INTRODUÇÃO AO MÉTODO CIENTÍFICO

 

Ibn al-Haytham (Alhazen), 965-1039, Basra .
"A ciência moderna deve sua origem e estado florescente apresentar a um novo método científico que foi formado quase inteiramente por Galileo Galilei (1564-1642) "-Morris Kline [ 4 ]
Johannes Kepler (1571-1630). "Kepler mostra seu senso lógico em que detalha todo o processo pelo qual ele finalmente chegou à órbita de verdade. Este é o maior pedaço de raciocínio Retroductive já realizado." C.S. Peirce , por volta de 1896, no raciocínio de Kepler através de hipóteses explicativas [ 5 ]

Desde Ibn al-Haytham (Alhazen, 965-1039), uma das figuras-chave no desenvolvimento do método científico, de acordo com Shmuel Sambursky, a ênfase tem sido na busca de verdade :A verdade é procurada para seu próprio bem. E aqueles que estão engajados na busca de qualquer coisa por si só não estão interessados ​​em outras coisas. Encontrar a verdade é difícil, eo caminho para isso é difícil. [ 6 ]

"A luz viaja através de corpos transparentes em linhas retas só" - Alhazen no Livro de Óptica (1021 árabe : Kitab al-Manazir ) como mostrado em um Basletradução Latina 1572, Friedrich Risner ., ed,Thesaurus Opticae Alhazeni Arabis , [ 7 ]frontispício mostrando fenômenos ópticos: transmissão de luz através da atmosfera, a reflexão dos raios de luz a partir de espelhos parabólicos durante a defesa deSiracusa por Archimedes contra navios daRepública Romana , a refração dos raios de luz pela água, ea produção de cores de umarco-íris .
Como a luz viaja através de corpos transparentes? A luz viaja através de orpos transparentes em linhas retas só .... Explicamos isso exaustivamente em nosso Livro de Óptica . Mas vamos agora falar alguma coisa para provar isso de forma convincente: o fato de que a luz viaja em linha reta é claramente observado nas luzes que entram em salas escuras através dos furos .... [T] luz que ele entrar vai ser claramente observável no pó que enche o ar. [ 8 ]

A conjectura de que "a luz viaja através de corpos transparentes em linhas retas apenas" foi corroborada por Alhazen somente depois de anos de esforço. Sua demonstração da conjectura foi colocar um pedaço de pau reto ou um fio esticado ao lado do feixe de luz, [ 9 ] para provar que a luz viaja em linha reta.

Metodologia científica tem sido praticada de alguma forma por pelo menos mil anos. [ 10 ] Há dificuldades em formular uma declaração de método, no entanto. Como William Whewell (1794-1866) anotou em seu História da Ciência indutivo (1837) e em Filosofia da Ciência indutivo (1840), "invenção, sagacidade gênio", são necessários na hora a cada passo no método científico . Não é suficiente para fundamentar o método científico na experiênciasozinho, [ 11 ] vários passos são necessários no método científico, que vão desde a nossa experiência para a nossa imaginação, e para trás.

No século 20, um modelo hipotético-dedutivo [ 12 ] para o método científico foi formulado (para uma discussão mais formal, verabaixo ):

1 . Use a sua experiência : Considere o problema e tentar fazer o sentido dele. Procurar explicações anteriores. Se este é um problema novo para você, em seguida, passar para o passo  2 .
2 . Form uma conjectura : Quando nada mais se sabe, tentar uma explicação do estado, para outra pessoa, ou para o seu notebook.
3 . Deduza uma previsão de que a explicação : Se você assumir  duas é verdade, quais as conseqüências que seguir?
4 . Teste : Olhe para o lado oposto de cada conseqüência, a fim de refutar  2 . É um erro lógico para buscar  três diretamente como prova da  2 . Este erro é chamado de afirmar o conseqüente . [ 13 ]

Este modelo subjacente à revolução científica . Mil anos atrás, Alhazen demonstrou a importância das etapas1 e 4 . [ 14 ] Galileo 1638 também mostrou a importância da etapa 4 (também chamado Experiment ), emDuas Novas Ciências . [ 15 ] Uma sequência possível neste modelo seria uma , 2 , 3 , 4 . Se o resultado de 4detém, e três ainda não é refutada, você pode continuar com 3 , 4 , 1 , e assim por diante, mas se o resultado de quatro shows 3 é falsa, você terá que voltar para dois e tentar de inventar uma nova 2 , deduzir uma 3 novos , procure 4 , e assim por diante.

Note que este método não pode absolutamente verificar (provar a verdade de) 2 . Ele só pode falsificar 2 .[ 16 ] (Isto é o que Einstein quis dizer quando disse: "Nenhuma quantidade de experimentação pode sempre provar que estou certo, um único experimento pode provar que estou errado". [ 17 ] ) No entanto, como apontado por Carl Hempel (1905-1997) esta visão simples do método científico é incompleto; a formulação da conjectura poderia ser ele próprio o resultado do raciocínio indutivo . Assim, a probabilidade de observação antes de ser verdade é de natureza estatística [ 18 ] e seria estritamente exigir um Bayesian análise. Para superar essa incerteza, os cientistas experimental deve formular uma experiência crucial , [ 19 ] para que ele para corroborar a hipótese mais provável.

No século 20, Ludwik Fleck (1896-1961) e outros argumentaram que os cientistas precisam considerar as suas experiências com mais cuidado, porque sua experiência pode ser tendenciosa, e que eles precisam para ser mais exato para descrever suas experiências. [ 20 ]

Exemplo DNA

DNA ícone (25x25). Png Quatro básicos elementos do método científico são ilustradas pelo seguinte exemplo a partir da descoberta da estrutura do DNA :

Os exemplos são continuou em "Avaliações e iterações" com DNA-iterações . [ 25 ]

Verdade e crença

Da mesma forma que Alhazen procurou verdade durante seus estudos pioneiros na óptica de 1000 anos atrás, chegar à verdade é o objetivo de uma investigação científica. [ 26 ]

Crenças e preconceitos

Galope voando falsificados ; veja a imagem abaixo.

Crença pode alterar observação; humana predisposição para a confirmação é uma heurística que leva uma pessoa com uma crença particular de ver as coisas como reforçar a sua crença, mesmo se outro observador pode discordar. Pesquisadores têm observado que muitas vezes as primeiras observações são muitas vezes um pouco imprecisas, enquanto o segundo eo terceiro foram "ajustados aos fatos". Eventualmente, fatores como a abertura à experiência , a auto-estima , tempo e conforto podem produzir uma prontidão para a nova percepção. [ 27 ]

Needham Ciência e Civilização na China usa a imagem do "galope voando" como um exemplo de viés de observação: [ 28 ] Nestas imagens, as pernas de umgalope de cavalo são mostradas splayed, enquanto a primeira parada de ação imagens de galope de um cavalo por Eadweard Muybridge mostrou que isso seja falso. No galope de um cavalo, no momento em que nenhum casco toca o solo, pernas de um cavalo estiverem reunidos, não espalmados. Pinturas anteriores mostram uma observação incorreta galope voando.

