Vitenskap - Science

Den universet representert som flere skiveformede skiver på tvers av tid, som går fra venstre til høyre

Vitenskap (fra latinsk scientia  'kunnskap') er et systematisk foretak som bygger og organiserer kunnskap i form av testbare forklaringer og spådommer om verden.

Vitenskapens tidligste røtter kan spores til det gamle Egypt og Mesopotamia rundt 3000 til 1200 fvt . Deres bidrag til matematikk , astronomi og medisin kom inn og formet gresk naturfilosofi i klassisk antikk , hvor formelle forsøk ble gjort på å gi forklaringer på hendelser i den fysiske verden basert på naturlige årsaker. Etter det vestromerske keiserrikets fall ble kunnskapen om greske oppfatninger av verden forverret i Vest -Europa i løpet av de tidlige århundrene (400 til 1000 e.Kr.) i middelalderen , men ble bevart i den muslimske verden under den islamske gullalderen . Gjenoppretting og assimilering av greske arbeider og islamske undersøkelser av Vest -Europa fra 10. til 13. århundre gjenopplivet " naturfilosofien ", som senere ble transformert av den vitenskapelige revolusjonen som begynte på 1500 -tallet da nye ideer og oppdagelser gikk fra tidligere greske oppfatninger og tradisjoner. Den vitenskapelige metoden spilte snart en større rolle i kunnskapskapingen, og det var først på 1800 -tallet at mange av de institusjonelle og profesjonelle egenskapene til vitenskap begynte å ta form; sammen med endringen av "naturfilosofi" til "naturvitenskap".

Moderne vitenskap er vanligvis delt inn i tre hovedgrener som består av naturvitenskapene (f.eks. Biologi , kjemi og fysikk ), som studerer naturen i vid forstand; de samfunnsfag (for eksempel økonomi , psykologi og sosiologi ), som studie individer og samfunn; og de formelle vitenskapene (f.eks. logikk , matematikk og teoretisk informatikk ), som omhandler symboler som styres av regler. Det er imidlertid uenighet om de formelle vitenskapene faktisk utgjør en vitenskap da de ikke er avhengige av empirisk bevis . Disipliner som bruker eksisterende vitenskapelig kunnskap til praktiske formål, for eksempel ingeniørfag og medisin, beskrives som anvendt vitenskap .

Ny kunnskap innen vitenskap fremføres av forskning fra forskere som er motivert av nysgjerrighet om verden og et ønske om å løse problemer. Moderne vitenskapelig forskning er svært samarbeidsvillig og utføres vanligvis av team i akademiske og forskningsinstitusjoner , offentlige etater og selskaper . Den praktiske virkningen av deres arbeid har ført til fremveksten av vitenskapspolitikk som søker å påvirke det vitenskapelige foretaket ved å prioritere utvikling av kommersielle produkter , bevæpning , helsehjelp , offentlig infrastruktur og miljøvern .

Historie

Vitenskap i vid forstand eksisterte før den moderne tid og i mange historiske sivilisasjoner . Moderne vitenskap er tydelig i sin tilnærming og vellykket i resultatene , så den definerer nå hva vitenskap er i strengeste forstand av begrepet. Vitenskap i sin opprinnelige betydning var et ord for en type kunnskap , snarere enn et spesialisert ord for jakten på slik kunnskap. Spesielt var det den type kunnskap folk kan kommunisere med hverandre og dele. For eksempel ble kunnskap om arbeidet med naturlige ting samlet lenge før registrert historie og førte til utvikling av kompleks abstrakt tanke . Dette er vist ved bygging av komplekse kalendere , teknikker for å lage giftige planter spiselig, offentlige arbeider på en nasjonal skala, slik som de som utnyttet den sletten av Yangtse med reservoarer , dammer, og diker, og bygninger som pyramidene. Imidlertid ble det ikke gjort noen konsekvent bevisst forskjell mellom kunnskap om slike ting, som er sanne i hvert samfunn, og andre typer felles kunnskap, for eksempel mytologier og rettssystemer. Metallurgi var kjent i forhistorien, og Vinča-kulturen var den tidligste kjente produsenten av bronselignende legeringer. Det antas at tidlig eksperimentering med oppvarming og blanding av stoffer over tid utviklet seg til alkymi .

De tidligste røttene

Leiremodeller av dyrelever mellom det nittende og attende århundre fvt, funnet i det kongelige slottet i Mari, Syria

Vitenskapens tidligste røtter kan spores til det gamle Egypt og Mesopotamia rundt 3000 til 1200 fvt. Selv om ordene og begrepene "vitenskap" og "natur" ikke var en del av det konseptuelle landskapet på den tiden, ga de gamle egypterne og mesopotamierne bidrag som senere skulle finne et sted i gresk og middelaldervitenskap: matematikk, astronomi og medisin. Fra rundt 3000 fvt utviklet de gamle egypterne et nummereringssystem som hadde desimaltegn og hadde orientert kunnskapen om geometri for å løse praktiske problemer som for landmålere og byggherrer. De utviklet til og med en offisiell kalender som inneholdt tolv måneder, tretti dager hver og fem dager på slutten av året. Basert på den medisinske papyren skrevet i 2500-1200 fvt, trodde de gamle egypterne at sykdom hovedsakelig var forårsaket av invasjon av kropper av onde krefter eller ånder. I tillegg til legemiddelbehandlinger vil helbredende behandlinger innebære bønn , besvergelse og ritualer.

De gamle mesopotamiene brukte kunnskap om egenskapene til forskjellige naturlige kjemikalier til produksjon av keramikk , fajanse , glass, såpe, metaller, kalkgips og vanntetting; de studerte også dyrefysiologi , anatomi og oppførsel for spådommelige formål og lagde omfattende registreringer av bevegelsene til astronomiske objekter for studiet av astrologi . Mesopotamierne hadde intens interesse for medisin, og de tidligste medisinske reseptene vises på sumerisk under det tredje dynastiet i Ur ( ca. 2112 fvt - ca. 2004 fvt). Ikke desto mindre ser det ut til at mesopotamierne har hatt liten interesse for å samle informasjon om den naturlige verden bare for å samle informasjon og hovedsakelig bare studert vitenskapelige emner som hadde åpenbare praktiske anvendelser eller umiddelbar relevans for deres religiøse system.

Klassisk antikk

I klassisk antikk er det ingen ekte gammel analog av en moderne forsker . I stedet utførte velutdannede, vanligvis overklasse og nesten universelt mannlige individer forskjellige undersøkelser av naturen når de hadde råd. Før oppfinnelsen eller oppdagelsen av begrepet " natur " ( gammel gresk phusis ) av de pre-sokratiske filosofene , pleier de samme ordene å bli brukt til å beskrive den naturlige "måten" som en plante vokser på, og "måten" i som for eksempel en stamme tilber en bestemt gud. Av denne grunn blir det hevdet at disse mennene var de første filosofene i streng forstand, og også de første menneskene som tydelig skilte mellom "natur" og "konvensjon". Naturfilosofi , forløperen til naturvitenskap , ble dermed utpekt som kunnskap om naturen og ting som er sant for hvert samfunn, og navnet på den spesialiserte jakten på slik kunnskap var filosofi  -riket til de første filosof-fysikerne. De var hovedsakelig spekulanter eller teoretikere , spesielt interessert i astronomi . I kontrast var det å prøve å bruke kunnskap om naturen for å etterligne naturen (kunstverk eller teknologi , gresk technē ) av klassiske forskere sett på som en mer passende interesse for håndverkere av lavere sosial klasse .

Universet som unnfanget av Aristoteles og Ptolemaios fra Peter Apians verk fra 1524 Cosmographia. Den jorden består av fire elementer: jord, vann, ild og luft. Jorden beveger seg ikke eller roterer. Det er omgitt av konsentriske sfærer som inneholder planetene, solen, stjernene og himmelen.

De tidlige greske filosofene ved den mililesiske skolen , som ble grunnlagt av Thales fra Milet og senere videreført av hans etterfølgere Anaximander og Anaximenes , var de første som forsøkte å forklare naturfenomener uten å stole på det overnaturlige . De pythagoreerne utviklet et komplekst tall filosofi og bidratt vesentlig til utviklingen av matematisk vitenskap. Den teorien om atomer ble utviklet av den greske filosofen Leukippos og hans elev Demokrit . Den greske legen Hippokrates etablerte tradisjonen for systematisk medisinsk vitenskap og er kjent som " The Father of Medicine ".

Et vendepunkt i historien til tidlig filosofisk vitenskap var Sokrates 'eksempel på å anvende filosofi på studiet av menneskelige spørsmål, inkludert menneskelig natur, politisk fellesskaps natur og menneskelig kunnskap i seg selv. Den sokratiske metoden som dokumentert av Platons dialoger er en dialektisk metode for eliminering av hypoteser: Bedre hypoteser blir funnet ved stadig å identifisere og eliminere de som fører til motsetninger. Dette var en reaksjon på den sofistiske vektleggingen av retorikk . Den sokratiske metoden søker etter generelle, vanlige sannheter som former tro og gransker dem for å bestemme deres konsistens med andre oppfatninger. Sokrates kritiserte den eldre studien av fysikk som for rent spekulativ og manglende selvkritikk. Sokrates ble senere, med ordene i hans unnskyldning , anklaget for å ha ødelagt ungdommen i Athen fordi han "ikke trodde på gudene staten tror på, men på andre nye åndelige vesener". Sokrates tilbakeviste disse påstandene, men ble dømt til døden.

