Vědecká metoda je systém kategorií, hodnot, regulačních principů, metod zdůvodňování, vzorků atd., kterými se vede vědecká komunita v její činnosti [1] .
Metoda zahrnuje způsoby studia jevů , systematizace , korekce nových i dříve získaných poznatků. Úvahy a závěry se dělají pomocí pravidel a principů uvažování na základě empirických (pozorovaných a naměřených ) dat o objektu [2] . Základem pro získávání dat jsou pozorování a experimenty . Pro vysvětlení pozorovaných skutečností jsou předkládány hypotézy a budovány teorie , na jejichž základě je následně sestaven model studovaného objektu.
Důležitou stránkou vědecké metody, její nedílnou součástí pro každou vědu, je požadavek objektivity , který vylučuje subjektivní interpretaci výsledků. Jakákoli prohlášení by se neměla brát na víru , i když pocházejí od renomovaných vědců. Aby bylo zajištěno nezávislé ověření, pozorování jsou dokumentována a všechna počáteční data, metody a výsledky výzkumu jsou zpřístupněny dalším vědcům. To umožňuje nejen získat dodatečné potvrzení reprodukováním experimentů, ale také kriticky posoudit míru přiměřenosti ( validity ) experimentů a výsledků ve vztahu k testované teorii.
Filosofickým základem moderní vědecké metody je logický pozitivismus (neopozitivismus) a postpozitivismus . Oba tyto směry považují za měřítko pravdivosti pozorování (experiment, experiment), liší se však v interpretacích, které hypotézy lze považovat za vědecké.
Samostatné části vědecké metody používali filozofové starověkého Řecka . Vyvinuli pravidla logiky a zásady vedení sporu. Zároveň byly upřednostněny závěry získané jako výsledek zdůvodnění před pozorovanou praxí.
Toto paradigma změnili stoici, kteří položili základy vědecké metody: „samozřejmé“ není automaticky pravdivé, pravdu je třeba neustále hledat a o „samozřejmém“ pochybovat [3] . K poznání přitom nestačí teoretické uvažování, něco se považuje za pravdivé až praktickým důkazem existence jevu [4] . Byli to stoici, kdo jako první upozornil na důležitost problému kritéria pravdy a poukázal na nesamozřejmost kritéria pravdy jako pozorování: teoretické uvažování musí být potvrzeno praxí, pravda spočívá právě v korespondenci myšlení a reality [5] .
Nyní se tento proces ve vědecké metodologii nazývá konstrukce modelů reality [6] .
Jasným příkladem problému kritéria pravdy je tvrzení, že rychlonohý Achilles želvu nikdy nedohoní . Eleates Zeno zde v podstatě uplatňuje vědeckou metodu: nevěří v „samozřejmé“, argumentuje a nachází rozpory v modelech kontinuity i diskrétnosti prostoru a času. Cynik Diogenes se podle Sexta Empiricus pokusil Zenóna „vyvrátit“ tím, že před ním v reakci na „žádný pohyb“ jednoduše šel [7] ( aporia „Šípka“) – ale to je právě nepochopení podstaty aporie. Zenón nepopíral fakt možnosti pohybu, ale poukazoval na nemožnost myslet jej důsledně [4] . Hegel při této příležitosti upozornil, že argumenty nelze vyvrátit demonstrací, je třeba je vyvrátit protiargumenty [8] . Tento příběh jasně ukazuje rozdíl mezi vědeckým myšlením, vědeckou metodou aplikovanou Zeno (sestavení modelu a kontrola jeho souladu s realitou) a obyčejným „zdravým rozumem“ Diogena [4] .
Vrcholem vývoje výrokové logiky byla sofistika . Cílem sofistů však nebyla ani tak pravda, ale vítězství v soudních sporech, kde formalismus převyšoval jakýkoli jiný přístup.
Sokrates vytvořil sokratovskou metodu argumentace. Na rozdíl od sofistů, kteří se snažili vnutit a dokázat svůj názor, se Sókratés snažil sugestivními otázkami přimět protivníka, aby samostatně dospěl k novým závěrům a změnil své původní názory. Sókratés považoval svou metodu za umění vytěžit pomocí vůdčích otázek znalosti skryté v každém člověku. Připisuje se mu výrok, že pravda se rodí ve sporu.
