科學
科學是一項嚴格,系統的努力,以可檢驗的解釋和對世界的預測的形式建立和組織知識。現代科學通常分為三個主要分支:研究物理世界的自然科學(例如物理學,化學和生物學);社會科學(例如,經濟學,心理學和社會學),研究個人和社會;以及正式的科學(例如邏輯,數學和理論計算機科學),研究正式系統,受公理和規則管理。正式科學是否是科學學科存在分歧,因為它們不依賴經驗證據。應用科學是將科學知識用於實際目的的學科,例如工程和醫學。
科學的歷史涵蓋了歷史記錄的大部分,最早的書面記錄是可識別的現代科學的前輩,可追溯到埃及青銅時代的埃及和美索不達米亞,從公元前3000年到1200年。它們對數學,天文學和醫學的貢獻進入並塑造了希臘古典古代的自然哲學,從而正式嘗試根據自然原因提供對物理世界中事件的解釋,同時進一步進步,包括引入印度教徒 -阿拉伯數字系統是在印度黃金時代建立的。中世紀初期西羅馬帝國淪陷後的這些地區(公元400至1000年),科學研究在這些地區惡化,但在中世紀的文藝復興時期( Carolingian Renaissance , Ottonian Renaissance和12世紀的複興)中,獎學金再次蓬勃發展。在伊斯蘭黃金時代,西歐損失的一些希臘手稿在中東得到了保存和擴展,後來是由於拜占庭希臘學者的努力,他們的努力將希臘手稿從垂死的拜占庭帝國帶到了文藝復興時期的西歐。
希臘作品的恢復和同化以及伊斯蘭的詢問從10到13世紀恢復了“自然哲學”,後來由16世紀的科學革命改變了,隨著新思想和發現與以前的希臘概念和先前的概念,傳統。科學方法很快在知識創造中發揮了更大的作用,直到19世紀,科學的許多制度和專業特徵才開始形成,並將“自然哲學”變成“自然科學”。
科學家的研究是由對世界的好奇心和解決問題的願望提出的。當代科學研究是高度合作的,通常由學術和研究機構,政府機構和公司的團隊完成。他們工作的實際影響導致了科學政策的出現,這些政策試圖通過優先考慮商業產品,軍備,醫療保健,公共基礎設施和環境保護的道德和道德發展來影響科學企業。
詞源
從14世紀開始,科學一詞就以“認識的狀態”的意義使用。這個詞是從盎格魯 - 諾爾曼語中藉來的,作為後綴- 從拉丁語Scientia借來的後綴 - 意思是“知識,意識,理解”。它是拉丁語sciens的名詞衍生物,意為“知識”,而無疑源自拉丁語sciō ,即當前的分詞scīre ,意思是“知道”。
科學的最終單詞起源有許多假設。根據荷蘭語言學家和印度歐洲主義的Michiel de Vaan的說法,科學可能起源於原始語言,作為* Skije-或* Skijo-含義“知道”,這可能起源於原始印度 - 歐洲語言,如* SKH 1 -ie , *SKH 1 -IO ,意思是“切開”。 Lexikon der Indogermanischen動詞提出的科學是Nescīre的背面形式,意思是“不知道,不熟悉”,它可能源自原始的印度 - 歐洲*Sekh-在拉丁語Secāre或*SKH 2-,來自 *SKH 2- , * ,來自* sḱʰeh2(i) -意思是“切割”。
過去,科學是“知識”或“研究”的代名詞,與其拉丁語保持一致。進行科學研究的人被稱為“自然哲學家”或“科學人”。 1834年,威廉·惠韋爾(William Whewell)在瑪麗·薩默維爾(Mary Somerville )關於物理科學聯繫的書的評論中介紹了科學家一詞,將其歸功於“一些巧妙的紳士”(可能是他本人)。
歷史
早期歷史
科學沒有單一的起源。相反,在數万年的過程中,系統的方法逐漸出現,在世界各地採取不同的形式,並且有關最早的發展的詳細信息很少。婦女可能像宗教儀式一樣在史前科學中發揮著核心作用。一些學者使用“原始科學”一詞來標記過去類似於現代科學的活動,但並非所有特徵。但是,該標籤也被批評為貶低或過於暗示出現主義,僅考慮與現代類別有關的活動。
