На чем строится наука
Как работает наука
Что такое гипотеза, закон и научная теория
Человеку свойственно ошибаться. Это естественный ход вещей. В этом тексте я разбираю пять ошибок и заблуждений, которые люди часто допускают в разговорах о научном методе и критическом мышлении.
Чем научная теория отличается от гипотезы
Это распространенная ошибка. Как правило, она основана на том, что в обычной жизни понятия «теория» и «гипотеза» очень схожи, хотя в научном мире между ними есть существенная разница. В быту мы часто начинаем фразу со слов «У меня есть теория…», после которой выдвигаем некое предположение — на научном языке эта фраза должна звучать как «У меня есть гипотеза». Отсюда и непонимание.
Для человека, который ошибочно считает «теорию» и «гипотезу» словами-синонимами, термины вроде «теории эволюции» или «теории большого взрыва» также кажутся всего лишь предположениями, хотя это не так. Чтобы понять разницу между теорией и гипотезой, нужно разобраться, что такое научная теория, из чего она состоит — и как это все работает.
Как строится научная теория
Любая серьезная теория строится с помощью научного метода. Это система ценностей и принципов, которая позволяет максимально объективно понимать предмет изучения. В естественных науках это окружающий мир и его отдельные аспекты.
Давайте рассмотрим на простом примере, из каких этапов состоит построение научной теории. Все начинается с наблюдений окружающего мира, из которых мы получаем эмпирические данные — факты.
Наблюдение (факт): «За окном светло».
Далее мы рассматриваем полученные факты и выводим закон. Как правило, ученые описывают закон при помощи математического аппарата. Чаще всего, он представляет собой формулу, которая обобщает наблюдаемые факты.
Важно понимать, что закон это не непоколебимая истина. Закон только представляет упорядоченные факты в обобщенном виде.
Выведенный закон: «Днем за окном светло».
Закон обобщает факты, но не отвечает на вопрос, почему так происходит. Чтобы объяснить происходящие события, ученые выдвигают предположения — гипотезы. Они могут быть самыми разными, но все обязаны иметь общую черту: для любой из них мы должны сконструировать эксперимент, с помощью которого можно подтвердить или опровергнуть гипотезу. Такой критерий называется опровергаемостью или фальсифицируемостью гипотезы (также он известнен как «критерий Поппера»).
Гипотез может быть бесконечно много, и они могут противоречить друг другу. Это нормально — на то они и предположения.
Гипотеза 1: «За окном светло, потому что солнце находится над линией горизонта».
Гипотеза 2: «За окном светло, потому что за окном висит светящаяся летающая тарелка».
Затем ученые проверяют гипотезы при помощи экспериментов. Некоторые гипотезы они подтверждают, некоторые — опровергают. После такого «просеивания» остаются подтвержденные объяснения событий в реальном мире.
Эксперимент: выходим на улицу и видим солнце над линией горизонта, а летающую тарелку — нет. Подтверждаем гипотезу 1, отвергаем гипотезу 2.
После того, как мы собираем множество подтвержденных гипотез, которые складываются в одну логическую сущность и объясняют класс явлений, мы можем сформировать их в научную теорию — систему из множества предположений, которые подтверждены фактами (наблюдениями) и складываются в единую логическую систему. Любая современная научная теория это следствие колоссальной работы множества ученых, результаты которой привели неоднократные независимые и перекрестные экспериментальные подтверждения гипотез, которые составляют эти теории.
Важной характеристикой хорошей научной теории является способность предсказывать будущие наблюдения. То есть, на основе теории мы можем строить новые гипотезы, которые затем должны подтвердить новые наблюдения. В последствии, на базе этих гипотез и наблюдений мы сможем строить новые научные теории.
Чем научная теория отличается от «знания»
Эта ошибка также следует из непонимания, что такое естественные науки. Вероятно, корни заблуждения тянутся из школьного курса математики: в математике мы действительно можем выдвинуть предположение, доказать его и получить теорему.