Ve 20. století byl formulován hypoteticko-deduktivní model vědecké metody [9] , spočívající v důsledném uplatňování následujících kroků:
Asi před tisíci lety prokázal Ibn al-Haytham důležitost 1. a 4. kroku. Galileo ve svém pojednání "Rozhovory a matematické základy dvou nových věd týkajících se mechaniky a zákonů pádu" (1638) také ukázal důležitost 4. kroku (také nazývaného experiment ) [10] . Kroky metody lze provést v pořadí - 1, 2, 3, 4. Pokud podle výsledků kroku 4 závěry z kroku 3 uspěly v testu, můžete pokračovat a vrátit se k 3., pak 4. , 1. a tak dále kroky. Pokud však výsledky ověření z kroku 4 ukázaly, že předpovědi z kroku 3 jsou nepravdivé, měli byste se vrátit ke kroku 2 a pokusit se formulovat novou hypotézu („nový krok 2“), v kroku 3 podložit nové předpoklady založené na hypotézu („nový krok 3“), zkontrolujte je v kroku 4 a tak dále.
Je třeba poznamenat, že pokud se budete řídit Popperovým kritériem , pak s přihlédnutím ke kompletní skupině událostí a nemožnosti komplexního vnímání reality vědecká metoda nikdy nebude schopna absolutně ověřit (dokázat pravdivost) hypotézy ( krok 2); hypotézu lze pouze vyvrátit – dokázat její nepravdivost.
Teorie ( starořecky θεωρία „uvažování, výzkum“) je systém znalostí, který má prediktivní sílu ve vztahu k jevu. Teorie jsou formulovány, rozvíjeny a testovány podle vědecké metody.
Standardní metodou pro testování teorií je přímé experimentální testování („experiment je kritériem pravdy“). Teorii však často nelze ověřit přímým experimentem (například teorie vzniku života na Zemi), nebo je takové ověření příliš komplikované či nákladné (makroekonomické a sociální teorie), a proto jsou teorie často testovány nikoli přímým experiment, ale přítomností prediktivní síly - tedy pokud z toho vyplývají neznámé / dříve nepovšimnuté události a při bližším pozorování jsou tyto události detekovány, pak je prediktivní síla přítomna.
Hypotéza (z jiného řeckého ὑπόθεσις - „základ“, „předpoklad“) - neprokázané tvrzení, předpoklad nebo domněnka.
Hypotéza je zpravidla vyjádřena na základě řady pozorování (příkladů), které ji potvrzují, a proto vypadá věrohodně. Hypotéza je následně buď dokázána, čímž se stává prokázanou skutečností (viz věta, teorie), nebo je vyvrácena (např. uvedením protipříkladu), čímž je zařazena do kategorie nepravdivých tvrzení.
Neprokázaná a nevyvrácená hypotéza se nazývá otevřený problém.
Zákon je verbální a/nebo matematicky formulovaný výrok, který popisuje vztahy, souvislosti mezi různými vědeckými pojmy, navržený jako vysvětlení faktů a uznaný v této fázi vědeckou komunitou jako konzistentní s experimentálními daty. Neověřené vědecké tvrzení se nazývá hypotéza.
Modelování je studium objektu prostřednictvím modelů s přenosem získaných poznatků do originálu. Objektové modelování je vytváření modelů zmenšených kopií s určitými vlastnostmi, které kopírují ty původní. Mentální modelování - pomocí mentálních obrazů. Symbolické nebo symbolické - je použití vzorců, nákresů. Počítač - počítač je nástroj i předmět studia, model je počítačový program.
Konstrukce matematického modelu umožňuje systematizovat existující data a formulovat prognózy nezbytné pro hledání nových. Nápadným příkladem toho je periodická tabulka, podle které byla předpovězena existence mnoha dříve neznámých prvků.
Předpovědi získané z vlastností matematického modelu jsou ověřovány experimentem nebo sběrem nových faktů [11] .
Experiment (z latinského experimentum - test, zkušenost) ve vědecké metodě - soubor akcí a pozorování prováděných za účelem testování (pravdivých nebo nepravdivých) hypotézy nebo vědeckého studia příčinných vztahů mezi jevy. Experiment je základním kamenem empirického přístupu k poznání. Popperovo kritérium uvádí jako hlavní rozdíl mezi vědeckou teorií a pseudovědeckou možnost uspořádat experiment, především takový, který může přinést výsledek vyvracející tuto teorii. Jedním z hlavních požadavků na experiment je jeho reprodukovatelnost .
Experiment je rozdělen do následujících fází:
Vědecký výzkum je proces studia výsledků pozorování, experimentů, konceptualizace a testování teorie, spojený se získáváním vědeckých poznatků.
Typy výzkumu:
Pozorování je cílevědomý proces vnímání předmětů reality, jehož výsledky jsou zaznamenány v popisu. K získání smysluplných výsledků je nutné opakované pozorování.
Druhy:
Měření je stanovení kvantitativních hodnot vlastností objektu pomocí speciálních technických zařízení a jednotek měření.
