Vetenskap: definition, naturvetenskap och vetenskaplig metod
Upptäck vad vetenskap är, naturvetenskapens grenar och den vetenskapliga metoden — hypoteser, experiment och forskning som förklarar och förutsäger naturen.
Vetenskap är det systematiska sätt vi använder för att ta reda på hur naturen och universum fungerar. Begreppet kan syfta både på den metod vi använder och på den stora mängd kunskap som har samlats in med hjälp av denna metod. Vetenskapen söker förklaringar som är prövbara och reproducerbara, och den bygger på noggranna observationer, experiment och logisk analys.
Naturvetenskap och formella vetenskaper
Naturvetenskaperna studerar den fysiska världen och inkluderar discipliner som kemi, biologi, geologi, astronomi och fysik. Dessa fält använder ofta matematik och logik, vilka ibland kallas formella vetenskaper. Formella vetenskaper utvecklar begrepp, strukturer och bevismetoder som är viktiga för att formulera teorier och tolka resultat inom naturvetenskaperna.
Den vetenskapliga metoden
I forskning används den vetenskapliga metoden för att samla in pålitlig kunskap. Metoden är aldrig helt linjär, men vanliga steg är:
- Observation – noggrann observation av ett fenomen.
- Frågeställning – formulera en tydlig fråga utifrån observationen.
- Hypotes – skapa en testbar förklaring eller prognos (hypoteser).
- Experiment och mätning – pröva hypotesen genom kontrollerade experiment och noggranna mätningar.
- Analys – bearbeta och tolka data, ofta med hjälp av statistik för att bedöma osäkerhet.
- Slutsats och granskning – bedöma om resultaten stödjer hypotesen; publicering och peer review gör det möjligt för andra att upprepa och kontrollera arbetet.
Viktiga egenskaper hos vetenskapliga påståenden är att de ska vara falsifierbara (möjliga att motbevisa), reproducerbara och öppna för revidering i ljuset av ny evidens.
Från fakta till teorier och lagar
Vetenskapen producerar både enskilda fakta, empiriska samband som kan sammanfattas i vetenskapliga lagar, och bredare teorier som förklarar och förenar många observationer. En teori är i vetenskaplig mening inte en gissning utan en välunderbyggd förklaring som ofta bygger på stora mängder bevis.
Forskare och deras arbete
Människor som studerar och forskar kallas ofta vetenskapsmän eller forskare. Forskare studerar världen genom att titta noggrant, göra mätningar, utföra experiment och genomföra tester. De formulerar hypoteser, samlar in data och försöker förutsäga framtida händelser eller beteenden hos system. Arbetsprocessen är ofta iterativ — nya resultat leder till nya frågor och förbättrade hypoteser.
Användning, etik och begränsningar
Vetenskapen har många tillämpningar, från medicinska framsteg och teknik till förståelse av klimat och miljö. Samtidigt har vetenskapliga metoder begränsningar: de kan inte besvara frågor av rent värdemässigt eller moraliskt slag, och slutsatser är alltid preliminära och öppna för förbättring. Viktiga etiska aspekter i forskningen rör till exempel behandling av människor och djur, öppenhet i rapportering och ansvar för hur resultat används.
Sammanfattning
Vetenskap är en systematisk process för att skaffa kunskap genom observation, hypotesprövning och kritisk granskning. Genom att kombinera matematik, logik och empiriska metoder skapar forskare robusta förklaringar som kan prövas och förbättras. Den kunskap som produceras hjälper oss att förstå naturen, utveckla ny teknik och fatta informerade beslut i samhället.
Universums skala i förhållande till vetenskapens grenar
Vetenskaplig metod
I dag avser "vetenskap" vanligtvis ett sätt att söka kunskap, inte bara kunskapen i sig själv. Den handlar främst om fenomen i den materiella världen. De grekiska arbetena i Västeuropa från det sjätte till sjunde århundradet f.Kr. återupplivade "filosofin". Under 1600- och 1700-talen försökte vetenskapsmännen i allt högre grad formulera kunskap i termer av naturlagar, t.ex. Newtons rörelselagar. Och under 1800-talet blev ordet "vetenskap" alltmer förknippat med själva den vetenskapliga metoden. Den sågs som ett sätt att studera naturvärlden, inklusive fysik, kemi, geologi och biologi.