Aristoteles opprettet senere et systematisk program for teleologisk filosofi: Bevegelse og endring beskrives som realisering av potensialer allerede i ting, i henhold til hvilke typer ting de er. I sin fysikk går solen rundt jorden , og mange ting har det som en del av deres natur at de er for mennesker. Hver ting har en formell årsak , en siste årsak og en rolle i en kosmisk orden med en ubevegelig beveger . Sokratene insisterte også på at filosofi skulle brukes til å vurdere det praktiske spørsmålet om den beste måten å leve for et menneske (en studie Aristoteles delt inn i etikk og politisk filosofi ). Aristoteles hevdet at mennesket vet noe vitenskapelig "når han har en overbevisning som er kommet fram til på en bestemt måte, og når de første prinsippene som den overbevisningen hviler på er kjent for ham med sikkerhet".

Den greske astronomen Aristarchus fra Samos (310–230 fvt) var den første som foreslo en heliosentrisk modell av universet, med solen i sentrum og alle planetene i bane rundt den. Aristarchos modell ble mye avvist fordi den antas å bryte fysikkens lover. Oppfinneren og matematikeren Archimedes fra Syracuse ga store bidrag til begynnelsen av kalkulus og har noen ganger blitt kreditert som oppfinneren, selv om hans proto-calculus manglet flere definerende trekk. Plinius den eldre var en romersk forfatter og polymat, som skrev seminal encyklopedi Natural History , som omhandlet historie, geografi, medisin, astronomi, jordvitenskap, botanikk og zoologi. Andre forskere eller proto-forskere i antikken var Theophrastus , Euklid , Herophilos , Hipparchus , Ptolemaios og Galen .

Middelaldervitenskap

De potentiis anime sensitive, Gregor Reisch (1504) Margarita philosophica . Middelaldervitenskap postulerte en ventrikkel i hjernen som stedet for vår sunne fornuft , der formene fra våre sensoriske systemer blandet seg.

På grunn av sammenbruddet av det vestromerske riket på grunn av migrasjonsperioden skjedde det en intellektuell nedgang i den vestlige delen av Europa på 400 -tallet. Derimot motsto det bysantinske riket angrepene fra inntrengere og bevarte og forbedret læringen. John Philoponus , en bysantinsk lærd på 500 -tallet , satte spørsmålstegn ved Aristoteles fysikklæring og la merke til dens feil. John Philoponus 'kritikk av aristoteliske fysikkprinsipper tjente som en inspirasjon for middelalderske lærde så vel som for Galileo Galilei som ti århundrer senere, under den vitenskapelige revolusjonen , siterte Philoponus i sine arbeider grundig mens han argumenterte for hvorfor aristotelisk fysikk var feil.

I slutten av antikken og tidlig middelalder ble den aristoteliske tilnærmingen til forespørsler om naturfenomener brukt. Aristoteles ' fire årsaker foreskrev at spørsmålet "hvorfor" skulle besvares på fire måter for å forklare ting vitenskapelig. Noen eldgamle kunnskaper gikk tapt, eller i noen tilfeller holdt i uklarhet, under det vestromerske imperiets fall og periodiske politiske kamper. Imidlertid forble de generelle vitenskapsfeltene (eller " naturfilosofien " som det ble kalt) og mye av den generelle kunnskapen fra den antikke verden bevart gjennom verkene til de tidlige latinske leksikonene som Isidore fra Sevilla . Imidlertid gikk Aristoteles originale tekster til slutt tapt i Vest -Europa, og bare en tekst av Platon var allment kjent, Timaeus , som var den eneste platoniske dialogen, og et av få originalverk av klassisk naturfilosofi, tilgjengelig for latinske lesere i tidlig middelalder. Et annet originalt verk som fikk innflytelse i denne perioden var Ptolemaios 's Almagest , som inneholder en geosentrisk beskrivelse av solsystemet.

I slutten av antikken ble det i det bysantinske riket bevart mange greske klassiske tekster. Mange syriske oversettelser ble utført av grupper som nestorianere og monofysitter. De spilte en rolle da de oversatte greske klassiske tekster til arabisk under kalifatet , hvor mange typer klassisk læring ble bevart og i noen tilfeller forbedret. I tillegg etablerte det nærliggende Sassanid -riket det medisinske akademiet i Gondeshapur, hvor greske, syriske og persiske leger etablerte det viktigste medisinske senteret i den antikke verden i løpet av det 6. og 7. århundre.

The House of Wisdom ble etablert i Abbasid -era Bagdad , Irak , hvor den islamske studier av Aristotelianism blomstret. Al-Kindi (801–873) var den første av de muslimske peripatetiske filosofene, og er kjent for sin innsats for å introdusere gresk og hellenistisk filosofi for den arabiske verden . Den islamske gullalderen blomstret fra denne tiden til de mongolske invasjonene på 1200 -tallet. Ibn al-Haytham (Alhazen), så vel som forgjengeren Ibn Sahl , var kjent med Ptolemaios ' optikk , og brukte eksperimenter som et middel for å skaffe kunnskap. Alhazen motbeviste Ptolemaios visjonsteori, men gjorde ingen tilsvarende endringer i Aristoteles 'metafysikk . Videre utviklet leger og alkymister som perserne Avicenna og Al-Razi også medisinsk vitenskap med den tidligere som skrev Canon of Medicine , et medisinsk leksikon som ble brukt fram til 1700-tallet og sistnevnte oppdaget flere forbindelser som alkohol . Avicennas kanon anses å være en av de viktigste publikasjonene innen medisin, og de bidro begge betydelig til utøvelsen av eksperimentell medisin ved å bruke kliniske studier og eksperimenter for å støtte sine påstander.

I klassisk antikk hadde greske og romerske tabuer betydd at disseksjon vanligvis var forbudt i antikken, men i middelalderen endret det seg: medisinske lærere og studenter ved Bologna begynte å åpne menneskekropper, og Mondino de Luzzi (ca. 1275–1326) produserte den første kjente anatomiboken basert på menneskelig disseksjon.

Ved det ellevte århundre hadde det meste av Europa blitt kristent; sterkere monarkier dukket opp; grensene ble gjenopprettet; teknologisk utvikling og landbruksinnovasjoner ble gjort som økte matforsyningen og befolkningen. I tillegg begynte klassiske greske tekster å bli oversatt fra arabisk og gresk til latin, noe som ga et høyere nivå av vitenskapelig diskusjon i Vest -Europa.

I 1088 hadde det første universitetet i Europa ( University of Bologna ) dukket opp fra den geistlige begynnelsen. Etterspørselen etter latinske oversettelser vokste (for eksempel fra Toledo School of Translators ); Vesteuropeere begynte å samle tekster skrevet ikke bare på latin, men også latinske oversettelser fra gresk, arabisk og hebraisk. Manuskripter av Alhazen's Book of Optics forplantet seg også over hele Europa før 1240, noe det fremgår av at det ble innlemmet i Vitellos Perspectiva . Avicennas Canon ble oversatt til latin. Spesielt ble tekstene til Aristoteles, Ptolemaios og Euklid , bevart i visdomshusene og også i det bysantinske riket , søkt blant katolske lærde. Tilstrømningen av gamle tekster forårsaket renessansen på 1100 -tallet og blomstringen av en syntese av katolisisme og aristotelisme kjent som Scholasticism i Vest -Europa , som ble et nytt geografisk vitenskapssenter. Et eksperiment i denne perioden vil bli forstått som en nøye prosess med å observere, beskrive og klassifisere. En fremtredende forsker i denne epoken var Roger Bacon . Scholasticism hadde et sterkt fokus på åpenbaring og dialektisk resonnement , og falt gradvis ut av favør i løpet av de neste århundrene, ettersom alkymis fokus på eksperimenter som inkluderer direkte observasjon og grundig dokumentasjon sakte økte i betydning.

Renessanse og tidlig moderne vitenskap

Astronomi ble mer nøyaktig etter at Tycho Brahe utviklet sine vitenskapelige instrumenter for måling av vinkler mellom to himmellegemer , før oppfinnelsen av teleskopet. Brahes observasjoner var grunnlaget for Keplers lover .

Ny utvikling innen optikk spilte en rolle i begynnelsen av renessansen , både ved å utfordre langvarige metafysiske ideer om persepsjon, samt ved å bidra til forbedring og utvikling av teknologi som camera obscura og teleskopet . Før det vi nå kjenner da renessansen startet, bygde Roger Bacon , Vitello og John Peckham hver en skolastisk ontologi på en årsakskjede som begynte med sansning, oppfatning og til slutt oppfatning av de individuelle og universelle formene for Aristoteles. En visjonsmodell senere kjent som perspektivisme ble utnyttet og studert av renessansens kunstnere. Denne teorien bruker bare tre av Aristoteles ' fire årsaker : formell, materiell og endelig.

