Metodă ştiinţifică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

	Portal Metodă ştiinţifică

Metoda ştiinţifică sau procesul ştiinţific este fundamental pentru investigaţia ştiinţifică şi pentru dobândirea de către comunitarea ştiinţifică de noi cunoştinţe bazate pe dovezi fizice. Savanţii folosesc observaţia şi raţionamentul pentru a propune explicaţii provizorii pentru fenomene, numite ipoteze. Sub presupunerea materialismului metodologic, evenimentele observabile din natură (inclusiv operele artificiale ale omenirii) se explică doar prin cauze naturale, fără a presupune existenţa sau nonexistenţa supranaturalului. Prognozele derivate din aceste ipoteze sunt testate prin diferite experimente, care ar trebuie să fie reproductibile. Un aspect important al unei ipoteze este că trebuie să fie falsificabilă, cu alte cuvinte, trebuie să se poată dovedi că ipoteza este falsă. Dacă o propoziţie nu este falsificabilă, atunci nu este o ipoteză, ci o opinie sau afirmaţie care se află în afara domeniului de cercetare ştiinţifică. Este de asemenea important de ştiut că o ipoteză nu poate fi dovedită, mai degrabă, datele dintr-un experiment anume conceput pentru a testa o ipoteză pot ori să sprijine ori să respingă acea ipoteză.

Odată ce o ipoteză este verificată experimental în mod repetat, este considerată a fi o teorie şi prognozele noi se se bazează pe ea. Orice prognoză eronată, inconsistenţe interne sau lacune, sau fenomene neexplicate, iniţiază considerarea şi generarea de corecţii sau de ipoteze alternative, care ele însele sunt testate, ş.a.m.d. Orice ipoteză care este destul de validă pentru a face prognoze poate fi testată astfel.

O ipoteză neverificată poate să se bucure de interes considerabil în rândul specialiştilor din cauza eleganţei sale sau a unei validităţi intuitive, sau a unei anticipări a verficării sale, deşi nu este acceptată în mod formal până când există dovezi experimentale convingătoare; vezi exemplul relativităţii generale.

Dezvoltarea de noi tehnologii este legată de dezvoltarea cunoaşterii potrivit metodei ştiinţifice, şi poate servi atât ca un alt test al validităţii ideilor care stau la baza sa, cât şi ca o sursă de instrumente noi cu care să aibă loc progresul în cunoaştere, lărgind domeniul observabilului sau îmbunătţind calitatea observaţiilor. Mai mult, nevoia de a înţelege sau exploata un fenomen natural în cadrul procesului de dezvoltare a unei tehnologii poate constitui un impuls în a cerceta natura acelui fenomen. Vezi exemplul ţiţeiului.

Un punct de vedere larg răspândit este de a considera metodele ştiinţfice ca fiind logica care stă la baza activităţii ştiinţifice, de exemplu Karl Popper. Totuşi, accentul pus pe această logică este criticat de cei care se concentrează asupra aspectelor sociologice (vezi sociologia ştiinţei şi sociologia cunoaşterii ştiinţifice. Metodele ştiinţifice sunt mijloace folosite de comunităţile ştiinţifice cu scopul de a construi

O metodă ştiinţifică este un set de reguli de bază, pe care un om de ştiinţă le foloseşte pentru a dezvolta o experienţă controlată pentru binele ştiinţei.

În metoda ştiinţifică, ipoteza este drumul care trebuie să conducă la formularea teoriei. Teoriile ştiinţifice, destinate să explice într-un fel sau altul fenomenele pe care le observăm, trebuie să fie sprijinite de experimente care să le certifice validitatea. Pilonul central al metodei ştiinţifice este reproductibilitatea, şi anume capacitatea de repetare a unui anumit experiment.

Metoda ştiinţifică costă în următoarele faze:

Observarea unui fapt
Formularea unei probleme
Propunerea unei ipoteze
Realizarea unui experiment controlat, pentru a testa validitatea ipotezei

Pentru o siguranţă sporită în tragerea concluziei, întregul experiment trebuie să fie controlat. Experimentul controlat este acel experiment realizat prin tehnici care permit înlăturarea variabilelor care pot masca rezultatul.

