Η επιστήμη είναι μια συστηματική και λογική προσέγγιση για να ανακαλύψει πώς λειτουργούν τα πράγματα στο σύμπαν. Είναι επίσης το σώμα της γνώσης που συσσωρεύεται μέσα από τις ανακαλύψεις για όλα τα πράγματα στο σύμπαν.
Η λέξη "επιστήμη" προέρχεται από τη λατινική λέξη επιστήμη, η οποία είναι γνώση που βασίζεται σε αποδεδειγμένα και αναπαραγώγιμα δεδομένα, σύμφωνα με το λεξικό Merriam-Webster. Αληθινή σε αυτόν τον ορισμό, η επιστήμη στοχεύει σε μετρήσιμα αποτελέσματα μέσω δοκιμών και ανάλυσης. Η επιστήμη βασίζεται στο γεγονός, όχι στη γνώμη ή τις προτιμήσεις. Η διαδικασία της επιστήμης έχει σχεδιαστεί για να αμφισβητήσει τις ιδέες μέσω της έρευνας. Μια σημαντική πτυχή της επιστημονικής διαδικασίας είναι ότι εστιάζει μόνο στον φυσικό κόσμο, σύμφωνα με το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας. Οτιδήποτε θεωρείται υπερφυσικό δεν ταιριάζει στον ορισμό της επιστήμης.
Η επιστημονική μέθοδος
Κατά τη διεξαγωγή της έρευνας, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν την επιστημονική μέθοδο για να συλλέξουν μετρήσιμα, εμπειρικά στοιχεία σε ένα πείραμα που σχετίζεται με μια υπόθεση (συχνά με τη μορφή δήλωσης if / then), τα αποτελέσματα που στοχεύουν στην υποστήριξη ή σε αντίθεση με μια θεωρία.
"Ως βιολόγος στο πεδίο, το αγαπημένο μου μέρος της επιστημονικής μεθόδου είναι στο πεδίο της συλλογής των δεδομένων", δήλωσε ο Ζάιμε Τάνερ, καθηγητής βιολογίας στο Κολλέγιο Marlboro. "Αλλά αυτό που πραγματικά κάνει αυτή τη διασκέδαση είναι να γνωρίζετε ότι προσπαθείτε να απαντήσετε σε μια ενδιαφέρουσα ερώτηση.Έτσι, το πρώτο βήμα στον εντοπισμό ερωτήσεων και την παραγωγή πιθανών απαντήσεων (υποθέσεων) είναι επίσης πολύ σημαντικό και είναι μια δημιουργική διαδικασία. να το αναλύσετε για να δείτε εάν υποστηρίζεται ή όχι η υπόθεσή σας ".
Τα βήματα της επιστημονικής μεθόδου είναι κάτι τέτοιο:
- Παρατηρήστε ή παρατηρήστε.
- Δώστε ερωτήσεις σχετικά με τις παρατηρήσεις και συλλέξτε πληροφορίες.
- Δημιουργήστε μια υπόθεση - μια δοκιμαστική περιγραφή όσων παρατηρήθηκαν και κάντε προβλέψεις βάσει αυτής της υπόθεσης.
- Δοκιμάστε την υπόθεση και τις προβλέψεις σε ένα πείραμα που μπορεί να αναπαραχθεί.
- Ανάλυση των δεδομένων και σύνταξη συμπερασμάτων. να αποδεχθεί ή να απορρίψει την υπόθεση ή να τροποποιήσει την υπόθεση εάν είναι απαραίτητο.
- Αναπαράγετε το πείραμα έως ότου δεν υπάρχουν αποκλίσεις μεταξύ παρατηρήσεων και θεωρίας. "Η αναπαραγωγή των μεθόδων και των αποτελεσμάτων είναι το αγαπημένο μου βήμα στην επιστημονική μέθοδο", δήλωσε ο Moshe Pritsker, πρώην μεταδιδακτορικός ερευνητής της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ και Διευθύνων Σύμβουλος της JoVE. «Η αναπαραγωγικότητα των δημοσιευμένων πειραμάτων είναι η βάση της επιστήμης. Δεν υπάρχει αναπαραγωγικότητα - καμία επιστήμη».
Μερικά βασικά στοιχεία της επιστημονικής μεθόδου:
- Η υπόθεση πρέπει να είναι δοκιμαστέα και παραποιήσιμη, σύμφωνα με το κρατικό πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας. Ο παραπλανητικός σημαίνει ότι πρέπει να υπάρχει μια πιθανή αρνητική απάντηση στην υπόθεση.
- Η έρευνα πρέπει να περιλαμβάνει εκδοτική λογική και επαγωγική αιτιολογία. Η παραδοχή της λογικής είναι η διαδικασία της χρήσης πραγματικών εγκαταστάσεων για να επιτευχθεί ένα λογικό αληθινό συμπέρασμα, ενώ η επαγωγική συλλογιστική παίρνει την αντίθετη προσέγγιση.