Ve 20. století někteří badatelé, zejména Ludwik Fleck (1896-1961), zaznamenali potřebu důkladnějšího vyhodnocení výsledků experimentálního testování, protože získaný výsledek může být ovlivněn našimi předsudky. Proto je nutné být při popisu podmínek a výsledků experimentu přesnější. Vynikající ruský vědec M. V. Lomonosov zastával názor, že víra a věda se vzájemně doplňují [12] :
Pravda a víra jsou dvě sestry, dcery téhož Nejvyššího rodiče, které se nikdy nemohou dostat do vzájemného konfliktu, pokud k nim někdo z nějaké ješitnosti a důkazu své vlastní moudrosti nevzbudí nepřátelství. A prozíraví a laskaví lidé by měli zvážit, zda existuje nějaký způsob, jak vysvětlit a odvrátit pomyslné občanské rozbroje mezi nimi.
A nyní jsou mezi vědci věřící, navíc s poměrně velkým přispěním. Příkladem je ředitel projektu Human Genome Project Francis Collins , který napsal knihu Proof of God. Argumenty vědce“, věnované problematice slučitelnosti náboženství a vědy.
Předpoklad božího zásahu dnes automaticky vyvádí z mezí vědy teorii, která takový předpoklad používala, protože takový předpoklad je v zásadě neověřitelný a nevyvratitelný (tedy odporuje Popperovu kritériu ). Vědecká metoda implikuje hledání příčin jevů výhradně v přírodní oblasti, bez spoléhání se na nadpřirozeno. Akademik Vitalij Lazarevič Ginzburg [13] :
Ve všech mně známých případech se věřící fyzikové a astronomové ve svých vědeckých dílech nezmiňují o Bohu jediným slovem... Při konkrétní vědecké činnosti věřící ve skutečnosti na Boha zapomíná...
I prostá víra v něco na základě předchozích zkušeností nebo znalostí může změnit interpretaci výsledků pozorování. Člověk, který má určité přesvědčení o určitém jevu, je často nakloněn přijmout fakta jako důkaz své víry jen proto, že jí přímo neodporují. Při analýze se může ukázat, že objekt víry je pouze zvláštním případem obecnějších jevů (například teorie korpuskulárních vln považuje předchozí představy o světle ve formě částic nebo vln za zvláštní případy) nebo není vůbec souvisí s předmětem pozorování (například Teplorodův koncept teploty).
Neméně protivědecký může být ideologický předsudek. Příkladem neslučitelnosti takového předsudku a vědecké metody je zasedání Všeruské akademie zemědělských věd v roce 1948 , v jehož důsledku byla genetika v SSSR zakázána až do roku 1952 a biologická věda stagnovala téměř 20 let [14 ] . Jednou z hlavních tezí „mičurinských“ biologů v čele s T. D. Lysenkem proti genetice bylo, že zakladatelé klasické teorie dědičnosti (v žádném případě „idealistické“) Mendel , Weisman a Morgan údajně vytvořili nesprávnou idealistickou teorii s prvky mystiky. kvůli jejich idealismu místo správného materialistického [15] :
Jak jsme již dříve poznamenali, střet materialistických a idealistických pohledů na svět v biologické vědě probíhal po celou dobu její historie... Je nám zcela jasné, že hlavní ustanovení Mendelismu-Morganismu jsou nepravdivá. Nereflektují realitu živé přírody a jsou příkladem metafyziky a idealismu... Skutečné ideologické pozadí morganistické genetiky dobře (náhodou pro naše morganisty) odhalil fyzik E. Schrödinger . Ve své knize „Co je život z hlediska fyziky?“, schvalujícím způsobem vysvětlující Weismannovu teorii chromozomů, dospěl k řadě filozofických závěrů. Zde je hlavní: "...osobní individuální duše se rovná všudypřítomné, vševědoucí, věčné duši." Schrödinger to považuje za svůj hlavní závěr „... to největší, co může biolog dát, snažíc se jednou ranou dokázat jak existenci Boha, tak nesmrtelnost duše“.
Řada postpozitivistů se ve svých spisech ve druhé polovině 20. století pokusila aplikovat kritéria vědecké metody na vědu samotnou na příkladu historického materiálu skutečných objevů. V důsledku toho se objevila kritika této metody, která podle postpozitivistů ukazuje na rozpor mezi metodologií vědecké metody a skutečným vývojem vědeckých myšlenek. Podle jejich názoru to svědčí o absenci plně formalizované a spolehlivé metody vedoucí ke spolehlivějšímu poznání, jednoznačné souvislosti mezi principy ověřování/falšování a získáváním pravdivých znalostí [16] .
Postpositivisté sice odmítají pojem pravdy , ale přesto jiní metodologové vědy vyjadřují naději na nalezení společných kritérií, která by umožnila přiblížit se adekvátnějšímu popisu světa.