În acest tip de experimente, se foloseşte metoda dublu-orb, o metodă care foloseşte:

Un grup de test (un grup care va fi efectiv testat)
Un grup de control (un grup care nu va fi testat şi care este folosit doar pentru a dovedi că testul este valid)

Termenii de "model", "ipoteză", "teorie" şi "lege fizică" au în ştiinţă alte înţelesuri decât în limbajul uzual. Oamenii de ştiinţă folosesc termenul de "model" pentru a exprima descrierea a ceva, în mod specific ceva care poate fi folosit pentru a face predicţii care pot fi testate prin experiment sau observaţie. O ipoteză este o afirmaţie care ori (încă) nu a fost nici confirmată nici infirmată prin experiment. O lege fizică sau o "lege a naturii" este o generalizare ştiinţifică bazată pe observaţii empirice.

Cuvântul teorie este înţeles greşit mai ales de către laici. În limbaj comun înseamnă idei care nu se bazează pe nici o dovadă solidă; în contrast cu aceasta, oamenii de ştiinţă de obicei folosesc acest cuvânt pentru a se referi la mănunchiuri de idei care fac prognoze specifice. A spune "mărul a căzut" este a afirma un fapt, în timp ce teoria newtoniană a gravitaţiei universale este un corp de idei care permit unui om de ştiinţă să explice de ce mărul a căzut şi să facă prognoze privind alte obiecte căzătoare.

Orice teorie foarte fructuoasă care a supravieţut timpului şi care are o cantitate copleşitoare de dovezi pe care se sprijină este considerată a fi "dovedită" în sens ştiinţific. Unele modele acceptate universal, precum teoria heliocentrică şi teoria atomică au supravieţuit testării empirice riguroase fără a fi contrazise, totuşi nu este exclus ca într-o zi să fie infirmate. Teorii mai noi, precum teoria stringurilor pot oferi idei promiţătoare, dar încă trebuie să treacă prin acelaşi proces pentru a fi acceptate.

Oamenii de ştiinţă niciodată nu pretind a fi în posesia adevărului absolut. Spre deosebire de o dovadă matematică, o teorie ştiinţifică dovedită este întotdeauna susceptibilă de a fi falsificată dacă apar noi dovezi. Chiar şi cele mai de bază şi fundamentale teorii se pot dovedi a fi imperfecte dacă observaţiile noi sunt inconsistente cu cu ele.

Mecanica newtoniană este un exemplu faimos de lege care nu a supravieţuit experimentelor care implică viteze apropiate de cea a luminii sau apropiere faţă de câmpuri gravitaţionale puternice. În afara acestor condiţii, Legea lui Newton rămâne un model excelent de de mişcare şi gravitaţie. Pentru că relativitatea generală oferă explicaţii pentru toate fenomenele descrise de mecanica newtoniană, este privită ca o teorie superioară.

Ştiinţa este o metodă folosită cu scopul de a acumula cunoştinţe. Obiectivul metodei ştiinţifice este de a porin de la una sau mai multe ipoteze şi a dezvolta o teorie validă.

[modifică] Criterii pentru cercetarea ştiinţifică

Ştiinţa nu este dogmatică. Se deosebeşte de religie prin faptul că nu are pretenţia de a fi în posesia adevărului absolut. Rezultatele cercetării ştiinţifice sunt falsificabile, adică se pot testa şi verifica validitatea lor. Dar afirmaţiile religioase nu pot fi falsificate din start, pentru că nu pot fi cercetate.
Rezultatele cercetării ştiinţifice sunt documentate minuţios. Pentru asta există standarde, care asigură posibilitatea de a explica paşii care duc la o anume concluzie. Aici este importantă şi publicarea tuturor surselor folosite şi luarea în considerare a nivelului actual la care se află cercetarea în domeniul respectiv. Astfel, rezultatele cercetării devin comparabile, la fel precum progresul însuşi în disciplina respectivă. Lucrările de cercetare fac trimitere una la celalaltă. Ele vin în spirjinul, critică sau perfecţionează teoriile existente.
Un principiu important este interogaţia sceptică în sensul unei atitudini critice faţă de rezultate şi teze proprii şi ale altora. Cunoştinţele ştiinţifice se deosebesc de cele doctrinare prin faptul că la cele din urmă sunt folosite mijloace de coerciţie subtile sau făţişe şi interogaţia critică este cel puţin nedorită, în timp ce cele dintâi pot fi în principiu confirmate sau infirmate de căte oricine cu ajutorul raţiunii şi experienţei proprii. La fel se diferenţiază cunoştinţele ştiinţifice de cele cu caracter de revelaţie. Revelaţia, care are loc doar la nivel subiectiv, în sinele individului, nu este accesibilă celorlalţi şi astfel nu poate fi intersubiectiv verificată.