隨著古埃及和美索不達米亞等早期文明的寫作系統的出現,科學過程的直接證據變得更加清晰,從而在公元前3000年至1200年創造了科學史上最早的書面記錄。儘管“科學”和“自然”的單詞和概念不是當時概念景觀的一部分,但古埃及人和美索不達米亞人做出了貢獻,後來將在希臘語和中世紀的科學中找到地位:數學,天文學和醫學。從公元前3千年開始,古埃及人開發了十進制編號系統,使用幾何形狀解決了實際問題,並開發了一個日曆。他們的康復療法涉及藥物治療和超自然現象,例如祈禱,咒語和儀式。
古老的美索不達米亞人使用有關各種天然化學物質的特性來製造陶器,彩威,玻璃,肥皂,金屬,石灰石膏和防水的知識。他們研究了動物生理,解剖學,行為和占星術,出於占卜目的。美索不達米亞人對醫學有濃厚的興趣,最早的醫療處方出現在UR第三王朝期間的蘇美爾人。他們似乎研究了具有實用或宗教應用的科學學科,並且對滿足好奇心的興趣不大。
古典古代
在古典中,沒有現代科學家的真實古代類似物。取而代之的是,受過良好教育,通常是上層階級,幾乎普遍的男性在能夠負擔時間時對自然進行了各種調查。在發明或發現統治前哲學家的Phusis或自然概念之前,相同的詞傾向於描述植物生長的自然“方式”,例如,其中的“方式”,例如一個部落崇拜一個特定的上帝。因此,據稱這些人是嚴格意義上的第一批哲學家,也是第一個明確區分“自然”和“慣例”的哲學家。
邁爾斯學校(Milesian School)的早期希臘哲學家是由米勒斯(Miletus)的泰勒斯(Thales of Miletus)創立的,後來由他的繼任者Anaximander和Anaximenes繼續進行,是第一個試圖在不依賴超自然現象的情況下解釋自然現象的人。畢達哥拉斯人開發了一個複雜的哲學,並為數學科學的發展做出了重大貢獻。原子理論是由希臘哲學家列基普斯(Leucippus)及其學生派發的。後來, Epicurus將基於原子主義發展完整的自然宇宙學,並採用一個“佳能”(標準,標準)建立了物理標准或科學真理標準。希臘醫生希波克拉底建立了系統醫學的傳統,被稱為“ 醫學之父”。
早期哲學科學史上的一個轉折點是蘇格拉底將哲學應用於人類事務的研究,包括人性,政治社區的本質和人類知識本身。柏拉圖對話所記錄的蘇格拉底式方法是一種辯證法的假設方法:通過穩步識別和消除導致矛盾的人,可以找到更好的假設。蘇格拉底式方法搜索了普遍存在的普通真理,這些真理塑造了信念並仔細檢查它們以保持一致性。蘇格拉底批評物理學的較舊類型的研究純粹是投機性的,缺乏自我批評。
公元前4世紀亞里士多德創建了一個系統的目的論哲學計劃。在公元前3世紀,薩摩斯的希臘天文學家阿里斯塔克斯(Aristarchus of Samos)是第一個提出宇宙中心模型的人,太陽在中心,所有行星都繞著它。阿里斯卡庫斯(Aristarchus)的模型被廣泛拒絕,因為據信它違反了物理定律,而托勒密(Ptolemy)的almagest則通過早期的文藝復興時期接受了對太陽系的地理性描述。錫拉丘茲的發明家和數學家阿基米德(Archimedes)為微積分的開端做出了重大貢獻。普林尼長老是羅馬作家和Polymath,他寫了開創性的百科全書自然史。
代表數量的位置符號可能在印度貿易路線的第三世紀至5世紀之間出現。該數字系統使高效的算術操作更加易於訪問,並最終將成為全球數學的標準。
中世紀
由於西羅馬帝國的崩潰,五世紀的智力衰落和對西歐世界概念的知識在西歐惡化。在此期間,塞維利亞的伊西多爾(Isidore)等拉丁百科全書保留了大多數一般古代知識。相反,由於拜占庭帝國抵制了入侵者的攻擊,因此他們能夠保留和改善先前的學習。 500年代拜占庭學者的約翰·菲洛諾斯(John Philoponus)開始質疑亞里士多德的物理學教學,並介紹了動力理論。他的批評是中世紀學者和伽利略·加利利(Galileo Galilei)的靈感來源,他們在十個世紀後廣泛引用了他的作品。
在古代晚期和中世紀早期,主要通過亞里士多德方法檢查了自然現象。該方法包括亞里士多德的四個原因:材料,正式,移動和最終原因。拜占庭帝國保留了許多希臘古典文本,阿拉伯語翻譯由內斯托里亞人和單物體等群體進行。在哈里發下,這些阿拉伯語翻譯後來由阿拉伯科學家改善和開發。到6世紀和7世紀,鄰近的Sassanid帝國建立了貢薩普爾醫學院,希臘語,敘利亞和波斯醫師認為這是古代世界上最重要的醫療中心。
