Tiede | mitä me teemme selvittääksemme luonnon maailmaa
Tiede on sitä, mitä teemme saadaksemme tietoa luonnollisesta maailmasta. Luonnontieteisiin kuuluvat kemia, biologia, geologia, tähtitiede ja fysiikka. Luonnontieteissä käytetään matematiikkaa ja logiikkaa, joita kutsutaan joskus "muodollisiksi tieteiksi". Luonnontieteissä tehdään havaintoja ja kokeita. Tiede tuottaa tarkkoja tosiasioita, tieteellisiä lakeja ja teorioita. 'Tiede' viittaa myös siihen suureen tietomäärään, joka on löydetty tämän prosessin avulla.
Tutkimuksessa käytetään tieteellistä menetelmää. Tieteellisessä tutkimuksessa käytetään ideoihin tai aiempaan tietoon perustuvia hypoteeseja, jotka voidaan luokitella eri aiheiden kautta. Sitten näitä hypoteeseja testataan kokeiden avulla.
Ihmisiä, jotka tutkivat ja tutkivat tiedettä ja yrittävät saada siitä kaiken selville, kutsutaan tiedemiehiksi. Tutkijat tutkivat asioita tarkastelemalla niitä hyvin huolellisesti, mittaamalla niitä ja tekemällä kokeita ja testejä. Tutkijat yrittävät selittää, miksi asiat toimivat niin kuin ne toimivat, ja ennustaa, mitä tulee tapahtumaan.
Maailmankaikkeuden mittakaava tieteenalojen mukaan kartoitettuna
Tieteellinen menetelmä
Nykyään "tiede" viittaa yleensä tapaan etsiä tietoa, ei vain itse tietoon. Kyse on pääasiassa aineellisen maailman ilmiöistä. Kreikkalaiset teokset Länsi-Eurooppaan 6.-7. vuosisadalla eaa. elvyttivät "filosofian". 1600- ja 1700-luvuilla tiedemiehet pyrkivät yhä enemmän muotoilemaan tietoa luonnonlakien, kuten Newtonin liikelakien, avulla. Ja 1800-luvulla sana "tiede" liitettiin yhä enemmän itse tieteelliseen menetelmään. Se nähtiin tapana tutkia luonnon maailmaa, mukaan lukien fysiikkaa, kemiaa, geologiaa ja biologiaa.
William Whewell loi 1800-luvulla myös termin tiedemies. Hän tarkoitti sitä erottaakseen toisistaan ne, jotka etsivät tietoa luonnosta, ja ne, jotka etsivät muunlaista tietoa.
Tieteellinen menetelmä on nimitys tiedemiesten käyttämille menetelmille, joilla he etsivät tietoa. Tieteellisen menetelmän pääpiirteet ovat seuraavat:
- Tutkijat tunnistavat luontoa koskevan kysymyksen tai ongelman. Jotkut ongelmat ovat yksinkertaisia, kuten "kuinka monta jalkaa kärpäsillä on?", ja jotkut ovat hyvin syvällisiä, kuten "miksi esineet putoavat maahan?".
- Seuraavaksi tutkijat tutkivat ongelmaa. He työskentelevät sen parissa ja keräävät tietoja. Joskus riittää, että katsoo tarkkaan.
- Joihinkin kysymyksiin ei voida vastata suoraan. Silloin tutkijat ehdottavat ideoita ja testaavat niitä. He tekevät kokeita ja keräävät tietoja.
- Lopulta he löytävät mielestään hyvän ratkaisun ongelmaan. Sitten he kertovat siitä ihmisille.
- Myöhemmin muut tiedemiehet voivat olla samaa mieltä tai olla eri mieltä. He voivat ehdottaa toista vastausta. He saattavat tehdä lisää kokeita. Mitä tahansa tieteessä voidaan tarkistaa, jos käy ilmi, että aiempi ratkaisu ei ollut riittävän hyvä.