Det var också under 1800-talet som termen vetenskapsman skapades av William Whewell. Han menade det för att skilja mellan dem som sökte kunskap om naturen och dem som sökte andra typer av kunskap.
Den vetenskapliga metoden är namnet på de metoder som används av forskare för att finna kunskap. Den vetenskapliga metodens huvuddrag är följande:
- Forskare identifierar en fråga eller ett problem i naturen. Vissa problem är enkla, t.ex. "Hur många ben har flugor?" och andra är mycket djupgående, t.ex. "Varför faller föremål till marken?".
- Därefter undersöker forskarna problemet. De arbetar med det och samlar in fakta. Ibland räcker det med att titta noga.
- Vissa frågor kan inte besvaras direkt. Då föreslår forskare idéer och testar dem. De gör experiment och samlar in data.
- Så småningom hittar de vad de tror är ett bra svar på problemet. Sedan berättar de för andra om det.
- Senare kan andra forskare hålla med eller inte hålla med. De kan föreslå ett annat svar. De kanske gör fler experiment. Allt inom vetenskapen kan revideras om vi upptäcker att den tidigare lösningen inte var tillräckligt bra.
Ett exempel
Ett berömt exempel på vetenskap i praktiken var den expedition som Arthur Eddington ledde till Principe Island i Afrika 1919. Han åkte dit för att registrera var stjärnorna befann sig runt solen under en solförmörkelse. Observationen av var stjärnorna befann sig visade att de skenbara stjärnpositionerna nära solen förändrades. I själva verket drogs ljuset som passerade solen mot solen av gravitation. Detta bekräftade de förutsägelser om gravitationslinser som Albert Einstein gjorde i den allmänna relativitetsteorin, som publicerades 1915. Eddingtons observationer ansågs vara det första solida beviset för Einsteins teori.
Den vetenskapliga forskningens praktiska effekter
Upptäckter inom grundläggande vetenskap kan vara världsomvälvande. Till exempel:
| Forskning | Påverkan |
| Statisk elektricitet och magnetism (1600) | Alla elektriska apparater, dynamos, elkraftverk, modern elektronik, inklusive elektrisk belysning, TV, elvärme, magnetband, högtalare, plus kompass och åskledare. |
| Diffraktion (1665) | Optik, därav fiberoptisk kabel (1840-talet), kabel-TV och internet |
| Germteorin (1700) | Hygien, som leder till minskad överföring av smittsamma sjukdomar, antikroppar, som leder till teknik för sjukdomsdiagnostik och riktad behandling mot cancer. |
| Vaccination (1798) | Detta har lett till att de flesta infektionssjukdomar har försvunnit från de utvecklade länderna och att smittkoppor har utrotats i hela världen. |
| Fotovoltaik (1839) | Solceller (1883), därav solkraft, solcellsdrivna klockor, miniräknare och andra apparater. |
| Merkurius märkliga bana (1859) och annan forskning som | Satellitbaserad teknik som GPS (1973), satellitnavigering och kommunikationssatelliter. |
| Radiovågor (1887) | Används i sändningar: radio (1906) och TV (1927) underhållning. Används inom telefoni, räddningstjänst, radar (navigering och väderprognoser), medicin, astronomi, trådlös kommunikation och nätverk. Radioforskning ledde till mikrovågsugnskokning. |
| Radioaktivitet (1896) och antimateria (1932) | Cancerbehandling (1896), radiometrisk datering (1905), kärnreaktorer (1942) och kärnvapen (1945), PET-skanningar (1961) och medicinsk forskning (med isotopmärkning). |
| Röntgenstrålar (1896) | Medicinsk avbildning, inklusive datortomografi |
| Kristallografi och kvantmekanik (1900) | Halvledare (1906), därav modern databehandling och telekommunikation, inklusive integrering med trådlösa enheter: mobiltelefoner. |
| Plast (1907) | Från och med bakelit finns många typer av konstgjorda polymerer för många användningsområden inom industrin och i vardagslivet. |