Однако математика — не естественная наука, поэтому ей позволены подобные вольности. Математику придумал человек. Люди договорились между собой, что будут строить ее на основе аксиом: постулатов, которые мы изначально приняли за истину без требования доказательств в рамках математики. Если мы захотим их нарушить, то получим уже какую-то другую математику — думаю, вы знаете пример геометрии Лобачевского, которая отрицает аксиому о параллельных прямых.
В случае же с естественными науками мы лишены аксиом, так как не создавали этот мир. Мы лишь наблюдатели. Если мы говорим о естественных науках, которые описывают мир вокруг нас (физика, химия, биология и так далее), то мы никогда не можем предоставить абсолютно полное доказательство чего-либо. Мы даже не можем быть уверены на 100 % в фактах, которые считаем фундаментальными и почти интуитивными.
Если отпустить карандаш, он упадет на пол. Мы лишь можем констатировать: все наши прошлые наблюдения указывают, что, если мы отпустим карандаш, он упадет на пол. Для объяснения этого у нас есть множество гипотез, которые подтверждены другими наблюдениями. Мы сформировали их в научную теорию, которая объясняет поведение отпущенного карандаша — и наша теория предсказывает, что, при следующем отпускании карандаша, он также упадет на пол.
Чем больше мы получаем наблюдений, которые подтверждают это, тем сильнее наша уверенность. Однако она никогда не может быть абсолютной, потому что для ее достижения потребовалось бы бесконечное количество наблюдений.
Даже если мы предположим, что какая-то из научных теорий абсолютно верна, это сразу ее разрушит, потому что «абсолютное знание» подразумевает отказ от фальсифицируемости (то есть, возможности опровергнуть эту теорию путем новых наблюдений). А фальсифицируемость это один из столпов, на которых держится научный метод; именно фальсифицируемость позволяет ему быть гибким и постоянно совершенствовать наши знания о мире.
Поэтому, абсолютное знание в контексте естественных наук и применения научного метода — это оксюморон.
Нужно ли «верить» в науку
Вовсе нет. Никто не заставляет слепо верить в научные теории — напротив, научный метод постоянно стимулирует искать новые наблюдения, которые бы дополняли картину событий, происходящих вокруг нас. Более того: в научном мире есть огромное количество примеров, когда с помощью новых наблюдений теории видоизменялись и дополнялись.
Мне очень нравится эксперимент Майкельсона — Морли. Ученые пытались найти подтверждение гипотезе о существовании эфира, чтобы объяснить распространение электромагнитных волн, но, в итоге, доказали его отсутствие.
В науку не нужно «верить». Научные теории предоставляют не только выводы, но и все эмпирические факты; гипотезы, которые выдвигались на основе этих фактов — и эксперименты, которые затем подтверждали эти гипотезы.
В отличие от религий, в которых есть непоколебимые догмы, любая научная теория допускает, что, в будущем, ученые смогут дополнить ее или даже опровергнуть. Только, чтобы опровергнуть научную теорию, нужно найти в ней фактические ошибки или же наблюдения, которые противоречат существующей теории.
С какими учеными соглашаться, а с какими нет
Да, ученые постоянно не соглашаются друг с другом. Но крайне ошибочно делать из этого вывод, что наука сама не может определиться, чего хочет. В большинстве случаев ученые спорят как раз в области гипотез. То есть, несогласие между ними состоит в обсуждении аспектов той или иной теории. СМИ же, зачастую, подают это в сильно гиперболизированном виде, что создает ложное впечатление о масштабах расхождений между учеными.
Если механики находят неисправность в детали автомобиля, они ремонтируют ее, а не выкидывают весь автомобиль на свалку и ищут новый. При этом, они могут долго спорить, какой способ ремонта лучше. Так же и ученые; они коллективно дорабатывают отдельные аспекты теорий, вместо того, чтобы выбрасывать весь механизм, который исправно выполняет свои остальные функции.