Esimerkki
Kuuluisa esimerkki tieteestä toiminnassa oli Arthur Eddingtonin johtama retkikunta Principen saarelle Afrikassa vuonna 1919. Hän meni sinne kirjaamaan, missä tähdet olivat Auringon ympärillä auringonpimennyksen aikana. Tähtien sijainnin havainnointi osoitti, että tähtien näennäinen sijainti lähellä Aurinkoa oli muuttunut. Auringon ohi kulkeva valo vetäytyi painovoiman vaikutuksesta kohti Aurinkoa. Tämä vahvisti Albert Einsteinin vuonna 1915 julkaistussa yleisessä suhteellisuusteoriassaan tekemät gravitaatiolinssiennusteet. Eddingtonin havaintoja pidettiin ensimmäisenä vankkana todisteena Einsteinin teorian puolesta.
Tieteellisen tutkimuksen käytännön vaikutukset
Perustutkimuksen alalla tehdyt löydöt voivat muuttaa maailmaa. Esimerkiksi:
| Tutkimus | Vaikutus |
| Staattinen sähkö ja magnetismi (1600) | Kaikki sähkölaitteet, dynamot, sähkövoimalaitokset, nykyaikainen elektroniikka, mukaan lukien sähkövalaistus, televisio, sähkölämmitys, magneettinauha, kaiutin sekä kompassi ja ukkosenjohdatin. |
| Diffraktio (1665) | Optiikka, joten valokuitukaapeli (1840-luku), kaapelitelevisio ja internet. |
| Bakteeriteoria (1700) | Hygienia, joka johtaa tartuntatautien leviämisen vähenemiseen; vasta-aineet, jotka johtavat taudinmääritystekniikoihin ja kohdennettuihin syöpähoitoihin. |
| Rokottaminen (1798) | Se johti useimpien tartuntatautien hävittämiseen kehittyneistä maista ja isorokon maailmanlaajuiseen hävittämiseen. |
| Aurinkosähkö (1839) | Aurinkokennot (1883), joten aurinkoenergia, aurinkokäyttöiset kellot, laskimet ja muut laitteet. |
| Merkuriuksen outo kiertorata (1859) ja muut tutkimukset, | Satelliittiteknologia, kuten GPS (1973), satelliittinavigointi ja viestintäsatelliitit. |
| Radioaallot (1887) | Käytetään yleisradiossa (1906) ja televisiossa (1927) viihde. Sitä käytetään puhelinliikenteessä, hätäpalveluissa, tutkissa (navigointi ja sääennusteet), lääketieteessä, tähtitieteessä, langattomassa viestinnässä ja verkottumisessa. Radiotutkimus johti mikroaaltokeittoon. |
| Radioaktiivisuus (1896) ja antiaine (1932). | Syövän hoito (1896), radiometrinen ajoitus (1905), ydinreaktorit (1942) ja aseet (1945), PET-skannaukset (1961) ja lääketieteellinen tutkimus (isotooppimerkinnät). |
| Röntgensäteet (1896) | Lääketieteellinen kuvantaminen, mukaan lukien tietokonetomografia |
| Kristallografia ja kvanttimekaniikka (1900) | Puolijohdekomponentit (1906), tästä johtuen nykyaikainen tietojenkäsittely ja televiestintä, mukaan lukien integrointi langattomiin laitteisiin: matkapuhelin. |
| Muovit (1907) | Bakeliitista alkaen monenlaisia keinotekoisia polymeerejä lukuisiin sovelluksiin teollisuudessa ja jokapäiväisessä elämässä. |
| Antibiootit (1880-luku, 1928) | Salvarsan, penisilliini, doksisykliini. Vuonna 2018 amoksisilliini ja amoksisilliini/klavulaanihappo olivat yleisimmin käytettyjä. |
| Ydinmagneettinen resonanssi (1930-luku) | Ydinmagneettiresonanssispektroskopia (1946), magneettikuvaus (1971), toiminnallinen magneettikuvaus (1990-luku). |
| Genomiikka (1990-luku) | Genomiikka = genetiikka + lääketiede. Se on genomien rakennetta, toimintaa, evoluutiota, kartoitusta ja muokkausta. Genomi on eliön koko DNA:n (tai RNA:n) kokonaisuus. Siitä muodostuvat sen geenit. Rokotteet viruksia vastaan rakennetaan genomiikan avulla. |
Muita tieteen piirteitä
Kaikki eivät ole täysin samaa mieltä siitä, miten teorioita pitäisi käyttää tai päivittää. Jotkut filosofit ja tiedemiehet sanovat, että tieteelliset teoriat hyväksytään vain toistaiseksi. Ne ovat voimassa niin kauan kuin ne ovat paras selitys. Kun teoriat eivät enää selitä tietoja, ne poistetaan ja korvataan. Tai joskus tiedemiehet parantavat teoriaa sen sijaan, että poistaisivat sen, tai he jatkavat teorian käyttöä toivoen, että se lopulta paranee.
