วิทยาศาสตร์เป็นวิธีการที่เป็นระบบและมีเหตุผลในการค้นพบว่าสิ่งต่าง ๆ ในเอกภพทำงานอย่างไร นอกจากนี้ยังเป็นองค์ความรู้ที่สะสมผ่านการค้นพบเกี่ยวกับทุกสิ่งในจักรวาล
คำว่า "วิทยาศาสตร์" มาจากคำภาษาละติน scientiaซึ่งเป็นความรู้ที่อยู่บนพื้นฐานของข้อมูลที่แสดงให้เห็นและทำซ้ำได้ตามที่ Merriam-Webster พจนานุกรม ตามคำนิยามนี้วิทยาศาสตร์มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่วัดได้ผ่านการทดสอบและวิเคราะห์ วิทยาศาสตร์ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงไม่ใช่ความคิดเห็นหรือความชอบ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ถูกออกแบบมาเพื่อท้าทายแนวคิดผ่านการวิจัย หนึ่งที่สำคัญของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ก็คือว่ามันจะมุ่งเน้นเฉพาะในโลกธรรมชาติตามที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย สิ่งใดก็ตามที่ถือว่าเป็นสิ่งเหนือธรรมชาติไม่สอดคล้องกับคำจำกัดความของวิทยาศาสตร์
วิธีการทางวิทยาศาสตร์
เมื่อการดำเนินการวิจัยนักวิทยาศาสตร์ใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ในการเก็บรวบรวมวัดหลักฐานเชิงประจักษ์ในการทดลองที่เกี่ยวข้องกับสมมติฐาน (มักจะอยู่ในรูปแบบของหาก / คำสั่งแล้ว) ผลลัพธ์ที่ได้มีเป้าหมายที่จะสนับสนุนหรือขัดแย้งกับทฤษฎี
“ ในฐานะนักชีววิทยาภาคสนามฉันชอบวิธีการทางวิทยาศาสตร์ในการรวบรวมข้อมูล” Jaime Tanner ศาสตราจารย์วิชาชีววิทยาที่ Marlboro College กล่าวกับ Live Science "แต่สิ่งที่ทำให้ความสนุกนั้นคือการรู้ว่าคุณกำลังพยายามตอบคำถามที่น่าสนใจดังนั้นขั้นตอนแรกในการระบุคำถามและสร้างคำตอบที่เป็นไปได้ (สมมติฐาน) ก็มีความสำคัญมากและเป็นกระบวนการที่สร้างสรรค์จากนั้นเมื่อคุณรวบรวมข้อมูล วิเคราะห์เพื่อดูว่าสมมติฐานของคุณได้รับการสนับสนุนหรือไม่."
ขั้นตอนของวิธีการทางวิทยาศาสตร์มีดังนี้:
- ทำการสังเกตหรือสังเกต
- ถามคำถามเกี่ยวกับการสังเกตและรวบรวมข้อมูล
- สร้างสมมุติฐาน - คำอธิบายเบื้องต้นของสิ่งที่ถูกสังเกตและทำการทำนายตามสมมติฐานนั้น
- ทดสอบสมมติฐานและการทำนายในการทดลองที่สามารถทำซ้ำได้
- วิเคราะห์ข้อมูลและข้อสรุป; ยอมรับหรือปฏิเสธสมมติฐานหรือแก้ไขสมมติฐานหากจำเป็น
- ทำซ้ำการทดลองจนกว่าจะมีความแตกต่างระหว่างการสังเกตและทฤษฎีไม่มี "การจำลองแบบของวิธีการและผลเป็นขั้นตอนที่ชื่นชอบในวิธีการทางวิทยาศาสตร์" Moshe Pritsker อดีตนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ Harvard Medical School และซีอีโอของจูปิเตอร์บอกวิทยาศาสตร์สด "การทำสำเนาของการทดลองการตีพิมพ์เป็นรากฐานของวิทยาศาสตร์ไม่มีการทำซ้ำ - การ.. วิทยาศาสตร์ไม่"
บางคนหนุนหลังกุญแจสำคัญในการวิธีการทางวิทยาศาสตร์:
- สมมติฐานจะต้องสามารถทดสอบได้และเป็นเท็จตามมหาวิทยาลัยแห่งรัฐนอร์ ธ แคโรไลน่า Falsifiable หมายความว่าจะต้องมีคำตอบเชิงลบที่เป็นไปได้กับสมมติฐาน
- งานวิจัยต้องเกี่ยวข้องกับเหตุผลแบบนิรนัยและอุปนัยเหตุผล การให้เหตุผลเชิงเหตุผลเป็นกระบวนการของการใช้สถานที่จริงเพื่อให้ได้ข้อสรุปที่แท้จริงเชิงตรรกะในขณะที่การให้เหตุผลเชิงอุปนัยใช้แนวทางตรงกันข้าม