| Antibiotika (1880-talet, 1928) | Salvarsan, penicillin, doxycyklin. Under 2018 var amoxicillin och amoxicillin/clavulansyra de mest använda. |
| Kärnmagnetisk resonans (1930-talet) | Spektroskopi med kärnmagnetisk resonans (1946), magnetisk resonansavbildning (1971), funktionell magnetisk resonansavbildning (1990-talet). |
| Genomik (1990-talet) | Genomik = genetik + medicin. Det är struktur, funktion, utveckling, kartläggning och redigering av genomer. Ett genom är en organisms fullständiga uppsättning DNA (eller RNA). Det är detta som utgör dess gener. Vacciner mot virus byggs upp med hjälp av genomik. |
Andra egenskaper hos vetenskapen
Alla är inte helt överens om hur teorier ska användas eller uppdateras. Vissa filosofer och vetenskapsmän menar att vetenskapliga teorier bara accepteras för tillfället. De gäller så länge de är den bästa förklaringen. När teorierna inte längre förklarar uppgifterna tas de bort och ersätts. Eller så gör vetenskapsmännen ibland en teori bättre i stället för att ta bort den, eller så fortsätter de att använda teorin i hopp om att den ska bli bättre så småningom.
Vetenskap är ett sätt att få kunskap genom att göra sig av med det som inte är sant.
Forskare måste vara mycket noga med att ge förklaringar som stämmer väl överens med vad de observerar och mäter. De tävlar om att ge bättre förklaringar. En förklaring kan vara intressant eller tilltalande, men om den inte stämmer överens med det som andra forskare verkligen ser och mäter försöker de hitta en bättre förklaring.
Innan en vetenskaplig artikel publiceras läser andra forskare artikeln. De beslutar om förklaringarna är rimliga utifrån uppgifterna. Detta kallas peer review. Efter att artiklarna har publicerats kontrollerar andra forskare också om samma experiment, observationer eller tester ger samma uppgifter igen. Peer review och upprepade experiment är det enda sättet att vara säker på att kunskapen är korrekt.
Vetenskapen skapar modeller av naturen, modeller av vårt universum och medicin. Det finns många olika vetenskaper med egna namn. Det är dock inte rätt att säga att "vetenskapen säger" en viss sak. Vetenskap är en process, inte bara fakta och regler som man tror på vid ett tillfälle.
Vissa typer av vetenskap
· Biologi
· Zoologi
· Botanik
· Genetik
· Ekologi
· Fysikaliska vetenskaper
· Fysik
· Kemi
· Meteorologi
· Geologi
· Oceanografi
- Samhällsvetenskap
· Ekonomi
· Statsvetenskap
· Socialt arbete
- Formella och tillämpade vetenskaper
· Teknik
· Medicin
Relaterade sidor
- Vetenskapens historia
- Vetenskapsfilosofi
- Vetenskaplig turism
Frågor och svar
F: Vad är vetenskap?
S: Vetenskap är en process för att upptäcka och förstå den naturliga världen genom observationer, experiment och forskning. Det hänvisar också till den stora mängd kunskap som har upptäckts med hjälp av denna process.
F: Vilka är några exempel på naturvetenskap?
S: Naturvetenskaperna omfattar kemi, biologi, geologi, astronomi och fysik.
F: Vad är "formella vetenskaper"?
S: Formella vetenskaper är matematik och logik som används inom vetenskaplig forskning.
F: Hur fungerar vetenskaplig forskning?
S: Vetenskaplig forskning använder hypoteser som bygger på idéer eller tidigare kunskap som kan delas in i olika ämnen. Dessa hypoteser testas sedan genom experiment.
F: Vem studerar vetenskap?
S: Människor som studerar och forskar om vetenskap för att ta reda på allt om den kallas forskare.
F: Hur studerar forskare saker och ting?
S: Forskare studerar saker och ting genom att titta mycket noga på dem, mäta dem, göra experiment och tester, försöka förklara varför saker och ting beter sig som de gör och förutsäga vad som kommer att hända.
Sök