- Ένα πείραμα θα πρέπει να περιλαμβάνει μια εξαρτημένη μεταβλητή (η οποία δεν αλλάζει) και μια ανεξάρτητη μεταβλητή (η οποία δεν αλλάζει).
- Ένα πείραμα θα πρέπει να περιλαμβάνει μια πειραματική ομάδα και μια ομάδα ελέγχου. Η ομάδα ελέγχου είναι η σύγκριση της πειραματικής ομάδας.
Επιστημονικές θεωρίες και νόμοι
Η επιστημονική μέθοδος και η επιστήμη γενικά μπορεί να είναι απογοητευτική. Μια θεωρία δεν είναι σχεδόν ποτέ αποδεδειγμένη, αν και μερικές θεωρίες γίνονται επιστημονικοί νόμοι. Ένα παράδειγμα θα είναι οι νόμοι της διατήρησης της ενέργειας, που είναι ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής. Η Dr. Linda Boland, νευροβιολόγος και πρόεδρος του τμήματος βιολογίας του Πανεπιστημίου του Richmond της Βιρτζίνια, δήλωσε στο Live Science ότι αυτός είναι ο αγαπημένος επιστημονικός νόμος της. "Αυτός είναι ο οδηγός για το μεγάλο μέρος της έρευνας μου σχετικά με την κυτταρική ηλεκτρική δραστηριότητα και δηλώνει ότι η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ούτε να καταστραφεί, αλλά μόνο σε μορφή που αλλάζει συνεχώς με τις πολλές μορφές ενέργειας", ανέφερε.
Ένας νόμος περιγράφει μόνο ένα παρατηρούμενο φαινόμενο, αλλά δεν εξηγεί γιατί υπάρχει το φαινόμενο ή τι το προκαλεί. "Στην επιστήμη, οι νόμοι είναι ένας αρχικός χώρος", δήλωσε ο Peter Coppinger, αναπληρωτής καθηγητής βιολογίας και βιοϊατρικής μηχανικής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας Rose-Hulman. "Από εκεί, οι επιστήμονες μπορούν στη συνέχεια να θέσουν τις ερωτήσεις," Γιατί και πώς; "
Οι νόμοι θεωρούνται γενικά χωρίς εξαίρεση, αν και μερικοί νόμοι τροποποιήθηκαν με την πάροδο του χρόνου μετά από περαιτέρω δοκιμές διαπιστώθηκαν αποκλίσεις. Αυτό δεν σημαίνει ότι οι θεωρίες δεν έχουν νόημα. Για να γίνει μια θεωρία μια θεωρία, πρέπει να γίνουν αυστηρές δοκιμές, συνήθως σε πολλαπλούς κλάδους από διαφορετικές ομάδες επιστημόνων. Το να λέει κάτι είναι "απλά μια θεωρία" είναι ένας όρος του λαϊκού που δεν έχει καμία σχέση με την επιστήμη. Για τους περισσότερους ανθρώπους μια θεωρία είναι μια γοητεία. Στην επιστήμη, μια θεωρία είναι το πλαίσιο για παρατηρήσεις και γεγονότα, είπε ο Tanner στην Live Science.
Ορισμένα από τα πράγματα που θεωρούμε δεδομένες σήμερα έχουν ονειρευτεί με καθαρή νοημοσύνη, άλλα με ολικό ατύχημα. Αλλά πόσο γνωρίζετε για την προέλευση των πραγμάτων; Εδώ έχουμε εφεύρει ένα κουίζ περίπου 15 από τις πιο χρήσιμες εφευρέσεις του κόσμου, από κόλλες
Quiz: Οι μεγαλύτερες εφευρέσεις του κόσμου
Μια σύντομη ιστορία της επιστήμης
Τα πρώτα στοιχεία της επιστήμης μπορούν να βρεθούν σε προϊστορικούς χρόνους, όπως η ανακάλυψη της φωτιάς, η εφεύρεση του τροχού και η ανάπτυξη του γραψίματος. Τα πρώτα δισκία περιέχουν αριθμούς και πληροφορίες σχετικά με το ηλιακό σύστημα. Η επιστήμη έγινε ωστόσο πιο επιστημονική με την πάροδο του χρόνου.
1200s: Ο Robert Grosseteste ανέπτυξε το πλαίσιο για τις σωστές μεθόδους σύγχρονου επιστημονικού πειραματισμού, σύμφωνα με την Εγκυκλοπαίδεια της Φιλοσοφίας του Stanford. Τα έργα του περιελάμβαναν την αρχή ότι μια έρευνα πρέπει να βασίζεται σε μετρήσιμα στοιχεία που επιβεβαιώνονται μέσω δοκιμών.
