Havainto
Havainnointi on älykkään elävän olennon (esim. ihmisen) toimintaa, joka aistii ja omaksuu tietoa ilmiöstä aikaisemman tietämyksensä ja ajatustensa puitteissa.
Havainnointi on enemmän kuin pelkkä havainnointi: Havainnointi edellyttää havainnointia ja tiedon etsimistä.
Itsemääritellyistä välineistä saadut havainnot ovat usein epäluotettavia. Tällaisia havaintoja on vaikea toistaa, koska ne voivat vaihdella jopa samojen ärsykkeiden suhteen. Näin ollen niistä ei ole paljon hyötyä fysiikan kaltaisissa eksakteissa tieteissä, joissa tarvitaan välineitä, jotka eivät määrittele itseään. Siksi on usein tarpeen käyttää erilaisia teknisiä välineitä, kuten spektrometrejä, oskilloskooppeja, kameroita, teleskooppeja, interferometrejä, nauhureita, lämpömittareita jne. ja välineitä, kuten kelloja ja vaakoja, jotka auttavat parantamaan havainnoista saatavan tiedon tarkkuutta, laatua ja hyödyllisyyttä.
Tieteen tarkkuus ja valtava menestys johtuvat ensisijaisesti tarkkuudesta ja objektiivisuudesta (toisin sanoen toistettavuudesta), jota tieteen tutkimassa todellisuudessa on havaittu.
Havainnoinnin rooli tieteellisessä menetelmässä
Tieteellisellä menetelmällä tarkoitetaan tekniikoita, joilla tutkitaan ilmiöitä, hankitaan uutta tietoa tai korjataan ja yhdistetään aiempaa tietoa. Jotta tutkimusmenetelmää voitaisiin kutsua tieteelliseksi, sen on perustuttava havaittavissa olevan, empiirisen ja mitattavissa olevan todistusaineiston keräämiseen tiettyjen päättelyperiaatteiden mukaisesti. Tieteellinen menetelmä koostuu tietojen keräämisestä havainnoimalla ja kokeilemalla sekä hypoteesien laatimisesta ja testaamisesta.
Vaikka menettelyt vaihtelevat eri tutkimusaloilla, tieteellinen tutkimus eroaa muista tiedonhankintamenetelmistä tunnistettavien piirteiden perusteella. Tieteelliset tutkijat esittävät hypoteeseja ilmiöiden selityksiksi ja suunnittelevat kokeellisia tutkimuksia näiden hypoteesien testaamiseksi. Nämä vaiheet on voitava toistaa, jotta tulevat tulokset voidaan ennustaa luotettavasti. Laajemmat tutkimusalueet kattavat teoriat voivat sitoa monia hypoteeseja yhteen johdonmukaiseksi rakenteeksi. Tämä puolestaan voi auttaa muodostamaan uusia hypoteeseja tai asettamaan hypoteesiryhmiä yhteyteen.
Eri tutkimusalojen yhteisenä piirteenä on muun muassa se, että prosessin on oltava objektiivinen, jotta tuloksia ei tulkittaisi yksipuolisesti. Toinen perusvaatimus on, että kaikki tiedot ja menetelmät dokumentoidaan, arkistoidaan ja jaetaan, jotta muut tutkijat voivat tutkia niitä huolellisesti ja jotta muilla tutkijoilla on mahdollisuus tarkistaa tulokset yrittämällä jäljentää niitä. Tämä käytäntö, jota kutsutaan täydelliseksi julkistamiseksi, mahdollistaa myös tilastollisten mittausten tekemisen näiden tietojen luotettavuudesta.
Testaus ja parantaminen
Tieteellinen prosessi on iteratiivinen. Missä tahansa vaiheessa on mahdollista, että jokin näkökohta saa tutkijan toistamaan prosessin aikaisemman osan. Kiinnostavan hypoteesin epäonnistuminen voi johtaa tutkijan määrittelemään uudelleen tarkastelemansa aiheen. Jos hypoteesi ei tuota mielenkiintoisia ja testattavia ennusteita, se voi johtaa hypoteesin tai aiheen määrittelyn uudelleentarkasteluun. Jos kokeesta ei saada mielenkiintoisia tuloksia, tutkija voi joutua harkitsemaan uudelleen koemenetelmää, hypoteesia tai aiheen määritelmää.
Muut tutkijat voivat aloittaa oman tutkimuksensa ja osallistua prosessiin missä tahansa vaiheessa. He voivat omaksua luonnehdinnan ja muotoilla oman hypoteesinsa tai he voivat omaksua hypoteesin ja päätellä omat ennusteensa. Usein kokeen ei tee ennusteen tehnyt henkilö, ja luonnehdinta perustuu jonkun toisen tekemiin kokeisiin. Kokeiden julkaistut tulokset voivat myös toimia hypoteesina, jolla ennustetaan niiden omaa toistettavuutta.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on havainnointi?
V: Havainnointi on älykkään elävän olennon (esim. ihmisen) toimintaa, joka aistii ja omaksuu tietoa jostakin ilmiöstä aikaisemman tietämyksensä ja ajatustensa puitteissa.
K: Miten havainnointi eroaa pelkästä havainnoinnista?
V: Havainnointi edellyttää muutakin kuin pelkkää havainnointia; siihen kuuluu aktiivinen tiedon etsiminen, usein kokeilemalla.
K: Miksi itse määritellyistä välineistä tehdyt havainnot ovat epäluotettavia?
V: Itsemäärittyvät välineet voivat tuottaa vaihtelevia tuloksia, vaikka niille annettaisiin samat ärsykkeet, minkä vuoksi niitä on vaikea toistaa, eikä niistä ole paljon hyötyä fysiikan kaltaisissa täsmällisissä tieteissä, joissa tarvitaan tarkkoja mittauksia.
K: Millaisia teknisiä välineitä käytetään havainnoimalla saadun tiedon tarkkuuden ja laadun parantamiseen?
V: Esimerkkejä teknisistä välineistä ovat spektrometrit, oskilloskoopit, kamerat, teleskoopit, interferometrit, nauhurit, lämpömittarit jne. sekä kellojen ja vaakojen kaltaiset välineet, jotka auttavat lisäämään tarkkuutta ja hyödyllisyyttä.
K: Miten tieteessä on saavutettu tarkkuus?
V: Tieteen tarkkuus ja menestys on johtunut tarkoista ja objektiivisista (eli toistettavista) havainnoista, joita on tehty tieteen tutkimasta todellisuudesta.
