Система исследовательской деятельности как методология науки

Методология науки или научный метод, это процесс познания мира и Вселенной вокруг нас.

Одно хорошее определение — это все, что следует системе методов и процедур.

Как естественные, так и социальные науки используют методологию науки для содействия развитию знаний.методология науки

Базовые принципы научности

Методология науки, которую обычно преподают в школах, является идеализированным приближением того, как работают ученые на самом деле. Обучаемые могут запомнить без реального понимания ряд шагов, которые составляют методологию.

Ученые, однако, применяют эти шаги по-разному в разных ситуациях и в разных областях знаний:

  • Например, химики и физики могут проводить правильно контролируемые эксперименты, которые меняют только одну переменную за раз.
  • Астрономы не могут проводить эксперименты, они должны просто наблюдать, как Вселенная разворачивается перед своими телескопами.
  • Биомедицинские исследователи используют контролируемые двойные слепые исследования для уменьшения возможного отклонения в клинических наблюдениях.
  • Социальные исследователи изучают такие сложные человеческие взаимодействия, что они должны прибегать к статистическим исследованиям больших размеров выборки.

Однако все эти ученые придерживаются методологии науки, соответствующей их областям исследования.

Методология науки является лучшим способом для того, чтобы отличить истину от лжи и заблуждения.

Простая версия методологии выглядит примерно так:

  1. Наблюдайте за некоторыми аспектами Вселенной.
  2. Придумайте предварительное описание, называемое гипотезой, которое соответствует тому, что вы наблюдали.
  3. Используйте гипотезу, чтобы делать прогнозы.
  4. Проверьте эти прогнозы экспериментами или дальнейшими наблюдениями и измените гипотезу в свете ваших результатов.
  5. Повторите шаги 3 и 4 пока будут существовать расхождения теории и эксперимента и/или наблюдения.

Модель в науке

Учитывая эти различия между областями знаний, первым шагом в методологии науки является наблюдение природы каким-либо образом с помощью наблюдений или простых экспериментов. Затем ученые пытаются объяснить наблюдаемые природные явления с помощью модели, гипотезы или теории. Теории, гипотезы и модели примерно одинаковы с различиями, выходящими за рамки данной статьи. Теории, как правило, охватывают больше материала чем научные модели или гипотезы. Далее в статье будет использоваться термин модель как представление некоторого реального процесса, чтобы охватить модели, гипотезы или теории.предмет методологии наукиВсе научные модели должны быть проверяемыми и опровергаемыми. Другими словами, даже самые лучшие и элегантные модели могут быть доказаны неверными экспериментальными или наблюдательными данными.

Ученые используют представление некоторого реального процесса, чтобы сделать весьма конкретные прогнозы о том, что должно произойти в той или иной ситуации, и провести эксперименты или наблюдения для проверки предсказания. Если эксперимент или наблюдение согласуются с прогнозом, то представление прошло тест. Ученые часто предварительно признают гипотезу или теорию правильной, но продолжают тестировать их.

Однако наиболее важной познавательной особенностью реальных знаний является то, что происходит, если изучаемое явление не проходит тест. Если данные не согласны с тем, что предсказывало представление некоторого реального процесса, то данные оказались неправильными. Данные опровергают изучаемое явление и ученые должны их изменить. Изменения могут варьироваться от незначительных настроек до совершенно новых, которые включают и соглашаются с новыми данными.

Развитие методологии науки

Развитие методологии науки приводит к тому, что исследователи постоянно делают новые прогнозы на основе своих решений и продолжают тестировать со все более строгими тестами. Ученые признают модель или теорию правильной только в том случае, если они не доказывают неправильность.

Всегда существует вероятность того, что новый более строгий тест докажет, что научная модель или теория ошибочны. Хорошие ученые имеющие открытия и изобретения на своем счету откажутся даже от самых элегантных теоретических версий, когда увидят новые данные.

Ключевой отличительной чертой методологии науки является эксперимент. Вся хорошая наука может быть опровергнута или доказана экспериментальными данными или наблюдениями. Все, что не может быть проверено и подвергнуто доказательством — это не наука.

История методологии

Платонический (429-347 гг. до н. э.) способ познания подчеркивал рассуждение как метод, преуменьшая важность наблюдения.

Аристотель (384-322 до н. э.) не согласился с Платоном, определив местонахождение форм в естественном мире в качестве фундаментальных принципов, которые должны быть обнаружены путем исследования природы. Аристотель признан как давший самый ранний систематический Трактат о природе научного исследования который включал наблюдение и рассуждения о естественном мире. В предшествующей аналитике Аристотель сначала размышляет о целях, а затем о методах исследования природы.

Наука для Аристотеля, явилась совокупностью правильно организованных знаний или обучения, а также упорядочение и отображение имеющее решающее значение.

Цели обнаружения, упорядочения и отображения фактов частично определяют методы, необходимые для успешного научного исследования.

В дополнение к тщательному наблюдению научный метод требует логики как системы рассуждений для правильной организации, но и вывода за пределы того, что известно путем наблюдения. Методы рассуждения среди других могут включать в себя индукцию, прогноз или аналогию. Система Аристотеля (вместе с его каталогом ошибочных рассуждений) была собрана под названием Органон — философские сочинения Аристотеля, посвящённые логике.

В Органоне рассуждения делятся в первую очередь на две формы, грубое деление которых сохраняется и в наше время. Самые известные в наше время как дедуктивные против индуктивного метода, появляются в других эпохах, как анализ и синтез или даже подтверждение/верификация. Основная идея заключается в том, что в наших методах исследования есть два “направления”: от наблюдаемого до более фундаментальных, общих и всеобъемлющих принципов; другой ведет от фундаментального и общего к другим возможным конкретным экземплярам этих принципов.

Квантовая и релятивистская революции в физике в начале 20 века оказали огромное влияние на методологию. Концептуальные основы обеих этих физических теорий были взяты, чтобы показать поражаемость даже самых, казалось бы, безопасных общих интуиций о пространстве, времени и физических телах. Поэтому уверенность в знании о естественном мире была признана недостижимой, и вместо этого требовался обновленный эмпиризм, который сделал науку ошибочной, но в то же время рационально оправданной.

В подтверждение этого появился анализ рассуждений ученых, в соответствии с которыми важнейшими аспектами научного метода были средства проверки и подтверждения теорий.

В последние десятилетия основное внимание уделяется научной деятельности, традиционно подпадающей под рубрику методология науки, такой как экспериментальное проектирование и общая лабораторная практика, использование статистики, построение и использование моделей и диаграмм, междисциплинарное сотрудничество и научная коммуникация.