วิธีการทางวิทยาศาสตร์คืออะไรและทำงานอย่างไร?

อ้างว่า “การ วิทยาศาสตร์ไม่ได้รับการตัดสิน” เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นอาการของความไม่รู้จำนวนมากเกี่ยวกับวิธีการทำงานของวิทยาศาสตร์

แล้ววิธีการทางวิทยาศาสตร์คืออะไร และทำไมคนจำนวนมาก ซึ่งบางครั้งรวมทั้งผู้ที่ได้รับการฝึกอบรมด้านวิทยาศาสตร์กลับเข้าใจผิดเช่นนี้?

สิ่งแรกที่ต้องเข้าใจคือไม่มีวิธีใดในวิทยาศาสตร์ ไม่มีวิธีใดในการทำสิ่งต่างๆ สิ่งนี้เชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับวิธีที่เราให้เหตุผลโดยทั่วไป

วิทยาศาสตร์และการใช้เหตุผล

มนุษย์มีรูปแบบการให้เหตุผลหลักสองแบบ: การหักและการเหนี่ยวนำ เมื่อเราให้เหตุผลแบบนิรนัย เราจะล้อเลียนความหมายของข้อมูลที่มีอยู่แล้วสำหรับเรา

ตัวอย่างเช่น ถ้าฉันบอกคุณว่าวิลมีอายุระหว่าง Cate กับ Abby และ Abby นั้นแก่กว่า Cate คุณสามารถอนุมานได้ว่า Will ต้องแก่กว่า Cate


กราฟิกสมัครสมาชิกภายในตัวเอง


คำตอบนั้นฝังอยู่ในปัญหา คุณแค่ต้องแก้ให้หายจากสิ่งที่คุณรู้อยู่แล้ว นี่คือการทำงานของปริศนาซูโดกุ การหักเป็นเหตุผลที่เราใช้ในวิชาคณิตศาสตร์

การใช้เหตุผลเชิงอุปนัยเป็นมากกว่าข้อมูลที่มีอยู่ในสิ่งที่เรารู้อยู่แล้วและสามารถขยายความรู้ของเราไปสู่พื้นที่ใหม่ได้ เราชักนำให้เกิดการใช้ลักษณะทั่วไปและการเปรียบเทียบ

ลักษณะทั่วไปรวมถึงการสังเกตความสม่ำเสมอในธรรมชาติและจินตนาการว่ามันมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง นั่นคือวิธีที่เราสร้างกฎที่เรียกว่ากฎธรรมชาติในส่วนหนึ่ง

การวางนัยทั่วไปยังสร้างคลาสของสิ่งต่าง ๆ เช่น "สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม" หรือ "อิเล็กตรอน" นอกจากนี้เรายังสรุปเพื่อกำหนดแง่มุมของพฤติกรรมของมนุษย์ รวมถึงแนวโน้มทางจิตวิทยาและแนวโน้มทางเศรษฐกิจ

การเปรียบเทียบอ้างถึงความคล้ายคลึงกันระหว่างสองสิ่ง และขยายสิ่งนี้เพื่อสร้างความรู้ใหม่

ตัวอย่างเช่น ถ้าฉันพบกะโหลกฟอสซิลของสัตว์สูญพันธุ์ที่มีฟันแหลมคม ฉันอาจสงสัยว่ามันกินอะไร วันนี้ฉันมองหาสัตว์ที่มีฟันแหลมคมและสังเกตว่าพวกมันเป็นสัตว์กินเนื้อ

เมื่อพิจารณาจากการเปรียบเทียบแล้ว ข้าพเจ้าสรุปได้ว่าสัตว์ดังกล่าวเป็นสัตว์กินเนื้อด้วย

การใช้การเหนี่ยวนำและการอนุมานถึงคำอธิบายที่ดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ซึ่งสอดคล้องกับหลักฐาน วิทยาศาสตร์สอนเราเกี่ยวกับโลกมากกว่าที่เราจะสรุปได้

วิทยาศาสตร์กับความไม่แน่นอน

ส่วนใหญ่ของเรา ทฤษฎี หรือแบบจำลองอุปนัยอุปนัยอุปนัยกับโลกหรือบางส่วนของโลก

หากอินพุตของทฤษฎีเฉพาะของฉันสร้างผลลัพธ์ที่ตรงกับความเป็นจริง ฉันคิดว่ามันเป็นการเปรียบเทียบที่ดีและดังนั้นจึงเป็นทฤษฎีที่ดี ถ้ามันไม่ตรงกัน ฉันต้องปฏิเสธมัน หรือปรับแต่งหรือออกแบบทฤษฎีใหม่เพื่อให้มีความคล้ายคลึงกันมากขึ้น

