Nauka to systematyczne i logiczne podejście do odkrywania, jak działają rzeczy we wszechświecie. Jest to także zasób wiedzy zgromadzony dzięki odkryciom na temat wszystkich rzeczy we wszechświecie.
Słowo „nauka” pochodzi od łacińskiego słowa scientia, czyli wiedzy opartej na dających się wykazać i odtwarzalnych danych, zgodnie ze słownikiem Merriam-Webster. Zgodnie z tą definicją nauka dąży do uzyskania mierzalnych wyników poprzez testy i analizy. Nauka opiera się na faktach, a nie na opiniach lub preferencjach. Proces nauki ma na celu podważanie pomysłów poprzez badania. Według University of California jednym z ważnych aspektów procesu naukowego jest to, że koncentruje się on wyłącznie na świecie przyrody. Wszystko, co uważane jest za zjawisko nadprzyrodzone, nie pasuje do definicji nauki.
Metoda naukowa
Podczas przeprowadzania badań naukowcy wykorzystują metodę naukową do zebrania mierzalnych, empirycznych dowodów w eksperymencie związanym z hipotezą (często w formie stwierdzenia „jeśli / to”), których wyniki mają na celu poparcie lub zaprzeczenie teorii.
„Jako biolog terenowy moją ulubioną częścią metody naukowej jest zbieranie danych” - powiedział Live Science Jaime Tanner, profesor biologii w Marlboro College. „Ale to, co naprawdę sprawia taką zabawę, to świadomość, że próbujesz odpowiedzieć na interesujące pytanie. Zatem pierwszy krok w identyfikowaniu pytań i generowaniu możliwych odpowiedzi (hipotez) jest również bardzo ważny i jest procesem twórczym. Następnie, gdy zbierzesz dane, przeanalizuj go, aby sprawdzić, czy twoja hipoteza jest obsługiwana, czy nie. ”
Etapy metody naukowej przebiegają mniej więcej tak:
- Dokonaj obserwacji lub obserwacji.
- Zadawaj pytania dotyczące obserwacji i zbieraj informacje.
- Stwórz hipotezę - wstępny opis tego, co zostało zaobserwowane i stwórz prognozy na podstawie tej hipotezy.
- Sprawdź hipotezę i przewidywania w eksperymencie, który można odtworzyć.
- Przeanalizuj dane i wyciągnij wnioski; zaakceptować lub odrzucić hipotezę lub zmodyfikować hipotezę, jeśli to konieczne.
- Powtórz eksperyment, dopóki nie będzie rozbieżności między obserwacjami a teorią. „Replikacja metod i wyników jest moim ulubionym krokiem w metodzie naukowej” - powiedział Live Science Moshe Pritsker, były doktorant w Harvard Medical School i CEO JoVE. „Odtwarzalność opublikowanych eksperymentów stanowi podstawę nauki. Brak odtwarzalności - brak nauki”.
Niektóre kluczowe podstawy metody naukowej:
- Według North Carolina State University hipoteza musi być możliwa do przetestowania i sfalsyfikowania. Fałszowalny oznacza, że na hipotezę musi być możliwa negatywna odpowiedź.
- Badania muszą obejmować rozumowanie dedukcyjne i rozumowanie indukcyjne. Rozumowanie dedukcyjne jest procesem wykorzystywania prawdziwych przesłanek do osiągnięcia logicznego prawdziwego wniosku, podczas gdy rozumowanie indukcyjne przyjmuje przeciwne podejście.
- Eksperyment powinien obejmować zmienną zależną (która się nie zmienia) i zmienną niezależną (która się zmienia).
- Eksperyment powinien obejmować grupę eksperymentalną i grupę kontrolną. Grupa kontrolna jest tym, z czym porównuje się grupę eksperymentalną.
Teorie i prawa naukowe
Metoda naukowa i nauka ogólnie mogą być frustrujące. Teoria prawie nigdy nie została udowodniona, choć kilka teorii stało się prawami naukowymi. Jednym z przykładów mogą być prawa zachowania energii, które są pierwszą zasadą termodynamiki. Dr Linda Boland, neurobiolog i przewodnicząca działu biologii na University of Richmond w stanie Wirginia, powiedziała Live Science, że jest to jej ulubione prawo naukowe. „To właśnie kieruje większością moich badań nad komórkową aktywnością elektryczną i stwierdza, że energii nie można wytworzyć ani zniszczyć, a jedynie zmienić formę. To prawo ciągle przypomina mi o wielu formach energii” - powiedziała.