I det sekstende århundre, Copernicus formulert en heliosentrisk modell av solcellesystemet i motsetning til geosentrisme av Ptolemaios 's Almagest . Dette var basert på et teorem om at planetenes orbitale perioder er lengre ettersom kulene deres er lenger fra bevegelsessenteret, noe han fant ikke å være enig med Ptolemaios modell.

Kepler og andre utfordret forestillingen om at øyets eneste funksjon er persepsjon, og flyttet hovedfokuset i optikk fra øyet til lysformering. Kepler modellerte øyet som en vannfylt glassfære med en blenderåpning foran det for å modellere inngangspupillen. Han fant ut at alt lyset fra et enkelt punkt på scenen ble avbildet på et enkelt punkt på baksiden av glasskulen. Den optiske kjeden ender på netthinnen på baksiden av øyet. Kepler er imidlertid mest kjent for å forbedre Copernicus 'heliosentriske modell gjennom oppdagelsen av Keplers lover om planetarisk bevegelse . Kepler avviste ikke den aristoteliske metafysikken og beskrev arbeidet sitt som et søk etter sfærenes harmoni .

Galileo brukte innovativt eksperimenter og matematikk. Imidlertid ble han forfulgt etter at pave Urban VIII velsignet Galileo for å skrive om det kopernikanske systemet. Galileo hadde brukt argumenter fra paven og satt dem i stemmen til enkeltpersonen i verket "Dialogue Concerning the Two Chief World Systems", som i stor grad fornærmet Urban VIII.

I Nord -Europa ble den nye teknologien til trykkpressen mye brukt til å publisere mange argumenter, inkludert noen som var veldig uenige med samtidens naturideer. René Descartes og Francis Bacon publiserte filosofiske argumenter til fordel for en ny type ikke-aristotelisk vitenskap. Descartes la vekt på individuell tanke og argumenterte for at matematikk snarere enn geometri burde brukes for å studere naturen. Bacon understreket viktigheten av eksperiment fremfor kontemplasjon. Bacon satte ytterligere spørsmålstegn ved de aristoteliske begrepene formell årsak og endelig årsak, og fremmet ideen om at vitenskapen skulle studere lovene om "enkle" natur, for eksempel varme, i stedet for å anta at det er noen spesifikk natur, eller " formell årsak ", til hver komplekse type ting. Denne nye vitenskapen begynte å se på seg selv som å beskrive " naturlover ". Denne oppdaterte tilnærmingen til studier i naturen ble sett på som mekanistisk . Bacon argumenterte også for at vitenskap for første gang skulle sikte på praktiske oppfinnelser for å forbedre menneskelivet.

Opplysningstid

Isaac Newtons kopi av Principia fra 1687. Newton ga viktige bidrag til klassisk mekanikk , tyngdekraft og optikk . Newton deler også kreditt med Gottfried Leibniz for utviklingen av beregning.

Som en forløper til Age of Enlightenment , Isaac Newton og Gottfried Wilhelm Leibniz lyktes i å utvikle en ny fysikk, nå omtales som klassisk mekanikk , noe som kan bekreftes ved å eksperimentere og forklares ved hjelp av matematikk (Newton (1687), Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ) . Leibniz innlemmet også termer fra aristotelisk fysikk , men blir nå brukt på en ny ikke-teleologisk måte, for eksempel " energi " og " potensial " (moderne versjoner av aristotelisk " energeia og potentia "). Dette innebar et skifte i synet på objekter: Der Aristoteles hadde bemerket at objekter har visse medfødte mål som kan realiseres, ble objekter nå sett på som blottet for medfødte mål. I stil med Francis Bacon antok Leibniz at forskjellige typer ting alle fungerer i henhold til de samme generelle naturlovene, uten spesielle formelle eller endelige årsaker for hver type ting. Det er i løpet av denne perioden at ordet "vitenskap" gradvis ble mer vanlig for å referere til en type jakt på en type kunnskap, spesielt kunnskap om naturen - som nærmer seg det gamle begrepet " naturfilosofi ".

I løpet av denne tiden ble vitenskapens erklærte formål og verdi å produsere rikdom og oppfinnelser som ville forbedre menneskeliv, i materialistisk forstand av å ha mer mat, klær og andre ting. Med Bacons ord , "vitenskapens virkelige og legitime mål er menneskets liv med nye oppfinnelser og rikdom", og han frarådet forskere å forfølge immaterielle filosofiske eller åndelige ideer, som han mente bidro lite til menneskelig lykke utover "røyken til subtile, sublime eller behagelige spekulasjoner ".

Vitenskap under opplysningstiden ble dominert av vitenskapelige samfunn og akademier , som i stor grad hadde erstattet universiteter som sentre for vitenskapelig forskning og utvikling. Samfunn og akademier var også ryggraden i modningen av det vitenskapelige yrket. En annen viktig utvikling var popularisering av vitenskap blant en stadig mer lesefull befolkning. Filosoffer introduserte offentligheten for mange vitenskapelige teorier, særlig gjennom Encyclopédie og populariseringen av Newtonianisme av Voltaire så vel som av Émilie du Châtelet, den franske oversetteren av Newtons Principia .

Noen historikere har markert 1700 -tallet som en trist periode i vitenskapshistorien ; århundret så imidlertid betydelige fremskritt innen medisin , matematikk og fysikk ; utvikling av biologisk taksonomi ; en ny forståelse av magnetisme og elektrisitet ; og modning av kjemi som en disiplin, som etablerte grunnlaget for moderne kjemi.

Opplysningsfilosofer valgte en kort historie med vitenskapelige forgjengerne - Galileo , Boyle og Newton hovedsakelig - som guider og garantister for deres anvendelser av det enestående konseptet om natur og naturlov for alle fysiske og sosiale områder av dagen. I denne forbindelse kunne historiens lærdom og de sosiale strukturene som ble bygget på den, forkastes.

Ideer om menneskelig natur, samfunn og økonomi utviklet seg også under opplysningstiden. Hume og andre skotske opplysningstenkere utviklet en " vitenskap om mennesker ", som ble uttrykt historisk i verk av forfattere inkludert James Burnett , Adam Ferguson , John Millar og William Robertson , som alle fusjonerte en vitenskapelig studie av hvordan mennesker oppførte seg i gamle og primitive kulturer med en sterk bevissthet om modernitetens avgjørende krefter . Moderne sosiologi stammer i stor grad fra denne bevegelsen. I 1776 publiserte Adam Smith The Wealth of Nations , som ofte regnes som det første verket om moderne økonomi.

1800 -tallet

Det første diagrammet over et evolusjonært tre laget av Charles Darwin i 1837, som til slutt førte til hans mest kjente verk, On the Origin of Species , i 1859.

Det nittende århundre er en spesielt viktig periode i vitenskapshistorien siden i denne epoken begynte mange særegenheter ved moderne moderne vitenskap å ta form som: transformasjon av liv og fysikk, hyppig bruk av presisjonsinstrumenter, fremvekst av begreper som " biolog "," fysiker "," vitenskapsmann "; sakte bevege seg bort fra forældede etiketter som "naturfilosofi" og " naturhistorie ", økt profesjonalisering av de som studerer naturen fører til reduksjon i amatørnaturforskere, forskere fikk kulturell autoritet over mange dimensjoner av samfunnet, økonomisk ekspansjon og industrialisering i mange land, blomstrende av populærvitenskapelige skrifter og fremveksten av vitenskapelige tidsskrifter.

Tidlig på 1800 -tallet foreslo John Dalton den moderne atomteorien , basert på Democritus 'opprinnelige idé om udelelige partikler kalt atomer .

Både John Herschel og William Whewell systematiserte metodikk: sistnevnte skapte begrepet vitenskapsmann .

I midten av 1800-tallet foreslo Charles Darwin og Alfred Russel Wallace uavhengig teori om evolusjon ved naturlig seleksjon i 1858, som forklarte hvordan forskjellige planter og dyr oppsto og utviklet seg. Teorien deres ble beskrevet i detalj i Darwins bok om artenes opprinnelse , som ble utgitt i 1859. Hver for seg presenterte Gregor Mendel sin artikkel, " Versuche über Pflanzenhybriden " (" Experiments on Plant Hybridization "), i 1865, som skisserte prinsipper for biologisk arv, som fungerer som grunnlaget for moderne genetikk.

Lovene om bevaring av energi , bevaring av momentum og bevaring av masse antydet et svært stabilt univers der det kunne være lite ressurstap. Med fremkomsten av dampmaskinen og den industrielle revolusjonen , var det imidlertid en økt forståelse for at alle former for energi som definert i fysikk ikke var like nyttige: de hadde ikke den samme energikvaliteten . Denne erkjennelsen førte til utviklingen av termodynamikkens lover , der universets frie energi blir sett på som stadig synkende: entropien til et lukket univers øker over tid.

