Zinātne ir sistemātiska un loģiska pieeja, lai atklātu, kā darbojas Visuma lietas. Tas ir arī zināšanu kopums, kas uzkrāts atklājumu laikā par visām Visuma lietām.
Vārds "zinātne" ir atvasināts no latīņu valodas vārda zinātne, kas ir zināšanas, kuru pamatā ir pierādāmi un reproducējami dati, saskaņā ar Merriam-Webster Dictionary. Saskaņā ar šo definīciju zinātnes mērķis ir izmērāmi rezultāti, izmantojot testēšanu un analīzi. Zinātnes pamatā ir fakts, nevis viedoklis vai vēlmes. Zinātnes process ir paredzēts ideju izaicināšanai ar pētījumu palīdzību. Saskaņā ar Kalifornijas universitātes teikto, svarīgs zinātniskā procesa aspekts ir tas, ka tas koncentrējas tikai uz dabisko pasauli. Viss, kas tiek uzskatīts par pārdabisku, neatbilst zinātnes definīcijai.
Zinātniskā metode
Veicot pētījumus, zinātnieki izmanto zinātnisko metodi, lai apkopotu izmērāmus, empīriskus pierādījumus eksperimentā, kas saistīts ar hipotēzi (bieži vien paziņojuma if / if formā), kura rezultāti ir vērsti uz teorijas atbalstīšanu vai pretrunu.
"Kā lauka biologs, mana iecienītākā zinātniskās metodes sastāvdaļa ir datu vākšana," - Live Science pastāstīja Marimboro koledžas bioloģijas profesors Džeimijs Tanners. "Bet tas, kas patiesībā padara šo prieku, ir zināt, ka jūs mēģināt atbildēt uz interesantu jautājumu. Tāpēc pirmais solis jautājumu identificēšanā un iespējamo atbilžu (hipotēžu) ģenerēšanā ir arī ļoti svarīgs un ir radošs process. Tad, kad esat savācis datus, jūs analizējiet to, lai redzētu, vai jūsu hipotēze tiek atbalstīta vai nē. "
Zinātniskās metodes soļi iet apmēram šādi:
- Veiciet novērojumu vai novērojumus.
- Uzdodiet jautājumus par novērojumiem un apkopojiet informāciju.
- Veidojiet hipotēzi - provizorisku novērotā aprakstu un balstieties uz šo hipotēzi.
- Pārbaudiet hipotēzi un prognozes eksperimentā, kuru var reproducēt.
- Analizēt datus un izdarīt secinājumus; pieņemt vai noraidīt hipotēzi vai vajadzības gadījumā modificēt hipotēzi.
- Atkārtojiet eksperimentu, kamēr nav atšķirību starp novērojumiem un teoriju. "Metožu un rezultātu replicēšana ir mans iecienītākais solis zinātniskajā metodē," Moše Pritskers, bijušais Hārvardas Medicīnas skolas pēcdoktorantūras pētnieks un JoVE izpilddirektors, pastāstīja Live Science. "Publicēto eksperimentu reproducējamība ir zinātnes pamats. Nav reproducējamības - nav zinātnes."
Daži galvenie zinātniskās metodes pamati:
- Saskaņā ar Ziemeļkarolīnas štata universitāti hipotēzei jābūt pārbaudāmai un falsificējamai. Falsificējams nozīmē, ka uz hipotēzi ir jābūt iespējamai noraidošai atbildei.
- Pētījumos jāietver deduktīva spriešana un induktīva spriešana. Deduktīvā spriešana ir process, kurā patiesas telpas tiek izmantotas, lai nonāktu pie loģiski patiesa secinājuma, savukārt induktīvai spriešanai tiek izmantota pretēja pieeja.
- Eksperimentā jāiekļauj atkarīgs mainīgais (kas nemainās) un neatkarīgais mainīgais (kurš mainās).
- Eksperimentā jāiekļauj eksperimentālā grupa un kontroles grupa. Kontroles grupa tiek salīdzināta ar kontroles grupu.
Zinātniskās teorijas un likumi
Zinātniskā metode un zinātne kopumā var būt neapmierinoša. Teorija gandrīz nekad nav pierādīta, lai gan dažas teorijas kļūst par zinātniskiem likumiem. Viens piemērs varētu būt enerģijas saglabāšanas likumi, kas ir pirmais termodinamikas likums. Virdžīnijas Ričmondas universitātes neirobioloģe un bioloģijas katedras priekšsēdētāja Dr. Linda Bolanda pastāstīja Live Science, ka šis ir viņas iecienītākais zinātniskais likums. "Tas ir tas, kas vada daudzus manus pētījumus par šūnu elektrisko aktivitāti, un tajā teikts, ka enerģiju nevar ne radīt, ne iznīcināt, tikai mainīt formā. Šis likums man pastāvīgi atgādina par daudzajiem enerģijas veidiem," viņa sacīja.