Впрочем, существуют ученые, которые пытаются полностью опровергнуть какие-то устоявшиеся теории. Но условия для них ровно те же, что и для остальных. Звание «ученых» не делает для них уступок или исключений. Пока их альтернативные гипотезы не будут подтверждены экспериментами и эмпирическими наблюдениями, они ничего не опровергнут.
Сомнения и отрицание — это не критическое мышление
Сомневаться похвально. Серьезно. Но голого сомнения и фраз «все это кажется непонятным бредом» недостаточно. А безосновательное отрицание, которое основано на интуиции или личных ощущениях, не тождественно критическому мышлению.
Как и в случае с несогласными учеными, сомневаться и пытаться опровергать существующие теории можно только с помощью научного метода. Процедура не меняется: сначала нужно получить факты при помощи наблюдений, которые не укладываются в существующую модель, затем — выдвинуть новую гипотезу, которая объяснит как новые наблюдения, так и все старые. После этого необходимо сконструировать эксперимент, который бы проверил эту гипотезу, провести его и получить результат.
Утверждение, что какая-то теория неверна, будет иметь смысл только тогда, когда каждый описанный выше шаг пройдет успешно. В противном случае, смысла в сомнениях не очень много.
Скрывают ли от нас правду
Звучит довольно дико, однако это вполне нормальная гипотеза. Но, насколько мне известно, пока никто не провел убедительных экспериментов, наблюдения которых бы указывали на ее правдивость.
Надеюсь, этот текст помог вам лучше понять, как работает научный метод. Еще лучше, если вы прочитали его, узнали собственные заблуждения — и поняли, в чем заключались ошибки.
Если вы встретите в реальной жизни примеры перечисленных заблуждений и решите указать на них человеку (в надежде, что он или она сможет осознать их и изменить свое мнение), смело прикладывайте ссылку на этот текст. Только не расстраивайтесь, если не получите желаемого результата. Бывают безнадежные ситуации.
Также, если у вас есть другие примеры заблуждений о работе науки, или же вы хотите обсудить, поспорить и опровергнуть перечисленные тезисы, смело пишите комментарии к этому тексту.
Что такое наука — ее виды и функции, признаки научного подхода
Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Наука – это добывание истины, процесс трудный, кропотливый и одновременно интересный, захватывающий.
Научная сфера – одна из тех, где творческий потенциал человека раскрывается по максимуму: итогом этой деятельности становится внутреннее развитие самого исследователя и обогащение мира новым открытием.
Посвятивший себя и свою жизнь науке, точно знает, что живет не зря. Поэтому сегодня мы рассмотрим, что это такое, зачем нужно (функции науки), ее виды и то, какой подход можно считать научным.
Наука — что это
Термин «наука» произошел от славянского слова «укъ», что значит учение.
В привычном понимании наука – это человеческая деятельность, направленная на познание окружающего мира, выражающееся в сборе и систематизации полученной информации.
Отсюда следует вывод, что именно знания представляют собой цель, средство и продукт науки. Добываются знания путем выдвижения гипотез и теорий, которые проверяются на предмет их истинности и ложности.
Еще одно определение науки звучит следующим образом:
наука – это постоянно развивающаяся совокупность результатов интеллектуального труда, полученных в рамках отдельных научных направлений или отраслей.
Интересно, что наука в широком смысле сама является предметом для изучения: этим занимается Науковедение.
Первые научные труды появились примерно 5 тысяч лет назад в тот момент, когда люди придумали письменность. То есть получили возможность сохранять знания, анализировать и передавать их другим.
Фактография, в свою очередь, породила историю. Дальнейший интерес человека к звездам, животным, устройству механизмов, явлениям природы способствовал появлению биологии, математики, астрономии и других научных течений, которые стали различать только после XVII века нашей эры.
