يتم إعطاء بنية عملية المعرفة العلمية من خلال منهجيتها. لكن ما الذي يجب أن نفهمه بهذا؟ الإدراك هو طريقة تجريبية للحصول على المعرفة التي ميزت تطور العلم منذ القرن السابع عشر على الأقل. إنه ينطوي على مراقبة دقيقة ، مما يعني شكًا صارمًا بشأن ما يتم ملاحظته ، نظرًا لأن الافتراضات المعرفية حول كيفية عمل العالم تؤثر على كيفية تفسير الشخص للإدراك.
يتضمن صياغة الفرضيات من خلال الاستقراء بناءً على هذه الملاحظات ؛ الاختبارات التجريبية والقياسية للاستدلالات المستمدة من الفرضيات ؛ وصقل (أو حذف) الفرضيات بناءً على النتائج التجريبية. هذه هي مبادئ المنهج العلمي ، وليس مجموعة من الخطوات التي تنطبق على جميع المساعي العلمية.
الجانب النظري
على الرغم من وجود أنواع وهياكل مختلفة للمعرفة العلمية ، بشكل عام ، هناك عملية مستمرة تتضمن ملاحظات حول العالم الطبيعي. الناس بشكل طبيعيفضوليون ، لذلك غالبًا ما يطرحون أسئلة حول ما يرونه أو يسمعونه ، وغالبًا ما يتوصلون إلى أفكار أو فرضيات حول سبب كون الأشياء على ما هي عليه. تؤدي أفضل الفرضيات إلى تنبؤات يمكن اختبارها بعدة طرق.
اختبار الفرضيات الأكثر إقناعًا يأتي من الاستدلال بناءً على البيانات التجريبية التي يتم التحكم فيها بعناية. اعتمادًا على كيفية تطابق الاختبارات الإضافية مع التوقعات ، قد تحتاج الفرضية الأصلية إلى صقلها وتعديلها وتوسيعها أو حتى رفضها. إذا تم تأكيد افتراض معين بشكل جيد للغاية ، فيمكن تطوير نظرية عامة ، بالإضافة إلى إطار للمعرفة العلمية النظرية.
الجانب الإجرائي (العملي)
على الرغم من أن الإجراءات تختلف من مجال دراسي إلى آخر ، إلا أنها غالبًا ما تكون متشابهة في مجالات مختلفة. تتضمن عملية المنهج العلمي وضع الفرضيات (التخمينات) ، واشتقاق التنبؤات منها كعواقب منطقية ، ثم إجراء التجارب أو الملاحظات التجريبية بناءً على تلك التنبؤات. الفرضية هي نظرية تستند إلى المعرفة المكتسبة أثناء البحث عن إجابات لسؤال.
يمكن أن تكون محددة أو واسعة. ثم يختبر العلماء الافتراضات بإجراء تجارب أو دراسات. يجب أن تكون الفرضية العلمية قابلة للدحض ، مما يعني أنه من الممكن تحديد نتيجة محتملة لتجربة أو ملاحظة تتعارض مع التوقعات المستمدة منها. خلاف ذلك ، لا يمكن اختبار الفرضية بشكل مفيد.
تجربة
الغرض من التجربة هو تحديد ما إذا كانت الملاحظات متوافقة مع أو تتعارض مع التوقعات المستمدة من الفرضية. يمكن إجراء التجارب في أي مكان ، من المرآب إلى مصادم الهادرون الكبير التابع لمنظمة CERN. ومع ذلك ، هناك صعوبات في صياغة الطريقة. على الرغم من أن الطريقة العلمية يتم تقديمها غالبًا على شكل تسلسل ثابت من الخطوات ، إلا أنها أكثر من مجموعة من المبادئ العامة.
لا تتم جميع الخطوات في كل دراسة علمية (وليس بالقدر نفسه) ، وليست دائمًا بنفس الترتيب. يجادل بعض الفلاسفة والعلماء بعدم وجود طريقة علمية. هذا هو رأي الفيزيائي لي سمولينا والفيلسوف بول فييرابند (في كتابه ضد الطريقة).
مشاكل
يتم تحديد بنية المعرفة العلمية والإدراك إلى حد كبير من خلال مشاكلها. الخلافات الدائمة في تاريخ القلق العلمي:
- العقلانية ، خاصة فيما يتعلق برينيه ديكارت.