Tiede on keino saada tietoa poistamalla se, mikä ei ole totta.
Tutkijoiden on oltava hyvin varovaisia, jotta selitykset sopivat hyvin yhteen sen kanssa, mitä he havaitsevat ja mittaavat. He kilpailevat paremmista selityksistä. Selitys voi olla mielenkiintoinen tai miellyttävä, mutta jos se ei sovi yhteen sen kanssa, mitä muut tutkijat todella näkevät ja mittaavat, he yrittävät löytää paremman selityksen.
Ennen kuin tieteellinen artikkeli julkaistaan, muut tutkijat lukevat sen. He päättävät, ovatko selitykset järkeviä tietojen perusteella. Tätä kutsutaan vertaisarvioinniksi. Artikkelien julkaisemisen jälkeen muut tutkijat tarkistavat myös, tuottavatko samat kokeet, havainnot tai testit samat tiedot uudelleen. Vertaisarviointi ja kokeiden toistaminen ovat ainoa tapa varmistaa, että tieto on oikeaa.
Tiede luo malleja luonnosta, maailmankaikkeudesta ja lääketieteestä. On olemassa monia eri tieteitä, joilla on omat nimensä. Ei kuitenkaan ole oikein sanoa, että "tiede sanoo" jotain tiettyä asiaa. Tiede on prosessi, ei vain kerralla uskottuja tosiasioita ja sääntöjä.
Eräät tieteen lajit
· Biologia
· Eläintiede
· Kasvitiede
· Ekologia
· Fysikaaliset tieteet
· Fysiikka
· Kemia
· Meteorologia
· Geologia
· Merentutkimus
- Yhteiskuntatieteet
· Valtiotiede
· Sosiaalityö
- Muodolliset ja soveltavat tieteet
· Tilastot
· Lääketiede
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on tiede?
V: Tiede on prosessi, jossa luonnon maailmaa tutkitaan ja ymmärretään havaintojen, kokeiden ja tutkimuksen avulla. Sillä viitataan myös laajaan tietopakettiin, joka on löydetty tämän prosessin avulla.
K: Mitä esimerkkejä luonnontieteistä on?
V: Luonnontieteisiin kuuluvat kemia, biologia, geologia, tähtitiede ja fysiikka.
K: Mitä ovat "muodolliset tieteet"?
V: Formaalit tieteet ovat matematiikkaa ja logiikkaa, joita käytetään tieteellisessä tutkimuksessa.
K: Miten tieteellinen tutkimus toimii?
V: Tieteellisessä tutkimuksessa käytetään ideoihin tai aiempaan tietoon perustuvia hypoteeseja, jotka voidaan luokitella eri aiheisiin. Näitä hypoteeseja testataan sitten kokeiden avulla.
K: Kuka opiskelee luonnontieteitä?
V: Ihmisiä, jotka tutkivat ja tutkivat tiedettä saadakseen siitä kaiken selville, kutsutaan tiedemiehiksi.
K: Miten tiedemiehet tutkivat asioita?
V: Tutkijat tutkivat asioita tarkastelemalla niitä hyvin huolellisesti, mittaamalla niitä, tekemällä kokeita ja testejä, yrittämällä selittää, miksi asiat toimivat niin kuin toimivat, ja ennustamalla, mitä tulee tapahtumaan.