智慧之家建立在伊拉克的阿巴斯德-巴格達,在那裡,亞里士多德主義的伊斯蘭研究蓬勃發展,直到13世紀的蒙古入侵。伊本·哈森(Ibn al-Haytham) ,眾所周知的是阿爾哈贊(Alhazen),開始嘗試獲取知識和拒絕托勒密托勒密(Avicenna )對醫學典範(醫學百科全書)的彙編的一種手段,被認為是醫學上最重要的出版物之一。並一直使用到18世紀。
到了十一世紀,歐洲大部分地區已經成為基督教徒,在1088年,博洛尼亞大學成為歐洲第一所大學。因此,對古代和科學文本的拉丁語翻譯的需求增長了,這是12世紀復興的主要貢獻者。西歐文藝復興時期的學術蓬勃發展,通過觀察,描述和分類本質上的主題進行實驗。在13世紀,博洛尼亞的醫學教師和學生開始開放人體,導致第一本基於Mondino de Luzzi人類解剖的解剖學教科書。
再生
光學方面的新事態發展在文藝復興時期的成立中發揮了作用,無論是通過挑戰長期的形而上學的思想,以及通過促進諸如攝像機鏡頭和望遠鏡等技術的改進和開發來做出貢獻。在文藝復興時期,羅傑·培根(Roger Bacon) ,維特洛( Vitello )和約翰·佩克漢姆(John Peckham)在因果關係鏈上建立了一個學術本體,從感覺,感知和最終對亞里士多德的個人和普遍形式開始。文藝復興時期的藝術家對後來被稱為透視主義的視覺模型進行了研究和研究。該理論僅使用亞里士多德的四個原因中的三個:正式,材料和最終。
在16世紀,尼古拉斯·哥白尼(Nicolaus Copernicus)制定了一種焦化太陽系的地中心模型,指出行星圍繞太陽旋轉,而不是地球和太陽圍繞地球旋轉的地理中心模型。這是基於一個定理,即行星的軌道周期更長,因為它們的球體離運動中心遠,他發現這不同意托勒密的模型。
約翰內斯·開普勒(Johannes Kepler )和其他人對眼睛的唯一功能是感知挑戰,並將光學的主要重點從眼睛轉移到光的傳播。然而,開普勒是通過發現開普勒的行星運動定律來改善哥白尼的HeliePentric模型的最著名。開普勒沒有拒絕亞里士多德的形而上學,並將他的工作描述為尋找球體和諧的工作。伽利略為天文學,物理和工程做出了重大貢獻。但是,在教皇Urban VIII判處他寫有關以Heliipentric模式的著作後,他遭到迫害。
印刷出版社廣泛用於發表學術論據,其中包括一些與當代自然觀念相同的觀點。弗朗西斯·培根(Francis Bacon)和雷內·笛卡爾(RenéDescartes)發表了哲學論點,贊成一種新型的非阿里斯托特派科學。培根強調了實驗對沉思的重要性,質疑亞里士多德的正式和最終原因概念,促進了科學應該研究自然定律和所有人類生活的改善的觀念。笛卡爾強調了個人思想,並認為數學而不是幾何學應用於研究自然。
啟蒙時代
在啟蒙時代開始時,艾薩克·牛頓(Isaac Newton)由他的哲學哲學Mathematica構成了古典力學的基礎,極大地影響了未來的物理學家。 Gottfried Wilhelm Leibniz合併了亞里士多德物理學的術語,該術語現在以新的非目的論方式使用。這意味著對象的觀點發生了轉變:現在認為對像沒有天生的目標。萊布尼茲(Leibniz)認為,不同類型的事物都按照自然的一般規律來起作用,而沒有特殊的正式或最終原因。
在這段時間裡,從唯物主義的意義上講,科學的宣告的目的和價值成為了能夠改善人類生活的財富和發明,即擁有更多的食物,衣服和其他東西。用培根的話來說,“科學的真實和合法目標是人類生活中的恩賜,新的發明和財富”,他不鼓勵科學家追求無形的哲學或精神思想,他認為這對人類的幸福無濟於事。微妙,崇高或令人愉悅的[猜測]”。
啟蒙期間的科學由科學社會和學院主導,這在很大程度上取代了大學作為科學研究和發展的中心。社會和學院是科學專業成熟的骨幹。另一個重要的發展是在日益識別的人群中普及科學。啟蒙哲學家選擇了科學前任的簡短歷史 -伽利略,博伊爾和牛頓,主要是作為當今每個物理和社會領域的指導。