Esta imagem ilustra Ludwik Fleck sugestão de que as pessoas ser cauteloso para que não observar o que não é assim; muitas vezes as pessoas observam o que eles esperam para observar. Até prova em contrário; suas crenças afetam as suas observações (e, portanto, quaisquer ações subseqüentes que dependem dessas observações, numa profecia auto-realizadora ). Esta é uma das razões (engano, confusão, instrumentos inadequados, etc, são outros) por metodologia científica que direciona hipóteses ser testado em controladas as condições que podem ser reproduzidos por outros.comunidade científica busca do controle experimental e reprodutibilidade, diminui os efeitos dos vieses cognitivos.

Certeza e mito

Qualquer teoria científica está intimamente ligada à empírica descobertas, e sempre sujeita à falsificação se novas observação experimental incompatíveis com ele é encontrado. Ou seja, nenhuma teoria pode jamais ser considerado seriamente determinados como novas evidências a falsificação pode ser descoberto. A maioria das teorias científicas não resultam em grandes mudanças no entendimento humano.Melhorias no conhecimento científico teórico é geralmente o resultado de uma síntese gradual dos resultados de experimentos diferentes, por vários pesquisadores, em diferentes domínios da ciência. [ 29 ] Teorias variam na medida em que foram testadas experimentalmente e por quanto tempo, e na sua aceitação na comunidade científica.

Em contraste com o estado sempre provisório da teoria científica, um mito pode ser acreditado e posta em prática, ou dependia, independentemente da sua verdade. [ 30 ] Imre Lakatos notou que uma vez que uma narrativa é construída seus elementos tornam-se mais fácil acreditar ( isso é chamado de falácia da narrativa ). [ 31 [ 32 ] Isto é, as teorias passam a ser aceitos por uma comunidade científica como evidência para a teoria é apresentada e, como pressupostos que são inconsistentes com a evidência são falsificados. - A diferença entre uma teoria e um mito reflete uma preferência para a posteriori em relação a priori do conhecimento. carece de fontes? ]

Thomas observa que as teorias confirmou Brody estão sujeitos a subsunção por outras teorias, como casos especiais de uma teoria mais geral. Por exemplo, milhares de anos de observações científicas dos planetas foram explicadas por leis de Newton. Assim, o corpo de independentes, de observação, desconectados científica pode diminuir. [ 33 ] No entanto, há uma preferência na comunidade científica para as novas, as declarações surpreendentes, ea busca de evidências de que o novo é verdade. [ 1 ] Goldhaber & Nieto 2010 , p. 941, adicionalmente, afirmando que "Se muitas questões estreitamente vizinhos são descritos, ligando os conceitos teóricos, em seguida, uma estrutura teórica adquire uma robustez que o torna cada vez mais difícil, embora certamente nunca impossíveis de derrubar."

Elementos do método científico

Existem diferentes maneiras de traçar o método básico utilizado para investigação científica. comunidade científica e filósofos da ciênciaem geral, concordam com a seguinte classificação dos componentes do método. Estes elementos metodológicos e organização dos processos tendem a ser mais característica de ciências naturais do que as ciências sociais . No entanto, o ciclo de formulação de hipóteses, testando e analisando os resultados e formulação de novas hipóteses, será semelhante ao ciclo descrito abaixo.

Quatro elementos essenciais [ 34 [ 35 [ 36 ] de um método científico [ 37 ] são iterações , [ 38 [ 39 ] recursões , [ 40 ] interleavings , ouordenações do seguinte:

Cada elemento de um método científico está sujeito a revisão pelos pares para eventuais erros. Essas atividades não descrevem tudo o que os cientistas fazem ( veja abaixo ), mas aplicam-se principalmente às ciências experimentais (por exemplo, física, química e biologia). Os elementos acima são frequentemente ensinada de o sistema educacional como o "método científico". [ 47 ]

O método científico não é uma receita simples:. Requer inteligência, imaginação, criatividade e [ 48 ] Neste sentido, não é um conjunto sem sentido de normas e procedimentos a seguir, mas é sim um ciclo contínuo , em constante desenvolvimento mais útil, modelos precisos e abrangentes e métodos. Por exemplo, quando Einstein desenvolveu a Teoria Especial da Relatividade Geral e, não de qualquer maneira refutar ou desconto de Newton Principia . Pelo contrário, se o astronomicamente grande, o muito pequeno, e os extremamente rápido são removidos a partir de teorias de Einstein - todos os fenômenos Newton não poderia ter observado - as equações de Newton são o que permanecem. As teorias de Einstein são expansões e aperfeiçoamentos das teorias de Newton e, assim, aumentar a nossa confiança no trabalho de Newton.

Um esquema, linearizado pragmática dos quatro pontos acima às vezes é oferecida como uma diretriz para continuar: [ 49 ]

  1. Definir uma pergunta
  2. Recolher informações e recursos (observar)
  3. Formar uma hipótese explicativa
  4. Testar a hipótese de realizar um experimento e coleta de dados em um reproduzível maneira
  5. Analisar os dados
  6. Interpretar os dados e tirar conclusões que servem como ponto de partida para nova hipótese
  7. Publicar os resultados
  8. Reteste (feito com freqüência por outros cientistas)

O ciclo iterativo inerentes a esta metodologia passo a passo vai do ponto de 3-6 para trás a 3 novamente.

Embora este esquema descreve um método hipótese / teste normais, [ 50 ] também deve ser notado que um certo número de filósofos, historiadores e sociólogos da ciência (talvez mais notavelmente Paul Feyerabend ) afirmam que tais descrições do método científico tem pouca relação com as formas a ciência é realmente praticado.

O paradigma "operacionais" combina os conceitos de definição operacional , instrumentalismo , e utilitário :

Os elementos essenciais de um método científico são operações , observações , modelos , e uma função de utilidade para os modelos de avaliação. [ 51 ] [ não na citação dada ]

Caracterizações

Método científico depende cada vez mais sofisticados caracterizações dos sujeitos da investigação. (Os temas também pode ser chamado de problemas não resolvidos ou incógnitas .) Por exemplo, Benjamin Franklin conjecturou, corretamente, que St. Fogo Elmo foi elétricos emnatureza , mas tem tido uma longa série de experiências e mudanças teóricas para estabelecer isso. Enquanto procura as propriedades pertinentes dos sujeitos, pensou cuidado também pode acarretar algumas definições e observações, a observações muitas vezes exigem cuidado medições e / ou contagem.

A coleta sistemática, cuidadosa de medições ou contagens de quantidades relevantes é muitas vezes a diferença crítica entre pseudo-ciências , como a alquimia, e ciência, como a química ou biologia. Medições científicas geralmente são tabulados, representados graficamente, ou mapeado, e manipulações estatísticas, tais como correlação e de regressão , realizada sobre eles. As medições podem ser feitas em um ambiente controlado, como um laboratório, ou feito em mais ou menos objetos inacessíveis ou unmanipulatable como estrelas ou populações humanas. As medidas exigem muitas vezes especializados instrumentos científicos , tais como termômetros, espectroscópios, aceleradores de partículas, ou voltímetros, eo progresso de um campo científico geralmente é intimamente ligada à sua invenção e aperfeiçoamento.

"Não estou acostumado a dizer nada com certeza depois de apenas uma ou duas observações." - Andreas Vesalius (1546) [ 52 ]
 

Incerteza

Medições em trabalhos científicos também são geralmente acompanhadas de estimativas de sua incerteza . A incerteza é muitas vezes estimada fazendo medições repetidas da quantidade desejada. Incertezas também podem ser calculadas pela consideração das incertezas das quantidades individuais subjacente usado. Contagens de coisas, tais como o número de pessoas em um país em um determinado momento, também pode ter uma incerteza devido a limitações de coleta de dados. Ou contagem pode representar uma amostra de quantidades desejadas, com uma incerteza que depende do método de amostragem utilizado eo número de amostras colhidas.

Definição

Medições exigem o uso de definições operacionais de quantidades relevantes. Isto é, uma quantidade científico é descrito ou definido pela forma como ele é medido, ao contrário de alguns mais vagas inexata, ou definição "idealizada". Por exemplo, corrente elétrica , medida em amperes, pode ser definida operacionalmente em termos da massa de prata depositada em um determinado tempo em um eletrodo em um dispositivo eletroquímico que é descrito com algum pormenor. A definição operacional de uma coisa, muitas vezes se baseia em comparações com os padrões: a definição operacional de "massa" em última análise, depende da utilização de um artefato, como um especial kg de platina-irídio guardado em um laboratório na França.

A definição científica de um termo, por vezes, difere substancialmente do seu idioma natural de uso. Por exemplo, massa e pesosobreposição de significado no discurso comum, mas têm significados diferentes em mecânica . Quantidades científicos são muitas vezes caracterizados por suas unidades de medida que mais tarde pode ser descrita em termos de unidades físicas convencionais ao comunicar o trabalho.

Novas teorias às vezes são desenvolvidos depois de perceber certos termos não tenham sido previamente suficientemente bem definidos.Por exemplo, Albert Einstein primeiro artigo sobre a relatividade começa definindo a simultaneidade e os meios para determinar a extensão .Essas idéias foram pulados por Isaac Newton , com " Eu não definir tempo , espaço, local e movimento , como sendo bem conhecido por todos. " O artigo de Einstein, em seguida, demonstra que eles (ou seja, o tempo absoluto e comprimento independente do movimento) foram aproximações. Francis Crick adverte-nos que quando caracterizando um assunto, no entanto, pode ser prematura para definir alguma coisa quando ele permanece mal compreendido. [ 53 ] No estudo de Crick de consciência , ele realmente achou mais fácil estudar a consciênciano sistema visual , ao invés de estudar o livre-arbítrio , por exemplo. Seu exemplo de advertência foi o gene, o gene era muito mais mal compreendidos antes da descoberta pioneira de Watson e Crick da estrutura do DNA, que teria sido contraproducente para gastar muito tempo na definição do gene, antes deles.

DNA-caracterizações

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história da descoberta da estrutura do DNA é um exemplo clássico de os elementos do método científico : em 1950, era sabido quea herança genética tinha uma descrição matemática, começando com os estudos de Gregor Mendel , e que o DNA continha informação genética (Oswald Avery princípio transformante ). [ 54 ] Mas o mecanismo de armazenar informação genética (ou seja, genes) no DNA não era clara. Pesquisadores em Bragg laboratório na Universidade de Cambridge, fez raio-X de difração de imagens de váriasmoléculas , começando com cristais de sal , e prosseguir para mais substâncias complicado. Usando pistas meticulosamente montada ao longo de décadas, começando com a sua composição química, foi determinado que deveria ser possível caracterizar a estrutura física do DNA, e as imagens de raios-X seria o veículo. [ 55 ] .. 2. DNA-hipóteses

Outro exemplo: a precessão de Mercúrio

Precessão do periélio (exagerado)

O elemento de caracterização pode exigir estudo prolongado e extenso, até mesmo séculos.Levou milhares de anos de medições, a partir do caldeu , indiano , persa , grego , árabe e europeuastrônomos, plenamente gravar o movimento do planeta Terra . Newton foi capaz de incluir essas medidas em conseqüências de suas leis do movimento . Mas o periélio do planeta Mercúrio 'sórbita exibe uma precessão que não pode ser totalmente explicada pelas leis do movimento de Newton (veja o diagrama à direita), embora tenha levado algum tempo para perceber isso. A diferença observada para Mercúrio precessão newtoniana entre teoria e observação foi uma das coisas que ocorreu a Einstein como um possível teste no início de sua teoria da Relatividade Geral . Seus cálculos relativísticos combinados de observação muito mais perto do que a teoria newtoniana (a diferença é de aproximadamente 43 segundos de arco por século),.

Desenvolvimento hipótese

hipótese é uma explicação sugerida de um fenômeno, ou alternativamente uma proposta fundamentada sugerindo uma possível correlação entre ou entre um conjunto de fenômenos.

Normalmente hipóteses têm a forma de um modelo matemático . Às vezes, mas nem sempre, eles também podem ser formuladas comoafirmações existenciais , afirmando que alguns instância específica do fenômeno em estudo tem algumas explicações característica e causal, que têm a forma geral de declarações universal , afirmando que todas as instâncias do fenômeno tem uma característica particular.

Os cientistas estão livres para usar quaisquer recursos que temos - a sua própria criatividade, idéias de outros campos, de indução ,inferência bayesiana , e assim por diante -. imaginar possíveis explicações para um fenômeno em estudo Charles Sanders Peirce , tomando emprestada uma página de Aristóteles ( Prior Analytics , 2,25 ) descreveu os estágios incipientes de inquérito , instigado pela "irritação da dúvida" para arriscar um palpite plausível, como raciocínio abdutivo . A história da ciência está repleta de histórias de cientistas alegando um "lampejo de inspiração", ou um palpite, que então motivou a procurar evidências para apoiar ou refutar a idéia deles. Michael Polanyi fez criatividade como a peça central de sua discussão sobre a metodologia.

William Glen observa que

o sucesso de uma hipótese, ou o seu serviço à ciência, não reside apenas em sua "verdade" percebido, ou o poder de deslocar, subsume ou reduzir uma idéia predecessor, mas talvez mais na sua capacidade de estimular a pesquisa que irá iluminar ... suposições careca e áreas de indefinição. [ 56 ]

Em geral, os cientistas tendem a olhar para as teorias que são " elegante "ou" belo ". Em contraste com o uso habitual Inglês desses termos, que aqui se referem a uma teoria de acordo com os fatos conhecidos, que é, no entanto, relativamente simples e fácil de manusear.Navalha de Occam serve como uma regra de ouro para escolher o mais desejável entre um grupo de hipóteses igualmente explanatórias.

DNA-hipóteses

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Linus Pauling propôs que o DNA pode ser uma tripla hélice. [ 57 ] Esta hipótese foi também considerado por Francis Crick e James Watson D. mas descartados. Quando Watson e Crick soube da hipótese de Pauling, eles entenderam a partir de dados existentes que Pauling estava errado [ 58 ] e que Pauling logo admitir suas dificuldades com essa estrutura. Assim, a corrida foi em descobrir a estrutura correta (exceto que Pauling não percebeu no momento em que ele estava em uma corrida consulte a secção sobre "DNA-previsões" abaixo)

Previsões da hipótese

Qualquer hipótese útil permitirá previsões , pelo raciocínio , incluindo o raciocínio dedutivo . Poderia prever o resultado de um experimento em laboratório ou a observação de um fenômeno na natureza. A previsão também pode ser estatísticos e lidar apenas com probabilidades.

É essencial que o resultado de teste tal previsão ser de momento, desconhecidas. Somente neste caso é que a factualização aumentar a probabilidade de que a hipótese de ser verdade. Se o resultado já é conhecido, é chamado de conseqüência e já deveria ter sido considerado, enquanto formular a hipótese .