- الاستقرائية و / أو التجريبية ، كما قال فرانسيس بيكون. أصبح النقاش شائعًا بشكل خاص بين إسحاق نيوتن وأتباعه ؛
- الفرضية-الاستنتاجية ، التي ظهرت في المقدمة في أوائل القرن التاسع عشر.
التاريخ
ظهر مصطلح "الطريقة العلمية" أو "المعرفة العلمية" في القرن التاسع عشر ، عندما كان هناك تطور مؤسسي كبير للعلم وظهرت المصطلحات التي أرست حدودًا واضحة بين العلم وغير العلمي ، مثل مفاهيم مثل " عالم "و" علم زائف ". خلال ثلاثينيات وخمسينيات القرن التاسع عشرخلال السنوات التي كانت فيها لحم الخنزير المقدد شائعة ، شارك علماء الطبيعة مثل ويليام ويويل وجون هيرشل وجون ستيوارت ميل في مناقشات حول "الاستقراء" و "الحقائق" وركزوا على كيفية توليد المعرفة. في أواخر القرن التاسع عشر ، عقدت نقاشات الواقعية مقابل مناهضة الواقعية كنظريات علمية قوية تجاوزت ما يمكن ملاحظته وكذلك هيكل المعرفة العلمية والإدراك.
انتشر مصطلح "الطريقة العلمية" في القرن العشرين ، وظهر في القواميس والكتب العلمية ، على الرغم من أن معناها لم يصل إلى إجماع علمي. على الرغم من النمو في منتصف القرن العشرين ، وبحلول نهاية ذلك القرن ، شكك العديد من الفلاسفة المؤثرين في العلوم مثل توماس كون وبول فييرابند في عالمية "الطريقة العلمية" ، وبذلك استبدلت إلى حد كبير فكرة العلم كطريقة متجانسة وطريقة عالمية باستخدام ممارسة غير متجانسة ومحلية. على وجه الخصوص ، جادل بول فييرابند بأن هناك قواعد عالمية معينة للعلم ، والتي تحدد خصائص وهيكل المعرفة العلمية.
تتضمن العملية برمتها وضع فرضيات (نظريات ، تخمينات) ، واشتقاق تنبؤات منها كعواقب منطقية ، ثم إجراء تجارب بناءً على تلك التنبؤات لتحديد ما إذا كانت الفرضية الأصلية صحيحة. ومع ذلك ، هناك صعوبات في صياغة هذه الطريقة. على الرغم من تقديم الطريقة العلمية غالبًا على شكل تسلسل ثابت من الخطوات ، إلا أنه من الأفضل النظر إلى هذه الأنشطة على أنها مبادئ عامة.
ليست كل الخطوات تتم في كل علميةالدراسة (ليس بالقدر نفسه) ، ولا يتم إجراؤها دائمًا بنفس الترتيب. كما لاحظ العالم والفيلسوف ويليام ويويل (1794-1866) ، هناك حاجة إلى "البراعة والبصيرة والعبقرية" في كل مرحلة. تمت صياغة هيكل ومستويات المعرفة العلمية بدقة في القرن التاسع عشر.
أهمية الأسئلة
قد يشير السؤال إلى شرح ملاحظة محددة - "لماذا السماء زرقاء" - ولكن يمكن أيضًا أن تكون مفتوحة - "كيف يمكنني تطوير دواء لعلاج هذا المرض بعينه." غالبًا ما تتضمن هذه المرحلة البحث عن أدلة من التجارب السابقة وتقييمها ، والملاحظات أو الادعاءات العلمية الشخصية ، وعمل علماء آخرين. إذا كانت الإجابة معروفة بالفعل ، فيمكن طرح سؤال آخر بناءً على الأدلة. عند تطبيق المنهج العلمي للبحث ، قد يكون تحديد سؤال جيد أمرًا صعبًا للغاية وسيؤثر على نتيجة البحث.
الفرضيات
الافتراض هو نظرية تستند إلى المعرفة المكتسبة من صياغة سؤال يمكن أن يفسر أي سلوك معين. يمكن أن تكون الفرضية محددة للغاية ، مثل مبدأ التكافؤ لأينشتاين أو "DNA يجعل الحمض النووي الريبي يصنع البروتين" لفرانسيس كريك ، أو يمكن أن تكون واسعة ، مثل أنواع الحياة غير المعروفة التي تعيش في أعماق المحيطات غير المكتشفة.
الفرضية الإحصائية هي افتراض حول مجتمع إحصائي معين. على سبيل المثال ، قد يكون السكان أشخاصًا يعانون من مرض معين. يمكن أن تكون النظرية أن العقار الجديد سيعالج المرض لدى بعض هؤلاء الأشخاص. الشروط عادةالمرتبطة بالفرضيات الإحصائية هي الفرضيات الصفرية والبديلة.
Null - الافتراض بأن الفرضية الإحصائية خاطئة. على سبيل المثال ، أن عقارًا جديدًا لا يفعل شيئًا وأي عقار ناتج عن حادث. يرغب الباحثون عادة في إظهار أن التخمين الفارغ خاطئ.
الفرضية البديلة هي النتيجة المرجوة بأن الدواء يعمل بشكل أفضل من الصدفة. نقطة أخيرة: يجب أن تكون النظرية العلمية قابلة للدحض ، مما يعني أنه من الممكن تحديد نتيجة محتملة لتجربة تتعارض مع التوقعات المستمدة من الفرضية ؛ خلاف ذلك ، لا يمكن التحقق منه بشكل هادف.
تشكيل النظرية
تتضمن هذه الخطوة تحديد الآثار المنطقية للفرضية. يتم بعد ذلك تحديد توقع واحد أو أكثر لإجراء مزيد من الاختبارات. كلما قل احتمال أن يكون التنبؤ صحيحًا بمجرد الصدفة ، كلما كان أكثر إقناعًا إذا تحقق. يكون الدليل أقوى أيضًا إذا لم تكن الإجابة على التنبؤ معروفة بعد ، بسبب تأثير التحيز (انظر أيضًا الرسالة).
من الناحية المثالية ، يجب أن تميز التوقعات أيضًا الفرضية عن البدائل المحتملة. إذا كان هناك افتراضان يؤديان إلى نفس التنبؤ ، فإن تلبية التنبؤ لا يعد دليلًا على أحدهما أو الآخر. (يمكن اشتقاق هذه العبارات حول القوة النسبية للأدلة رياضياً باستخدام نظرية بايز.)
اختبار الفرضية
هذه دراسة عما إذا كان العالم الحقيقي يتصرف كما هو متوقعفرضية. يختبر العلماء (وغيرهم) الافتراضات عن طريق إجراء التجارب. الهدف هو تحديد ما إذا كانت ملاحظات العالم الحقيقي متسقة أو تتعارض مع التوقعات المستمدة من الفرضية. إذا وافقوا ، تزداد الثقة في النظرية. خلاف ذلك ، فإنه يتناقص. لا تضمن الاتفاقية صحة الفرضية ؛ التجارب المستقبلية قد تكشف عن مشاكل
نصح كارل بوبر العلماء بمحاولة تزوير الافتراضات ، أي للعثور على التجارب التي تبدو مشكوكًا فيها واختبارها. عدد كبير من التأكيدات الناجحة ليست قاطعة إذا نشأت من تجارب تتجنب المخاطر.
تجربة
يجب تصميم التجارب لتقليل الأخطاء المحتملة ، لا سيما من خلال استخدام الضوابط العلمية المناسبة. على سبيل المثال ، تُجرى اختبارات العلاج من تعاطي المخدرات عادةً كاختبارات مزدوجة التعمية. الموضوع ، الذي قد يُظهر للآخرين عن غير قصد أي العينات هي عقاقير الاختبار المطلوبة وأيها الدواء الوهمي ، لا يعرف أي منها. يمكن أن تؤثر هذه الإشارات على استجابات الأشخاص ، مما يحدد الهيكل في تجربة معينة. هذه الأشكال من البحث هي أهم جزء في عملية التعلم. كما أنها مثيرة للاهتمام من وجهة نظر دراسة هيكل (المعرفة العلمية) ومستوياتها وشكلها.
أيضًا ، لا يعني فشل التجربة بالضرورة أن الفرضية خاطئة. يعتمد البحث دائمًا على عدة نظريات. على سبيل المثال ، أن جهاز الاختبار يعمل بشكل صحيح وقد يكون الفشل هو فشل إحدى الفرضيات الداعمة. التخمين والتجربة جزء لا يتجزأ من بنية (وشكل) المعرفة العلمية.
