แบบจำลองการสืบค้นทางวิทยาศาสตร์

โมเดลของการสืบค้นทางวิทยาศาสตร์มีหน้าที่สองประการ ประการแรก ให้คำอธิบายเกี่ยวกับวิธีการปฏิบัติในการสืบค้นทางวิทยาศาสตร์ และประการที่สอง ให้คำอธิบายว่าทำไมการสืบค้นทางวิทยาศาสตร์จึงประสบความสำเร็จ เช่นเดียวกับที่ดูเหมือนว่าจะบรรลุถึงความรู้ที่แท้จริง . นักปรัชญาเวสลีย์ ซี. แซลมอนบรรยายถึงการซักถามทางวิทยาศาสตร์ว่า:

การค้นหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์สิ้นสุดลงในยุคโบราณ ณ จุดหนึ่งในอดีต อย่างน้อยก็ในสมัยของอริสโตเติล นักปรัชญาตระหนักว่าความแตกต่างพื้นฐานควรมาจากความรู้ทางวิทยาศาสตร์สองประเภท—อย่างคร่าวๆ ความรู้นั้นและความรู้ว่าทำไม สิ่งหนึ่งที่ต้องรู้ว่าดาวเคราะห์แต่ละดวงจะกลับทิศทางการเคลื่อนที่เป็นระยะโดยคำนึงถึงพื้นหลังของดาวฤกษ์ที่อยู่กับที่ มันเป็นเรื่องที่ค่อนข้างแตกต่างที่จะรู้ว่าทำไม ความรู้ประเภทแรกนั้นเป็นคำอธิบาย ความรู้ประเภทหลังเป็นการอธิบาย เป็นความรู้เชิงอธิบายที่ให้ความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโลก (แซลมอน, 2549, หน้า 3) [1]

ตามที่สภาวิจัยแห่งชาติ (สหรัฐอเมริกา)ระบุไว้ว่า "การสืบค้นทางวิทยาศาสตร์หมายถึงวิธีต่างๆ มากมายที่นักวิทยาศาสตร์ศึกษาโลกธรรมชาติและเสนอคำอธิบายตามหลักฐานที่ได้มาจากงานของพวกเขา" [2]

บัญชีของการสอบสวนทางวิทยาศาสตร์

รุ่นคลาสสิค

แบบจำลองคลาสสิกของการสอบถามทางวิทยาศาสตร์เกิดขึ้นจากอริสโตเติลผู้ซึ่งแยกแยะรูปแบบของการให้เหตุผลโดยประมาณและที่แน่นอน โดยกำหนดโครงร่างสามแบบของการอนุมานแบบลักพาตัวการนิรนัยและการอนุมานแบบอุปนัย และยังปฏิบัติต่อรูปแบบประสม เช่น การให้เหตุผลโดยการเปรียบเทียบ [ จำเป็นต้องอ้างอิง ]

แบบจำลองเชิงปฏิบัติ

เชิงประจักษ์เชิงตรรกะ

Wesley Salmon (1989) [1]เริ่มการสำรวจทางประวัติศาสตร์เกี่ยวกับคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ด้วยสิ่งที่เขาเรียกว่ามุมมองที่ได้รับดังที่ได้รับจากHempelและOppenheimในช่วงหลายปีที่เริ่มต้นด้วยStudies in the Logic of Explanation (1948) และสิ้นสุดใน Hempel's แง่มุมของคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ (1965) แซลมอนสรุปผลการวิเคราะห์การพัฒนาเหล่านี้ตามตารางต่อไปนี้

ในการจำแนกประเภทนี้ คำอธิบาย แบบนิรนัย-นามวิทยา (DN) ของการเกิดขึ้นคือการหักล้างที่ถูกต้อง ซึ่งข้อสรุประบุว่าผลลัพธ์ที่จะอธิบายเกิดขึ้นจริง อาร์กิวเมนต์แบบนิรนัยเรียกว่าคำอธิบายสถานที่ของมันเรียกว่าคำอธิบาย ( L: อธิบาย ) และข้อสรุปเรียกว่าคำอธิบาย ( L: ที่จะอธิบาย ) ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติเพิ่มเติมหลายประการ คำอธิบายอาจได้รับการจัดอันดับตามระดับศักยภาพไปจนถึง จริง

อย่างไรก็ตาม คำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ไม่ใช่คำอธิบายแบบ DN ทั้งหมด คำ อธิบาย เชิงอุปนัย-สถิติ (IS) อธิบายถึงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นโดยการรวมเหตุการณ์ดังกล่าวไว้ภายใต้กฎทางสถิติ แทนที่จะเป็นกฎเกณฑ์เด็ดขาดหรือกฎสากล และรูปแบบของการสันนิษฐานนั้นเป็นแบบอุปนัยแทนที่จะเป็นแบบนิรนัย ประเภท DN สามารถมองได้ว่าเป็นกรณีที่จำกัดของประเภท IS ทั่วไป การวัดความแน่นอนที่เกี่ยวข้องกับความสมบูรณ์ หรือความน่าจะเป็น 1 ในกรณีแรก ในขณะที่ความน่าจะเป็นน้อยกว่า 1 ในกรณีหลัง