Den elektromagnetiske teorien ble også etablert på 1800-tallet av verkene til Hans Christian Ørsted , André-Marie Ampère , Michael Faraday , James Clerk Maxwell , Oliver Heaviside og Heinrich Hertz . Den nye teorien reiste spørsmål som ikke lett kunne besvares ved hjelp av Newtons rammeverk. Fenomenene som ville tillate dekonstruksjon av atomet ble oppdaget i det siste tiåret på 1800-tallet: oppdagelsen av røntgenstråler inspirerte til oppdagelsen av radioaktivitet . I det neste året kom oppdagelsen av den første subatomære partikkelen, elektronen .

På slutten av 1800 -tallet dukket psykologi opp som en egen disiplin fra filosofien da Wilhelm Wundt grunnla det første laboratoriet for psykologisk forskning i 1879.

Det 20. århundre

Den DNA dobbeltspiralen er et molekyl som koder genetiske instruksjoner som brukes i utvikling og funksjon av alle kjente levende organismer og mange virus .

Albert Einstein 's relativitetsteorien og utviklingen av kvantemekanikk førte til utskifting av klassisk mekanikk med en ny fysikk som består av to deler som beskriver ulike typer hendelser i naturen.

I første halvdel av århundret gjorde utviklingen av antibiotika og kunstgjødsel en global befolkningsvekst mulig. På samme tid ble strukturen til atomet og dets kjerne oppdaget, noe som førte til frigjøring av " atomenergi " ( kjernekraft ). I tillegg førte den utstrakte bruken av teknologisk innovasjon som ble stimulert av krigene i dette århundret til revolusjoner i transport ( biler og fly ), utvikling av ICBM -er , et romløp og et atomvåpenkappløp .

Evolusjon ble en enhetlig teori på begynnelsen av 1900-tallet da den moderne syntesen forenet darwinistisk evolusjon med klassisk genetikk . Molekylstrukturen til DNA ble oppdaget av James Watson og Francis Crick i 1953.

Oppdagelsen av den kosmiske mikrobølge bakgrunnsstrålingen i 1964 førte til en avvisning av Steady State -teorien om universet til fordel for Big Bang -teorien til Georges Lemaître .

Utviklingen av romfart i andre halvdel av århundret tillot de første astronomiske målingene som ble utført på eller i nærheten av andre gjenstander i rommet, inkludert seks bemannede landinger på månen . Romteleskoper fører til mange funn innen astronomi og kosmologi.

Utbredt bruk av integrerte kretser i siste kvartal av 1900 -tallet kombinert med kommunikasjonssatellitter førte til en revolusjon i informasjonsteknologi og fremveksten av det globale internett og mobile databehandling , inkludert smarttelefoner . Behovet for massesystematisering av lange, sammenflettede årsakskjeder og store datamengder førte til økningen av feltene systemteori og datamaskinassistert vitenskapelig modellering , som delvis er basert på det aristoteliske paradigmet.

Skadelige miljøspørsmål som ozonforringelse , forsuring , eutrofiering og klimaendringer kom til offentlighetens oppmerksomhet i samme periode, og forårsaket begynnelsen av miljøvitenskap og miljøteknologi .

det 21. århundre

En simulert hendelse i CMS -detektoren til Large Hadron Collider , med et mulig utseende av Higgs -bosonet

The Human Genome Project ble gjennomført i 2003 å bestemme sekvensen av nukleotid-baseparene som utgjør humant DNA, og å identifisere og kartlegge alle gener av det humane genom. Induserte pluripotente stamceller ble utviklet i 2006, en teknologi som gjør at voksne celler kan transformeres til stamceller som kan gi opphav til alle celletyper som finnes i kroppen, potensielt av enorm betydning for regenerativ medisin .

Med oppdagelsen av Higgs -bosonet i 2012 ble den siste partikkelen forutsagt av standardmodellen for partikkelfysikk funnet. I 2015 ble gravitasjonsbølger , spådd av generell relativitet et århundre før, først observert .

I 2019 kunngjorde Event Horizon Telescope Observatory sine første resultater på samtidige pressekonferanser rundt om i verden 10. april 2019. Pressekonferanser presenterte det første direkte bildet av et svart hull , hvor det supermassive sorte hullet dukket opp i hjertet av galaksen Messier 87, som er 55 millioner lysår unna jorden. De vitenskapelige funnene presenteres i en serie på seks artikler publisert i The Astrophysical Journal.

Vitenskapsgrener

Universets skala kartlagt til vitenskapsgrener og viser hvordan det ene systemet er bygget oppå det neste gjennom vitenskapens hierarki

Moderne vitenskap er vanligvis delt inn i tre hovedgrener : naturvitenskap , samfunnsvitenskap og formell vitenskap . Hver av disse grenene består av forskjellige spesialiserte, men overlappende vitenskapelige disipliner som ofte har sin egen nomenklatur og kompetanse. Både natur- og samfunnsvitenskap er empiriske vitenskaper , ettersom deres kunnskap er basert på empiriske observasjoner og kan testes for gyldighet av andre forskere som arbeider under de samme betingelsene.

Det er også nært beslektede disipliner som bruker vitenskap, for eksempel ingeniørfag og medisin , som noen ganger beskrives som anvendt vitenskap . Forholdet mellom vitenskapsgrenene er oppsummert av tabellen nedenfor.

Vitenskap
Empiriske vitenskaper Formell vitenskap
Naturvitenskap Samfunnsvitenskap
Grunnleggende Fysikk , kjemi , biologi , jordvitenskap og romfag Antropologi , økonomi , statsvitenskap , human geografi , psykologi og sosiologi Logikk , matematikk og statistikk
Anvendt Ingeniørfag , landbruksvitenskap , medisin og materialvitenskap Forretningsadministrasjon , offentlig politikk , markedsføring , jus , pedagogikk og internasjonal utvikling Informatikk

Naturvitenskap

Naturvitenskap er studiet av den fysiske verden. Det kan deles inn i to hovedgrener: biovitenskap (eller biologisk vitenskap) og fysikk . Disse to grenene kan videre deles inn i mer spesialiserte disipliner. For eksempel kan fysisk vitenskap inndeles i fysikk , kjemi , astronomi og jordvitenskap . Moderne naturvitenskap er etterfølgeren til naturfilosofien som begynte i antikkens Hellas . Galileo , Descartes , Bacon og Newton diskuterte fordelene med å bruke tilnærminger som var mer matematiske og mer eksperimentelle på en metodisk måte. Likevel er filosofiske perspektiver, formodninger og forutsetninger , ofte oversett, nødvendige i naturvitenskapen. Systematisk datainnsamling, inkludert funnvitenskap , etterfulgte naturhistorien , som dukket opp på 1500 -tallet ved å beskrive og klassifisere planter, dyr, mineraler og så videre. I dag antyder "naturhistorien" observasjonsbeskrivelser rettet mot populært publikum.

Samfunnsvitenskap

Innen økonomi beskriver tilbud og etterspørsel -modellen hvordan prisene varierer i en markedsøkonomi som et resultat av en balanse mellom produkttilgjengelighet og forbrukernes etterspørsel.

Samfunnsvitenskap er studiet av menneskelig atferd og funksjon av samfunn. Den har mange disipliner som inkluderer, men ikke er begrenset til, antropologi , økonomi , historie , menneskelig geografi , statsvitenskap , psykologi og sosiologi . I samfunnsvitenskapene er det mange konkurrerende teoretiske perspektiver, hvorav mange utvides gjennom konkurrerende forskningsprogrammer som funksjonalister , konfliktteoretikere og interaksjonister i sosiologi. På grunn av begrensningene ved å utføre kontrollerte eksperimenter som involverer store grupper av individer eller komplekse situasjoner, kan samfunnsvitere ta i bruk andre forskningsmetoder som den historiske metoden , casestudier og tverrkulturelle studier . Videre, hvis kvantitativ informasjon er tilgjengelig, kan samfunnsvitere stole på statistiske tilnærminger for å bedre forstå sosiale relasjoner og prosesser.

Formell vitenskap

Formell vitenskap er et studieområde som genererer kunnskap ved bruk av formelle systemer . Den inkluderer matematikk , systemteori og teoretisk informatikk . De formelle vitenskapene deler likheter med de to andre grenene ved å stole på objektiv, nøye og systematisk studie av et kunnskapsområde. De er imidlertid forskjellige fra de empiriske vitenskapene, ettersom de utelukkende stoler på deduktive resonnementer, uten behov for empirisk bevis , for å verifisere sine abstrakte begreper. De formelle vitenskapene er derfor a priori disipliner, og på grunn av dette er det uenighet om de faktisk utgjør en vitenskap. Likevel spiller de formelle vitenskapene en viktig rolle i de empiriske vitenskapene. Calculus ble for eksempel opprinnelig oppfunnet for å forstå bevegelse i fysikk. Natur- og samfunnsvitenskap som er avhengige av matematiske applikasjoner inkluderer matematisk fysikk , matematisk kjemi , matematisk biologi , matematisk økonomi og matematisk økonomi .

Anvendt vitenskap

Louis Pasteur 's pasteurisering forsøk illustrerer at ødeleggelse av væske er forårsaket av partikler i luft snarere enn selve væsken. Pasteur oppdaget også prinsippene for vaksinasjon og gjæring .

Anvendt vitenskap er bruken av den vitenskapelige metoden og kunnskapen for å nå praktiske mål og inkluderer et bredt spekter av fagområder som ingeniørfag og medisin . Engineering er bruk av vitenskapelige prinsipper for å designe og bygge maskiner, konstruksjoner og andre gjenstander, inkludert broer, tunneler, veier, kjøretøyer og bygninger. Engineering selv omfatter en rekke mer spesialiserte ingeniørfelt , hver med en mer spesifikk vekt på bestemte områder av anvendt matematikk , naturfag og typer søknader. Medisin er praksis for å ta vare på pasienter ved å opprettholde og gjenopprette helse gjennom forebygging , diagnose og behandling av skade eller sykdom . Moderne medisin bruker biomedisinsk vitenskap , medisinsk forskning , genetikk og medisinsk teknologi for å forhindre, diagnostisere og behandle skader og sykdommer, vanligvis gjennom bruk av medisiner , medisinsk utstyr , kirurgi og ikke-farmakologiske inngrep . De anvendte vitenskapene står ofte i kontrast med grunnvitenskapene , som er fokusert på å fremme vitenskapelige teorier og lover som forklarer og forutsier hendelser i den naturlige verden.

Vitenskapelig forskning

Vitenskapelig forskning kan merkes som enten grunnleggende eller anvendt forskning. Grunnforskning er søket etter kunnskap og anvendt forskning er søket etter løsninger på praktiske problemer ved å bruke denne kunnskapen. Selv om noe vitenskapelig forskning er anvendt forskning på spesifikke problemer, kommer mye av vår forståelse fra det nysgjerrighetsdrevne foretaket av grunnforskning . Dette fører til alternativer for teknologiske fremskritt som ikke var planlagt eller noen ganger til og med kunne tenkes. Dette poenget ble gjort av Michael Faraday da han angivelig skulle svare på spørsmålet "hva er bruken av grunnforskning?" han svarte: "Sir, hva er bruken av et nyfødt barn?". For eksempel forskning på effekten av rødt lys på den menneskelige øyets stangen cellene ikke synes å ha noen praktisk formål; Til slutt ville oppdagelsen av at nattesynet vårt ikke er plaget av rødt lys, føre til at søk- og redningsteam (blant andre) tar i bruk rødt lys i cockpittene på jetfly og helikoptre. Til slutt kan til og med grunnforskning ta uventede vendinger, og det er en viss mening der den vitenskapelige metoden er bygd for å utnytte flaks .

Vitenskapelig metode

Den vitenskapelige metoden stammer fra Aristoteles 'idé om at kunnskapen kom fra nøye observasjon, og ble brakt inn i moderne form av Galileos samling av empiriske bevis.

Vitenskapelig forskning innebærer å bruke den vitenskapelige metoden , som søker å objektivt forklare naturens hendelser på en reproduserbar måte. Et forklarende tankeeksperiment eller en hypotese blir fremmet som forklaring ved hjelp av prinsipper som parsimon (også kjent som " Occam's Razor ") og forventes generelt å søke samvittighet  - som passer godt til andre aksepterte fakta knyttet til fenomenene. Denne nye forklaringen brukes til å lage forfalskelige spådommer som kan testes ved eksperiment eller observasjon. Spådommene skal legges ut før et bekreftende eksperiment eller observasjon søkes, som bevis på at det ikke har skjedd noen manipulasjon. Motstand mot en spådom er bevis på fremgang. Dette gjøres delvis gjennom observasjon av naturfenomener, men også gjennom eksperimentering som prøver å simulere naturlige hendelser under kontrollerte forhold som passer for disiplinen (i observasjonsvitenskapene, for eksempel astronomi eller geologi, kan en forutsagt observasjon ta stedet for en kontrollert eksperiment). Eksperimentering er spesielt viktig i vitenskap for å hjelpe til med å etablere årsakssammenhenger (for å unngå feil i korrelasjon ).

Når en hypotese viser seg utilfredsstillende, blir den enten modifisert eller kastet. Hvis hypotesen overlevde testing, kan den bli vedtatt i rammen av en vitenskapelig teori , en logisk begrunnet, selvkonsekvent modell eller rammeverk for å beskrive oppførselen til visse naturfenomener. En teori beskriver vanligvis oppførselen til mye bredere fenomener enn en hypotese; Vanligvis kan et stort antall hypoteser logisk sett bindes sammen av en enkelt teori. Således er en teori en hypotese som forklarer forskjellige andre hypoteser. På den måten er teorier formulert i henhold til de fleste av de samme vitenskapelige prinsipper som hypoteser. I tillegg til å teste hypoteser, kan forskere også generere en modell , et forsøk på å beskrive eller skildre fenomenet i form av en logisk, fysisk eller matematisk fremstilling og å generere nye hypoteser som kan testes, basert på observerbare fenomener.

Mens de utfører eksperimenter for å teste hypoteser, kan forskere ha en preferanse for ett resultat fremfor et annet, og det er derfor viktig å sikre at vitenskapen som helhet kan eliminere denne skjevheten. Dette kan oppnås ved nøye eksperimentell design , åpenhet og en grundig fagfellevurderingsprosess av eksperimentelle resultater samt eventuelle konklusjoner. Etter at resultatene av et eksperiment er kunngjort eller publisert, er det vanlig praksis for uavhengige forskere å dobbeltsjekke hvordan forskningen ble utført, og følge opp ved å utføre lignende eksperimenter for å avgjøre hvor pålitelige resultatene kan være. Sett i sin helhet tillater den vitenskapelige metoden svært kreativ problemløsning samtidig som den minimerer eventuelle effekter av subjektiv skjevhet fra brukernes side (spesielt bekreftelsesskjevheten ).

Kontrollerbarhet

John Ziman påpeker at intersubjektiv kontrollerbarhet er grunnleggende for å skape all vitenskapelig kunnskap. Ziman viser hvordan forskere kan identifisere mønstre for hverandre gjennom århundrer; han omtaler denne evnen som "perseptuell konsensibilitet". Deretter gjør han konsensibilitet, noe som fører til konsensus, grunnlaget for pålitelig kunnskap.

Matematikkens rolle

Calculus, matematikken for kontinuerlig endring, underbygger mange av vitenskapene.

Matematikk er viktig i dannelsen av hypoteser , teorier og lover i natur og samfunnsvitenskapene. For eksempel brukes den i kvantitativ vitenskapelig modellering , som kan generere nye hypoteser og spådommer som skal testes. Det brukes også mye til å observere og samle målinger . Statistikk , en gren av matematikk, brukes til å oppsummere og analysere data, som lar forskere vurdere påliteligheten og variabiliteten til sine eksperimentelle resultater.

Datavitenskap bruker datakraft for å simulere virkelige situasjoner, noe som muliggjør en bedre forståelse av vitenskapelige problemer enn formell matematikk alene kan oppnå. Bruken av maskinlæring (også kunstig intelligens ) blir et sentralt trekk ved beregningsbidrag til vitenskap, for eksempel innen agentbasert beregningsøkonomi , tilfeldige skoger , emnemodell ling og forskjellige former for prediksjon. I følge Society for Industrial and Applied Mathematics er beregning nå like viktig som teori og eksperiment for å fremme vitenskapelig kunnskap. Imidlertid fremmer maskiner alene sjelden kunnskap da de krever menneskelig veiledning og evne til å resonnere; og de kan innføre skjevhet mot visse sosiale grupper eller noen ganger underpresterer sammenlignet med mennesker. Dermed brukes maskinlæring ofte i vitenskapen som prediksjon i estimeringens tjeneste.

Vitenskapsfilosofi

Forskere tar vanligvis for gitt et sett med grunnleggende forutsetninger som er nødvendige for å rettferdiggjøre den vitenskapelige metoden: (1) at det er en objektiv virkelighet som deles av alle rasjonelle observatører; (2) at denne objektive virkeligheten er styrt av naturlover ; (3) at disse lovene kan oppdages ved systematisk observasjon og eksperimentering . Den vitenskapsteori søker en dyp forståelse av hva disse underliggende forutsetningene mener og om de er gyldige.

Troen på at vitenskapelige teorier bør og bør representere metafysisk virkelighet er kjent som realisme . Det kan stå i kontrast med antirealisme , synet om at vitenskapens suksess ikke er avhengig av at den er nøyaktig om ikke-observerbare enheter som elektroner . En form for antirealisme er idealisme , troen på at sinnet eller bevisstheten er den mest grunnleggende essensen, og at hvert sinn genererer sin egen virkelighet. I et idealistisk verdensbilde trenger det som er sant for ett sinn ikke være sant for andre sinn.

Det er forskjellige tankeskoler i vitenskapsfilosofien. Den mest populære posisjonen er empirisme , som mener at kunnskap er skapt av en prosess som involverer observasjon og at vitenskapelige teorier er et resultat av generaliseringer fra slike observasjoner. Empirisme omfatter generelt induktivisme , en posisjon som prøver å forklare måten generelle teorier kan begrunnes med det begrensede antallet observasjoner mennesker kan gjøre og dermed den begrensede mengden empirisk bevis som er tilgjengelig for å bekrefte vitenskapelige teorier. Dette er nødvendig fordi antallet spådommer disse teoriene gjør er uendelig, noe som betyr at de ikke kan kjennes fra den endelige mengden bevis bare ved hjelp av deduktiv logikk . Mange versjoner av empirisme eksisterer, med de dominerende som Bayesianisme og den hypotetisk-deduktive metoden .

The Horse in Motion (1878) forfalsker den flygende galoppen . Karl Popper , best kjent for sitt arbeid med empirisk forfalskning , foreslo å erstatte kontrollerbarhet med formodning og tilbakevisning som landemerke for vitenskapelige teorier.

Empirisme har stått i kontrast til rasjonalisme , posisjonen opprinnelig assosiert med Descartes , som mener at kunnskap er skapt av det menneskelige intellektet, ikke ved observasjon.Kritisk rasjonalisme er en kontrast tilnærming fra det 20. århundre til vitenskap, først definert av den østerriksk-britiske filosofen Karl Popper . Popper avviste måten empirismen beskriver sammenhengen mellom teori og observasjon på. Han hevdet at teorier ikke genereres ved observasjon, men at observasjon gjøres i lys av teorier og at den eneste måten en teori kan påvirkes av observasjon er når den kommer i konflikt med den. Popper foreslo å erstatte kontrollerbarhet med forfalskbarhet som landemerke for vitenskapelige teorier og erstatte induksjon med forfalskning som empirisk metode. Popper hevdet videre at det faktisk bare er én universell metode, ikke spesifikk for vitenskap: den negative metoden for kritikk, prøving og feiling . Den dekker alle produkter av menneskesinnet, inkludert vitenskap, matematikk, filosofi og kunst.

En annen tilnærming, instrumentalisme , understreker nytten av teorier som instrumenter for å forklare og forutsi fenomener. Den ser på vitenskapelige teorier som svarte bokser, med bare deres input (startbetingelser) og output (spådommer) som er relevante. Konsekvenser, teoretiske enheter og logisk struktur påstås å være noe som bare bør ignoreres og som forskere ikke bør lage oppstyr om (se tolkninger av kvantemekanikk ). I nærheten av instrumentalisme er konstruktiv empirisme , ifølge hvilket hovedkriteriet for suksess for en vitenskapelig teori er om det den sier om observerbare enheter er sant.

For Kuhn var tillegg av episykler i ptolemaisk astronomi "normal vitenskap" i et paradigme, mens den kopernikanske revolusjonen var et paradigmeskifte.

Thomas Kuhn argumenterte for at observasjons- og evalueringsprosessen foregår i et paradigme, et logisk konsistent "portrett" av verden som er i samsvar med observasjoner fra dens innramming. Han karakteriserte normal vitenskap som observasjonsprosessen og "oppgaveløsningen" som finner sted i et paradigme, mens revolusjonær vitenskap oppstår når et paradigme overtar et annet i et paradigmeskifte . Hvert paradigme har sine egne distinkte spørsmål, mål og tolkninger. Valget mellom paradigmer innebærer å sette to eller flere "portretter" mot verden og bestemme hvilken likhet som er mest lovende. Et paradigmeskifte oppstår når et betydelig antall observasjonsanomalier oppstår i det gamle paradigmet og et nytt paradigme gir mening for dem. Det vil si at valget av et nytt paradigme er basert på observasjoner, selv om disse observasjonene er gjort på bakgrunn av det gamle paradigmet. For Kuhn er aksept eller avvisning av et paradigme en sosial prosess like mye som en logisk prosess. Kuhns posisjon er imidlertid ikke relativisme .

Til slutt er en annen tilnærming ofte sitert i debatter om vitenskapelig skepsis mot kontroversielle bevegelser som " skapelsesvitenskap " metodologisk naturalisme . Hovedpoenget er at det bør gjøres en forskjell mellom naturlige og overnaturlige forklaringer, og at vitenskapen metodisk bør begrenses til naturlige forklaringer. At begrensningen bare er metodisk (snarere enn ontologisk) betyr at vitenskapen ikke bør vurdere overnaturlige forklaringer selv, men ikke heller påstå at de er feil. I stedet bør overnaturlige forklaringer stå et spørsmål om personlig tro utenfor vitenskapsområdet . Metodisk naturalisme hevder at riktig vitenskap krever streng overholdelse av empiriske studier og uavhengig verifisering som en prosess for riktig utvikling og evaluering av forklaringer på observerbare fenomener. Fraværet av disse standardene, argumenter fra autoritet , partiske observasjonsstudier og andre vanlige feilslutninger blir ofte sitert av tilhengere av metodisk naturalisme som karakteristiske for ikke-vitenskapen de kritiserer.

Sikkerhet og vitenskap

En vitenskapelig teori er empirisk og er alltid åpen for forfalskning hvis nye bevis blir presentert. Det vil si at ingen teori noen gang blir ansett som strengt sikker, ettersom vitenskapen godtar begrepet fallibilisme . Vitenskapsfilosofen Karl Popper skiller skarpt sannhet fra sikkerhet. Han skrev at vitenskapelig kunnskap "består i søket etter sannhet", men det "er ikke søket etter sikkerhet ... All menneskelig kunnskap er feilbar og derfor usikker."

Ny vitenskapelig kunnskap resulterer sjelden i store endringer i vår forståelse. Ifølge psykolog Keith Stanovich kan det være medias overdrevne bruk av ord som «gjennombrudd» som får publikum til å forestille seg at vitenskap hele tiden beviser at alt den trodde var sant, var falskt. Selv om det er slike kjente tilfeller som relativitetsteorien som krevde en fullstendig nybegrep, er dette ekstreme unntak. Kunnskap om vitenskap oppnås ved en gradvis syntese av informasjon fra forskjellige eksperimenter av forskjellige forskere på tvers av forskjellige vitenskapsgrener; det er mer som en stigning enn et sprang. Teorier varierer i hvilken grad de har blitt testet og verifisert, samt deres aksept i det vitenskapelige samfunnet. For eksempel bærer heliosentrisk teori , evolusjonsteorien , relativitetsteorien og kimteorien fortsatt navnet "teori", selv om de i praksis anses som faktiske . Filosofen Barry Stroud legger til at selv om den beste definisjonen for " kunnskap " er omstridt, er det å være skeptisk og underholde muligheten for at en er feil, forenlig med å være korrekt. Derfor vil forskere som holder seg til riktige vitenskapelige tilnærminger tvile på seg selv selv når de har sannheten . Den fallibilisme C. S. Peirce hevdet at henvendelsen er kampen for å løse selve tvil og som bare kranglete, verbal eller hyperbolsk tvil er resultatløst - men også at Inquirer bør prøve å oppnå reell tvil snarere enn hvile ukritisk på sunn fornuft. Han mente at de vellykkede vitenskapene ikke stoler på noen enkelt slutningskjede (ikke sterkere enn dens svakeste ledd), men på kabelen til flere og forskjellige argumenter som er nært forbundet.

Stanovich hevder også at vitenskap unngår å lete etter en "magisk kule"; det unngår feilen av én årsak . Dette betyr en vitenskapsmann ville ikke be bare "Hva er det årsaken til ...", men heller "Hva er de viktigste årsakene til ...". Dette er spesielt tilfelle i de mer makroskopiske vitenskapsfeltene (f.eks. Psykologi , fysisk kosmologi ). Forskning analyserer ofte få faktorer samtidig, men disse blir alltid lagt til i den lange listen over faktorer som er viktigst å vurdere. For eksempel kan det å kjenne detaljene til bare en persons genetikk, deres historie og oppvekst, eller den nåværende situasjonen ikke forklare en oppførsel, men en dyp forståelse av alle disse variablene kombinert kan være veldig forutsigbar.

Vitenskapelig litteratur

Omslag av første bind av det vitenskapelige tidsskriftet Science i 1880

Vitenskapelig forskning er publisert i et enormt spekter av vitenskapelig litteratur . Vitenskapelige tidsskrifter kommuniserer og dokumenterer resultatene av forskning utført på universiteter og forskjellige andre forskningsinstitusjoner, og fungerer som en arkivoppgave av vitenskap. De første vitenskapelige tidsskriftene, Journal des Sçavans etterfulgt av de filosofiske transaksjonene , begynte publiseringen i 1665. Siden den gang har det totale antallet aktive tidsskrifter økt jevnt og trutt. I 1981 var ett estimat for antall vitenskapelige og tekniske tidsskrifter i publisering 11500. The United States National Library of Medicine tiden indekser 5,516 tidsskrifter som inneholder artikler om emner relatert til biovitenskap. Selv om tidsskriftene er på 39 språk, publiseres 91 prosent av de indekserte artiklene på engelsk.

De fleste vitenskapelige tidsskrifter dekker et enkelt vitenskapelig felt og publiserer forskningen innenfor dette feltet; forskningen er vanligvis uttrykt i form av et vitenskapelig papir . Vitenskap har blitt så gjennomgripende i moderne samfunn at det generelt anses som nødvendig å formidle forskernes prestasjoner, nyheter og ambisjoner til en bredere befolkning.

Vitenskapsmagasiner som New Scientist , Science & Vie og Scientific American tilfredsstiller behovene til et mye større lesertall og gir en ikke-teknisk oppsummering av populære forskningsområder, inkludert bemerkelsesverdige funn og fremskritt innen visse forskningsområder. Vitenskapsbøker engasjerer interessen til mange flere mennesker. Tangentielt engasjerer science fiction -sjangeren, først og fremst fantastisk i naturen, den offentlige fantasien og overfører ideene, om ikke metodene, til vitenskapen.

Nylig innsats for å intensivere eller utvikle koblinger mellom vitenskap og ikke-vitenskapelige disipliner som litteratur eller mer spesifikt poesi , inkluderer ressursen Creative Writing Science utviklet gjennom Royal Literary Fund .

Praktiske konsekvenser

Oppdagelser innen grunnleggende vitenskap kan endre verden. For eksempel:

Forskning innvirkning
Statisk elektrisitet og magnetisme (ca. 1600)
Elektrisk strøm (1700 -tallet)
Alle elektriske apparater, dynamoer, elektriske kraftstasjoner, moderne elektronikk , inkludert elektrisk belysning , fjernsyn , elektrisk oppvarming , transkranial magnetisk stimulering , dyp hjernestimulering , magnetbånd , høyttaler og kompass og lynstang .
Diffraksjon (1665) Optikk , derav fiberoptisk kabel (1840 -årene), moderne interkontinentalkommunikasjon og kabel -TV og internett.
Germteori (1700) Hygiene , noe som fører til redusert overføring av smittsomme sykdommer; antistoffer , noe som fører til teknikker for sykdomsdiagnose og målrettede kreftbehandlinger.
Vaksinasjon (1798) Fører til eliminering av de fleste smittsomme sykdommer fra utviklede land og verdensomspennende utryddelse av kopper .
Fotovoltaisk effekt (1839) Solceller (1883), derav solkraft , soldrevne klokker , kalkulatorer og andre enheter.
Merkurs bane til Merkur (1859) og annen forskning som
førte til spesiell (1905) og generell relativitet (1916)
Satellittbasert teknologi som GPS (1973), satnav og satellittkommunikasjon .
Radiobølger (1887) Radio hadde blitt brukt på utallige måter utover de bedre kjente områdene telefoni og kringkasting av TV (1927) og radio (1906) underholdning . Andre bruksområder inkluderer - nødetater , radar ( navigasjon og værmelding ), medisin , astronomi , trådløs kommunikasjon , geofysikk og nettverk . Radiobølger førte også forskere til tilstøtende frekvenser som mikrobølger , som brukes over hele verden til oppvarming og tilberedning av mat.
Radioaktivitet (1896) og antimaterie (1932) Kreftbehandling (1896), Radiometrisk datering (1905), atomreaktorer (1942) og våpen (1945), leting etter mineraler , PET -skanninger (1961) og medisinsk forskning (via isotopmerking ).
Røntgen (1896) Medisinsk bildebehandling , inkludert computertomografi .
Krystallografi og kvantemekanikk (1900) Halvlederenheter (1906), derav moderne databehandling og telekommunikasjon, inkludert integrering med trådløse enheter: mobiltelefonen , LED -lamper og lasere .
Plast (1907) Fra og med bakelitt , mange typer kunstige polymerer for mange bruksområder i industrien og dagliglivet.
Antibiotika (1880 -årene, 1928) Salvarsan , Penicillin , doxycycline , etc.
Kjernemagnetisk resonans (1930 -årene) Kjernemagnetisk resonansspektroskopi (1946), magnetisk resonansavbildning (1971), funksjonell magnetisk resonansavbildning (1990 -tallet).

Utfordringer

Replikasjonskrise

Replikasjonskrisen er en pågående metodisk krise som først og fremst påvirker deler av samfunns- og biovitenskapen der forskere har funnet ut at resultatene av mange vitenskapelige studier er vanskelige eller umulige å replikere eller reprodusere ved senere undersøkelser, enten av uavhengige forskere eller av de opprinnelige forskerne dem selv. Krisen har mangeårige røtter; uttrykket ble laget på begynnelsen av 2010 -tallet som en del av en økende bevissthet om problemet. Replikasjonskrisen representerer en viktig forskningsgruppe innen metavitenskap , som har som mål å forbedre kvaliteten på all vitenskapelig forskning samtidig som avfall reduseres.

Fringe science, pseudoscience og useriøs vitenskap

Et studieområde eller spekulasjon som utgjør seg som vitenskap i et forsøk på å hevde en legitimitet som det ellers ikke ville være i stand til, blir noen ganger referert til som pseudovitenskap , frynsvitenskap eller useriøs vitenskap . Fysikeren Richard Feynman skapte begrepet " cargo cult science " for tilfeller der forskere mener de driver med vitenskap fordi aktivitetene deres har vitenskapens ytre utseende, men faktisk mangler den "slags helt ærlighet" som gjør at resultatene deres kan vurderes grundig. Ulike typer kommersiell reklame, alt fra hype til svindel, kan falle inn i disse kategoriene. Vitenskapen har blitt beskrevet som "det viktigste verktøyet" for å skille gyldige krav fra ugyldige.

Det kan også være et element av politisk eller ideologisk skjevhet på alle sider av vitenskapelige debatter. Noen ganger kan forskning karakteriseres som "dårlig vitenskap", forskning som kan være velmenende, men som faktisk er feil, foreldet, ufullstendig eller for forenklet eksponering av vitenskapelige ideer. Begrepet " vitenskapelig uredelighet " refererer til situasjoner som hvor forskere med vilje har fremstilt sine publiserte data feil eller bevisst har gitt æren for et funn til feil person.

Vitenskapelig fellesskap

Det vitenskapelige samfunnet er en gruppe av alle forskere som samhandler, sammen med sine respektive samfunn og institusjoner.

Forskere

Tyskfødte vitenskapsmannen Albert Einstein (1879–1955) utviklet relativitetsteorien . Han vant også Nobelprisen i fysikk i 1921 for sin forklaring av den fotoelektriske effekten .

Forskere er individer som driver vitenskapelig forskning for å fremme kunnskap i et interesseområde. Begrepet vitenskapsmann ble laget av William Whewell i 1833. I moderne tid er mange profesjonelle forskere utdannet i en akademisk setting, og når de er fullført, oppnår de en akademisk grad , hvor den høyeste graden er en doktorgrad som en doktor i filosofi (PhD). Mange forskere driver karriere i ulike sektorer av økonomien, for eksempel akademia , industri , myndigheter og ideelle organisasjoner .

Forskere viser en sterk nysgjerrighet på virkeligheten , og noen forskere har et ønske om å anvende vitenskapelig kunnskap til fordel for helse, nasjoner, miljø eller næringer. Andre motivasjoner inkluderer anerkjennelse av sine jevnaldrende og prestisje. The Nobel Prize , en ansett prestisjetunge prisen, deles ut årlig til de som har oppnådd vitenskapelige fremskritt innen medisin , fysikk , kjemi og økonomi .

Kvinner i vitenskap

Marie Curie var den første personen som ble tildelt to nobelpriser : fysikk i 1903 og kjemi i 1911.

Vitenskap har historisk vært et mannsdominert felt, med noen bemerkelsesverdige unntak. Kvinner møtte betydelig diskriminering innen vitenskap, akkurat som de gjorde i andre områder av mannsdominerte samfunn, for eksempel at de ofte ble overlatt til jobbmuligheter og nektet æren for arbeidet sitt. For eksempel var Christine Ladd (1847–1930) i stand til å gå inn på en doktorgrad. program som "C. Ladd"; Christine "Kitty" Ladd fullførte kravene i 1882, men ble tildelt graden først i 1926, etter en karriere som spenner over logikkens algebra (se sannhetstabell ), fargesyn og psykologi. Hennes arbeid gikk foran bemerkelsesverdige forskere som Ludwig Wittgenstein og Charles Sanders Peirce . Kvinners prestasjoner innen vitenskap har blitt tilskrevet trossen for deres tradisjonelle rolle som arbeidere i den innenlandske sfæren .

På slutten av 1900 -tallet økte aktiv rekruttering av kvinner og eliminering av institusjonell diskriminering på grunn av kjønn kraftig antall kvinnelige forskere, men det er store kjønnsforskjeller på noen felt; på begynnelsen av 2000 -tallet var over halvparten av de nye biologene kvinner, mens 80% av doktorgradene i fysikk ble gitt til menn. I begynnelsen av det 21. århundre tjente kvinner i USA 50,3% av bachelorgrader, 45,6% av mastergrader og 40,7% av doktorgrader innen vitenskaps- og ingeniørfag. De tjente mer enn halvparten av gradene i psykologi (ca. 70%), samfunnsvitenskap (ca. 50%) og biologi (ca. 50–60%), men tjente mindre enn halvparten av gradene innen fysikk, jordvitenskap, matematikk, ingeniørfag og informatikk. Livsstilsvalg spiller også en stor rolle i kvinnelig engasjement i vitenskap; kvinner med små barn har 28% mindre sannsynlighet for å ta stillinger på grunn av balanse mellom arbeid og privatliv, og kvinnelige doktorgradsstudents interesse for karriere innen forskning synker dramatisk i løpet av forskerskolen, mens de mannlige kollegene forblir uendret. .

Lærte samfunn

Fysikere foran Royal Society -bygningen i London (1952)

Lærte samfunn for kommunikasjon og promotering av vitenskapelig tenkning og eksperimentering har eksistert siden renessansen . Mange forskere tilhører et lært samfunn som fremmer deres respektive vitenskapelige disiplin , yrke eller gruppe av beslektede disipliner. Medlemskap kan være åpent for alle, kan kreve besittelse av noen vitenskapelig legitimasjon eller være en ære som tildeles ved valg. De fleste vitenskapelige samfunn er ideelle organisasjoner , og mange er profesjonelle foreninger . Deres aktiviteter inkluderer vanligvis å holde jevnlige konferanser for presentasjon og diskusjon av nye forskningsresultater og publisering eller sponsing av akademiske tidsskrifter i disiplinen. Noen fungerer også som profesjonelle organer som regulerer medlemmers virksomhet i allmenn interesse eller medlemmenes kollektive interesse. Forskere i vitenskapssosiologien hevder at lærde samfunn er av sentral betydning og deres dannelse hjelper til med fremveksten og utviklingen av nye disipliner eller yrker.

Profesjonaliseringen av vitenskapen, som ble påbegynt på 1800 -tallet, ble delvis muliggjort av opprettelsen av et fremtredende vitenskapsakademi i en rekke land som det italienske Accademia dei Lincei i 1603, British Royal Society i 1660, det franske Académie des Sciences i 1666, American National Academy of Sciences i 1863, German Kaiser Wilhelm Institute i 1911 og Chinese Academy of Sciences i 1928. Internasjonale vitenskapelige organisasjoner, som International Council for Science , har siden blitt dannet for å fremme samarbeid mellom de vitenskapelige samfunn av forskjellige nasjoner.

Vitenskap og publikum

Vitenskapspolitikk

FNs globale vitenskapspolitiske-forretningsforum for miljø i Nairobi, Kenya (2017)

Vitenskapspolitikk er et område av offentlig politikk som er opptatt av politikkene som påvirker den vitenskapelige virksomhetens oppførsel, inkludert forskningsmidler , ofte i forfølgelse av andre nasjonale politiske mål som teknologisk innovasjon for å fremme kommersiell produktutvikling, våpenutvikling, helsehjelp og Miljøovervåking. Vitenskapspolitikk refererer også til handlingen med å anvende vitenskapelig kunnskap og konsensus i utviklingen av offentlig politikk. Vitenskapspolitikken omhandler dermed hele temaområdet som involverer naturvitenskapen. I samsvar med at offentlig politikk er bekymret for innbyggernes velvære, er vitenskapspolitikkens mål å vurdere hvordan vitenskap og teknologi best kan tjene publikum.

Statens politikk har påvirket finansieringen av offentlige arbeider og vitenskap i tusenvis av år, spesielt i sivilisasjoner med høyt organiserte regjeringer som keiserlige Kina og Romerriket . Fremtredende historiske eksempler inkluderer Den kinesiske mur , fullført i løpet av to årtusener gjennom statsstøtte fra flere dynastier , og Canal Grande i Yangtze -elven , en enorm hydraulikkteknikk som ble startet av Sunshu Ao (孫叔敖 7. århundre f.Kr.) ), Ximen Bao (西門豹 5. århundre f.Kr.) og Shi Chi (4. århundre f.Kr.). Denne konstruksjonen er fra det 6. århundre fvt under Sui -dynastiet og er fortsatt i bruk i dag. I Kina stammer slike statsstøttede infrastrukturer og vitenskapelige forskningsprosjekter i det minste fra mohistenes tid , som inspirerte til studiet av logikk i løpet av hundre tankeskoler og studiet av defensive festningsverk som Den kinesiske mur under perioden med stridende stater .

Offentlig politikk kan direkte påvirke finansieringen av kapitalutstyr og intellektuell infrastruktur for industriell forskning ved å gi skatteinsentiver til organisasjoner som finansierer forskning. Vannevar Bush , direktør for Office of Scientific Research and Development for USAs regjering, forløperen til National Science Foundation , skrev i juli 1945 at "Vitenskap er en skikkelig bekymring for regjeringen."

Finansiering av vitenskap

The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) Hoved Entomology Building i Australia

Vitenskapelig forskning finansieres ofte gjennom en konkurransedyktig prosess der potensielle forskningsprosjekter evalueres og bare de mest lovende får finansiering. Slike prosesser, som drives av myndigheter, selskaper eller stiftelser, tildeler knappe midler. Total forskningsfinansiering i de fleste utviklede land er mellom 1,5% og 3% av BNP . I OECD utføres rundt to tredjedeler av forskning og utvikling på vitenskapelige og tekniske felt av industrien, henholdsvis 20% og 10% av universiteter og myndigheter. Den offentlige finansieringsandelen i visse bransjer er høyere, og den dominerer forskning innen samfunnsvitenskap og humaniora . På samme måte gir regjeringen med noen unntak (f.eks. Bioteknologi ) hoveddelen av midlene til grunnleggende vitenskapelig forskning . Mange regjeringer har dedikerte byråer for å støtte vitenskapelig forskning. Fremtredende vitenskapelige organisasjoner inkluderer National Science Foundation i USA , National Scientific and Technical Research Council i Argentina, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) i Australia, Center national de la recherche scientifique i Frankrike, Max Planck Society og Deutsche Forschungsgemeinschaft i Tyskland, og CSIC i Spania. Innen kommersiell forskning og utvikling fokuserer alle unntatt de mest forskningsorienterte selskapene tyngre på kommersialiseringsmuligheter på kort sikt fremfor ideer eller teknologier med " blå himmel " (for eksempel kjernefusjon ).

Offentlig bevissthet om vitenskap

Dinosaurutstilling i Houston Museum of Natural Science

Den offentlige bevisstheten om vitenskap er knyttet til holdninger, atferd, meninger og aktiviteter som utgjør forholdet mellom vitenskap og allmennheten. Den integrerer forskjellige temaer og aktiviteter som vitenskapelig kommunikasjon , vitenskapsmuseer , vitenskapelige festivaler , vitenskapsmesser , innbyggervitenskap og vitenskap i populærkulturen . Samfunnsvitere har utviklet forskjellige beregninger for å måle den offentlige forståelsen av vitenskap som faktakunnskap, selvrapportert kunnskap og strukturell kunnskap.

Vitenskapsjournalistikk

De massemedier overfor en rekke av trykk som kan hindre dem i nøyaktig som viser konkurrerende vitenskapelige krav i form av deres troverdighet i det vitenskapelige samfunnet som helhet. Å bestemme hvor stor vekt man skal gi forskjellige sider i en vitenskapelig debatt, kan kreve betydelig ekspertise om saken. Få journalister har ekte vitenskapelig kunnskap, og til og med slår journalister som vet mye om visse vitenskapelige spørsmål, kan være uvitende om andre vitenskapelige spørsmål som de plutselig blir bedt om å dekke.

Politisering av vitenskapen

Akademiske studier av vitenskapelig enighet om menneskelig forårsaket global oppvarming blant klimaeksperter (2010-2015) gjenspeiler at konsensusnivået korrelerer med ekspertise innen klimavitenskap. En studie fra 2019 fant at vitenskapelig konsensus var på 100%. Resultatene står i kontrast til den politiske kontroversen om dette spørsmålet , spesielt i USA .

Politisering av vitenskap skjer når regjerings- , nærings- eller advokatgrupper bruker juridisk eller økonomisk press for å påvirke funnene av vitenskapelig forskning eller måten den formidles, rapporteres eller tolkes på. Mange faktorer kan fungere som fasetter av politiseringen av vitenskapen som populistisk anti-intellektualisme , oppfattede trusler mot religiøs tro, postmodernistisk subjektivisme og frykt for forretningsinteresser. Politisering av vitenskap oppnås vanligvis når vitenskapelig informasjon presenteres på en måte som understreker usikkerheten knyttet til det vitenskapelige beviset. Taktikk som å bytte samtale, unnlate å erkjenne fakta og utnytte tvil om vitenskapelig konsensus har blitt brukt for å få mer oppmerksomhet for synspunkter som er undergravd av vitenskapelig bevis. Eksempler på spørsmål som har involvert politisering av vitenskapen inkluderer kontroversen om global oppvarming , helseeffekter av plantevernmidler og helseeffekter av tobakk .

Se også

Merknader

Referanser

Siterte arbeider

Videre lesning

Eksterne linker

Publikasjoner

Ressurser