подані до публікації, ретельно розглядаються кваліфікованими колегами, вченими, які є експертами в тій же галузі. Процес наукового огляду має на меті відсіяти дезінформацію, недійсні результати досліджень та дикі спекуляції. Таким чином, він повільний, обережний і консервативний. Вчені, як правило, чекають, поки гіпотеза буде підкріплена переважною кількістю доказів багатьох незалежних дослідників, перш ніж прийняти її як наукову теорію.

    Чоловік піднімає руку на конференції. Він сидить за довгим столом в оточенні інших присутніх.
    Малюнок\(\PageIndex{c}\): Вчені діляться інформацією, публікуючи та відвідуючи конференції. Конференція, показана тут, присвячена дослідженню арахісу та мікотоксинів (шкідливих хімічних речовин, що виробляються грибами). Зображення Шерон Дауді (CC-BY-NC).

    Характеристика вчених

    Немає нічого таємничого або навіть особливо незвичайного в тому, що роблять вчені. Існує безліч способів роботи над науковими проблемами. Всі вони вимагають здорового глузду. Крім того, всі вони демонструють певні риси, які особливо - але не однозначно - характерні для науки.

    • Скептицизм - Хороші вчені використовують висококритичні стандарти при оцінюванні доказів. Вони підходять до даних, претензій і теорій (в ідеалі, навіть свої!) зі здоровими дозами скептицизму.
    • Толерантність до невизначеності - Вчені часто працюють роками - іноді протягом цілої кар'єри - намагаючись зрозуміти одну наукову проблему. Це часто включає в себе знаходження фактів, які протягом певного часу не вписуються в будь-яку цілісну модель і які навіть можуть підтримувати взаємно суперечливі пояснення. Іноді, коли людина слухає вчених, енергійно захищаючи свої погляди, їх впевненість здається абсолютною. Але глибоко в своїх серцях вони знають, що їхні погляди ґрунтуються на ймовірностях і що новий доказ може з'явитися в будь-який час і змусити серйозну зміну їхніх поглядів.
    • Хоча вони, безумовно, не мають монополії на важку працю, їх готовність працювати довгі години і роки, переслідуючи проблему, є ознакою всіх хороших вчених. Для науки - це важка праця.

    Атрибуція

    Модифікований Мелісою Ха з наступних джерел: