Khoa học là một cách tiếp cận có hệ thống và logic để khám phá cách mọi thứ trong vũ trụ hoạt động. Nó cũng là cơ thể của kiến thức được tích lũy thông qua những khám phá về tất cả mọi thứ trong vũ trụ.
Từ "khoa học" có nguồn gốc từ chữ Latinh scientia, đó là kiến thức dựa trên dữ liệu có thể chứng minh được và có thể tái tạo, theo Từ điển Merriam-Webster. Đúng như định nghĩa này, khoa học nhắm đến các kết quả có thể đo được thông qua thử nghiệm và phân tích. Khoa học dựa trên thực tế, không phải ý kiến hay sở thích. Quá trình khoa học được thiết kế để ý tưởng thách thức thông qua nghiên cứu. Một khía cạnh quan trọng của quá trình khoa học là nó chỉ tập trung vào thế giới tự nhiên, theo Đại học California. Bất cứ điều gì được coi là siêu nhiên không phù hợp với định nghĩa của khoa học.
Phương pháp khoa học
Khi tiến hành nghiên cứu, các nhà khoa học sử dụng phương pháp khoa học để thu thập bằng chứng thực nghiệm có thể đo lường được trong một thí nghiệm liên quan đến một giả thuyết (thường ở dạng tuyên bố if / then), kết quả nhằm hỗ trợ hoặc phản bác một lý thuyết.
"Là một nhà sinh vật học, phần yêu thích của tôi về phương pháp khoa học là trong lĩnh vực thu thập dữ liệu", Jaime Tanner, giáo sư sinh vật học tại Đại học Marlboro, nói với Live Science. "Nhưng điều thực sự làm cho niềm vui đó là biết rằng bạn đang cố gắng trả lời một câu hỏi thú vị. Vì vậy, bước đầu tiên trong việc xác định câu hỏi và tạo câu trả lời có thể (giả thuyết) cũng rất quan trọng và là một quá trình sáng tạo. phân tích nó để xem nếu giả thuyết của bạn được hỗ trợ hay không."
Các bước của phương pháp khoa học giống như thế này:
- Thực hiện một quan sát hoặc quan sát.
- Đặt câu hỏi về các quan sát và thu thập thông tin.
- Tạo thành một giả thuyết - một mô tả dự kiến những gì đang được quan sát và đưa ra dự đoán dựa trên giả thuyết đó.
- Kiểm tra giả thuyết và dự đoán trong một thí nghiệm có thể được sao chép.
- Phân tích dữ liệu và rút ra kết luận; chấp nhận hoặc từ chối giả thuyết hoặc sửa đổi giả thuyết nếu cần thiết.
- Tái sản xuất thí nghiệm cho đến khi không có sự khác biệt giữa các quan sát và lý thuyết. "Sao chép các phương pháp và kết quả là bước yêu thích của tôi trong phương pháp khoa học", Moshe Pritsker, cựu nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Trường Y Harvard và Giám đốc điều hành của JoVE, nói với Live Science. "The lặp lại các thí nghiệm được công bố là nền tảng của khoa học Không lặp lại -. Không có khoa học."
Một số nền tảng quan trọng để phương pháp khoa học:
- Giả thuyết phải có thể kiểm chứng và giả mạo, theo Đại học bang North Carolina. Sai lệch có nghĩa là phải có một câu trả lời tiêu cực có thể cho giả thuyết.
- Nghiên cứu phải liên quan đến lý luận suy diễn và lý luận quy nạp. lập luận suy là quá trình sử dụng cơ sở đúng để đạt được một kết luận đúng logic trong khi lập luận quy nạp có cách tiếp cận ngược lại.
- Một thử nghiệm phải bao gồm một biến phụ thuộc (không thay đổi) và một biến độc lập (không thay đổi).
- Một thử nghiệm nên bao gồm một nhóm thử nghiệm và một nhóm kiểm soát. Nhóm kiểm soát là những gì nhóm thử nghiệm được so sánh với.
Lý thuyết khoa học và pháp luật
Phương pháp khoa học và khoa học nói chung có thể gây bực bội. Một lý thuyết gần như không bao giờ được chứng minh, mặc dù một vài lý thuyết làm trở thành luật khoa học. Một ví dụ sẽ là các định luật bảo toàn năng lượng, đó là định luật đầu tiên của nhiệt động lực học. Tiến sĩ Linda Boland, một nhà sinh học thần kinh và chủ tịch của khoa sinh học tại Đại học Richmond, Virginia, nói với Live Science rằng đây là luật khoa học yêu thích của cô. "Đây là một trong những hướng dẫn nhiều nghiên cứu của tôi về hoạt động điện di động và nó nói rằng năng lượng không thể được tạo ra hoặc bị phá hủy, chỉ thay đổi về hình thức. Luật này liên tục nhắc nhở tôi về nhiều dạng năng lượng", cô nói.
Một luật chỉ mô tả một hiện tượng quan sát được, nhưng nó không giải thích tại sao hiện tượng này tồn tại hay những gì gây ra nó. "Trong khoa học, luật là nơi khởi đầu," Peter Coppinger, phó giáo sư sinh học và kỹ thuật y sinh tại Viện Công nghệ Rose-Hulman nói. "Từ đó, các nhà khoa học sau đó có thể đặt câu hỏi," Tại sao và như thế nào? ""
Luật thường được coi là không có ngoại lệ, mặc dù một số luật đã được sửa đổi theo thời gian sau khi thử nghiệm thêm cho thấy sự khác biệt. Điều này không có nghĩa là các lý thuyết không có ý nghĩa. Để một giả thuyết trở thành một lý thuyết, phải kiểm tra nghiêm ngặt, điển hình là trên nhiều lĩnh vực của các nhóm các nhà khoa học riêng biệt. Nói điều gì đó là "chỉ là một lý thuyết" là một thuật ngữ của một cư sĩ mà không có mối quan hệ đối với khoa học. Đối với hầu hết mọi người một lý thuyết là một linh cảm. Trong khoa học, một lý thuyết là khuôn khổ cho các quan sát và sự kiện, Tanner nói với Live Science.