18世紀在醫學和物理學實踐方面取得了重大進步。 Carl Linnaeus的生物分類學發展;對磁性和電力的新理解;化學作為學科的成熟。關於人性,社會和經濟學的思想在啟蒙過程中發展了。休ume和其他蘇格蘭啟蒙運動思想家發展了人性論文,歷史上在包括詹姆斯·伯內特(James Burnett ),亞當·弗格森( Adam Ferguson) ,約翰·米拉爾( John Millar),約翰·米拉爾(John Millar )和威廉·羅伯遜(William Robertson)等作者中表達了這一論文,所有這些都合併了對人類在古代和原始文化中的行為的科學研究對現代性的決定性力量有很高的認識。現代社會學主要起源於這一運動。 1776年,亞當·史密斯(Adam Smith)出版了許多國家的財富,這通常被認為是現代經濟學的第一部作品。
19世紀
在十九世紀,當代現代科學的許多區別特徵開始構成。其中包括對生活和身體科學的轉變,經常使用精確器械,諸如“生物學家”,“物理學家”,“科學家”之類的術語的出現,對研究性質的人的專業化增加,科學家在社會的許多方面都獲得了文化權威,眾多國家的工業化,流行的科學著作蓬勃發展以及科學期刊的出現。在19世紀後期,當威廉·旺德特(Wilhelm Wundt)於1879年創立了第一個心理學研究實驗室時,心理學與哲學分開了。
在19世紀中葉,查爾斯·達爾文(Charles Darwin)和阿爾弗雷德·羅素·華萊士(Alfred Russel Wallace)獨立提出了1858年自然選擇的進化論,這解釋了不同的植物和動物是如何起源和進化的。他們的理論是在達爾文(Darwin)關於物種起源的書中詳細介紹的,於1859年出版。格雷戈爾·門德爾( Gregor Mendel現代遺傳學。
在19世紀初,約翰·道爾頓(John Dalton)提出了現代原子理論,基於Democritus對不可分割的顆粒原子的原始觀念。能源保護的定律,勢頭保護和彌撒的保護法表明,一個高度穩定的宇宙,資源可能很少。但是,隨著蒸汽機和工業革命的出現,人們越來越了解,並非所有的能源都具有相同的能量品質,易於轉換為有用的工作或其他形式的能源。這種實現導致了熱力學定律的發展,其中宇宙的自由能被視為不斷下降:封閉宇宙的熵隨著時間而增加。
電磁理論是由HansChristianørsted , André-MarieAmpère , Michael Faraday , James Clerk Maxwell , Oliver Heaviside和Heinrich Hertz的作品於19世紀建立的。新理論提出了不容易使用牛頓的框架回答的問題。 X射線的發現激發了亨利·貝克雷爾(Henri Becquerel)和瑪麗·庫裡(Marie Curie)在1896年發現的放射性,瑪麗·居里(Marie Curie)隨後成為第一個贏得諾貝爾獎的人。第二年,發現了第一個亞原子粒子,即電子。
20世紀
在本世紀上半葉,抗生素和人造肥料的發展改善了全球人類生活水平。有害環境問題,例如臭氧耗竭,海洋酸化,富營養化和氣候變化,引起了公眾的注意,並引起了環境研究的開始。
在此期間,科學實驗的規模和資金越來越大。第一次世界大戰,第二次世界大戰和冷戰刺激的廣泛的技術創新導致了全球大國之間的競爭,例如太空競賽和核武器競賽。儘管發生了武裝衝突,也進行了大量的國際合作。
在20世紀後期,積極招募婦女和消除性別歧視大大增加了女性科學家的數量,但在某些領域仍然存在巨大的性別差異。 1964年,發現宇宙微波背景的發現導致拒絕宇宙的穩態模型,而傾向於喬治·萊瑪特(GeorgesLemaître)的大爆炸理論。
本世紀看到了科學學科中的根本變化。在20世紀初期,現代合成與經典遺傳學調和了達爾文進化論時,進化成為了統一的理論。阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)的相對論理論和量子力學的發展補充了古典力學,以極端,時間和重力描述物理學。 20世紀最後一個季度的綜合電路與通信衛星相結合的廣泛使用導致了信息技術的革命以及包括智能手機在內的全球互聯網和移動計算的興起。長期相互交織的因果鍊和大量數據的大規模系統化的需求導致了系統理論領域的興起和計算機輔助的科學建模。