يمكن إجراء هذا الأخير في مختبر جامعي ، على طاولة المطبخ ، في قاع المحيط ، على المريخ (باستخدام إحدى المركبات الجوالة العاملة) وفي أي مكان آخر. يجري علماء الفلك اختبارات بحثًا عن كواكب حول نجوم بعيدة. أخيرًا ، تتناول معظم التجارب الفردية مواضيع محددة جدًا لأسباب عملية. نتيجة لذلك ، عادة ما تتراكم الأدلة حول الموضوعات الأوسع نطاقًا بشكل تدريجي ، كما هو مطلوب من قبل هيكل منهجية المعرفة العلمية.
جمع النتائج ودراستها
تتضمن هذه العملية تحديد ما تظهره نتائج التجربة وتحديد كيفية المتابعة. تتم مقارنة تنبؤات النظرية بتنبؤات الفرضية الصفرية لتحديد من هو الأفضل في شرح البيانات. في الحالات التي تتكرر فيها التجربة عدة مرات ، قد يلزم إجراء تحليل إحصائي مثل اختبار مربع كاي.
إذا دحض الدليل الافتراض ، فسيلزم وجود واحد جديد ؛ إذا أكدت التجربة الفرضية ، لكن البيانات ليست قوية بما يكفي لتحقيق ثقة عالية ، يجب اختبار تنبؤات أخرى. بمجرد أن يتم دعم النظرية بقوة بالأدلة ، يمكن طرح سؤال جديد لتوفير فهم أعمق للموضوع نفسه. وهذا أيضا يحدد هيكل المعرفة العلمية وأساليبها وأشكالها.
أدلة من علماء آخرين وخبرات في كثير من الأحيانالمدرجة في أي مرحلة من مراحل العملية. اعتمادًا على مدى تعقيد التجربة ، قد يستغرق الأمر العديد من التكرارات لجمع أدلة كافية ثم الإجابة على سؤال بثقة ، أو إنشاء العديد من الإجابات لأسئلة محددة جدًا ثم الإجابة على سؤال أوسع. هذه الطريقة في طرح الأسئلة تحدد هيكل وأشكال المعرفة العلمية.
إذا تعذر تكرار التجربة للحصول على نفس النتائج ، فهذا يعني أن البيانات الأصلية قد تكون خاطئة. نتيجة لذلك ، عادة ما يتم إجراء تجربة واحدة عدة مرات ، خاصةً عندما تكون هناك متغيرات غير منضبطة أو مؤشرات أخرى على خطأ تجريبي. للحصول على نتائج مهمة أو غير متوقعة ، قد يحاول علماء آخرون أيضًا إعادة إنتاجها لأنفسهم ، خاصةً إذا كانت مهمة لعملهم.
التقييم العلمي الخارجي والمراجعة والخبرة والإجراءات الأخرى
على ما هي سلطة بناء المعرفة العلمية وأساليبها وأشكالها؟ بادئ ذي بدء ، حسب رأي الخبراء. يتم تشكيلها من خلال تقييم التجربة من قبل الخبراء ، الذين عادة ما يقدمون المراجعة دون الكشف عن هويتهم. تتطلب بعض المجلات من المجرب تقديم قوائم بالمراجعين المحتملين ، خاصة إذا كان المجال عالي التخصص.
لا تؤكد مراجعة الأقران صحة النتائج ، ولكن فقط ، في رأي المراجع ، كانت التجارب نفسها صحيحة (بناءً على الوصف المقدم من قبل المجرب). إذا كان العمل خاضعًا لمراجعة الأقران ، فقد يتطلب الأمر أحيانًا تجارب جديدة مطلوبةالمراجعين ، سيتم نشره في المجلات العلمية المناسبة. المجلة الخاصة التي تنشر النتائج تشير إلى الجودة المدركة للعمل.
تسجيل ومشاركة البيانات
يميل العلماء إلى توخي الحذر عند تسجيل بياناتهم ، وهو مطلب طرحه Ludwik Fleck (1896–1961) وآخرون. على الرغم من أنه ليس مطلوبًا عادةً ، فقد يُطلب منهم تقديم تقارير إلى علماء آخرين يرغبون في إعادة إنتاج نتائجهم الأصلية (أو أجزاء من نتائجهم الأصلية) ، وتمتد إلى تبادل أي عينات تجريبية قد يكون من الصعب الحصول عليها.