ในมุมมองนี้ โหมดการให้เหตุผลแบบ DN นอกเหนือจากการใช้เพื่ออธิบายเหตุการณ์เฉพาะแล้ว ยังสามารถใช้เพื่ออธิบายความสม่ำเสมอทั่วไปได้อีกด้วย เพียงแค่อนุมานสิ่งเหล่านั้นจากกฎทั่วไปที่ยังคงมีอยู่

ในที่สุด คำอธิบายประเภท นิรนัย-สถิติ (DS) ซึ่งถือเป็นคลาสย่อยของประเภท DN อย่างเหมาะสม จะอธิบายความสม่ำเสมอทางสถิติโดยการหักออกจากกฎหมายทางสถิติที่ครอบคลุมมากขึ้น (แซลมอน 1989 หน้า 8–9) [1]

นั่นคือมุมมองที่ได้รับเกี่ยวกับคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์จากมุมมองของประสบการณ์เชิงตรรกะซึ่งแซลมอนกล่าวว่า "แกว่งไปมา" ในช่วงไตรมาสที่สามของศตวรรษที่ผ่านมา (แซลมอน หน้า 10) [1]

ทางเลือกของทฤษฎี

ในระหว่างประวัติศาสตร์ ทฤษฎีหนึ่งประสบความสำเร็จอีกทฤษฎีหนึ่ง และบางทฤษฎีก็เสนอแนะให้มีการทำงานเพิ่มเติม ในขณะที่บางทฤษฎีดูเหมือนจะพอใจที่จะอธิบายปรากฏการณ์นี้เท่านั้น เหตุผลที่ทฤษฎีหนึ่งได้แทนที่ทฤษฎีอื่นนั้นไม่ได้ชัดเจนหรือเรียบง่ายเสมอไป ปรัชญาของวิทยาศาสตร์ประกอบด้วยคำถาม: เกณฑ์ใดที่ทฤษฎี 'ดี' พึงพอใจ คำถามนี้มีประวัติศาสตร์อันยาวนาน และนักวิทยาศาสตร์และนักปรัชญาหลายคนก็ได้พิจารณาเรื่องนี้แล้ว วัตถุประสงค์คือเพื่อให้สามารถเลือกทฤษฎีหนึ่งว่าดีกว่าอีกทฤษฎีหนึ่งโดยไม่ต้องมีอคติทางความรู้ความเข้าใจ [3]หลายเกณฑ์ที่เสนอบ่อยครั้งถูกสรุปโดย Colyvan [4]ทฤษฎีที่ดี:

  1. มีองค์ประกอบตามอำเภอใจเล็กน้อย (ความเรียบง่าย / ความรอบคอบ);
  2. เห็นด้วยและอธิบายข้อสังเกตที่มีอยู่ทั้งหมด ( พลังรวม/คำอธิบาย ) และคาดการณ์โดยละเอียดเกี่ยวกับการสังเกตในอนาคตที่สามารถพิสูจน์หักล้างหรือบิดเบือนทฤษฎีได้หากไม่ได้อธิบายออกมา
  3. มีผล โดยที่ Colyvan เน้นไม่เพียงแต่เรื่องการทำนายและการปลอมแปลงเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงความเป็นศูนย์กลางของทฤษฎีในการเสนอแนะงานในอนาคตด้วย
  4. มีความสง่างาม (ความสง่างามอย่างเป็นทางการ ไม่มี การปรับเปลี่ยน เฉพาะกิจ )

Stephen Hawkingสนับสนุนข้อ 1, 2 และ 4 แต่ไม่ได้กล่าวถึงความมีประสิทธิผล [5]ในทางกลับกัน Kuhn เน้นย้ำถึงความสำคัญของความเป็นกึ่งหนึ่ง [6]

เป้าหมายคือทำให้การเลือกระหว่างทฤษฎีต่างๆ เป็นไปตามอำเภอใจน้อยลง อย่างไรก็ตาม เกณฑ์เหล่านี้มีองค์ประกอบที่เป็นอัตนัย และเป็นการวิเคราะห์พฤติกรรมมากกว่าส่วนหนึ่งของวิธีการทางวิทยาศาสตร์ [7]นอกจากนี้ หลักเกณฑ์เช่นนี้ไม่จำเป็นต้องตัดสินระหว่างทฤษฎีทางเลือก คำคมนก: [8]