Se as previsões não são acessíveis pela observação ou experiência, a hipótese ainda não é testável e assim continuará a ser, nessa medida, não-científica em sentido estrito. Uma nova tecnologia ou teoria pode fazer as experiências necessárias viável. Assim, muita especulação de base científica pode convencer um (ou muitos) que a hipótese de que outras espécies inteligentes existem é verdade, mas há de ser não experimentar agora conhecido, que pode testar essa hipótese, a própria ciência pode ter pouco a dizer sobre a possibilidade.No futuro, alguma técnica nova pode levar a um teste experimental e as especulações tornam-se parte da ciência aceita.

DNA-previsões

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James D. Watson , Francis Crick , e outros a hipótese de que o DNA tinha uma estrutura helicoidal. Isto implicava que o padrão do DNA de difração de raios-X seria "x forma". [ 59 [ 60 ] Esta previsão seguido do trabalho de Cochran, Crick e Vand [ 23 ] (e de forma independente por Stokes). O teorema de Cochran-Crick-Vand-Stokes forneceu uma explicação matemática para a observação empírica de que a partir de difração de estruturas helicoidais produz x padrões em forma.

Em seu primeiro artigo, Watson e Crick também observou que a dupla hélice estrutura propuseram desde um simples mecanismo dereplicação do DNA , escrevendo "Não escapou à nossa atenção que o pareamento específico que postulamos sugere imediatamente um possível mecanismo de cópia para o material genético ". [ 61 ] .. 4. DNA-experimentos

Outro exemplo: a relatividade geral

Teoria de Einstein da Relatividade Geral faz várias previsões específicas sobre a estrutura observável de espaço-tempo , como a luz se dobra em um campo gravitacional , e que a quantidade de flexão depende de forma precisa sobre a força do campo gravitacional. Arthur Eddington " s observações feitas durante um 1919 eclipse solar apoiado Relatividade Geral ao invés de Newton da gravitação .[ 62 ]

Experimentos

Uma vez que as previsões são feitas, elas podem ser procuradas pelos experimentos. Se os resultados dos testes contradizem as previsões, as hipóteses que os tornava são postos em causa e tornar-se menos sustentável. Às vezes, experimentos são conduzidos de forma incorreta e não são muito úteis. Se os resultados confirmam as previsões, então as hipóteses são consideradas mais prováveis ​​de serem corretas, mas ainda pode estar errado e continuam a ser sujeitas a testes adicionais. O controle experimental é uma técnica para lidar com o erro de observação. Esta técnica utiliza o contraste entre várias amostras (ou observações) em condições diferentes para ver o que varia ou o que permanece o mesmo. Nós variamos as condições para cada medição, para ajudar a isolar o que mudou.cânones de Mill pode então ajudar-nos a descobrir o que o fator importante é. [ 63 ] A análise fatorial é uma técnica para descobrir o fator importante em um efeito.

Dependendo das previsões, os experimentos podem ter diferentes formas. Poderia ser uma experiência clássica em um ambiente de laboratório, um duplo-cego, ou um estudo arqueológico da escavação . Mesmo tendo um avião de Nova York para Paris é um experimento que testa a aerodinâmicas hipóteses utilizadas para a construção do avião.

Os cientistas assumem uma atitude de abertura e responsabilização por parte das pessoas que realizam um experimento. Manter registro detalhado é essencial, para auxiliar na gravação e relatórios sobre os resultados experimentais, e suporta a eficácia ea integridade do processo. Eles também irão ajudar a reproduzir os resultados experimentais, provavelmente por outros. Traços desta abordagem pode ser vista na obra de Hiparco (190-120 aC), ao determinar um valor para a precessão da Terra, enquanto experimentos controlados pode ser visto nas obras de Jabir ibn Hayyan (721-815 dC), al-Battani (853-929) e Alhazen (965-1039). [ 64 ]

DNA-experimentos

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Watson e Crick apresentaram uma proposta (e incorreta) inicial para a estrutura do DNA para uma equipe do Kings College - Rosalind Franklin , Maurice Wilkins , e Raymond Gosling . Franklin viu imediatamente as falhas que se referia o teor de água. Mais tarde, Watson viu detalhada Franklin imagens difração de raios X que mostrou um X-forma e foi capaz de confirmar a estrutura era helicoidal.[ 24 [ 65 ] Isso reacendeu a construção de Watson e Crick modelo e levou à estrutura correta. .. 1. DNA-caracterizações

Avaliação e melhoria

O processo científico é iterativo. Em qualquer fase é possível refinar a sua exatidão e precisão , de modo que alguma consideração levará o cientista a repetir uma primeira parte do processo. Incapacidade de desenvolver uma hipótese interessante pode levar um cientista para re-definir o assunto em consideração. Fracasso de uma hipótese para produzir previsões testáveis ​​interessante e pode levar à reconsideração da hipótese ou da definição do assunto. Falha de um experimento para produzir resultados interessantes podem levar um cientista a reconsiderar o método experimental, a hipótese, ou a definição do assunto.

Outros cientistas podem começar a sua própria investigação e entrar no processo em qualquer fase. Eles podem adotar a caracterização e formular suas próprias hipóteses, ou eles podem adotar a hipótese e deduzir suas próprias previsões. Muitas vezes, a experiência não é feito pela pessoa que fez a previsão, ea caracterização é baseada em experiências feitas por outra pessoa. Resultados publicados de experiências também pode servir como uma hipótese de prever sua própria reprodutibilidade.

DNA-iterações

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Após a experimentação infrutífera considerável, sendo desencorajado pelos seus superiores de continuar, e numerosos falsos começos, [ 66 [ 67 [ 68 ] Watson e Crick foram capazes de inferir a estrutura essencial do DNA por concreto modelagem das formas físicas dos nucleotídeos que compõem. [ 25 [ 69 ] Eles foram guiados pela comprimentos de ligação que tinha sido deduzida por Linus Pauling e por Rosalind Franklin 's imagens de raios-X de difração. .. Exemplo DNA

Confirmação

A ciência é um empreendimento social, eo trabalho científico tende a ser aceita pela comunidade científica quando tiver sido confirmada.Crucialmente, resultados experimentais e teóricos devem ser reproduzidos por outras pessoas dentro da comunidade científica. Os pesquisadores deram suas vidas para esta visão, Georg Wilhelm Richmann foi morto por um raio bola (1753) ao tentar replicar o experimento de 1752 pipas de Benjamin Franklin . [ 70 ]

Para proteger contra a ciência ruim e dados fraudulentos, a pesquisa de concessão de agências governamentais como a Fundação Nacional de Ciência e revistas científicas, incluindo Natureza e Ciência , ter uma política que os pesquisadores devem arquivar seus dados e métodos para outros pesquisadores podem testar os dados e métodos e construir sobre a pesquisa que tem ido antes. Os dados científicos de arquivamento pode ser feito em uma série de arquivos nacionais em os EUA ou no Centro de Dados Mundial .

Modelos de investigação científica

Modelo clássico

O modelo clássico de investigação científica deriva de Aristóteles, [ 71 ] que distingue as formas de raciocínio aproximado e exato, estabelecido o esquema tríplice de abdutiva , dedutiva e indutiva inferência, e também tratadas as formas de compostos, tais como raciocínio por analogia .

Modelo pragmático

Em 1877, [ 72 ] Charles Sanders Peirce ( ɜr s / como "bolsa"; 1839-1914) caracteriza-se inquérito, em geral, não como a busca da verdade em si , mas como a luta para passar de irritante, dúvidas inibitória nascido de surpresas, desentendimentos, e similares, e para chegar a uma crença de seguro, sendo que a crença em que um está preparado para agir. Ele enquadrado investigação científica como parte de um espectro mais amplo e, como estimulou, como investigação, geralmente, pela dúvida real, não apenas verbal ou dúvida hiperbólica , que ocupou a ser infrutífera. [ 73 ] Ele esboçou quatro métodos de resolução de opinião, ordenados de menor a mais bem sucedida:jogar 

  1. O método da tenacidade (política de furar a crença inicial) - que traz conforto e determinação, mas leva a tentar ignorar informações contrárias e vistas dos outros como se verdade fosse intrinsecamente privada, não pública. Ela vai contra o impulso social e facilmente vacila uma vez que um bem pode notar quando outra pessoa opinião é tão boa quanto a própria opinião inicial. Seus sucessos pode brilhar, mas tendem a ser transitórias.
  2. O método de autoridade - o que supera as divergências, mas às vezes brutalmente. Seus sucessos podem ser majestosas e de vida longa, mas não pode funcionar bem o suficiente para suprimir dúvidas indefinidamente, especialmente quando as pessoas aprendem de outras sociedades presente e passado.
  3. O método de congruência ou a priori ou a diletante ou "o que é agradável à razão" - que promove o conformismo menos brutalmente, mas depende do gosto e da moda em paradigmas e pode ir em círculos ao longo do tempo, juntamente com disputas estéreis. É mais intelectual e respeitável, mas, como os dois primeiros métodos, sustenta crenças acidental e caprichosa, destinando algumas mentes para dúvidas.
  4. O método científico - o inquérito no qual considera-se como método falível e propositadamente teste em si mesmo e critica, corrige e melhora a si mesmo.

Peirce considerou que, lenta tropeço raciocínio pode ser perigosamente inferior ao instinto e sentimento tradicional em questões práticas, e que o método científico é o mais adequado para a investigação teórica, [ 74 ] que por sua vez não deve ser trammeled por outros métodos e fins práticos; "primeira regra" a razão é que, a fim de aprender, é preciso vontade de aprender e, como corolário, não deve bloquear o caminho de investigação. [ 75 ] O método científico se destaca dos outros por ser deliberadamente concebido para chegar - eventualmente - na opinião mais segura, sobre a qual as práticas mais bem sucedidas podem ser baseadas. Partindo da idéia de que as pessoas não buscam a verdade por si só , mas em vez de subjugar dúvida, irritante inibitória, Peirce mostrou como, através da luta, alguns podem vir a apresentar a verdade em prol da integridade crença é, buscar a verdade a orientação da prática potencial corretamente a sua meta dado, e casou-se com o método científico. [ 72 [ 76 ]

Para Peirce, investigação racional implica pressuposições sobre a verdade eo real; é razão para pressupor (e pelo menos a esperança), como um princípio do raciocinador de auto-regulação, que o real é detectável e independente de nossos caprichos da opinião. Nesse sentido, ele definiu a verdade como a correspondência de um sinal (em particular, uma proposição) ao seu objeto e, pragmaticamente, não como consenso real de alguma comunidade, definida finitos (tal que perguntar seria para pesquisar os especialistas), mas ao contrário, como que a opinião final que todos os investigadores que chegar mais cedo ou mais tarde, mas ainda inevitavelmente, se eles estavam a empurrar investigação longe o suficiente, mesmo quando eles começam a partir de pontos diferentes. [ 77 ] Em paralelo, ele definiu o real como objeto um verdadeiro sinal de (ser que um objeto. possibilidade ou qualidade, ou uma realidade ou fato bruto, ou uma necessidade ou norma ou lei), que é o que é independente da opinião de qualquer comunidade finita e, pragmaticamente, depende apenas do parecer final destinado em uma investigação suficiente Que é um destino tão longe, ou perto, como a própria verdade para você ou para mim ou para a comunidade finita dada. Assim, sua teoria de furúnculos inquérito para baixo para "fazer a ciência". As concepções da verdade e do real envolvem a idéia de uma comunidade ambos sem limites definidos (e, portanto, potencialmente auto-correção, na medida do necessário) e capaz de aumentar definitiva do conhecimento. [ 78 ] Como inferência, "a lógica está enraizada na vida social princípio "uma vez que depende de um ponto de vista isto é, em certo sentido, ilimitado. [ 79 ]

Prestando especial atenção à geração de explicações, Peirce descrito método científico como uma coordenação de três tipos de inferência em um ciclo proposital destinadas a resolver as dúvidas, como se segue (no § III-IV em "Argumento A Neglected" [ 80 ] salvo disposição em contrário observado):

1. Abduction (ou retroduction). Inferência de adivinhação, de hipóteses explicativas para a seleção dos melhores vale a pena tentar. Da abdução, Peirce distingue indução como inferir, com base em testes, a proporção de verdade na hipótese. Todas as perguntas, se em idéias, fatos brutos, ou normas e leis, surge a partir de observações surpreendente em um ou mais desses domínios (por exemplo, e em qualquer fase de uma investigação já em curso). Todo o conteúdo explicativo das teorias vem de rapto, o que supõe uma nova idéia ou fora de forma para dar conta de uma forma simples e econômica para um fenômeno surpreendente ou complicativo. Mais freqüentemente, até mesmo uma adivinha bem preparado mente errada. Mas o mínimo de sucesso de nossos palpites muito excede o de pura sorte e parece nascida de sintonia com a natureza por instintos desenvolvidos ou inerentes, especialmente na medida em que melhores suposições são perfeitamente plausíveis e simples no sentido, disse Peirce, do "fácil e natural ", como por Galileo 's luz natural da razão e como distinta da "simplicidade lógica". Abdução é o modo mais fértil, mas menos seguro de inferência. Sua lógica geral é indutiva:. Sucede-lo com freqüência suficiente e, sem ele, não há esperança de acelerar suficientemente inquérito (muitas vezes multi-geracional) em direção a novas verdades[ 81 ] o método de coordenação leva de abducing uma hipótese plausível para julgá-lo por sua testabilidade [ 82 ] e por quanto o seu julgamento iria economizar inquérito em si. [ 83 ] Peirce chama de seu pragmatismo "a lógica da abdução". [ 84 ] Sua máxima pragmática é: "Considere quais efeitos que poderiam concebivelmente ter conseqüências práticas que concebem os objetos de sua concepção de ter. Então, sua concepção desses efeitos é o todo de sua concepção do objeto ". [ 77 ] Seu pragmatismo é um método de reduzir confusões conceituais frutuosamente igualando o significado de qualquer concepção com as implicações práticas da sua concebível efeitos concebidos objeto - um método de reflexão mental experimentational hospitaleiro para formar hipóteses e propício ao testá-los. Que favorece a eficiência.A hipótese, sendo inseguro, precisa de ter implicações práticas de liderança, pelo menos, a testes mentais e, na ciência, emprestando-se a testes científicos. Um simples, mas acho improvável, se uncostly para testar a falsidade, pode pertencer o primeiro da fila para o teste. Um palpite é intrinsecamente pena testar se ele tem plausibilidade instintiva ou fundamentado probabilidade objetiva, enquanto a probabilidade subjetiva , embora fundamentado, podem ser enganosamente sedutora. Suposições podem ser escolhidos para julgamento estrategicamente, por sua cautela (por que Peirce deu como exemplo o jogo de Twenty Questions ), largura e incomplexity. [ 85 ] Pode-se esperar para descobrir apenas o que o tempo se revelam através da experiência suficiente de um aluno de qualquer maneira , então o ponto é acelerá-lo;. a economia da pesquisa é o que exige o "salto" de abdução e rege a sua arte [ 83 ]

2. Dedução . Duas etapas:

i. Explicação. Pouco claro se construindo, mas dedutivo, a análise da hipótese, a fim de tornar suas peças o mais claro possível.
ii. Demonstração: Argumentação dedutivo, euclidiana no procedimento. Dedução explícita de conseqüências hipótese como previsões, para a indução para testar, sobre a evidência de ser encontrado. corolarial ou, se necessário, teorético.

3. Indução . A validade de longo prazo do Estado de indução se deduz do princípio (pressuposicional ao raciocínio em geral [ 77 ] ) que o real é apenas o objeto do parecer final a que adequada investigação levaria; [ 86 ] qualquer coisa a que não tal processo jamais levar não seria real. Indução, envolvendo testes em curso ou observações segue um método que, suficientemente persistiu em, vai diminuir o erro abaixo de qualquer grau predesignate. Três etapas:

i. Classificação. Pouco claro se construindo, mas indutivo, classificando de objetos de experiência em idéias gerais.
ii. Liberdade condicional: Argumentação (e explícito) direta indutivo. Bruto (a enumeração dos casos) ou Gradual (nova estimativa da proporção de verdade na hipótese depois de cada teste). Indução gradual é qualitativos ou quantitativos; se qualitativa, então dependenteponderações de qualidades ou caracteres; [ 87 ] , se quantitativa, então dependente de medições, ou em estatísticas ou em contagens.
iii. Indução sentencial. "... Que, por raciocínios indutivo, avalia a diferentes provações isoladamente, em seguida, suas combinações, em seguida, faz auto-avaliação dessas avaliações se muito, e passa julgamento final sobre o resultado inteiro".

Abordagens computacionais

Subespecialidades muitos de lógica aplicada e ciência da computação , tais como inteligência artificial , aprendizado de máquina , teoria da aprendizagem computacional , estatística inferencial e representação do conhecimento , estão preocupados com estabelecendo computacionais, quadros lógicos e estatísticos para os diversos tipos de inferência envolvidos na investigação científica . Em particular, eles contribuem formação de hipóteses , dedução lógica , e testes empíricos . Alguns desses aplicativos desenhar em medidas de complexidadeda teoria da informação algorítmica para orientar a realização de previsões de antes distribuições de experiência, por exemplo, ver a medida chamada de complexidade velocidade antes de que uma estratégia computável para o raciocínio indutivo ótima pode ser derivada.

Comunicação e comunidade

Freqüentemente um método científico é empregado não só por uma única pessoa, mas também por várias pessoas que colaboraram direta ou indiretamente. Essa cooperação pode ser considerado como um dos elementos definidores de uma comunidade científica . Várias técnicas foram desenvolvidas para garantir a integridade do que o método científico dentro de tal ambiente.

Avaliação pelos pares revisão

As revistas científicas utilizam um processo de revisão por pares , em que os manuscritos dos cientistas são submetidos pelos editores de revistas científicas (normalmente 1-3) bolseiro (geralmente anônimo) cientistas familiarizados com o campo para a avaliação. Os árbitros podem ou não recomendar a publicação, publicação com modificações sugeridas, ou, às vezes, a publicação em outra revista. Isso serve para manter a literatura científica livre de não-científica ou pseudocientífica trabalho, para ajudar a reduzir os erros óbvios e, geralmente, de outra forma para melhorar a qualidade do material. O processo de revisão por pares pode ter limitações quando se considera a pesquisa fora do paradigma convencional científica: problemas de " pensamento de grupo . "podem interferir com a deliberação aberta e justa de algumas novas pesquisas [ 88 ]

Documentação e replicação

Às vezes experimentadores podem cometer erros sistemáticos durante seus experimentos, inconscientemente veer a partir de um método científico ( a ciência patológica ) por várias razões, ou, em casos raros, deliberadamente relatório de resultados falsos. Conseqüentemente, é uma prática comum para outros cientistas para tentar repetir os experimentos, a fim de duplicar os resultados, validando assim ainda mais a hipótese.

Arquivamento

Como resultado, os pesquisadores são esperados para a prática de arquivamento de dados científicos em conformidade com as políticas das agências governamentais de financiamento e revistas científicas. Registros detalhados de seus procedimentos experimentais, dados brutos, análises estatísticas e de código fonte são preservadas, a fim de comprovar a eficácia ea integridade do processo e auxiliar nareprodução . Esses registros processuais podem também auxiliar na concepção de novos experimentos para testar a hipótese, e pode ser útil para engenheiros que possam examinar as possíveis aplicações práticas de uma descoberta.

Compartilhamento de dados

Quando é necessária informação adicional antes de um estudo pode ser reproduzido, o autor do estudo está previsto para fornecê-lo prontamente. Se o autor se recusa a compartilhar dados , os recursos podem ser feitas para os editores da revista que publicou o estudo ou à instituição que financiou a pesquisa.

Limitações

Uma vez que é impossível para um cientista para gravar tudo o que ocorreu em um experimento, os fatos selecionados por sua relevância aparente são relatados. Isso pode levar, inevitavelmente, a problemas mais tarde, se alguma característica supostamente irrelevante é questionada. Por exemplo, Heinrich Hertz não informou o tamanho da sala utilizada para testar as equações de Maxwell, que mais tarde acabou por conta de um pequeno desvio nos resultados. O problema é que as peças da própria teoria precisa ser assumido, a fim de selecionar e relatar as condições experimentais. As observações são, portanto, às vezes descrito como sendo "teoria-laden '.

Dimensões da prática

As restrições primárias na ciência ocidental contemporânea são:

Não foi sempre assim: nos velhos tempos do " gentleman cientista "financiamento (e para uma publicação em menor grau) foram as restrições muito mais fracos.

Ambas estas restrições indiretamente trazer um método científico - trabalho que, obviamente, também viola as restrições será difícil publicar e difícil conseguir financiamento. Revistas não precisam de trabalhos submetidos para conformar a alguma coisa mais específica que "as boas práticas científicas" e isto é principalmente aplicada em análise pelos pares. Importância, originalidade e interesse são mais importantes - ver por exemplo o autor diretrizes para a Natureza .

Filosofia e sociologia da ciência

Filosofia da ciência olha para a lógica subjacente do método científico, a que separa a ciência da não-ciência , ea ética que está implícito na ciência. Há pressupostos básicos derivados da filosofia que formam a base do método científico - a saber, que a realidade é objetiva e consistente, que os seres humanos têm a capacidade de perceber a realidade com precisão, e que existem explicações racionais para os elementos do mundo real. Estes pressupostos de naturalismo metodológico formam a base sobre a qual a ciência é aterrado. positivista lógico , empírico , falsificacionista , e outras teorias afirmam dar um relato definitivo da lógica da ciência, mas cada um tem, por sua vez foi criticado.