Thomas Kuhn věří, že vědecké poznání se vyvíjí mílovými kroky. K vědecké revoluci dochází, když vědci objeví anomálie, které nelze vysvětlit starým paradigmatem, v němž se až do tohoto bodu uplatňoval vědecký pokrok . Rozvoj vědy koresponduje se změnou „ psychologických paradigmat“, pohledů na vědecký problém, dává vzniknout novým hypotézám a teoriím. Metody, které ovlivňují přechod od jednoho paradigmatu k jinému, Kuhn odkazuje na pole sociologie [17] .
Imre Lakatos , rozvíjející svůj sofistikovaný falsificationismus na základě Popperových myšlenek falsificationismu , dospěl k závěru, že jedním ze zásadních problémů rozvoje vědy jako systému založeného na nějakých jednotných metodách je existence ad hoc hypotéz . To je jeden z mechanismů, kterým se překonávají rozpory mezi teorií a experimentem. Kvůli těmto hypotézám, které jsou ve skutečnosti součástí teorie, ale jsou dočasně odstraněny z kritiky, je nemožné takové teorie vyvrátit, protože rozpory mezi teorií a experimentem jsou vysvětleny hypotézou ad hoc a teorii nevyvracejí. S pomocí těchto hypotéz je nemožné úplně vyvrátit jakoukoli teorii. Lze hovořit pouze o přechodném posunu problémů: buď progresivním nebo regresivním.
Dogmatický falzifikátor musí v souladu se svými pravidly klasifikovat i ty nejvýznamnější vědecké teorie jako metafyziku, kde není místo pro racionální diskusi - pokud se vychází z kritérií racionality, která se redukují na důkazy a vyvracení - protože metafyzické teorie nejsou ani prokazatelné, ani vyvratitelné. Vymezovací kritérium dogmatického falzifikátora se tedy ukazuje jako silně antiteoretické [ 18] .
Michael Polanyi se domnívá, že vědecké poznatky lze prostřednictvím formálních jazyků přenášet pouze částečně a zbývající část bude představovat osobní nebo implicitní znalost vědce, která je zásadně nesdělitelná. Vědec, který se postupně noří do vědy, přijímá některá pravidla vědy nekriticky. Tato nekriticky přijímaná a formálně nepřenosná pravidla (často zahrnující dovednosti, schopnosti a kulturu) představují tiché znalosti. Vzhledem k tomu, že není možné formalizovat a zprostředkovat implicitní znalosti, je také nemožné tyto znalosti porovnávat. Výsledkem je, že ve vědě dochází ke srovnání pouze formalizované části jedné teorie s formalizovanou částí jiné teorie.
Paul Feyerabend věří, že jedinou zásadou, která nevytváří překážky pokroku, je zásada „všechno je dovoleno“. Žádná teorie se nikdy neshoduje se všemi známými fakty ve svém oboru . Jakákoli skutečnost je teoreticky zatížena , to znamená, že závisí na teorii, ve které je uvažována. Teorii tedy nelze srovnávat s fakty. Teorie také nelze vzájemně porovnávat kvůli tomu, že pojmy v různých teoriích mají různý obsah.
V dějinách vědy existují případy , kdy myšlenky, objevy, které následně získaly vědecké uznání, měly zpočátku zdůvodnění nebo vysvětlení, které neodpovídalo vědecké metodě. Jedním z nejvýraznějších příkladů je Koperníkovo zdůvodnění heliocentrického systému. Zpočátku se v nové teorii planety otáčely kolem Slunce po přísně kruhových drahách , což dávalo mnohem více nesrovnalostí s pozorováním než Ptolemaiova teorie epicyklů , která převládala před ní , to znamená, že experimentální ověření hovořilo ve prospěch staré teorie, a ne ten nový. Proto byl Koperník nucen apelovat na jednoduchost, vnitřní krásu a harmonii:
V centru všeho, v klidu, je Slunce. Kdo v tomto nejkrásnějším chrámu najde pro tuto lampu lepší místo, než odkud může osvětlit vše zároveň? [19]
V teologii a v některých oblastech filozofie je vědecké poznání považováno za vždy omezené, podmíněné, a proto nikdy neschopné nárokovat si absolutní pravdu [20] . Potvrzuje to výše popsaný proces změny vědeckých teorií. Mnohé filozofické systémy přitom obecně vyjadřují pochybnosti o existenci absolutních pravd, nabízejí jiné teorie pravdy a vědění a úspěch vědy ve vysvětlování světa je většinou filozofů považován za znak jeho relativní pravdy, ať už je to cokoliv. znamená [21] .