"พวกเขา [เกณฑ์ดังกล่าว] ไม่สามารถกำหนดทางเลือกทางวิทยาศาสตร์ได้ ประการแรก คุณลักษณะใดของทฤษฎีที่ตรงตามเกณฑ์เหล่านี้อาจเป็นที่โต้แย้งได้ ( เช่นความเรียบง่ายเกี่ยวข้องกับข้อผูกมัดทางภววิทยาของทฤษฎีหรือรูปแบบทางคณิตศาสตร์ของทฤษฎีนั้นหรือไม่) ประการที่สอง เกณฑ์เหล่านี้ไม่แน่ชัด และ ดังนั้นจึงมีที่ว่างสำหรับความขัดแย้งเกี่ยวกับระดับที่พวกเขายึดถือ ประการที่สาม อาจมีความขัดแย้งเกี่ยวกับวิธีที่พวกเขาจะถูกถ่วงน้ำหนักโดยสัมพันธ์กัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพวกเขาขัดแย้งกัน"

-  อเล็กซานเดอร์ เบิร์ด ความไม่สามารถเทียบเคียงด้านระเบียบวิธีได้

ยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่มีอยู่เป็นไปตามเกณฑ์เหล่านี้ทั้งหมดหรือไม่ ซึ่งอาจแสดงถึงเป้าหมายที่ยังไม่บรรลุผล ตัวอย่างเช่น อำนาจในการอธิบายเหนือข้อสังเกตที่มีอยู่ทั้งหมด (เกณฑ์ 3) ยังไม่มีทฤษฎีใดเป็นที่พอใจในขณะนี้ [9]

สิ่งใดก็ตามที่อาจเป็นเป้าหมายสูงสุดของนักวิทยาศาสตร์บางคน วิทยาศาสตร์ ที่กำลังปฏิบัติอยู่ในปัจจุบันนั้น ขึ้นอยู่กับคำอธิบายของโลกที่ทับซ้อนกันหลายประการ ซึ่งแต่ละคำอธิบายมีขอบเขตของการบังคับใช้ ในบางกรณีโดเมนนี้มีขนาดใหญ่มาก แต่ในบางกรณีก็ค่อนข้างเล็ก [10]

—  อีบี เดวีส์, พหุนิยมญาณวิทยา, พี. 4

คุณสมบัติของทฤษฎี "ดี" ได้รับการถกเถียงกันมานานหลายศตวรรษ บางทีอาจย้อนกลับไปเร็วกว่ามีดโกนของ Occamด้วยซ้ำ [11]ซึ่งมักถูกมองว่าเป็นคุณลักษณะของทฤษฎีที่ดีด้วยซ้ำ มีดโกนของ Occam อาจอยู่ภายใต้หัวข้อ "ความสง่างาม" ซึ่งเป็นรายการแรกในรายการ แต่Albert Einstein เตือนแอปพลิเคชันที่กระตือรือร้นเกินไป ว่า: "ทุกสิ่งควรทำให้เรียบง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ไม่เรียบง่ายไปกว่านี้" [12]เป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าความมีน้ำใจและความสง่างาม "โดยทั่วไปจะดึงไปในทิศทางที่ต่างกัน" [13] รายการความเท็จในรายการเกี่ยวข้องกับเกณฑ์ที่เสนอโดย Popper ว่าเป็นการแบ่งเขตทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์จากทฤษฎีอย่างโหราศาสตร์: ทั้งการสังเกต "อธิบาย" แต่ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์กลับเสี่ยงต่อการคาดการณ์เพื่อตัดสินว่าถูกต้องหรือไม่ หรือผิด: [14] [15]

“มันต้องเป็นไปได้ที่ระบบวิทยาศาสตร์เชิงประจักษ์จะถูกหักล้างด้วยประสบการณ์”

“คนในหมู่พวกเราที่ไม่เต็มใจที่จะเปิดเผยความคิดของตนให้เสี่ยงต่อการถูกหักล้าง จะไม่มีส่วนร่วมในเกมวิทยาศาสตร์”

—  คาร์ล ป๊อปเปอร์, ตรรกะของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์, หน้า 1 18 และน. 280

โธมัส คุห์นแย้งว่าการเปลี่ยนแปลงในมุมมองของนักวิทยาศาสตร์ต่อความเป็นจริงไม่เพียงแต่ประกอบด้วยองค์ประกอบเชิงอัตนัยเท่านั้น แต่ยังเป็นผลมาจากพลวัตของกลุ่ม "การปฏิวัติ" ในการปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนกระบวนทัศน์ [16]ตามตัวอย่าง คุห์นเสนอว่า" การปฏิวัติโคเปอร์นิกันแบบ เฮลิโอเซนทริค " เข้ามาแทนที่ ทัศนะ ที่มีศูนย์กลาง ทางภูมิศาสตร์ ของปโตเลมี ไม่ใช่เพราะความล้มเหลวเชิงประจักษ์ แต่เป็นเพราะ "กระบวนทัศน์" แบบใหม่ที่พยายามควบคุมสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์รู้สึกว่าเป็นวิธีที่เกิดผลมากกว่าในการ ติดตามเป้าหมายของพวกเขา

แง่มุมของการสอบสวนทางวิทยาศาสตร์

การหักและการเหนี่ยวนำ

การใช้เหตุผลแบบนิรนัยและการใช้เหตุผลแบบอุปนัยมีความแตกต่างกันมากในแนวทางของพวกเขา

การหักเงิน

การใช้เหตุผลแบบนิรนัยคือการให้เหตุผลของการพิสูจน์หรือความหมายเชิงตรรกะ เป็นตรรกะที่ใช้ในคณิตศาสตร์และระบบสัจพจน์ อื่นๆ เช่น ตรรกะที่เป็นทางการ ในระบบนิรนัยจะมีสัจพจน์ (สมมุติฐาน) ที่ไม่ได้รับการพิสูจน์ แท้จริงแล้วสิ่งเหล่านี้ไม่สามารถพิสูจน์ได้หากไม่มีความเป็นวงกลม นอกจากนี้ ยังมีคำศัพท์ดั้งเดิมที่ไม่ได้ให้คำจำกัดความไว้ เนื่องจากไม่สามารถนิยามได้หากไม่มีความเป็นวงกลม ตัวอย่างเช่น เราสามารถกำหนดเส้นตรงให้เป็นชุดของจุดได้ แต่การกำหนดจุดเป็นจุดตัดของเส้นตรงสองเส้นจะเป็นวงกลม เนื่องจากคุณลักษณะที่น่าสนใจของระบบรูปแบบ ต่างๆ เหล่านี้ เบอร์ทรันด์ รัสเซลล์จึงเรียกคณิตศาสตร์อย่างตลกขบขันว่าเป็น "สาขาที่เราไม่รู้ว่าเรากำลังพูดถึงอะไร และสิ่งที่เราพูดนั้นเป็นเรื่องจริงหรือไม่" ทฤษฎีบทและข้อพิสูจน์ทั้งหมดได้รับการพิสูจน์โดยการสำรวจความหมายของสัจพจน์และทฤษฎีบทอื่นๆ ที่ได้รับการพัฒนาขึ้นก่อนหน้านี้ คำศัพท์ใหม่ถูกกำหนดโดยใช้คำศัพท์ดั้งเดิมและคำจำกัดความที่ได้รับอื่น ๆ ตามเงื่อนไขดั้งเดิมเหล่านั้น

ในระบบนิรนัย เราสามารถใช้คำว่า "การพิสูจน์" ได้อย่างถูกต้องเหมือนกับที่ใช้กับทฤษฎีบท การบอกว่าทฤษฎีบทได้รับการพิสูจน์แล้วหมายความว่าเป็นไปไม่ได้ที่สัจพจน์จะเป็นจริงและทฤษฎีบทนั้นจะเป็นเท็จ ตัวอย่างเช่น เราสามารถทำการอ้างเหตุผล ง่ายๆ ดังต่อไปนี้:

  1. อุทยานแห่งชาติ Archesตั้งอยู่ในรัฐยูทาห์
  2. ฉันยืนอยู่ในอุทยานแห่งชาติอาร์เชส
  3. ด้วยเหตุนี้ข้าพเจ้าจึงยืนอยู่ในรัฐยูทาห์

โปรดสังเกตว่าเป็นไปไม่ได้ (สมมติว่ามีการระบุเกณฑ์คุณสมบัติเล็กน้อยทั้งหมด) ที่จะอยู่ในอาร์เชสและไม่อยู่ในยูทาห์ อย่างไรก็ตาม คุณสามารถอยู่ในยูทาห์ได้ในขณะที่ไม่ได้อยู่ในอุทยานแห่งชาติ Arches ความหมายมีผลในทิศทางเดียวเท่านั้น ข้อความ (1) และ (2) เมื่อนำมารวมกันหมายถึงข้อความ (3) ข้อความ (3) ไม่ได้หมายความถึงข้อความใด ๆ เกี่ยวกับข้อความ (1) หรือ (2) โปรดสังเกตว่าเรายังไม่ได้พิสูจน์ข้อความ (3) แต่เราได้แสดงให้เห็นว่าข้อความ (1) และ (2) รวมกันบ่งบอกถึงข้อความ (3) ในทางคณิตศาสตร์ สิ่งที่พิสูจน์แล้วไม่ใช่ความจริงของทฤษฎีบทใดทฤษฎีหนึ่ง แต่สัจพจน์ของระบบบ่งบอกถึงทฤษฎีบทนั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง เป็นไปไม่ได้ที่สัจพจน์จะเป็นจริงและทฤษฎีบทจะเป็นเท็จ จุดแข็งของระบบนิรนัยคือมั่นใจในผลลัพธ์ จุดอ่อนก็คือมันเป็นโครงสร้างที่เป็นนามธรรมซึ่งน่าเสียดายที่หลุดออกจากโลกทางกายภาพไปหนึ่งก้าว อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้มีประโยชน์มาก เนื่องจากคณิตศาสตร์ได้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ธรรมชาติโดยให้แบบจำลองที่เป็นประโยชน์ของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ผลลัพธ์ประการหนึ่งคือการพัฒนาผลิตภัณฑ์และกระบวนการที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษยชาติ

การเหนี่ยวนำ

ลักษณะทั่วไปแบบอุปนัย

การเรียนรู้เกี่ยวกับโลกทางกายภาพมักเกี่ยวข้องกับการใช้เหตุผลแบบอุปนัย มันมีประโยชน์ในองค์กรเช่นงานสืบสวนทางวิทยาศาสตร์และที่เกิดเหตุ คนหนึ่งสร้างชุดข้อสังเกตที่เฉพาะเจาะจง และพยายามสร้างหลักการทั่วไปโดยอาศัยการสังเกตเหล่านั้น ซึ่งจะชี้ไปยังข้อสังเกตอื่นๆ บางอย่างที่อาจเป็นผลตามธรรมชาติจากการทดลองซ้ำหรือทำการสังเกตเพิ่มเติมจากชุดสถานการณ์ที่แตกต่างกันเล็กน้อย หากข้อสังเกตที่คาดการณ์ไว้เป็นจริง ก็อาจมาถูกทางแล้ว อย่างไรก็ตามหลักการทั่วไปยังไม่ได้รับการพิสูจน์ หลักการบอกเป็นนัยว่าควรปฏิบัติตามข้อสังเกตบางอย่าง แต่การสังเกตเชิงบวกไม่ได้หมายความถึงหลักการ ค่อนข้างเป็นไปได้ที่หลักการอื่นบางอย่างสามารถอธิบายการสังเกตที่ทราบได้ และอาจทำได้ดีกว่ากับการทดลองในอนาคต ความหมายนั้นไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ดังเช่นในลัทธิอ้างเหตุผลที่ใช้ในการอภิปรายเรื่องการนิรนัย ดังนั้นจึงไม่ถูกต้องที่จะกล่าวว่าหลักการทางวิทยาศาสตร์หรือสมมติฐาน/ทฤษฎีได้รับการ "พิสูจน์" ในความหมายที่เข้มงวดของการพิสูจน์ที่ใช้ในระบบนิรนัย

ตัวอย่างคลาสสิกของเรื่องนี้คือการศึกษาเรื่องแรงโน้มถ่วง นิวตันตั้งกฎแรงโน้มถ่วงขึ้นมา โดยระบุว่าแรงโน้มถ่วงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของมวลทั้งสอง และเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างมวลทั้งสอง เป็นเวลากว่า 170 ปีแล้วที่ข้อสังเกตทั้งหมดดูเหมือนจะยืนยันสมการของเขาได้ อย่างไรก็ตาม ในที่สุดกล้องโทรทรรศน์ก็มีพลังมากพอที่จะมองเห็นความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยในวงโคจรของดาวพุธ นักวิทยาศาสตร์พยายามทุกอย่างเท่าที่จะจินตนาการได้เพื่ออธิบายความคลาดเคลื่อนนี้ แต่พวกเขาไม่สามารถทำได้โดยใช้วัตถุที่จะเคลื่อนที่ไปในวงโคจรของดาวพุธ ในที่สุด ไอน์สไตน์ก็ได้พัฒนาทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปขึ้นและอธิบายวงโคจรของดาวพุธและข้อสังเกตอื่นๆ ทั้งหมดที่ทราบเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วง ในช่วงเวลาอันยาวนานที่นักวิทยาศาสตร์ทำการสังเกตการณ์ที่ดูเหมือนจะยืนยันทฤษฎีของนิวตัน พวกเขาไม่ได้พิสูจน์ทฤษฎีของเขาว่าเป็นจริงเลย อย่างไรก็ตาม มันคงจะดูเหมือนในเวลาที่พวกเขาทำ ใช้ตัวอย่างโต้แย้งเพียงตัวอย่างเดียว (วงโคจรของดาวพุธ) เพื่อพิสูจน์ว่ามีบางอย่างผิดปกติในทฤษฎีของเขา

นี่เป็นเรื่องปกติของการให้เหตุผลแบบอุปนัย ข้อสังเกตทั้งหมดที่ดูเหมือนจะยืนยันทฤษฎีนี้ไม่ได้พิสูจน์ความจริงของมัน แต่ตัวอย่างแย้งหนึ่งข้อสามารถพิสูจน์ได้ว่าเป็นเท็จ นั่นหมายความว่ามีการใช้ตรรกะนิรนัยในการประเมินทฤษฎี กล่าวอีกนัยหนึ่ง ถ้า A หมายถึง B ไม่ใช่ B แปลว่าไม่ใช่ A ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ได้รับการสนับสนุนจากข้อสังเกตมากมายโดยใช้เครื่องมือและการทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่ดีที่สุด อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันทฤษฎีของเขามีสถานะเดียวกับทฤษฎีความโน้มถ่วงของนิวตัน ก่อนที่จะพบปัญหาในวงโคจรของดาวพุธ มีความน่าเชื่อถือสูงและตรวจสอบได้กับทุกสิ่งที่เรารู้ แต่ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ มันเป็นสิ่งที่ดีที่สุดที่เรามีในเวลานี้เท่านั้น