21世紀
人類基因組項目於2003年完成,通過識別和映射人類基因組的所有基因。第一個誘導的多能人類幹細胞是在2006年製造的,使成年細胞可以轉化為幹細胞,並轉向體內發現的任何細胞類型。通過肯定Higgs玻色子發現,2013年,發現了由粒子物理學標準模型預測的最後一個粒子。 2015年,首先觀察到了一個世紀以前的一般相對論預測的引力波。 2019年,國際合作活動Horizon望遠鏡展示了黑洞的積聚磁盤的第一個直接圖像。
分支
現代科學通常分為三個主要分支:自然科學,社會科學和形式科學。這些分支中的每個分支都包括各種專業但重疊的科學學科,這些科學學科通常具有自己的命名和專業知識。自然科學和社會科學都是經驗科學,因為它們的知識是基於經驗觀察,並且能夠由在相同條件下工作的其他研究人員對其有效性進行測試。
自然科學
自然科學是對物理世界的研究。它可以分為兩個主要分支:生命科學和物理科學。這兩個分支可以進一步分為更專業的學科。例如,物理科學可以細分為物理,化學,天文學和地球科學。現代自然科學是始於古希臘的自然哲學的繼任者。伽利略,笛卡爾,培根和牛頓辯論了使用方法更具數學和實驗性的方法的好處。儘管如此,在自然科學中,哲學的觀點,猜想和前提通常仍然是必要的。系統數據收集,包括發現科學,成功的自然歷史,通過描述和分類植物,動物,礦物等,在16世紀出現。今天,“自然史”提出了針對流行觀眾的觀察描述。
社會科學
社會科學是對人類行為和社會功能的研究。它有許多學科,包括但不限於人類學,經濟學,歷史,人類地理,政治學,心理學和社會學。在社會科學中,有許多相互競爭的理論觀點,其中許多是通過社會學中功能主義者,衝突理論家和互動主義者等競爭研究計劃擴展的。由於進行涉及大量個人或複雜情況的受控實驗的局限性,社會科學家可能會採用其他研究方法,例如歷史方法,案例研究和跨文化研究。此外,如果有定量信息,社會科學家可能會依靠統計方法來更好地了解社會關係和過程。
正式科學
正規科學是一個研究領域,可以使用正式系統產生知識。正式系統是根據一組規則從公理中推斷定理的抽象結構。它包括數學,系統理論和理論計算機科學。正規科學通過依靠客觀,謹慎和系統的知識領域研究,與其他兩個分支機構具有相似之處。但是,它們與經驗科學不同,因為它們完全依賴於演繹推理,而無需經驗證據來驗證其抽象概念。因此,正式的科學是先驗學科,因此,它們是否構成科學存在分歧。然而,正規科學在經驗科學中起著重要作用。例如,微積分最初是為了理解物理運動的發明而發明的。嚴重依賴數學應用的自然和社會科學包括數學物理學,化學,生物學,金融和經濟學。
應用科學
應用科學是使用科學方法和知識來實現實際目標,並包括各種各樣的學科,例如工程和醫學。工程是使用科學原理來發明,設計和建造機器,結構和技術。科學可能有助於新技術的發展。醫學是通過通過預防,診斷和損傷或疾病治療來維持和恢復健康來照顧患者的實踐。應用科學通常與基本科學形成鮮明對比,這些科學的重點是推進科學理論和法律,這些理論和法律解釋和預測自然世界中的事件。
計算科學應用計算能力來模擬現實世界的情況,使對科學問題的理解比僅僅實現科學問題更好。機器學習和人工智能的使用正在成為計算對科學貢獻的核心特徵,例如在基於代理的計算經濟學,隨機森林,主題建模和各種形式的預測中。但是,僅機器很少會提高知識,因為它們需要人類的指導和推理能力。他們可以對某些社會群體或有時對人類的表現不佳引入偏見。
跨學科科學
跨學科科學涉及兩個或多個學科的結合,例如生物信息學,生物學與計算機科學或認知科學的結合。自古希臘人以來,這個概念就已經存在,並在20世紀再次流行。
科學研究
科學研究可以標記為基礎研究或應用研究。基礎研究是尋找知識,應用研究是使用這些知識尋找解決方案的解決方案。大多數理解來自基礎研究,儘管有時應用的研究目標是特定的實際問題。這導致了以前無法想像的技術進步。
科學的方法