Một số trong những điều chúng ta cho là ngày hôm nay được mơ ước về trí tuệ thuần túy, những thứ khác do tai nạn hoàn toàn. Nhưng bạn biết bao nhiêu về nguồn gốc của sự vật? Ở đây, chúng tôi đã phát minh ra một bài kiểm tra về 15 của hầu hết các phát minh hữu ích nhất thế giới, từ chất kết dính
Trắc nghiệm: Những phát minh vĩ đại nhất thế giới
Sơ lược về lịch sử khoa học
Bằng chứng sớm nhất của khoa học có thể được tìm thấy trong thời tiền sử, như phát hiện ra lửa, phát minh ra bánh xe và phát triển chữ viết. Máy tính bảng ban đầu chứa chữ số và thông tin về hệ mặt trời. Khoa học đã trở nên khoa học hơn theo thời gian, tuy nhiên.
năm 1200: Robert Grosseteste đã phát triển khuôn khổ cho các phương pháp thí nghiệm khoa học hiện đại, theo Bách khoa toàn thư Stanford. Các tác phẩm của ông bao gồm nguyên tắc rằng một cuộc điều tra phải dựa trên bằng chứng có thể đo lường được xác nhận thông qua thử nghiệm.
1400: Leonardo da Vinci bắt đầu máy tính xách tay của mình trong việc theo đuổi các bằng chứng cho thấy cơ thể con người là thứ vi quan. Nghệ sĩ, nhà khoa học và nhà toán học cũng thu thập thông tin về quang học và thủy động lực học.
1500: Nicolaus Copernicus nâng cao sự hiểu biết về hệ mặt trời với khám phá về thuyết nhật tâm. Đây là mô hình trong đó Trái đất và các hành tinh khác xoay quanh mặt trời, là trung tâm của hệ mặt trời.
1600s: Johannes Kepler xây dựng dựa trên những quan sát với định luật về chuyển động hành tinh. Galileo Gallilei cải thiện trên một phát minh mới, kính thiên văn, và sử dụng nó để nghiên cứu mặt trời và các hành tinh. Những năm 1600 cũng chứng kiến những tiến bộ trong nghiên cứu vật lý khi Isaac Newton phát triển các định luật về chuyển động của mình.
Những năm 1700: Benjamin Franklin phát hiện ra rằng sét là điện. Ông cũng đóng góp vào việc nghiên cứu hải dương học và khí tượng học. Sự hiểu biết về hóa học cũng phát triển trong thế kỷ này khi Antoine Lavoisier, được mệnh danh là cha đẻ của hóa học hiện đại, đã phát triển định luật bảo toàn khối lượng.
Những năm 1800: Các cột mốc bao gồm những khám phá của Alessandro Volta liên quan đến loạt điện hóa, dẫn đến việc phát minh ra pin. John Dalton cũng đưa ra lý thuyết nguyên tử, trong đó tuyên bố rằng tất cả các vật chất đều bao gồm các nguyên tử kết hợp với nhau để tạo thành các phân tử. Cơ sở của nghiên cứu hiện đại về di truyền học đã tiến bộ khi Gregor Mendel tiết lộ luật thừa kế của mình. Sau đó trong thế kỷ này, Wilhelm Conrad Röntgen phát hiện ra tia X, trong khi pháp luật George Ohm cung cấp nền tảng cho sự hiểu biết làm thế nào để khai thác điện tích.
Những năm 1900: Những khám phá của Albert Einstein, người nổi tiếng với thuyết tương đối, đã thống trị đầu thế kỷ 20. Thuyết tương đối của Einstein thực ra là hai lý thuyết riêng biệt. lý thuyết đặc biệt tương đối của ông, mà ông vạch ra trong một bài báo năm 1905, "The Điện động lực học của Di chuyển cơ quan," kết luận rằng thời gian phải thay đổi theo tốc độ của một đối tượng chuyển động tương đối so với hệ quy chiếu của người quan sát. Lý thuyết tương đối thứ hai của ông, mà ông đã xuất bản là "Nền tảng của Lý thuyết tương đối tổng quát", đã đưa ra ý tưởng rằng vật chất khiến không gian bị cong.
Y học đã thay đổi mãi mãi với sự phát triển của vắc-xin bại liệt vào năm 1952 bởi Jonas Salk. Năm sau, James D. Watson và Francis Crick đã phát hiện ra cấu trúc của DNA, đó là một chuỗi xoắn kép được hình thành bởi các cặp bazơ gắn với xương sống đường phốt phát, theo Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ.
Những năm 2000: Thế kỷ 21 chứng kiến bản thảo đầu tiên về bộ gen người hoàn thành, dẫn đến sự hiểu biết sâu sắc hơn về DNA. Đây tiến việc nghiên cứu di truyền học, vai trò của nó trong sinh học của con người và sử dụng nó như là một yếu tố dự báo của bệnh và các rối loạn khác.