หากฉันได้ผลลัพธ์ที่เหมือนกันหลายครั้งในช่วงเวลาและพื้นที่ ฉันอาจสรุปเป็นข้อสรุปได้ แต่ไม่มีความสำเร็จใดสามารถพิสูจน์ฉันได้ การยืนยันแต่ละครั้งจะเพิ่มความมั่นใจในความคิดของฉันเท่านั้น อย่าง อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ กล่าวกันว่า:

ไม่มีการทดลองใดที่จะพิสูจน์ฉันได้ การทดลองเดียวสามารถพิสูจน์ว่าฉันผิด

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและพิเศษของไอน์สไตน์ (ซึ่งเป็นแบบจำลองและดังนั้นจึงเป็นการเปรียบเทียบกับวิธีที่เขาคิดว่าจักรวาลทำงาน) ได้รับการสนับสนุนจากหลักฐานการทดลองหลายครั้งภายใต้เงื่อนไขต่างๆ

เรามีความเชื่อมั่นอย่างมากในทฤษฎีต่างๆ ว่าเป็นคำอธิบายที่ดีเกี่ยวกับความเป็นจริง แต่ไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าถูกต้องเพราะการพิสูจน์เป็นสิ่งมีชีวิตที่เป็นของอนุมาน

วิธีสมมุติฐานหักล้าง

วิทยาศาสตร์ยังทำงานแบบนิรนัยด้วยวิธีการอนุมานแบบสมมุติฐาน

มันไปแบบนี้ ฉันมีสมมติฐานหรือแบบจำลองที่คาดการณ์ว่า X จะเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขการทดลองบางอย่าง จากการทดลอง X ไม่เกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขเหล่านั้น ดังนั้น ฉันสามารถสรุปได้ว่าทฤษฎีมีข้อบกพร่อง (แน่นอนว่า เราเชื่อมั่นในเงื่อนไขการทดลองที่สร้างไม่ใช่-X)

ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ฉันได้พิสูจน์แล้วว่าสมมติฐานหรือแบบจำลองของฉันไม่ถูกต้อง (หรืออย่างน้อยก็ไม่สมบูรณ์) ฉันให้เหตุผลแบบนิรนัยที่จะทำเช่นนั้น

แต่ถ้า X เกิดขึ้น ไม่ได้หมายความว่าฉันพูดถูก มันแค่หมายความว่าการทดลองไม่ได้แสดงว่าความคิดของฉันเป็นเท็จ ตอนนี้ฉันมีความมั่นใจมากขึ้นว่าฉันพูดถูก แต่ฉันไม่แน่ใจ

ถ้าวันหนึ่งหลักฐานการทดลองที่ไม่ต้องสงสัยเลยคือขัดกับคำทำนายของไอน์สไตน์ เราสามารถพิสูจน์โดยอนุมานได้ว่าทฤษฎีของเขาไม่ถูกต้องหรือไม่สมบูรณ์ด้วยวิธีอนุมาน แต่ไม่มีกรณียืนยันจำนวนเท่าใดที่สามารถพิสูจน์ได้ว่าเขาพูดถูก

ว่าความคิดหนึ่งสามารถทดสอบได้ด้วยการทดลอง ว่าสามารถมีผลการทดลอง (โดยหลักการ) ที่แสดงว่าความคิดนั้นไม่ถูกต้อง คือสิ่งที่ทำให้มันเป็นวิทยาศาสตร์ อย่างน้อยก็ตามนักปราชญ์แห่งวิทยาศาสตร์ Karl Popper.

เป็นตัวอย่างของตำแหน่งที่ไม่สามารถทดสอบได้และด้วยเหตุนี้จึงไม่มีหลักวิทยาศาสตร์ ถือเอาโดยผู้ปฏิเสธสภาพภูมิอากาศของออสเตรเลียและวุฒิสมาชิก One Nation มัลคอล์ม โรเบิร์ตส์. โรเบิร์ตส์ยืนยันว่ามี ไม่มีหลักฐานเชิงประจักษ์ ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์

เมื่อนำเสนอหลักฐานที่เชื่อถือได้ในตอนของรายการโต้วาทีทางโทรทัศน์ของ ABC ถาม-ตอบเมื่อเร็วๆ นี้ เขา อ้างว่าหลักฐานเสียหาย.