科學研究涉及使用科學方法,該方法試圖以可重複的方式客觀地解釋自然事件。科學家通常認為是理所當然的一組基本假設,這些假設是為了證明科學方法的合理性:所有理性觀察者都有一個客觀的現實;這個客觀的現實受自然法則的約束。這些定律是通過系統的觀察和實驗發現的。數學在形成假設,理論和定律中至關重要,因為它廣泛用於定量建模,觀察和收集測量。統計數據用於總結和分析數據,這使科學家可以評估實驗結果的可靠性。
在科學方法中,提出了一種解釋性思想實驗或假設作為使用簡約原則的解釋,並有望尋求合夥性- 與與觀察或科學問題有關的其他公認事實吻合。這種暫定解釋用於做出可偽造的預測,通常在通過實驗測試之前發布。檢驗預測是進步的證據。在科學中,實驗尤其重要,以幫助建立因果關係以避免相關性謬誤,儘管在某些科學(例如天文學或地質學)中,預測的觀察可能更合適。
當假設證明並不令人滿意時,它會被修改或丟棄。如果假設倖存下來測試,則可以將其採用到科學理論的框架中,這是一個有效的,有效的,自洽的模型或框架來描述某些自然事件的行為。一種理論通常描述了比假設更廣泛的觀察集的行為。通常,許多假設可以通過單個理論在邏輯上結合在一起。因此,理論是解釋其他各種假設的假設。在這種情況下,理論是根據大多數與假設相同的科學原則提出的。科學家可以生成一個模型,試圖用邏輯,物理或數學表示形式來描述或描述觀察,並產生可以通過實驗測試的新假設。
在進行實驗來檢驗假設時,科學家可能偏愛一個結果,而不是另一個結果。消除偏見可以通過透明度,仔細的實驗設計以及實驗結果和結論的徹底同行審查過程來實現。在宣布或發布實驗結果之後,獨立研究人員對研究的進行方式進行仔細檢查是正常的做法,並通過執行類似的實驗來確定結果的可靠性。總體而言,科學方法允許解決高度創造性的問題,同時最大程度地減少主觀和確認偏見的影響。主體間的驗證性,達成共識並繁殖結果的能力是創建所有科學知識的基礎。
科學文學
科學研究發表在一系列文獻中。科學期刊交流並記錄大學和其他各種研究機構進行的研究結果,並作為科學的檔案記錄。第一批科學期刊, 《德斯薩瓦人》雜誌,然後進行哲學交易,於1665年開始出版。 1981年,一項關於出版科學和技術期刊數量的估計值為11,500。
大多數科學期刊涵蓋了一個科學領域,並在該領域發表研究。該研究通常以科學論文的形式表達。科學在現代社會中變得如此普遍,以至於將科學家的成就,新聞和野心傳達給更廣泛的人群是必要的。
挑戰
複製危機是一場正在進行的方法論危機,影響了社會和生命科學的一部分。在隨後的研究中,許多科學研究的結果被證明是不可重複的。危機長期存在。該短語是在2010年代初期創造的,這是對問題的越來越多的意識。複製危機代表了元生活研究的重要研究,該研究旨在提高所有科學研究的質量,同時減少浪費。
偽裝成科學的研究或投機領域,試圖聲稱其原本無法實現的合法性有時被稱為偽科學,邊緣科學或垃圾科學。物理學家理查德·費曼(Richard Feynman)創造了“貨物邪教科學”一詞,因為研究人員相信和瞥見他們在做科學,但缺乏誠實,允許對他們的結果進行嚴格評估。從炒作到欺詐的各種類型的商業廣告可能屬於這些類別。科學被描述為將有效主張與無效主張分開的“最重要的工具”。
科學辯論的各個方面也可能存在政治或意識形態偏見的元素。有時,研究可能被描述為“不良科學”,這可能是良好的研究,但不正確,過時,不完整或過度簡化科學思想的論述。 “科學不當行為”一詞是指諸如研究人員故意虛假陳述其已發布的數據或有目的地為錯誤的人發現的信譽。
科學哲學
科學哲學中有不同的思想流派。最受歡迎的立場是經驗主義,它認為知識是通過涉及觀察過程創造的。科學理論概括了觀察。經驗主義通常包含歸納主義,該立場解釋瞭如何從有限的經驗證據中製成一般理論。存在許多經驗主義的版本,主要的是貝葉斯主義和假設脫離的方法。