Prawo opisuje po prostu zaobserwowane zjawisko, ale nie wyjaśnia, dlaczego to zjawisko istnieje ani co go powoduje. „W nauce prawa są punktem wyjścia” - powiedział Peter Coppinger, profesor biologii i inżynierii biomedycznej w Rose-Hulman Institute of Technology. „Stamtąd naukowcy mogą zadawać pytania:„ Dlaczego i jak? ”
Przepisy są ogólnie uważane za bez wyjątku, chociaż niektóre przepisy zostały z czasem zmodyfikowane po dalszych testach w celu wykrycia rozbieżności. Nie oznacza to, że teorie nie mają znaczenia. Aby hipoteza stała się teorią, muszą wystąpić rygorystyczne testy, zwykle w wielu dyscyplinach, prowadzone przez oddzielne grupy naukowców. Powiedzenie, że coś jest „tylko teorią”, jest terminem laickim, który nie ma związku z nauką. Dla większości ludzi teoria jest przeczuciem. Tanner powiedział Live Science, że w nauce teoria stanowi podstawę obserwacji i faktów.
Niektóre rzeczy, które dziś przyjmujemy za pewnik, zostały wymyślone z czystej siły mózgowej, inne przez całkowity wypadek. Ale ile wiesz o pochodzeniu rzeczy? Tutaj opracowaliśmy quiz na temat 15 najbardziej przydatnych wynalazków na świecie, z klejów
Quiz: największe na świecie wynalazki
Krótka historia nauki
Najwcześniejsze dowody naukowe można znaleźć w czasach prehistorycznych, takie jak odkrycie ognia, wynalezienie koła i rozwój pisma. Wczesne tabletki zawierają cyfry i informacje o układzie słonecznym. Jednak z czasem nauka stała się zdecydowanie bardziej naukowa.
1200s: Robert Grosseteste opracował ramy dla właściwych metod współczesnych eksperymentów naukowych, zgodnie ze Stanford Encyclopedia of Philosophy. Jego prace obejmowały zasadę, że zapytanie musi opierać się na mierzalnych dowodach, które są potwierdzane przez testy.
1400s: Leonardo da Vinci rozpoczął swoje zeszyty w poszukiwaniu dowodów na to, że ludzkie ciało jest mikrokosmiczne. Artysta, naukowiec i matematyk zebrał również informacje na temat optyki i hydrodynamiki.
1500s: Mikołaj Kopernik pogłębił zrozumienie układu słonecznego dzięki odkryciu heliocentryzmu. Jest to model, w którym Ziemia i inne planety krążą wokół Słońca, które jest centrum Układu Słonecznego.
1600s: Johannes Kepler zbudował na podstawie tych obserwacji swoje prawa ruchu planet. Galileo Gallilei ulepszył nowy wynalazek, teleskop, i wykorzystał go do badania Słońca i planet. W 1600 roku nastąpił również postęp w badaniach fizyki, gdy Isaac Newton opracował swoje prawa ruchu.
1700s: Benjamin Franklin odkrył, że piorun jest elektryczny. Przyczynił się również do badań oceanografii i meteorologii. Rozumienie chemii ewoluowało również w tym stuleciu, kiedy Antoine Lavoisier, nazwany ojcem współczesnej chemii, opracował prawo zachowania masy.
1800s: Kamienie milowe obejmowały odkrycia Alessandro Volty dotyczące serii elektrochemicznych, które doprowadziły do wynalezienia baterii. John Dalton wprowadził również teorię atomową, która głosiła, że cała materia składa się z atomów, które łączą się, tworząc cząsteczki. Podstawa współczesnych badań genetyki zaawansowana, gdy Gregor Mendel odsłonił swoje prawa spadkowe. W późniejszym wieku Wilhelm Conrad Röntgen odkrył promieniowanie rentgenowskie, podczas gdy prawo George'a Ohma stanowiło podstawę do zrozumienia, jak wykorzystać ładunki elektryczne.
1900s: Odkrycia Alberta Einsteina, najbardziej znanego ze swojej teorii względności, zdominowały początek XX wieku. Teoria względności Einsteina to tak naprawdę dwie odrębne teorie. Jego szczególna teoria względności, którą nakreślił w artykule z 1905 r. „Elektrodynamika ruchomych ciał”, stwierdził, że czas musi się zmieniać w zależności od prędkości poruszającego się obiektu w stosunku do układu odniesienia obserwatora. Jego druga teoria ogólnej teorii względności, którą opublikował jako „Podstawę ogólnej teorii względności”, rozwinął ideę, że materia powoduje zakrzywienie przestrzeni.
Medycyna na zawsze zmieniła się wraz z opracowaniem szczepionki przeciw polio w 1952 roku przez Jonasa Salk. W następnym roku James D. Watson i Francis Crick odkryli strukturę DNA, która jest podwójną helisą utworzoną przez pary zasad przymocowane do szkieletu fosforanowo-cukrowego, zgodnie z National Library of Medicine w Stanach Zjednoczonych.
2000s: W XXI wieku ukończono pierwszy szkic ludzkiego genomu, co doprowadziło do lepszego zrozumienia DNA. To posunęło postęp w badaniu genetyki, jej roli w biologii człowieka i jej wykorzystania jako predyktora chorób i innych zaburzeń.