Thomas Kuhn analisou a história da ciência em sua Estrutura das Revoluções Científicas , e descobriram que o método usado pelos cientistas diferiram dramaticamente a partir do método então defendidos. Suas observações da prática da ciência são essencialmente sociológica e não falam de como a ciência é ou pode ser praticado em outros tempos e outras culturas.

Norwood Russell Hanson , Imre Lakatos e Thomas Kuhn ter feito um extenso trabalho sobre a "teoria laden" caráter de observação. Hanson (1958), primeiro cunhou o termo para a idéia de que toda observação é dependente do quadro conceptual do observador, utilizando o conceito de gestalt para mostrar como preconceitos podem afetar tanto a observação e descrição. [ 89 ] Ele abre um capítulo com uma discussão dos órgãos de Golgi e sua rejeição inicial como um artefato da técnica de coloração, e uma discussão de Brahe e Kepler observar o amanhecer e ver um nascer do sol "diferente", apesar de o mesmo fenômeno fisiológico. Kuhn [ 90 ] e Feyerabend [ 91 ] reconhecem a importância de seu trabalho pioneiro.

Kuhn (1961), disse o cientista em geral, tem uma teoria em mente antes de projetar e realizar experimentos a fim de fazer observações empíricas, e que a "rota da teoria para a medição pode ser percorrida quase nunca para trás". Isto implica que a maneira em que a teoria é testada é ditada pela natureza da própria teoria, o que levou Kuhn (1961, p. 166) para argumentar que "uma vez que tem sido adotado por uma profissão ... nenhuma teoria é reconhecida a ser testável por qualquer testes quantitativos que não já passou ". [ 92 ]

Paul Feyerabend igualmente examinou a história da ciência, e foi levado para negar que a ciência é realmente um processo metodológico.Em seu livro Against Method , ele argumenta que o progresso científico é não o resultado da aplicação de qualquer método particular. Em essência, ele diz que, para qualquer método específico ou norma da ciência, pode-se encontrar um episódio histórico, onde violar tem contribuído para o progresso da ciência. Assim, se os crentes em um método científico desejam expressar uma regra única e universalmente válido, Feyerabend sugere brincando, deve-se "vale tudo". [ 93 ] As críticas, tais como a sua levaram à forte programa , uma abordagem radical para a sociologia da ciência .

Experimentação altamente controlada permite aos pesquisadores para pegar seus erros, mas também faz anomalias (que ninguém sabia para procurar) mais fácil de ver

Em seu livro 1958, pessoais Conhecimento químico e filósofo Michael Polanyi (1891-1976) criticou a visão comum de que o método científico é puramente objetiva e gera conhecimento objetivo. Polanyi conjurar esta vista como um mal-entendido do método científico e da natureza da investigação científica, em geral. Ele argumentou que os cientistas fazem e devem seguir as paixões pessoais na avaliação de fatos e na determinação de quais questões científicas para investigar. Ele concluiu que uma estrutura de liberdade é essencial para o avanço da ciência - que a liberdade de exercer a ciência por si só é um pré-requisito para a produção de conhecimento através de revisão por pares e do método científico.

pós-modernista críticas da ciência têm-se sido alvo de intensa controvérsia. Este debate em curso, conhecido como guerras da ciência , é o resultado do conflito entre valores e suposições entre os pós-modernistas erealistas campos. Considerando que a pós-modernistas afirmam que o conhecimento científico é simplesmente mais um discurso (note que este termo tem um significado especial neste contexto) e não representante de qualquer forma de verdade fundamental, realistas na comunidade científica defendem que o conhecimento científico revela verdades reais e fundamentais sobre a realidade. Muitos livros foram escritos por cientistas que têm sobre este problema e desafio as afirmações do pós-modernistas, defendendo a ciência como um método legítimo de obter a verdade. [ 94 ]

Sorte e ciência

Em algum lugar entre 33% e 50% de todas as descobertas científicas são estimados para ter sido tropeçou , ao invés de procurado. Isto pode explicar por que os cientistas muitas vezes expressa de que eles estavam com sorte. [ 95 ] Louis Pasteur é creditado com o famoso ditado de que "A sorte favorece a mente preparada", mas alguns psicólogos começaram a estudar o que significa ser "preparada para dar sorte ' no contexto científico. Pesquisa está mostrando que os cientistas são ensinadas várias heurísticas que tendem a aproveitar chance e do inesperado. [ 95 [ 96 ] Isto é o que o professor de economia Nassim Nicholas Taleb chama de "fragilidade Anti-", enquanto alguns sistemas de investigação são frágeis em face de erro humano, o preconceito humano, e aleatoriedade, o método científico é mais do que resistentes ou difíceis - que na verdade se beneficia de aleatoriedade como em muitas maneiras (é anti-frágil). Taleb acredita que quanto mais anti-sistema frágil, mais ele irá florescer no mundo real. [ 97 ]

Psicólogo Kevin Dunbar diz que o processo de descoberta começa frequentemente com os investigadores a encontrar erros nos seus experimentos. Esses resultados inesperados levar os pesquisadores a tentar consertar o que eles pensam é um erro em sua metodologia.Eventualmente, o pesquisador decide o erro é muito persistente e sistemática para ser uma coincidência. Os aspectos altamente controlado, prudente e curiosa do método científico são, portanto, o que o torna adequado para a identificação de tais persistentes erros sistemáticos. Neste ponto, o pesquisador vai começar a pensar em explicações teóricas para o erro, muitas vezes buscando a ajuda de colegas em diferentes domínios de especialização. [ 95 [ 96 ]

História

Aristóteles , 384 aC-322 aC. "No que se refere o seu método, Aristóteles é reconhecido como o inventor do método científico por causa de sua refinada análise de implicações lógicas contidas no discurso demonstrativo, que vai bem além da lógica natural e não deve nada para os que filosofou antes dele." Riccardo- Pozzo [ 98 ]

O desenvolvimento do método científico é inseparável da história da ciência em si. egípcia antiga documentos descrevem métodos empíricos em astronomia , [ 99 ] matemática , [ 100 ] e medicina . [ 101 ] O antigo filósofo grego Thales no sexto século BC se recusou a aceitar explicações sobrenaturais, religiosas ou mitológicas para os fenômenos naturais, proclamando que cada evento teve uma causa natural. O desenvolvimento doraciocínio dedutivo por Platão foi um passo importante para o método científico. empirismo parece ter sido formalizada por Aristóteles , que acreditava que as verdades universais poderia ser alcançado através de indução .