До этого современные научные отрасли назывались писанием, ремеслом и другими примитивными словами.
Антиподом данного термина является псевдонаука – деятельность, которая только представляется научной, но не является таковой на самом деле. Лженауки возникают из-за недостатка научных знаний, как элемент юмора или как акт протеста официальным видам наук. Примерами здесь могут послужить нумерология, эзотерика (что это?), астрология, гомеопатия и другие.
Если вы готовитесь к ЕГЭ, то вам пригодится этот ролик, где по полочкам разложены все возможные варианты трактовки термина «наука», показано как отличить научные знания от ненаучных, ну и, конечно же, виды и функции науки расписаны:
Видео отлично поможет в подготовке, но все же я бы посоветовал вам прочить эту статью дальше, чтобы все встало на свои места.
Виды наук
Существуют различные виды науки: их первая классификация принадлежит Аристотелю, разделившему их на практические, теоретические и творческие.
В настоящий момент общепринятая классификация по видам выглядит следующим образом:
Функции науки
Функции науки – это определенные проявления, позитивным образом воздействующие на общественность.
В настоящий момент выделяют 5 основных функций:
Три кита науки
Чтобы глубже понять, что такое наука, нужно ознакомиться с ее структурой, представляющей собой 3 основания, без которых наука не является наукой.
Проще говоря, если вы хотите измерить температуру на улице или определить направление ветра, то облизанный палец, поднятый вверх, не будет считаться научным методом.
Шипение и бурление в пробирке воспринимаются ими, с научной точки зрения, как закономерная реакция на взаимодействие двух или нескольких реактивов. А если бы такой «фокус» увидел человек времен неолита, то принял бы происходящее за божественное проявление, так как его картина мира выстроена сквозь призму мифологического сознания.
Научное мировоззрение дает представления об объективной реальности, типах и взаимосвязей объектов, пространственно-временной структуре.
Научно или нет
Отличительной чертой научного подхода в изучении феноменов окружающего мира являются честность и непредвзятость. Без них настоящей науки не бывает, поэтому исследователь должен постоянно взращивать и развивать в себе эти качества.
И все же процент получения субъективных данных остается довольно высоким, так как человеческий фактор никто не отменял. В таком случае истинность добытой опытным путем информации сводится к нулю.
Например, в вашей голове возникло некоторое предположение – это гипотеза, которую хочется проверить. В это время у вас уже имеется мысленное представление результата, который вы желаете получить. После проверки на деле своей задумки выясняется, что итог несколько отличается от того, к которому вы стремились.
Предвзятое отношение в данном случае проявится в том, что вы, как экспериментатор, проигнорируете мелкие несовпадения и возьмете за истинные данные те, которые для вас желанней и удобней. Такая наука – это, по сути, фальсификация знаний.
Говорить о нечестности в выше упомянутом случае можно будет в том случае, если вы начнете подгонять результаты опыта под нужные параметры, изображая полное подтверждение выдвинутой гипотезы.
Пример: совсем недавно группа психологов решила перепроверить научные работы своих коллег, опубликованные в течение последних десятилетий. В случайном порядке были выбраны 100 исследований и несколько независимых специалистов, которые пытались повторить описанные эксперименты, соблюдая прописанную методологию.
Каково же было удивление, когда обнаружилось, что почти 80% вновь полученных результатов не совпадали с теми, что были указаны в проверяемых докладах. Такой поворот событий изрядно подмочил репутации психологии, как науки. Однако, ученые замяли это дело, объяснив обнаруженный факт недостаточным уровнем знаний специалистов тех лет.
Такие действия ученых могут иметь весьма плачевные последствия. Часто бывает, что в итоге малограмотных исследований и притянутых за уши данных, создаются искусственные теории, которые претендуют на звание новой научной отрасли. Но сталкиваясь с критикой профессионалов, несостоятельные построения разлетаются на куски. Благодаря этому современная наука имеет достаточно прочную фундаментальную основу.