1400s: Ο Leonardo da Vinci ξεκίνησε τα σημειωματάρια του αναζητώντας στοιχεία ότι το ανθρώπινο σώμα είναι μικροκοσμικό. Ο καλλιτέχνης, επιστήμονας και μαθηματικός συγκέντρωσε επίσης πληροφορίες σχετικά με την οπτική και τη υδροδυναμική.
1500s: Ο Νικόλαος Κοπέρνικος προχώρησε στην κατανόηση του ηλιακού συστήματος με την ανακάλυψη του ηλιοκεντρισμού. Αυτό είναι ένα μοντέλο στο οποίο η Γη και οι άλλοι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από τον ήλιο, που είναι το κέντρο του ηλιακού συστήματος.
1600s: Ο Johannes Kepler βασίστηκε σε αυτές τις παρατηρήσεις με τους νόμους της πλανητικής κίνησης. Ο Galileo Gallilei βελτιώθηκε σε μια νέα εφεύρεση, το τηλεσκόπιο, και το χρησιμοποίησε για να μελετήσει τον ήλιο και τους πλανήτες. Οι δεκαετίες του 1600 είδαν επίσης την πρόοδο στη μελέτη της φυσικής καθώς ο Isaac Newton ανέπτυξε τους νόμους της κίνησης.
1700s: Ο Βενιαμίν Φράνκλιν ανακάλυψε ότι ο αστραπής είναι ηλεκτρικός. Συνέβαλε επίσης στη μελέτη της ωκεανογραφίας και της μετεωρολογίας. Η κατανόηση της χημείας εξελίχθηκε επίσης κατά τη διάρκεια αυτού του αιώνα, καθώς ο Antoine Lavoisier, που ονομάστηκε πατέρας της σύγχρονης χημείας, ανέπτυξε το νόμο της διατήρησης της μάζας.
1800s: Στα ορόσημα περιλαμβάνονται οι ανακαλύψεις της Alessandro Volta σχετικά με τις ηλεκτροχημικές σειρές, οι οποίες οδήγησαν στην εφεύρεση της μπαταρίας. Ο John Dalton εισήγαγε επίσης την ατομική θεωρία, η οποία δηλώνει ότι όλη η ύλη αποτελείται από άτομα που συνδυάζονται για να σχηματίσουν μόρια. Η βάση της σύγχρονης μελέτης της γενετικής προχώρησε καθώς ο Gregor Mendel αποκάλυψε τους νόμους κληρονομιάς του. Αργότερα τον αιώνα, ο Wilhelm Conrad Röntgen ανακάλυψε τις ακτινογραφίες, ενώ ο νόμος του George Ohm παρείχε τη βάση για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα ηλεκτρικά φορτία.
1900s: Οι ανακαλύψεις του Αλβέρτου Αϊνστάιν, ο οποίος είναι περισσότερο γνωστός για τη θεωρία της σχετικότητας, κυριάρχησε στις αρχές του 20ού αιώνα. Η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν είναι στην πραγματικότητα δύο ξεχωριστές θεωρίες. Η ειδική θεωρία της σχετικότητας, την οποία περιέγραψε σε μια εργασία του 1905, "Η ηλεκτροδυναμική των κινούμενων σωμάτων", κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ο χρόνος πρέπει να αλλάξει ανάλογα με την ταχύτητα ενός κινούμενου αντικειμένου σε σχέση με το πλαίσιο αναφοράς ενός παρατηρητή. Η δεύτερη θεωρία της γενικής σχετικότητας, την οποία δημοσίευσε ως «Το Ίδρυμα της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας», προωθούσε την ιδέα ότι η ύλη προκαλεί κάμψη του χώρου.
Η ιατρική για πάντα άλλαξε με την ανάπτυξη του εμβολίου πολιομυελίτιδας το 1952 από τον Jonas Salk. Το επόμενο έτος, ο James D. Watson και ο Francis Crick ανακάλυψαν τη δομή του DNA, που είναι μια διπλή έλικα που σχηματίζεται από ζεύγη βάσεων προσαρτημένα σε ραχοκοκαλιά σακχάρου-φωσφορικού, σύμφωνα με την Εθνική Βιβλιοθήκη Ιατρικής των Ηνωμένων Πολιτειών.
2000s: Ο 21ος αιώνας έκλεισε το πρώτο σχέδιο του ανθρώπινου γονιδιώματος που ολοκληρώθηκε, οδηγώντας σε μεγαλύτερη κατανόηση του DNA. Αυτό προχώρησε στη μελέτη της γενετικής, του ρόλου της στην ανθρώπινη βιολογία και της χρήσης της ως παράγοντα πρόβλεψης ασθενειών και άλλων διαταραχών.