- การทดสอบควรมีตัวแปรตาม (ซึ่งไม่เปลี่ยนแปลง) และตัวแปรอิสระ (ซึ่งเปลี่ยนแปลง)
- การทดสอบควรมีกลุ่มการทดลองและกลุ่มควบคุม กลุ่มควบคุมได้คือสิ่งที่กลุ่มทดลองจะถูกเปรียบเทียบกับ
ทฤษฎีและกฎหมายทางวิทยาศาสตร์
วิธีการทางวิทยาศาสตร์และวิทยาศาสตร์โดยทั่วไปสามารถทำลาย ทฤษฎีที่เกือบจะไม่เคยพิสูจน์ว่าทฤษฎีไม่กี่จะกลายเป็นกฎหมายทางวิทยาศาสตร์ ตัวอย่างหนึ่งที่จะเป็นกฎหมายของการอนุรักษ์พลังงานซึ่งเป็นกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ ดร. ลินดาโบแลนด์นักประสาทวิทยาและประธานภาควิชาชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยริชมอนด์รัฐเวอร์จิเนียกล่าวกับ Live Science ว่านี่เป็นกฎหมายทางวิทยาศาสตร์ที่เธอโปรดปราน "นี่คือหนึ่งว่าคำแนะนำมากของการวิจัยเกี่ยวกับกิจกรรมไฟฟ้าโทรศัพท์มือถือและมันกล่าวว่าพลังงานไม่สามารถสร้างหรือทำลายการเปลี่ยนแปลงเฉพาะในรูปแบบ. กฎหมายฉบับนี้อย่างต่อเนื่องทำให้ผมนึกถึงหลายรูปแบบของพลังงาน" เธอกล่าว
กฎหมายเพียงอธิบายปรากฏการณ์ที่สังเกต แต่มันไม่ได้อธิบายว่าทำไมปรากฏการณ์นี้จึงมีอยู่หรืออะไรเป็นสาเหตุของมัน “ ในด้านวิทยาศาสตร์กฎหมายเป็นจุดเริ่มต้น” Peter Coppinger รองศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาและวิศวกรรมชีวการแพทย์จากสถาบันเทคโนโลยี Rose-Hulman กล่าว "จากที่นั่นนักวิทยาศาสตร์สามารถถามคำถาม" ทำไมและอย่างไร "
โดยทั่วไปแล้วกฎหมายจะได้รับการพิจารณาว่าไม่มีข้อยกเว้นแม้ว่าจะมีการแก้ไขกฎหมายบางส่วนเมื่อเวลาผ่านไปหลังจากการทดสอบเพิ่มเติมพบความขัดแย้ง นี่ไม่ได้หมายความว่าทฤษฎีนั้นไม่มีความหมาย สำหรับสมมติฐานที่จะกลายเป็นทฤษฎีการทดสอบอย่างเข้มงวดจะต้องเกิดขึ้นโดยทั่วไปข้ามสาขาหลายคนโดยแยกกลุ่มของนักวิทยาศาสตร์ การพูดอะไรบางอย่างคือ "แค่ทฤษฎี" เป็นศัพท์ของฆราวาสที่ไม่มีความสัมพันธ์กับวิทยาศาสตร์ สำหรับคนส่วนใหญ่แล้วทฤษฎีคือลางสังหรณ์ ในทางวิทยาศาสตร์ทฤษฎีเป็นกรอบสำหรับการสังเกตและข้อเท็จจริงแทนเนอร์บอกวิทยาศาสตร์สด
บางสิ่งที่เราทำเพื่อรับในวันนี้ถูกฝันถึงพลังสมองบริสุทธิ์และอื่น ๆ โดยบังเอิญ แต่คุณรู้เกี่ยวกับที่มาของสิ่งต่างๆมากแค่ไหน? ที่นี่เราได้คิดค้นแบบทดสอบประมาณ 15 สิ่งประดิษฐ์ที่มีประโยชน์มากที่สุดในโลกจากกาว
คำถาม: สิ่งประดิษฐ์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของโลก
ประวัติโดยย่อของวิทยาศาสตร์
หลักฐานเก่าแก่ที่สุดของวิทยาศาสตร์สามารถพบได้ในสมัยก่อนประวัติศาสตร์เช่นการค้นพบของไฟไหม้, การประดิษฐ์ของล้อและการพัฒนาของการเขียน เม็ดแรกประกอบด้วยตัวเลขและข้อมูลเกี่ยวกับระบบสุริยจักรวาล วิทยาศาสตร์กลายเป็นวิทยาศาสตร์มากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปอย่างไรก็ตาม
1200sโรเบิร์ตกรอเซ็ตเตสเตพัฒนากรอบสำหรับวิธีการที่เหมาะสมของการทดลองทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ตามสารานุกรมปรัชญาสแตนฟอร์ด งานของเขารวมถึงหลักการที่ต้องมีการสอบสวนตามหลักฐานที่วัดได้ซึ่งได้รับการยืนยันผ่านการทดสอบ