อีกตัวอย่างหนึ่งของการใช้เหตุผลทางวิทยาศาสตร์ที่ถูกต้องแสดงอยู่ในการค้นหาฮิกส์โบซอน ใน ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ใน การทดลอง คอมแพ็คมิวออนโซลินอยด์ที่เครื่องชนแฮดรอนขนาดใหญ่ได้ทำการทดลองโดยให้ข้อมูลที่บ่งชี้ถึงการมีอยู่ของฮิกส์โบซอน อย่างไรก็ตาม เมื่อตระหนักว่าผลลัพธ์สามารถอธิบายได้ว่าเป็นความผันผวนของพื้นหลัง ไม่ใช่ฮิกส์โบซอน พวกเขาจึงระมัดระวังและรอข้อมูลเพิ่มเติมจากการทดลองในอนาคต กุยโด โตเนลลี กล่าวว่า:

"เราไม่สามารถยกเว้นการมีอยู่ของโมเดลมาตรฐาน Higgs ระหว่าง 115 ถึง 127 GeVได้ เนื่องจากเหตุการณ์ที่มากเกินไปเล็กน้อยในภูมิภาคมวลนี้ซึ่งปรากฏขึ้นค่อนข้างสม่ำเสมอในห้าช่องสัญญาณอิสระ [...] ณ วันนี้สิ่งที่เราเห็นมีความสอดคล้องกัน ไม่ว่าจะมีพื้นหลังผันผวนหรือมีโบซอนก็ตาม”

วิธีหนึ่งในการอธิบายวิธีการทางวิทยาศาสตร์จะต้องมีขั้นตอนเหล่านี้อย่างน้อย:

  1. จัดทำชุดข้อสังเกตเกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่กำลังศึกษา
  2. สร้างสมมติฐานที่อาจอธิบายข้อสังเกตได้ (ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการให้เหตุผลแบบอุปนัยและ/หรือแบบย่อ )
  3. ระบุความหมายและผลลัพธ์ที่ต้องปฏิบัติตาม หากสมมติฐานเป็นจริง
  4. ทำการทดลองหรือการสังเกตอื่นๆ เพื่อดูว่าผลลัพธ์ที่คาดการณ์ไว้ล้มเหลวหรือไม่
  5. หากผลลัพธ์ที่คาดการณ์ไว้ล้มเหลว สมมติฐานนั้นได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเท็จ เนื่องจากถ้า A หมายถึง B ดังนั้น B ไม่ใช่จะหมายถึงไม่ใช่ A (โดยการหักออก) จึงจำเป็นต้องเปลี่ยนสมมติฐานและกลับไปยังขั้นตอนที่ 3 หากผลลัพธ์ที่คาดการณ์ไว้ได้รับการยืนยัน สมมติฐานดังกล่าวจะไม่ได้รับการพิสูจน์ แต่อาจกล่าวได้ว่าสอดคล้องกับข้อมูลที่ทราบมากกว่า

เมื่อสมมติฐานผ่านการทดสอบในจำนวนที่เพียงพอแล้ว ก็อาจได้รับการส่งเสริมให้เป็นทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ ทฤษฎีคือสมมติฐานที่ผ่านการทดสอบมาหลายครั้งและดูเหมือนว่าจะสอดคล้องกับทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์อื่นๆ ที่เป็นที่ยอมรับ เนื่องจากทฤษฎีเป็นสมมติฐานที่ได้รับการส่งเสริม ทฤษฎีจึงมี 'ตรรกะ' ชนิดเดียวกันและมีข้อจำกัดทางตรรกะเหมือนกัน เช่นเดียวกับสมมติฐานที่ไม่สามารถพิสูจน์ได้แต่สามารถหักล้างได้ ทฤษฎีนั้นก็เป็นจริงเช่นเดียวกัน มันคนละระดับกัน ไม่ใช่ใจดี