經驗主義與理性主義形成鮮明對比,理性主義最初與笛卡爾有關,後者認為知識是由人類智力所創造的,而不是通過觀察。批判理性主義是一種對比的20世紀科學方法,首先是奧地利 - 英國哲學家卡爾·波普(Karl Popper)定義的。 Popper拒絕了經驗主義描述理論與觀察之間的聯繫的方式。他聲稱,理論不是通過觀察產生的,而是根據理論進行觀察:理論A可以受到觀察的唯一方法是在理論A之後與觀察發生衝突,但是理論B是在觀察中生存的理論。 。 Popper提出,將可驗證性替換為科學理論的里程碑,以偽造為經驗方法代替誘導。 Popper進一步聲稱,實際上只有一種普遍的方法,不是科學的特定方法:批評,反复錯誤的負面方法,涵蓋了人類思想的所有產品,包括科學,數學,哲學和藝術。
工具主義的另一種方法強調了理論作為解釋和預測現象的工具的實用性。它將科學理論視為黑匣子,只有其輸入(初始條件)和輸出(預測)是相關的。後果,理論實體和邏輯結構被認為是應該忽略的東西。接近工具主義是建設性的經驗主義,據此,科學理論成功的主要標準是它對可觀察的實體所說的話是真實的。
托馬斯·庫恩(Thomas Kuhn)認為,觀察和評估的過程發生在一個範式內,這是世界上邏輯上一致的“肖像”,與其框架的觀察一致。他將正常科學描述為在範式內發生的觀察過程和“拼圖解決”的過程,而革命科學發生在一個範式中,一個範式在範式轉變中超過另一個範式時。每個範式都有其自身的不同問題,目標和解釋。範式之間的選擇涉及將兩個或多個“肖像”與世界設置,並確定哪種相似性是最有前途的。當舊的範式中出現大量觀察性異常時,就會發生範式轉變,而新的範式有意義。也就是說,新範式的選擇是基於觀察結果,即使這些觀察是在舊範式的背景下進行的。對於庫恩來說,接受或拒絕範式是一個社會過程,與邏輯過程一樣多。但是,庫恩的立場不是相對主義之一。
最後,在對“創造科學”等有爭議運動的科學懷疑主義辯論中經常引用的另一種方法是方法論上的自然主義。博物學家堅持認為,自然和超自然的差異應有所不同,科學應僅限於自然解釋。方法論自然主義認為,科學需要嚴格遵守實證研究和獨立驗證。
科學界
科學界是進行科學研究的互動科學家的網絡。社區由在科學領域工作的較小群體組成。通過在期刊和會議中進行討論和辯論,科學家在解釋結果時保持研究方法和客觀性的質量。
科學家們
科學家是進行科學研究以促進感興趣領域知識的個人。在現代,許多專業科學家在學術環境中接受了培訓,並在完成後獲得學位,最高學位是哲學博士或博士學位等博士學位。許多科學家從事經濟各個部門的職業,例如學術界,工業,政府和非營利組織。
科學家對現實表現出強烈的好奇心,並渴望將科學知識應用於健康,國家,環境或行業的利益。其他動機包括他們的同齡人和聲望的認可。在現代,許多科學家在科學領域擁有高級學位,並從事經濟領域的職業,例如學術界,工業,政府和非營利環境。
從歷史上看,科學一直是男性主導的領域,但有明顯的例外。科學領域的婦女在科學領域面臨著相當大的歧視,就像在男性主導社會的其他領域一樣。例如,婦女經常因就業機會而被過世,並因其工作而拒絕了信譽。婦女在科學領域的成就歸因於她們在國內領域內作為勞動者的傳統角色的蔑視。
學會的社會
自文藝復興時期以來,人們一直存在學習溝通和促進科學思想和實驗的社會。許多科學家屬於一個學識淵博的社會,該社會促進了各自的科學紀律,職業或一組相關學科。會員可能會向所有人開放,需要擁有科學證書,或者由選舉授予。大多數科學社會是非營利組織,許多組織都是專業協會。他們的活動通常包括定期舉行會議,以介紹和討論新的研究結果以及在其學科中發布或贊助學術期刊。一些社會充當專業機構,以公共利益或成員的集體利益來規範其成員的活動。
科學的專業化始於19世紀,部分是由1603年的意大利王國(Italian Accademia dei Lincei)創建的國家傑出科學學院,1660年的英國皇家學會(英國皇家學會),1666年,法國科學院,美國。國立科學院於1863年,1911年的德國凱撒威廉學會和1949年中國科學院。國際科學組織,例如國際科學委員會,致力於國際科學發展合作。
獎項
科學獎通常是給對紀律做出重大貢獻的個人或組織的。它們通常是由著名的機構給予的,因此對於接受他們的科學家來說,這是一個巨大的榮譽。由於早期文藝復興時期,科學家經常被授予獎牌,金錢和頭銜。諾貝爾獎是一項享有盛譽的獎項,每年頒發給在醫學,物理和化學領域取得科學進步的人。