Признаки научного подхода
Наука и ее методология меняются со временем вследствие шагающего прогресса и усовершенствования знаний.
Современная структура научного подхода выглядит следующим образом:
Научная методология дает возможность получать максимально объективные, истинные знания и не искажать рациональное представление о мире, не опускаться до мифического и иллюзорного мышления.
Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru
Эта статья относится к рубрикам:
Комментарии и отзывы (3)
Хорошая статья, спасибо!
В широком смысле — то, что направлено на познание окружающей действительности. Без науки общество до сид пор бы не вылезло из пещеры и не знало ни огня, ни каменных орудий труда, так как создание элементарных удобств — тоже наука))
Сейчас очень остро стоит вопрос этики в научной деятельности, а также того, что имеет большую ценность — жизнь и экология, или новые открытия.
НАУКА
НАУКА.
1) Особый вид познавательной деятельности, нацеленный на выработку объективных, системно организованных и обоснованных знаний о мире;
2) социальный институт, обеспечивающий функционирование научно-познавательской деятельности.
Специфика научного познания
Важнейшей характеристикой науки, её первым системообразующим признаком является предметный и объективный способ рассмотрения мира. При этом, в отличие от обыденного познания, наука не ограничивается изучением только тех объектов, их свойств и отношений, которые в принципе могут быть освоены в практике соответствующей исторической эпохи. Наука способна выходить за рамки этой практики и открывать для человечества новые предметные миры, которые могут стать объектами массового практического освоения лишь на будущих этапах развития цивилизации. Данная Г. В. Лейбницем характеристика математики как науки о возможных мирах в принципе может быть отнесена к любой фундаментальной науке. Электромагнитные волны, ядерные реакции, когерентные излучения атомов были вначале открыты в науке, и в этих открытиях потенциально был заложен новый уровень технологического развития цивилизации, реализовавшийся значительно позднее (техника электродвигателей и электрогенераторов, радио- и телеаппаратура, лазеры и атомные электростанции и т. д.). Постоянное стремление науки к расширению поля изучаемых объектов, безотносительно к актуальным возможностям их массового практического освоения, выступает её вторым системообразующим признаком. Он отличает науку от обыденного познания. Если в случае обыденного познания истинность знаний проверяется непосредственно в наличной практике, то в силу того, что наука постоянно выходит за рамки этой практики, она лишь частично может опереться на её формы и нуждается в особой практике, с помощью которой проверяется истинность её знаний. Такой практикой становится научный эксперимент. Часть знаний непосредственно проверяется в эксперименте, остальные связываются между собой логическими связями, обеспечивающими перенос истинности с одного высказывания на другое. В итоге возникают присущие науке системная организация знаний, их обоснованность и доказанность.
Генезис научного познания
На начальной стадии зарождающаяся наука ещё не выходит за рамки наличной практики, она моделирует изменение объектов, включённых в практическую деятельность, предсказывая их возможные состояния. Операции с ними также черпаются из практики, выступая как схема практических действий. Такой характер имели, например, геометрические знания древних египтян, где реальные операции разметки земельных участков с помощью туго натянутой мерной верёвки и этой же верёвки, но закреплённой на конце с помощью колышка, чтобы проводить окружности и дуги, затем были схематизированы и стали способом построения геометрических фигур с помощью циркуля и линейки.