Likums tikai apraksta novēroto parādību, bet tajā nav izskaidrots, kāpēc šī parādība pastāv vai kas to izraisa. "Zinātnē likumi ir sākuma vieta," sacīja Pīters Koppingers, Rozes-Hulmanas Tehnoloģiju institūta bioloģijas un biomedicīnas inženierzinātņu asociētais profesors. "Pēc tam zinātnieki pēc tam var uzdot jautājumus:" Kāpēc un kā? ""
Likumi parasti tiek uzskatīti par bez izņēmumiem, lai gan daži likumi laika gaitā tika mainīti pēc tam, kad tika pārbaudītas turpmākas neatbilstības. Tas nenozīmē, ka teorijām nav nozīmes. Lai hipotēze kļūtu par teoriju, ir jāveic stingra pārbaude, parasti vairākās disciplīnās, ko veic atsevišķas zinātnieku grupas. Sakot, ka kaut kas ir "tikai teorija", tas ir nespeciālista termins, kam nav sakara ar zinātni. Lielākajai daļai cilvēku teorija ir izcila. Zinātnē teorija ir novērojumu un faktu ietvars, Tanners stāstīja Live Science.
Dažas no lietām, kuras mēs šodien uzskatām par pašsaprotamām, tika sapņotas par tīru intelektuālo spēju, citas par pilnīgu nejaušību. Bet cik daudz jūs zināt par lietu izcelsmi? Šeit mēs esam izgudrojuši viktorīnu par 15 visnoderīgākajiem izgudrojumiem, sākot no līmēm
Viktorīna: pasaules lielākie izgudrojumi
Īsa zinātnes vēsture
Agrākos zinātnes pierādījumus var atrast aizvēsturiskos laikos, piemēram, uguns atklāšanā, riteņa izgudrošanā un rakstības attīstībā. Agrīnās tabletes satur ciparus un informāciju par Saules sistēmu. Tomēr zinātne laika gaitā kļuva par daudz zinātniskāku.
1200s: Roberts Grosseteste saskaņā ar Stenforda filozofijas enciklopēdiju izstrādāja ietvaru atbilstošām mūsdienu zinātnisko eksperimentu metodēm. Viņa darbos bija ietverts princips, ka izmeklēšanai jābalstās uz izmērāmiem pierādījumiem, kurus apstiprina ar pārbaudēm.
1400. gadi: Leonardo da Vinči sāka piezīmju grāmatiņas, meklējot pierādījumus tam, ka cilvēka ķermenis ir mikrokosmisks. Mākslinieks, zinātnieks un matemātiķis apkopoja arī informāciju par optiku un hidrodinamiku.
1500. gadi: Nikolauss Koperniks attīstīja izpratni par Saules sistēmu, atklājot heliocentrismu. Šis ir modelis, kurā Zeme un pārējās planētas griežas ap sauli, kas ir Saules sistēmas centrs.
1600. gadi: Johanness Keplers balstījās uz šiem novērojumiem ar saviem planētas kustības likumiem. Galileo Gallilei uzlaboja jaunu izgudrojumu - teleskopu un izmantoja to saules un planētu izpētei. 1600. gados tika sasniegti uzlabojumi arī fizikas izpētē, jo Īzaks Ņūtons izstrādāja savus kustības likumus.
1700. gadi: Bendžamins Franklins atklāja, ka zibens ir elektrisks. Viņš arī deva ieguldījumu okeanogrāfijas un meteoroloģijas izpētē. Arī ķīmijas izpratne attīstījās šajā gadsimtā, kad Antuāns Lavoisjērs, saukts par mūsdienu ķīmijas tēvu, izstrādāja masas saglabāšanas likumu.
1800. gadiAtskaites punkti ietvēra Alessandro Volta atklājumus attiecībā uz elektroķīmiskajām sērijām, kuru rezultātā tika izgudrots akumulators. Džons Daltons arī iepazīstināja ar atomu teoriju, kas paziņoja, ka visa matērija sastāv no atomiem, kas apvienojas, veidojot molekulas. Mūsdienu ģenētikas pētījumu pamats tika pilnveidots, kad Gregors Mendels atklāja savus mantojuma likumus. Vēlāk gadsimtā Vilhelms Konrāds Röntgens atklāja rentgena starus, savukārt Džordža Omas likumi sniedza pamatu izpratnei par to, kā izmantot elektriskos lādiņus.
1900. gadi: Alberta Einšteina, kurš ir vislabāk pazīstams ar savu relativitātes teoriju, atklājumi dominēja 20. gadsimta sākumā. Einšteina relativitātes teorija faktiski ir divas atsevišķas teorijas. Viņa speciālajā relativitātes teorijā, kuru viņš ieskicēja 1905. gada rakstā “Kustīgu ķermeņu elektrodinamika”, tika secināts, ka laikam ir jāmainās atkarībā no kustīga objekta ātruma attiecībā pret novērotāja atskaites ietvaru. Viņa otrā vispārējās relativitātes teorija, kuru viņš publicēja kā "Vispārējās relativitātes teorijas fonds", izvirzīja ideju, ka matērija liek izliekties.
Medicīna uz visiem laikiem mainījās līdz ar poliomielīta vakcīnas izstrādi, kuru 1952. gadā izstrādāja Jonas Salks. Nākamajā gadā Džeimss D. Vatsons un Fransiss Kriks atklāja DNS struktūru, kas ir dubultā spirāle, ko veido bāzes pāri, kas piestiprināti pie cukura-fosfāta mugurkaula, saskaņā ar Amerikas Savienoto Valstu Nacionālās medicīnas bibliotēkas datiem.
2000. gadi: 21. gadsimtā tika pabeigts pirmais cilvēka genoma uzmetums, kas ļāva labāk izprast DNS. Tas sekmēja ģenētikas izpēti, nozīmi cilvēka bioloģijā un izmantošanu slimību un citu traucējumu prognozēšanai.