社會
資金和政策
科學研究通常是通過評估潛在研究項目的競爭過程來資助的,只有最有希望的獲得資金。由政府,公司或基金會運行的此類過程分配稀缺資金。大多數發達國家的研究資金總數佔GDP的1.5%至3%。在經合組織中,行業中約有三分之二的科學和技術領域的研發,分別由大學和政府進行20%和10%。政府在某些領域的資金比例較高,並且在社會科學和人文科學方面主導了研究。在較少開發的國家中,政府為基礎科學研究提供了大部分資金。
許多政府都有專門的機構來支持科學研究,例如美國國家科學基金會,阿根廷國家科學技術研究委員會,澳大利亞聯邦科學和工業研究組織,法國國家科學研究中心,最大德國的普朗克學會和西班牙國家研究委員會。在商業研究和開發中,除最受研究的公司以外,所有其他公司都更加重視近期商業化的可能性,而不是由好奇心驅動的研究。
科學政策涉及影響科學企業行為的政策,包括研究資金,通常是為了實現其他國家政策目標,例如促進商業產品開發,武器開發,衛生保健和環境監測的技術創新。科學政策有時是指將科學知識和共識應用於公共政策的製定的行為。根據公共政策關注其公民的福祉,科學政策的目標是考慮科學技術如何最好地為公眾服務。公共政策可以通過向資助研究的組織提供稅收優惠來直接影響工業研究的資本設備和智力基礎設施的資金。
教育和意識
公眾的科學教育嵌入了學校課程中,並由在線教學內容(例如,YouTube和Khan Academy),博物館以及科學雜誌和博客補充。科學素養主要與對科學方法,測量單位和方法的理解有關作為物理,化學,生物學,生態學,地質和計算。隨著學生進入更高的正規教育階段,課程變得更加深入。課程中通常包括的傳統學科是自然和正規科學,儘管最近的運動也包括社會和應用科學。
大眾媒體面臨的壓力可以阻止他們準確地描繪出在整個科學界的信譽方面的競爭性科學主張。確定在科學辯論中賦予不同方面的重量可能需要有關此事的大量專業知識。很少有記者擁有真正的科學知識,甚至擊敗了對某些科學問題知識淵博的記者可能對突然被要求涵蓋的其他科學問題一無所知。
科學雜誌,例如新科學家,科學和VIE以及科學美國人,滿足了更廣泛的讀者的需求,並提供了流行研究領域的非技術摘要,包括在某些研究領域的顯著發現和進步。科幻小說類型,主要是投機性小說,可以將科學的思想和方法傳遞給公眾。最近加強或發展科學與非科學學科之間的聯繫的努力,例如文學或詩歌,包括通過皇家文學基金開發的創意寫作科學資源。
反科學態度
儘管科學方法在科學界廣泛接受,但社會的某些部分拒絕了某些科學立場或對科學持懷疑態度。例子是共同的觀念,即Covid-19不是對美國的主要健康威脅(2021年8月,美國人佔39%),或者認為氣候變化不是對美國的主要威脅(也有40%的威脅美國人,2019年底和2020年初)。心理學家指出了四個因素,推動了科學結果的拒絕:
- 科學當局有時被視為不熟悉,不信任或有偏見。
- 一些邊緣化的社會群體具有反科學態度,部分原因是這些群體經常在不道德的實驗中被利用。
- 來自科學家的信息可能與深入的現有信念或道德相矛盾。
- 科學信息的傳遞可能不會適當地針對接受者的學習方式。
反科學態度似乎通常是由於擔心社會群體被拒絕而引起的。例如,氣候變化被認為是22%的美國人在政治領域的威脅,但左側有85%。也就是說,如果左派的某人不會將氣候變化視為威脅,那麼這個人可能會鄙視並在該社會群體中被拒絕。實際上,人們可能寧願否認科學上接受的事實,也不願喪失或危害他們的社會地位。
政治
對科學的態度通常取決於政治觀點和目標。眾所周知,政府,商業和倡導團體使用法律和經濟壓力來影響科學研究人員。許多因素可以充當科學政治化的方面,例如反知識主義,對宗教信仰的威脅以及對商業利益的恐懼。當科學信息以強調與科學證據相關的不確定性的方式呈現時,通常會完成科學的政治化。諸如轉移對話,未能承認事實以及對科學共識的懷疑的策略已被用來更多關注科學證據所破壞的觀點。涉及科學政治化的問題的例子包括全球變暖爭議,農藥的健康影響以及煙草的健康影響。