Наука це, перш за все, набір логічних і емпіричних методів, які передбачають систематичне спостереження емпіричних явищ для їх осягнення і розуміння. Вважається, що розуміння емпіричних явищ досягається тоді, коли є задовільна теорія, що пояснює механізм, що лежить в основі явища, закономірності, яким воно підпорядковується і нарешті, чому воно постає саме в такому вигляді. Наукові пояснення відносяться до природних, а не надприродним явищам, хоча сама наука не вимагає ні визнання, ні відмови від надприродного.
Наука також являє собою сукупність знань про емпіричному світі, що виникає в результаті застосування логічних і емпіричних методів.
Наука в цілому складається з декількох конкретних дисциплін, таких, як біологія, фізика, хімія, геологія, астрономія, які відрізняються типом і діапазоном емпіричних явищ, які вони досліджують.
Нарешті, до наука також відносяться практичні застосування наукових знань, наприклад збільшення вмісту вітаміну А в рисових культурах завдяки генам жовтого нарциса і бактерій.
Логічні та емпіричні методи науки
Не існує єдиного наукового методу. Деякі з методів науки спираються на логіку, наприклад, при виведенні висновків з гіпотез або обмірковуванні логічного наслідки з вихідних посилок в термінах необхідних і достатніх умов. Деякі з методів носять емпіричний характер. Це стосується проведення спостережень, планування контрольованих експериментів і розробки інструментарію для збору даних.
Наукові методи об'єктивні. Все, що робить один вчений, будь-який інший вчений може відтворити. Коли хтось стверджує, що йому вдалося виміряти якусь величину або провести спостереження виключно суб'єктивним методом, який неможливо дублювати, це не може називатися наукою. Факт, що вчені не можуть дублювати роботу іншого вченого, є вірною ознакою того, що допущена помилка в плануванні, методології, спостереженнях, розрахунках або калібрування.
Наукові факти і теорії
Наука не претендує на знання всієї правди про емпіричному світі. Наука передбачає, що вона повинна виявляти знання. Ті, хто стверджують, що їм заздалегідь відомі емпіричні істини (наприклад, так звані наукові креаціоністи) не здатні говорити про наукових знаннях. Наука грунтується на припущенні про закономірний пристрій природи і наявності характерних принципів, що лежать в основі дії того чи іншого явища. Вона передбачає, що ці принципи або закони щодо постійні. Але це не означає, що науці заздалегідь відомі ці принципи або зв'язок між собою різних емпіричних явищ.
Наукова теорія це система основних ідей в тій чи іншій галузі знань. Наукові теорії намагаються зрозуміти світ через спостереження і емпіричний досвід.
Слід зазначити, що деякі наукові теорії в момент первісної розробки та обговорення, часто не більше ніж припущення, засновані на обмеженій інформації. З іншого боку, для зрілих і добре розвинених наукових теорій характерна систематична організація даних, що дозволяє пояснити і передбачити широкий діапазон емпіричних подій. У будь-якому випадку, про науковість тієї чи іншої теорії може свідчити одна суттєва деталь. Відмінною рисою наукових теорій є те, що вони піддаються перевірці експериментальним шляхом. (Поппер).
Можливість перевірити теорію дослідним шляхом рівносильна здатності прогнозувати деякі спостережувані або вимірні наслідки на основі теорії. Наприклад, з теорії відносного руху фізичних тіл одна людина може зробити висновок, що маятник повинен дотримуватися певної моделі поведінки. Інша людина потім встановлює маятник і перевіряє гіпотезу про те, що маятники поводяться так, як передбачає теорія. Якщо маятник поводиться згідно з прогнозами, то теорія підтверджується. Якщо маятник поводиться не так, як передбачає теорія, то теорія спростовується. (Передбачається, що їх давніше казали поведінку маятника правильно виведено з теорії і що експеримент був проведений правильно.)
Однак, той факт, що теорія пройшла емпіричну перевірку, чи не доводить її істинність. Із зростанням кількості успішних випробувань теорії збільшується ступінь її підтвердження і тим більш розумним стає прийняти її. Однак підтвердити теорію - це не одне і те ж, що довести її правильність логічно або математично. Немає наукової теорії, яку можна довести за абсолютною достовірністю.
Крім того, чим більше експериментів підтверджують теорію, тим більше її емпірична цінність (Поппер, 112, 267). Теорію, на основі якої можна зробити дуже мало прогнозів, буде важко піддавати дослідної перевірки. Корисна теорія багата і плідна, отже, на її ОСНВ можна робити численні емпіричні прогнози, кожен з яких виступає новим потенційним критерієм її правильності. Корисні наукові теорії приводять до появи нових напрямків досліджень і нових моделей розуміння явищ, які до цього здавалися непов'язаними (Кітчер). Плідність, ймовірно, основна відмінність між теорією природного відбору і креаціонізму. Креаціонізм не привів до нових відкриттів, кращому розумінню спорідненості наукових областей в біології чи між такими дисциплінами, як біологія та психологія. Таким чином, креаціонізм майже марний.
Однак, навіть якщо теорія дуже багата, і навіть якщо вона проходить багато суворих випробувань, завжди зберігається можливість, що вона не пройде наступний тест або що з'являться інші теорії, які дадуть більш вдале пояснення цього явища. Логічно кажучи, прийнята в даний час наукова теорія може бути спростована при повторному проведенні тих досліджень, які в минулому мали успіху. Карл Поппер називає цю характеристику наукових теорій фальсифікації.