Второй этап представлен новоевропейским естествознанием, которое основано на соединении математического описания природы с её экспериментальным исследованием и формировалось в результате культурных сдвигов, совершившихся в эпоху Ренессанса и Реформации. Предпосылкой утверждения эксперимента как метода познания и проверки истинности выдвигаемых в науке гипотез явилось понимание человека как творца, продолжающего в своих делах акты Божественного творения, активно изменяющего объекты природы и противостоящего ей в своей деятельности, выявляя своим вмешательством в протекающие в ней процессы её универсальные законы, управляющие движением всех вещей и одинаково действующие во всех точках пространства и во все моменты времени. Эти мировоззренческие установки, складывавшиеся в эпоху становления базисных ценностей техногенной цивилизации, были чужды традиционалистским культурам. Так, в античной культуре с её противопоставлением искусственного (технэ) и естественного (фюсис) познание космоса как целостного живого организма понималось как постижение его гармонии в умозрительном созерцании, и даже когда античная наука в эпоху эллинизма вплотную подошла к соединению математического описания природы с экспериментом (Архимед, Герон, Папп Александрийский), она не сделала решающего шага к конституированию эксперимента как способа познания природы. То, что сегодня выступает как физическое знание о природе, в античном мире рассматривалось только как знание об искусственном (технэ).
Наука как социальный институт
Меняется система образования. В университетах в число учебных предметов, кроме традиционно гуманитарных, включаются также естественно-научные и технические дисциплины. Открываются новые центры подготовки специалистов, как, например, Политехническая школа в Париже (1794 год). В XIX веке образование начинает строиться на основе специализации по отдельным областям научного знания, что соответствует формированию дисциплинарной организации науки. Целенаправленная специализированная подготовка научных кадров как способ воспроизводства субъекта научной деятельности оформляет особую профессию научного работника. В XX веке наука превращается в особый тип производства научных знаний, включающий крупные коллективы учёных, целенаправленное финансирование и особую экспертизу исследовательских программ, специальную промышленно-техническую базу, обслуживающую научный поиск, целенаправленную подготовку кадров. Возрастает удельный вес междисциплинарных и проблемно ориентированных исследований. Стационарные объединения учёных (НИИ, академии, научные центры в университетах) сочетаются с неформальными объединениями типа «незримого колледжа». В конце XX века возникновение компьютерных сетей и мировой сети Интернет порождает новые типы научных коммуникаций (компьютерная дискуссия как своеобразный аналог «республики учёных» и т. п.).
В процессе исторического развития науки менялись её социальные функции. В эпоху становления естествознания наука отстаивала в борьбе с религией своё право участвовать в формировании мировоззрения. Этот процесс привёл к становлению научной картины мира, которая в конечном итоге предстала как самостоятельная форма знания, ставшая затем основой системы массового образования. Тем самым наука стала реальным фактором формирования мировоззрения людей. В XIX веке к мировоззренческой функции добавилась функция производительной силы. Широкое применение достижений науки в производстве породило феномен научно-технической революции. В XX веке наука пpeвращается в социальную силу, внедряясь в самые различные сферы общественной жизни.
Научные революции и типы научной рациональности
Появление каждого нового типа рациональности не устраняет предыдущего, но ограничивает пространство его действия, расширяя при этом поле исследуемых объектов (от доминирующих в классической науке простых механических систем до сложных саморегулирующихся и саморазвивающихся систем в неклассической и постнеклассической науке). В современной, постнеклассической, науке всё большее место занимает особый тип исторически развивающихся систем, которые включают человека и его деятельность в качестве составного компонента. К ним относятся объекты современных биотехнологий, в первую очередь генной инженерии, медико-биологические объекты, крупные экосистемы и биосфера в целом, человеко-машинные системы и сложные информационные комплексы (включая системы искусственного интеллекта), социальные объекты и т. д.
С системами такого типа нельзя свободно экспериментировать, в процессе их исследования и практического освоения особую роль играет знание запретов на некоторые стратегии взаимодействия, потенциально содержащие в себе катастрофические последствия для человека. Исследование таких объектов предполагает включение ценностных факторов в состав объясняющих положений, что осуществляется при социально-этической экспертизе научных программ. В ходе самой исследовательской деятельности с такими объектами учёному приходится решать проблемы этического характера, определяя границы возможного вмешательства в объект. Методология исследования таких систем сближает естественно-научное и гуманитарное познание, составляя основу для их глубокой интеграции.