ข้อโต้แย้งจากการเปรียบเทียบ

ข้อโต้แย้งจากการเปรียบเทียบเป็นการใช้เหตุผลเชิงอุปนัยอีกประเภทหนึ่ง ในการโต้แย้งจากการเปรียบเทียบ มีคนอนุมานว่าเนื่องจากสองสิ่งเหมือนกันหลายประการ จึงมีแนวโน้มที่จะเหมือนกันในอีกประการหนึ่ง แน่นอนว่านี่เป็นข้อสันนิษฐาน เป็นเรื่องปกติที่จะพยายามค้นหาความคล้ายคลึงกันระหว่างปรากฏการณ์ทั้งสองและสงสัยว่าเราสามารถเรียนรู้อะไรจากความคล้ายคลึงเหล่านั้นได้ อย่างไรก็ตาม การสังเกตว่าสองสิ่งมีคุณลักษณะร่วมกันหลายประการไม่ได้หมายความถึงความคล้ายคลึงใดๆ ในด้านอื่นๆ เป็นไปได้ว่าผู้สังเกตการณ์ได้สังเกตเห็นคุณลักษณะทั้งหมดที่ใช้ร่วมกันแล้ว และคุณลักษณะอื่นๆ จะแตกต่างออกไป การโต้แย้งจากการเปรียบเทียบเป็นวิธีการให้เหตุผลที่ไม่น่าเชื่อถือซึ่งอาจนำไปสู่ข้อสรุปที่ผิดพลาดได้ และดังนั้นจึงไม่สามารถใช้เพื่อสร้างข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์ได้