Необхідною наслідком фальсифікації виступає помилковість теорії. Наприклад, спеціальна теорія відносності Ейнштейна сприймається як "правильна" в тому сенсі, що «її включення в розрахунки призводить до добре узгоджується експериментів" (Фрідлендер 1972, 41). Це не означає, що теорія безпомилково точна. Науковим фактам, як і науковими теоріями, не властива непогрешімимость. Факти складаються не тільки з сприймаються елементів, вони також включають інтерпретацію.
Сучасний палеоантрополог і популяризатор науки Стівен Джей Гоулд нагадує нам, що в науці поняття "факт" може означати тільки те, що "підтверджено до такої міри, що буде помилковим не погодитися з ним хоча б тимчасово" (Gould 1983, 254). Проте, факти і теорії це різні речі, відзначає Гоулд, "а не ступені в ієрархії збільшення впевненості. Факти є інформацію про світ. Теорії - це структури ідей, які пояснюють і інтерпретують факти ". За словами Поппера, «теорії це мережі, що дозволяють зловити те, що ми називаємо« світом »: раціоналізувати, пояснити, підпорядковувати. А ми намагаємося закидати мережі все вправнішим і вправнішим ».
Для необізнаних людей факти відрізняються від теорій. Люди, далекі від науки, зазвичай використовують термін «теорія» для позначення спекуляцій або припущень на основі обмеженої інформації та знаннях. Однак, коли ми говоримо про наукової теорії, ми звертаємося не до гіпотезі або спекуляції, а до стрункого поясненню деякої сукупності емпіричних явищ. Проте, наукові теорії різняться за рівнем надійності від малоймовірних до дуже ймовірних. Отже, є різні ступені підтвердження різних теорій.
Безумовно, існує набагато більше фактів, ніж теорій, і знання, зведена одного разу в ранг наукового факту (наприклад, що Земля обертається навколо Сонця), в майбутньому не обов'язково буде замінено якимось більш відповідним фактом. Тим часом, історія науки ясно показує, що наукові теорії не залишаються вічно незмінними. Історія науки, серед іншого, історія теоретизування, тестування, обговорення, удосконалення, спростування, заміни і т.д. Це історія теорій, істинних лише протягом деякого часу, історія зіткнення з аномаліями (новими фактами, які не вкладаються в установлені теорії) і нових теорій, якими частково або повністю замінюються старі теорії (Томас Кун). Це історія рідкісних геніїв - таких, як Ньютон, Дарвін або Ейнштейн, знайшли нові та більш ефективні способи пояснення природних явищ.
Ми повинні пам'ятати, що наука, як зазначає Яків Броновскі, "це дуже людська форма знання .... Кожне судження в науці стоїть на краю помилки .... Наука це наш внесок у скарбничку знань, з урахуванням того, що ми можемо помилятися "(Броновскі, 374). "Одна з цілей фізичних наук", сказав він, "полягала в створенні точної картини матеріального світу. Одним з досягнень фізики в ХХ столітті було доказ, що ця мета недосяжна "(353).
Наукове знання це людське знання і вчені звичайні люди. Вони не боги і наука не є непогрішною. Проте, більшість людей часто думає про наукові твердженнях, як про цілком певних істинах. Вони думають, що інформація, що не виробляє враження незаперечного факту, не має нічого спільного з наукою. Це оману щось більше, ніж просто недостатнє розуміння природи наукових теорій.
Інша поширена помилка полягає в упевненості в тому, що, оскільки наукові теорії засновані на людському сприйнятті, вони обов'язково відносні і, отже, нічого не говорять нам про реальний світ. Наука, на думку деяких "постмодерністів", не може претендувати на створення і надання картини емпіричного світу, вона може тільки сказати нам, яким постає світ перед вченими. Не існує такої речі, як наукова істина. Всі наукові теорії є лише фікціями. Однак відсутність єдино правдивого, божественно бездоганного способу бачення реальності не означає рівнозначності всіх теорій. Те, що наука може дати нам тільки людську точку зору, не означає, що не існує такої речі, як наукова істина. Коли вибухнула перша атомна бомба, то, як і передбачали багато вчених, оголилася ще одна істина реального світу. Крок за кроком, емпірично перевіряючи теорії, ми виявляємо, що істинно і що помилково. Стверджувати, що теорії, що дозволяють досліджувати зовнішній світ, "лише відносні" і "представляють собою лише одну точку зору" означає не розуміти природу науки і наукових знань.
Наука як свічка в темряві
Наука, як висловився Карл Саган, свічка в темряві. Вона висвітлює світ навколо нас і дозволяє нам бачити далі наших забобонів і страхів, нашого невігластва і помилок, за межами магічного мислення наших предків, які боролися за виживання і коротали свої дні в страху і намагалися освоїти окультні і надприродні сили.
Яків Броновскі поклав все це в основу однієї з сцен телевізійної версії книги «Сходження Людини». У серії, яка називається "Знання і впевненість", показана його поїздка в Освенцим. Він опускається в яму, куди кидали порох в'язнів концтабору, зачерпує жменьку бруду і каже так.
Кажуть, що наука буде позбавляти людей людяності і перетворить їх в числа. Це брехня, трагічна брехня. Подивіться на це. Це концентраційний табір і крематорій в Освенцімі. Це місце, де людей дійсно перетворювали в числа. Цей ставок наповнений прахом близько чотирьох мільйонів чоловік. Їх погубила не газ. Виною цього злочину послужило невігластво. Коли люди вважають, що у них є абсолютне знання, що не перевірене життям, вони ведуть себе відповідним чином. Ось які злодіяння вони роблять, претендуючи на знання богів (374).
Необхідно знати, як розробляти експерименти, щоб прийняття бажаного за дійсне, самообману, селективного мислення, суб'єктивної валидизации, а також мати здоровий скептицизм і вміння застосовувати бритву Оккама, коли це необхідно.