ศาสตราจารย์ Brian Cox อธิบายวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศแก่วุฒิสมาชิก Malcolm Roberts

{youtube}LxEGHW6Lbu8{/youtube}

ทว่าคำกล่าวอ้างของเขาที่ว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์ไม่ได้เกิดขึ้นนั้นไม่สามารถนำไปทดสอบได้ เนื่องจากเขาจะไม่ยอมรับข้อมูลใดๆ ที่แสดงว่าเขาผิด เขาจึงไม่ดำเนินการตามหลักวิทยาศาสตร์ เขากำลังดื่มด่ำกับ pseudoscience.

ตัดสินไม่ได้หมายความว่าพิสูจน์แล้ว

ข้อผิดพลาดประการสำคัญประการหนึ่งในการทำความเข้าใจวิทยาศาสตร์ของสาธารณชนคือการเทียบเคียงกับการพิสูจน์แล้ว แม้ว่าทฤษฎีของไอน์สไตน์จะ "ถูกตัดสิน" แต่ก็ไม่ได้รับการพิสูจน์ แต่การที่วางแผนไม่ให้พวกเขาทำงานนั้นถือเป็นความโง่เขลาอย่างยิ่ง

ดังที่นักปรัชญา จอห์น ดิวอี้ ชี้ให้เห็นในหนังสือของเขา ตรรกะ: ทฤษฎีการสอบถาม:

ในการไต่สวนทางวิทยาศาสตร์ เกณฑ์ของสิ่งที่จะนำมาตัดสินหรือเป็นความรู้นั้น [ของวิทยาศาสตร์] ได้รับการตกลงกันจนสามารถเป็นทรัพยากรในการสอบสวนต่อไปได้ ไม่ถูกตัดสินในลักษณะที่ไม่ต้องแก้ไขในการสอบสวนต่อไป

บรรดาผู้ที่เรียกร้องให้วิทยาศาสตร์ "ตกลง" ก่อนที่เราจะลงมือปฏิบัติกำลังมองหาความมั่นใจโดยอนุมานว่าเรากำลังทำงานแบบอุปนัย และยังมีที่มาของความสับสนอื่นๆ

หนึ่งคือข้อความง่ายๆ เกี่ยวกับเหตุและผลนั้นหายากเนื่องจากธรรมชาตินั้นซับซ้อน ตัวอย่างเช่น ทฤษฎีหนึ่งอาจทำนายว่า X จะทำให้เกิด Y แต่ Y จะถูกทำให้ลดลงโดยการมีอยู่ของ Z และไม่เกิดขึ้นเลยหาก Q อยู่เหนือระดับวิกฤต เพื่อลดสิ่งนี้เป็นคำสั่งง่ายๆ "X สาเหตุ Y" นั้นไร้เดียงสา

อีกประการหนึ่งคือ แม้ว่าแนวคิดกว้างๆ บางอย่างอาจถูกตัดสินได้ แต่รายละเอียดยังคงเป็นที่มาของการอภิปรายที่มีชีวิตชีวา ตัวอย่างเช่น วิวัฒนาการนั้นได้เกิดขึ้นแล้วอย่างแน่นอนโดยบัญชีที่มีเหตุผลใดๆ แต่รายละเอียดบางอย่างเกี่ยวกับการทำงานของการคัดเลือกโดยธรรมชาติยังคงถูกทำให้เป็นจริง

การทำให้รายละเอียดของการคัดเลือกโดยธรรมชาติและข้อเท็จจริงของวิวัฒนาการสับสนนั้นมีความคล้ายคลึงกันอย่างมากกับคำถามเกี่ยวกับวันที่และอุณหภูมิที่แน่นอนจากการสร้างแบบจำลองและการวิจัยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เมื่อเห็นได้ชัดว่าโลกกำลังร้อนขึ้นโดยทั่วไป

เมื่อทฤษฎีของเราประสบความสำเร็จในการทำนายผลลัพธ์ และสร้างเว็บของทฤษฎีระดับสูงกว่าที่ประสบความสำเร็จด้วยตัวมันเอง เราก็มีกรณีที่ดีในการนำการกระทำของเราไปใช้

เครื่องหมายของความฉลาดคือความก้าวหน้าในโลกที่ไม่แน่นอน และวิทยาศาสตร์ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ สุขภาพของมนุษย์ และนิเวศวิทยาของโลกทำให้เรามีความมั่นใจมากกว่าที่เราต้องดำเนินการด้วยความมั่นใจ

การเรียกร้องความมั่นใจแบบนิรนัยก่อนลงมือทำไม่ได้ทำให้เราเข้มแข็ง แต่ทำให้เราเป็นอัมพาต

เกี่ยวกับผู้เขียน

ปีเตอร์ เอลเลอร์ตัน อาจารย์ด้านการคิดเชิงวิพากษ์ มหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์

บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

at ตลาดภายในและอเมซอน