ดูสิ่งนี้ด้วย

อ้างอิง

  1. ↑ abcd เวสลีย์ ซี. แซลมอน (2006) คำอธิบายทางวิทยาศาสตร์สี่ทศวรรษ (Reprint of Salmon, WC 1989. In, Scientific Explanation , eds. P. Kitcher และ WC Salmon, เล่ม XIII ของ Minnesota Studies in the Philosophy of Science ed.) สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพิตส์เบิร์ก ไอเอสบีเอ็น  9780822959267.
  2. สภาวิจัยแห่งชาติ (2539). มาตรฐานการศึกษาวิทยาศาสตร์แห่งชาติ วอชิงตัน ดี.ซี.: สำนักพิมพ์สถาบันแห่งชาติ พี 23. ดอย :10.17226/4962. ไอเอสบีเอ็น  978-0-309-05326-6.
  3. โธมัส คุห์นกล่าวอย่างเป็นทางการถึงความจำเป็นนี้สำหรับ "บรรทัดฐานสำหรับการเลือกทฤษฎีที่มีเหตุผล" การอภิปรายเรื่องหนึ่งของเขาได้รับการพิมพ์ซ้ำในThomas S Kuhn (2002-11-01) "บทที่ 9: ความมีเหตุผลและการเลือกทฤษฎี" ใน เจมส์ โคแนนท์, จอห์น เฮาเกแลนด์ (บรรณาธิการ) ถนนตั้งแต่โครงสร้าง: บทความเชิงปรัชญา, 1970–1993 (ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2) สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยชิคาโก. หน้า208 ff ไอเอสบีเอ็น  0226457990.
  4. มาร์ก โคลีแวน (2001) สิ่งที่ขาดไม่ได้ของคณิตศาสตร์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด. หน้า 78–79. ไอเอสบีเอ็น  0195166612.
  5. สตีเฟน ฮอว์คิง; ลีโอนาร์ด มโลดิโนว์ (2010) "ความจริงคืออะไร?". เดอะ แกรนด์ ดีไซน์ . Random House Digital, Inc.พี. 51. ไอเอสบีเอ็น  978-0553907070.ดูเพิ่มเติมที่: ความสมจริงขึ้นอยู่กับโมเดล
  6. โธมัส เอส. คุห์น (1966) โครงสร้างของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์(PDF) (ฉบับที่ 3) สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยชิคาโก. พี 157. ไอเอสบีเอ็น  0226458083. การตัดสินใจนั้นจะต้องขึ้นอยู่กับความสำเร็จในอดีตน้อยกว่าคำสัญญาในอนาคต
  7. ตัวอย่างเช่น Hawking/Mlodinow กล่าวว่า (The Grand Design, หน้า 52) "เกณฑ์ข้างต้นเป็นเรื่องส่วนตัวอย่างเห็นได้ชัด ตัวอย่างเช่น ความสง่างามไม่ใช่สิ่งที่วัดกันได้ง่ายๆ แต่ได้รับการยกย่องอย่างสูงในหมู่นักวิทยาศาสตร์" แนวคิดเรื่อง 'บาโรกเกินไป' เชื่อมโยงกับ 'ความเรียบง่าย': "ทฤษฎีที่อัดแน่นไปด้วยปัจจัยเหลวไหลนั้นไม่สง่างามมากนัก ในการถอดความของไอน์สไตน์ ทฤษฎีควรเรียบง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ไม่ง่ายกว่านี้" (The Grand Design, p . 52) ดูเพิ่มเติมที่: Simon Fitzpatrick (5 เมษายน 2013) "ความเรียบง่ายในปรัชญาวิทยาศาสตร์" สารานุกรมปรัชญาอินเทอร์เน็ต .และBaker, Alan (25 ก.พ. 2553) "เรียบง่าย". ใน เอ็ดเวิร์ด เอ็น. ซัลตา (เอ็ด.) สารานุกรมปรัชญาสแตนฟอร์ด (ฉบับฤดูร้อน 2011 )
  8. เบิร์ด, อเล็กซานเดอร์ (11 สิงหาคม พ.ศ. 2554) "§4.1 ความไม่สมดุลของระเบียบวิธี" ใน เอ็ดเวิร์ด เอ็น. ซัลตา (เอ็ด.) สารานุกรมปรัชญาสแตนฟอร์ด (ฉบับฤดูใบไม้ผลิ 2013 )
  9. ดูสตีเฟน ฮอว์คิง; ลีโอนาร์ด มโลดิโนว์ (2010) การออกแบบที่ยิ่งใหญ่ Random House Digital, Inc.พี. 8. ไอเอสบีเอ็น 978-0553907070. มันเป็นทฤษฎีที่แตกต่างกันทั้งกลุ่ม ซึ่งแต่ละทฤษฎีเป็นคำอธิบายที่ดีของการสังเกตเฉพาะในสถานการณ์ทางกายภาพบางช่วงเท่านั้น...แต่เนื่องจากไม่มีแผนที่ที่เป็นตัวแทนที่ดีของพื้นผิวโลกทั้งหมด จึงไม่มีแผนที่ใดที่เป็นตัวแทนที่ดีของพื้นผิวโลกทั้งหมดได้ ทฤษฎีที่เป็นตัวแทนการสังเกตที่ดีในทุกสถานการณ์
  10. อี ไบรอัน เดวีส์ (2006) "พหุนิยมทางญาณวิทยา". เอกสาร สำคัญPhilSci
  11. มีดโกนของ Occam บางครั้งเรียกว่า "อภิปรัชญาอภิปรัชญา" มีการระบุอย่างคร่าวๆ ว่า: เมื่อพิจารณาตัวเลือกระหว่างสองทฤษฎี วิธีที่ง่ายที่สุดคือดีที่สุด คำแนะนำนี้มักมีสาเหตุมาจากวิลเลียมแห่งอ็อคแฮมในศตวรรษที่ 14 แม้ว่ามันอาจจะเกิดขึ้นก่อนเขาก็ตาม ดูBaker, Alan (25 กุมภาพันธ์ 2010) "ความเรียบง่าย; §2: อภิปรัชญาอภิปรัชญา" สารานุกรมปรัชญาสแตนฟอร์ด (ฉบับฤดูร้อน 2011 ) ดึงข้อมูลเมื่อ2011-11-14 .
  12. คำพูดนี้อาจเป็นการถอดความ ดูการอ้างอิงมือถือ (2011) คำคมที่มีชื่อเสียงจาก 100 ผู้ยิ่งใหญ่ การอ้างอิงมือถือ ไอเอสบีเอ็น 978-1611980769.MobilReference เป็นผู้จัดพิมพ์ e-book ในบอสตัน
  13. เบเกอร์, อลัน (25 ก.พ. 2553) "เรียบง่าย". ใน เอ็ดเวิร์ด เอ็น. ซัลตา (เอ็ด.) สารานุกรมปรัชญาสแตนฟอร์ด (ฉบับฤดูร้อน 2011 )
  14. คาร์ล ป๊อปเปอร์. "วิทยาศาสตร์: การ คาดเดาและการพิสูจน์" (PDF) Texas A&M University ห้องแล็บอินเทอร์เฟซด้านแรงจูงใจและการรับรู้ เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่2013-09-09 สืบค้นเมื่อ2013-01-22 . การบรรยายโดย Popper นี้ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกโดยเป็นส่วนหนึ่งของหนังสือConjectures and Refutationsและมีลิงก์อยู่ที่นี่
  15. คาร์ล ไรมันด์ ป๊อปเปอร์ (2002) ตรรกะของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ (พิมพ์ซ้ำการแปลปี 1935 Logik der Forchung  ed.) เลดจ์/เทย์เลอร์ และฟรานซิส กรุ๊ป หน้า 18, 280. ไอเอสบีเอ็น  0415278430.
  16. โธมัส เอส. คุห์น (1966) โครงสร้างของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์(PDF) (ฉบับที่ 3) สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยชิคาโก. ไอเอสบีเอ็น  0226458083.

อ่านเพิ่มเติม

  • บทนำเกี่ยวกับตรรกะและวิธีการทางวิทยาศาสตร์ (1934) โดยErnest NagelและMorris Raphael Cohen
  • พจนานุกรมปรัชญา (1942) โดยDagobert D. Runes
  • การทำความเข้าใจความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์: ประจักษ์นิยมเชิงจุดมุ่งหมาย, 2017, Paragon House, St. Paul โดยNicholas Maxwell

ลิงค์ภายนอก

  • การเคลื่อนตัวของจุดใกล้สุดของดาวพุธ
แปลจาก "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Models_of_scientific_inquiry&oldid=1146161494"