كلاسيك
يأتي النموذج الكلاسيكي للمعرفة العلمية من أرسطو ، الذي ميز بين أشكال التفكير التقريبي والدقيق ، وحدد المخطط الثلاثي للاستدلال الاستنتاجي والاستقرائي ، واعتبر أيضًا الخيارات المعقدة ، مثل التفكير حول بنية المعرفة العلمية وأساليبها وأشكالها.
نموذج افتراضي استنتاجي
هذا النموذج أو الطريقة هو وصف مقترح للطريقة العلمية. هنا التنبؤات من الفرضية مركزية: إذا افترضت أن النظرية صحيحة ، فما هي الآثار المترتبة؟
إذا لم تثبت الأبحاث التجريبية الإضافية أن هذه التنبؤات متوافقة مع العالم المرصود ، فيمكننا أن نستنتج أن الافتراض خاطئ.
النموذج العملي
حان الوقت للحديث عن فلسفة هيكل وأساليب المعرفة العلمية. تميز تشارلز ساندرز بيرس (1839-1914)إن البحث (الدراسة) ليس السعي وراء الحقيقة في حد ذاته ، بل هو كفاح للابتعاد عن الشكوك المزعجة والمقيدة التي تولدها المفاجآت والخلافات وما إلى ذلك. استنتاجه لا يزال ذا صلة اليوم. هو ، في جوهرها ، صاغ هيكل ومنطق المعرفة العلمية.
اعتقد بيرس أن النهج البطيء والمتردد للتجربة قد يكون خطيرًا في الأمور العملية ، وأن الطريقة العلمية هي الأنسب للبحث النظري. والتي بدورها لا ينبغي أن تستوعبها طرق وأغراض عملية أخرى. "القاعدة الأولى" للعقل هي أنه من أجل التعلم ، يجب على المرء أن يجتهد في التعلم ، ونتيجة لذلك ، فهم بنية المعرفة العلمية وطرقها وأشكالها.
الفوائد
مع التركيز على توليد الشرح ، وصف بيرس المصطلح الذي يتعلمه على أنه تنسيق ثلاثة أنواع من الاستدلال في دورة هادفة تركز على حل الشك:
- شرح. تحليل مبدئي غامض ولكن استنتاجي لفرضية ما من أجل جعل أجزائها واضحة قدر الإمكان ، كما هو مطلوب من قبل مفهوم وهيكل طريقة المعرفة العلمية.
- مظاهرة. التفكير الاستنتاجي ، الإجراء الإقليدي. الاستدلال الصريح على عواقب الفرضية كتنبؤات ، للاستقراء للاختبار ، حول الدليل الذي سيتم العثور عليه. استقصائي أو نظري إذا لزم الأمر.
- الاستقراء. إن قابلية تطبيق قاعدة الاستقراء على المدى الطويل مشتق من المبدأ (بافتراض أن المنطق بشكل عام) هوأن الحقيقي هو فقط موضوع الرأي النهائي الذي يمكن أن يؤدي إليه التحقيق المناسب ؛ أيًا كان ما ستؤدي إليه مثل هذه العملية لن يكون حقيقيًا. يتبع الاستقراء الذي يتضمن الاختبار أو المراقبة المستمرة طريقة ، مع الحفظ الكافي ، ستقلل من الخطأ دون أي درجة محددة مسبقًا.
الأسلوب العلمي متفوق من حيث أنه مصمم خصيصًا لتحقيق المعتقدات الأكثر أمانًا (في نهاية المطاف) والتي يمكن أن تستند إليها أكثر الممارسات نجاحًا.
انطلاقًا من فكرة أن الناس لا يبحثون عن الحقيقة في حد ذاتها ، ولكن بدلاً من إخضاع المزعج وكبح الشك ، أوضح بيرس كيف يمكن للبعض من خلال الكفاح أن يطيع الحقيقة باسم صدق الإيمان ، للبحث عنه كدليل للحقيقة للممارسة المحتملة. صاغ الهيكل التحليلي للمعرفة العلمية وأساليبها وأشكالها.