[modifică] Procesul cunoaşterii ştiinţifice

Acesta este un model ideal (în unele ştiinţe numai o parte din paşii de mai jos pot fi parcurşi şi deseori cunoştinţele sunt dobândite în alt mod, inclusiv prin hazard):

Observarea şi măsurarea fenomenelor
Acumularea şi ordonarea materialului
Creearea de ipoteze şi modele, prognoze, stabilirea nivelului de importanţă
Testarea ipotezelor modelului prin experimente, teste, încercări
Confirmarea sau infirmarea ipotezelor
Publicarea rezultatelor, pentru ca acestea să poată fi validate de alţii
Modificarea, dezvoltarea sau invalidarea modelului, în funcţie de rezultatul testelor şi de opiniile criticilor
În cazul confirmării, dezvoltarea unei teorii, care trebuie însă să îndeplinească anumite criterii

Atât timp cât teoria nu este falsificată, poate să fie considerată cunostinţă ştiinţifică

Acest model este valabil doar pentru disciplinele unde se lucrează analitic. Pentru ştiinţele istorico-hermeneutice sunt valabile alte principii.

[modifică] Criteriile teoriei ştiinţifice

Lipsa afirmaţiilor care se conţin pe ele însele ca premise
Consistenţă internă: lipsă de contradicţii în cadrul teoriei
Consistenţă externă: lipsă de contradicţii cu alte teorii recunoscute
Valoarea cercetării: explicarea unor noi probleme care până acum nu au putut fi explicate
Testabilitate empirică
Explicaţie eficientă
Falsificabilitate: o teorie trebuie să fie astfel formulată, încât afirmaţiile să poată fi infirmate prin experiment. Teorii nefalsificabile, deci care nu pot fi infirmate prin experiment nu pot fi considerate ştiinţifice

[modifică] Criteriile experimentului ştiinţific

Obiectivitate (verificabilitate intersubiectivă): Un experiment este obiectiv, dacă cercetători diferiţi, în condiţii identice, ajung la aceleaşi rezultate finale.
Fidelitate (reliabilitate): Un experiment are un grad de fidelitate înalt, dacă în condiţii echivalente, în repetate rânduri, duce la rezultate identice sau asemănătoare.
Validitate (valabilitate): Un experiment este vaild, dacă regula de măsură într-adevăr măsoară ceea ce ar trebui să măsoare. Aici trebuie să se evite ca alte caracteristici, care nu sunt măsurate, să nu influenţeze rezultatul. Totuşi, asta înseamnă o standardizare foarte riguroasă a condiţiilor în care are loc experimentul. Aceasta însă poate să influenţezenegativ valabilitatea. Dacă de exemplu, în cadrul unui experiment cu animale controlat riguros, anumite tipare de comportament trebuie să fie măsurate prin tratamentul A, se poate că acel tipar de comportament a fost cauzat nu de tratamentul respectiv, ci de circumstanţe (cuşcă mică, plictisitoare etc.).
Standardizare şi comparabilitate: rezultatele unui experiment numai atunci sunt comparabile, dacă respectă anumite criterii stabilite anterior. Pentru a asigura repetabilitatea şi verificarea unui experiment, regulile de evaluare a experimentului trebuie să rămână cât mai simple posibil.

[modifică] Vezi şi

[modifică] Bibliografie

W. Stanley Jevons, 1874, 1877. The Principles of Science, 786pp., index.
Francis Bacon 1620. Novum Organum (Noul Organon).
Werner Heisenberg. Physics and Beyond: Encounters and Conversations (Harper & Row, New York, 1971), p. 63–64.