1400s: Leonardo da Vinci เริ่มสมุดบันทึกของเขาเพื่อสืบหาหลักฐานว่าร่างกายมนุษย์นั้นมีขนาดเล็กมาก ศิลปินนักวิทยาศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ยังรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับทัศนศาสตร์และอุทกพลศาสตร์
1500s: Nicolaus Copernicus ขั้นสูงเข้าใจของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีการค้นพบของ heliocentrism นี่คือแบบจำลองที่โลกและดาวเคราะห์ดวงอื่นหมุนรอบดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะ
1600s: ฮันเนสเคปเลอร์สร้างขึ้นเมื่อสังเกตผู้ที่มีกฎหมายของการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ กาลิเลโอ Gallilei ปรับปรุงสิ่งประดิษฐ์ใหม่, กล้องโทรทรรศน์และใช้มันเพื่อการศึกษาดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ 1600s ยังเห็นความก้าวหน้าในการศึกษาของฟิสิกส์เป็น Isaac Newton พัฒนากฎหมายของการเคลื่อนที่
1700sเบนจามินแฟรงคลินค้นพบว่าสายฟ้าเป็นไฟฟ้า นอกจากนี้เขายังมีส่วนร่วมในการศึกษาและสมุทรศาสตร์อุตุนิยมวิทยา ความเข้าใจของสารเคมียังพัฒนาในช่วงศตวรรษนี้เป็นแอนทอน Lavoisier ขนานนามพ่อของสารเคมีที่ทันสมัย, การพัฒนากฎหมายของการอนุรักษ์ของมวล
ปี 1800: เหตุการณ์สำคัญรวมถึงการค้นพบของ Alessandro Volta เกี่ยวกับซีรีย์เคมีไฟฟ้าซึ่งนำไปสู่การประดิษฐ์แบตเตอรี่ จอห์นดาลตันยังแนะนำทฤษฎีอะตอมซึ่งระบุว่าสสารทั้งหมดประกอบด้วยอะตอมที่รวมกันเป็นโมเลกุล พื้นฐานของการศึกษาด้านพันธุศาสตร์สมัยใหม่ขั้นสูงเมื่อ Gregor Mendel เปิดเผยกฎการรับมรดกของเขา ต่อมาในศตวรรษที่ Wilhelm Conrad Röntgenค้นพบรังสีเอกซ์ในขณะที่กฎของ George Ohm ให้พื้นฐานสำหรับการทำความเข้าใจวิธีการควบคุมค่าไฟฟ้า
ปี 1900: การค้นพบของ Albert Einstein ผู้ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องทฤษฎีสัมพัทธภาพของเขาครอบงำต้นศตวรรษที่ 20 ทฤษฏีสัมพัทธภาพของ Einstein เป็นจริงสองทฤษฎีที่แยกกัน ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของเขาซึ่งเขาระบุไว้ในกระดาษ 2448, "ไฟฟ้าของการเคลื่อนไหวร่างกาย" สรุปว่าเวลาจะต้องเปลี่ยนไปตามความเร็วของวัตถุเคลื่อนที่สัมพันธ์กับกรอบอ้างอิงของผู้สังเกตการณ์ ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขาที่สองซึ่งเขาตีพิมพ์ว่า "รากฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป" ได้เพิ่มแนวคิดที่สำคัญที่ทำให้เกิดช่องว่างในการโค้ง
ยาเปลี่ยนไปตลอดกาลด้วยการพัฒนาวัคซีนโปลิโอในปี 1952 โดย Jonas Salk ปีต่อมาเจมส์ดี. วัตสันและฟรานซิสคริกค้นพบโครงสร้างของดีเอ็นเอซึ่งเป็นเกลียวคู่ที่เกิดขึ้นจากฐานคู่ที่ติดอยู่กับกระดูกสันหลังของน้ำตาลฟอสเฟตตามที่หอสมุดแพทยศาสตร์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกา
ยุค 2000: ศตวรรษที่ 21 เห็นร่างแรกของจีโนมมนุษย์เสร็จนำไปสู่ความเข้าใจที่มากขึ้นของดีเอ็นเอ นี้การศึกษาขั้นสูงของพันธุศาสตร์, บทบาทของตัวเองในทางชีววิทยาของมนุษย์และการใช้งานเป็นปัจจัยบ่งชี้ของโรคและความผิดปกติอื่น ๆ