Há indícios de métodos experimentais do mundo clássico (por exemplo, as relatadas por Arquimedes em um relatório recuperou no início do século 20 CE a partir de um manuscrito substituído ), mas os primeiros exemplos claros de uma experimental método científico parece ter sido desenvolvido por islâmicos cientistasque introduziu o uso de experimentação e quantificação dentro de uma orientação geral, empírica. Por exemplo, Alhazen realizada óptico experimentos e fisiológicas, relatou em suas obras múltiplas, sendo o mais famoso livro de Optics (1021). [ 102 ] [ fonte confiável? ] O método científico moderno cristalizaram o mais tardar, nos séculos 17 e 18. Em seu trabalho Novum Organum (1620) - uma referência a Aristóteles Organon -Francis Bacon traçou um novo sistema de lógica para melhorar em cima do velho filosófica processo desilogismo . [ 103 ] Então, em 1637, René Descartes estabeleceu o quadro para um método científico de princípios orientadores em seu tratado, Discurso do Método . Os escritos de Alhazen, Bacon e Descartes são consideradas críticas no desenvolvimento histórico do método científico moderno, como são os de John Stuart Mill . [ 104 ]

Grosseteste foi "a figura principal" na concretização de "um método mais adequado de investigação científica", pelo qual "os cientistas medievais eram capazes, eventualmente, a superar seus antigos professores europeus e muçulmanos" (Dales 1973:62). ... Seu pensamento influenciou Roger Bacon, que espalham idéias Grosseteste é de Oxford para a Universidade de Paris, durante uma visita lá na década de 1240. Das universidades de prestígio em Oxford e Paris, a nova ciência experimental se espalhou rapidamente por toda a universidade medieval: "E assim foi a Galileu, William Gilbert, Francis Bacon, William Harvey, Descartes, Robert Hooke, Newton, Leibniz, eo mundo do do século XVII "(Crombie 1962:15). Por isso foi para nós também.
- Hugh G. Gauch, 2003. [ 105 ]
Roger Bacon (c.1214-1294) às vezes é creditado como um dos primeiros defensores europeia do método científico moderno inspirado nas obras de Aristóteles. [ 106 ]

No final do século 19, Charles Sanders Peirce propôs um esquema que viria a ter uma influência considerável no desenvolvimento do método científico atual em geral. Peirce acelerou o progresso em várias frentes. Em primeiro lugar, falar em contexto mais amplo em "Como tornar claras nossas idéias" (1878) , Peirce descrito um método objectivamente verificáveis ​​para testar a verdade do conhecimento putativo de uma forma que vai além da mera alternativas fundamentais, concentrando-se sobre ambos dedução eindução . Assim, ele colocou indução e dedução de forma complementar, em vez de contexto competitivo (o último dos quais tinha sido a tendência primária pelo menos desde David Hume , que escreveu em meados do século 18 para o final). Em segundo lugar, e de mais importância direta para o método moderno, Peirce colocar diante do esquema básico para a hipótese / testes que continua a prevalecer hoje. Extrair a teoria da investigação de suas matérias-primas na lógica clássica, ele refinado, em paralelo com o desenvolvimento precoce da lógica simbólica para resolver os problemas então vigentes no raciocínio científico. Peirce examinados e articulada os três modos fundamentais de raciocínio que, como discutido acima neste artigo, desempenham um papel na investigação hoje, os processos que estão atualmente conhecida como abdutiva , dedutiva e indutiva inferência. Em terceiro lugar, ele desempenhou um papel importante no progresso da lógica simbólica em si - na verdade esta foi a sua especialidade principal.

Início na década de 1930, Karl Popper argumentou que não há tal coisa como o raciocínio indutivo. [ 107 ]Todos os inferências já feitos, incluindo na ciência, são puramente [ 108 ] dedutivo de acordo com essa visão. Assim, ele alegou que o caráter empírico da ciência não tem nada a ver com a indução, mas com a propriedade dedutiva de falseabilidade que hipóteses científicas.Contrastantes a sua opinião com indutivismo e do positivismo, ele mesmo negou a existência do método científico: "(1) Não existe um método de descobrir uma teoria científica (2) Não existe um método para verificar a veracidade de uma hipótese científica, ou seja, nenhum método de verificação; (3) Não existe um método para determinar se uma hipótese é 'provável', ou provavelmente verdadeiro ". [ 109 ] Em vez disso, ele sustentava que só existe um método universal, um método não particularmente à ciência: o método negativo da crítica, ou coloquialmente chamado de tentativa e erro . Abrange não só todos os produtos da mente humana, incluindo a ciência, matemática, filosofia, arte e assim por diante, mas também a evolução da vida. Seguintes Peirce e outros, Popper argumentou que a ciência é falível e não tem autoridade. [ 109 ] Em contraste com empirista-indutivista pontos de vista, ele acolheu a metafísica ea discussão filosófica e até mesmo deu apoio qualificado aos mitos [ 110 ] e pseudociências. [ 111 ] Popper visão tornou-se conhecido como o racionalismo crítico .

Relação com a matemática

A ciência é o processo de coleta, comparação e avaliação dos modelos propostos contra observáveis ​​. Um modelo pode ser uma simulação, fórmula matemática ou química, ou um conjunto de medidas propostas. A ciência é como a matemática em que os pesquisadores em ambas as disciplinas pode claramente distinguir o que é conhecido do que é desconhecido em cada etapa da descoberta. Modelos, tanto em ciência e matemática, precisam ser internamente consistentes e também deve ser falseável (capaz de refutação). Em matemática, uma declaração não precisa ser ainda comprovada; em tal estágio, que a declaração seria chamado de conjectura . Mas quando uma instrução alcançou prova matemática, essa afirmação ganha um tipo de imortalidade que é altamente valorizado pelos matemáticos, e para o qual alguns matemáticos dedicar suas vidas. [ 112 ]

Trabalho matemático e trabalho científico pode inspirar uns aos outros. [ 113 ] Por exemplo, o conceito técnico de tempo surgiram em ciênciae intemporalidade foi um marco de um tópico matemático. Mas hoje, a conjectura de Poincaré foi provado usando o tempo como um conceito matemático em que os objetos podem fluir (ver fluxo de Ricci ).

No entanto, a conexão entre a matemática ea realidade (e assim a ciência na medida em que descreve a realidade) permanece obscura.Eugene Wigner 's papel, A Eficácia irracional da Matemática nas Ciências Naturais , é um relato muito conhecido da questão de um Nobel físico prêmio. De fato, alguns observadores (incluindo alguns matemáticos bem conhecidos, tais como Gregory Chaitin , e outros, comoLakoff e Núñez ) sugeriram que a matemática é o resultado de viés praticante e limitação humana (inclusive cultural), um pouco como a visão pós-modernista da ciência.

George Pólya 's trabalhos sobre a resolução de problemas , [ 114 ] a construção de matemática provas , e heurística [ 115 [ 116 ] mostram que o método matemático eo método científico diferir em detalhes, enquanto que, no entanto, se assemelhando em usar iterativo ou recursivo passos .

  Método matemático Método científico
1 Compreensão Caracterização da experiência e da observação
2 Análise Hipótese: a explicação proposta
3 Síntese Dedução: previsão da hipótese de
4 Revisão / Extend Testar e experimentar

Tendo em vista Pólya, a compreensão envolve reafirmando definições desconhecidas em suas próprias palavras, recorrendo a figuras geométricas, e questionando o que sabemos e não sabe já; análise , que Pólya leva de Pappus , [ 117 ] envolve a construção livre e heurística de argumentos plausíveis, trabalhando para trás do gol , e elaboração de um plano para a construção da prova; síntese é a estritaeuclidiana exposição de passo-a-passo os detalhes [ 118 ] da prova; revisão envolve reexame e re-examinar o resultado eo caminho tomado para que .

Gauss , quando perguntado como ele veio sobre sua teoremas , uma vez respondeu: "durch planmässiges Tattonieren" (através daexperimentação sistemática palpável ). [ 119 ]

Imre Lakatos argumentou que os matemáticos realmente usar a crítica contradição, e revisão de princípios para melhorar seu trabalho. 

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