Наука
Наука - это то, что мы делаем, чтобы узнать о мире природы. Естественные науки включают в себя физику, химию, биологию, геологию и астрономию. Наука использует математику и логику, которые иногда называют "формальными науками". Естественные науки проводят наблюдения и эксперименты. Наука производит точные факты, научные законы и теории. Наука" также относится к большому объему знаний, которые были найдены с помощью этого процесса.
В исследованиях используется научный метод. В научных исследованиях используются гипотезы, основанные на идеях или более ранних знаниях, которые можно классифицировать по различным темам. Затем эти гипотезы проверяются экспериментами.
Людей, которые изучают и исследуют науку и пытаются узнать все о ней, называют учеными. Ученые изучают вещи, глядя на них очень внимательно, измеряя их, проводя эксперименты и тесты. Ученые пытаются объяснить, почему вещи ведут себя так, как они делают, и предсказать, что произойдет.
Масштабы Вселенной нанесены на карту ветвей науки...
Научный метод
Сегодня под "наукой" обычно подразумевается способ получения знаний, а не только самих знаний. Речь идет в основном о явлениях материального мира. В XVII-XVIII веках ученые все чаще стремились формулировать знания в терминах законов природы, таких как ньютоновские законы движения. А в течение XIX века слово "наука" все больше стало ассоциироваться с самим научным методом, как способом изучения мира природы, включая физику, химию, геологию и биологию.
Именно в 19 веке термин "ученый" был создан Уильямом Увеллом. Он имел в виду отличие тех, кто ищет знания о природе, от тех, кто ищет другие виды знаний.
Научный метод - это название методов, используемых учеными для поиска знаний. Основные особенности научного метода:
- Ученые определяют вопрос или проблему природы. Некоторые проблемы просты, например, "сколько ног у мух?", а некоторые очень глубокие, например, "почему предметы падают на землю?".
- Далее, ученые исследуют проблему. Они работают над ней, собирая факты. Иногда все, что нужно - это внимательно посмотреть.
- На некоторые вопросы нельзя ответить напрямую. Тогда ученые предлагают идеи и проверяют их. Они проводят эксперименты и собирают данные.
- В конце концов, они выясняют, что, по их мнению, является хорошим ответом на проблему. Потом они рассказывают людям об этом.
- Позже другие ученые могут согласиться или не согласиться. Они могут предложить другой ответ. Они могут проводить больше экспериментов. Все что угодно в науке может быть пересмотрено, если мы узнаем, что предыдущее решение было недостаточно хорошим.
Пример
Известным примером науки в действии стала экспедиция под руководством Артура Эддингтона на остров Принсипи в Африке в 1919 году. Он отправился туда, чтобы записать положение звезд вокруг Солнца во время солнечного затмения. Наблюдение за положением звезд показало, что видимые положения звезд вблизи Солнца изменились. В действительности свет, проходящий мимо Солнца, притягивался гравитацией к Солнцу. Это подтвердило предсказания гравитационного линзирования, сделанные Альбертом Эйнштейном в общей теории относительности, опубликованной в 1915 году. Наблюдения Эддингтона были сочтены первым веским доказательством в пользу теории Эйнштейна. Если бы наблюдения привели к разным результатам, это бы считалось против теории Эйнштейна, и, возможно, опровергнул его (показано, что это было неправильно).
Практическое воздействие научных исследований
Открытия в фундаментальной науке могут изменить мир. Например:
| Исследование | Влияние |
| Статическое электричество и магнетизм (1600) | Все электроприборы, динамо-машины, электростанции, современная электроника, в том числе электрическое освещение, телевидение, электрическое отопление, магнитная лента, громкоговоритель, плюс компас и громоотвод. |
| Дифракция (1665) | Оптика, а значит, и волоконно-оптический кабель (1840-е годы), кабельное телевидение и Интернет. |
| теория зародышей (1700) | Гигиена, приводящая к снижению передачи инфекционных заболеваний; антитела, приводящая к методам диагностики заболеваний и целенаправленной терапии рака. |
| вакцинация (1798) | Ведет к ликвидации большинства инфекционных заболеваний в развитых странах и искоренению оспы во всем мире. |
| Фотовольтаика (1839) | Солнечные элементы (1883), а значит и солнечная энергия, часы на солнечных батареях, калькуляторы и другие устройства. |
| Странная орбита Меркурия (1859) и другие исследования, ведущие | Спутниковые технологии, такие как GPS (1973), спутниковая навигация и спутники связи. |
| Радиоволны (1887) | Радио быстро стало известно благодаря использованию в радиовещании (1906 г.) и телевидении (1927 г.). Оно также широко использовалось в таких областях, как телефония, службы экстренной помощи, радиолокация (навигация и прогнозирование погоды), медицина, астрономия, беспроводная связь и сетевое взаимодействие. Радиоисследования привели также к использованию микроволновых печей для отопления и приготовления пищи. |
| Радиоактивность (1896) и антивещество (1932) | Лечение рака (1896 г.), радиометрическая датировка (1905 г.), атомные реакторы (1942 г.) и оружие (1945 г.), ПЭТ-сканирование (1961 г.) и медицинские исследования (с изотопной маркировкой). |
| рентгеновские снимки (1896) | Медицинская визуализация, включая компьютерную томографию |
| Кристаллография и квантовая механика (1900) | Полупроводниковые устройства (1906), отсюда и современные вычислительные и телекоммуникационные технологии, включая интеграцию с беспроводными устройствами: мобильный телефон. |
| Пластмасса (1907) | Начиная с бакелита, многие виды искусственных полимеров для многочисленных применений в промышленности и повседневной жизни. |
| Антибиотики (1880-е годы, 1928 г.) | сальварсан, пенициллин, доксициклин и т.д. |
| Ядерный магнитный резонанс (1930-е гг.) | Ядерно-магнитная резонансная спектроскопия (1946), магнитно-резонансная томография (1971), функциональная магнитно-резонансная томография (1990-е). |
Другие особенности науки
Не все полностью согласны с тем, как работает наука. Некоторые философы и ученые говорят, что научные теории принимаются только пока. Они продолжаются до тех пор, пока не станут лучшим объяснением. Когда теории больше не объясняют данные, они отбрасываются и заменяются. Или, иногда ученые сделают теорию более лучшей, чем отбрасывают ее, или они продолжат использовать теорию, надеясь, что она будет сделана более лучшей в конечном счете.
Наука - это способ получить знания, отбросив то, что неправда.
Ученые должны быть очень осторожны, чтобы давать объяснения, которые хорошо вписываются в то, что они наблюдают и измеряют. Они соревнуются за лучшие объяснения. Объяснение может быть интересным или приятным, но если оно не согласуется с тем, что другие ученые действительно видят и измеряют, они попытаются найти лучшее объяснение.
Перед публикацией научной статьи другие ученые читают ее и решают, имеют ли объяснения смысл, вытекающие из данных. Это называется экспертной оценкой. После того, как статьи опубликованы, другие ученые также проверяют, дают ли те же самые эксперименты, наблюдения или тесты те же самые данные. Рецензирование и повторение экспериментов - единственный способ убедиться в правильности полученных знаний.
Наука делает модели природы, модели нашей вселенной и медицины. Есть много разных наук со своими названиями. Однако неправильно говорить "наука говорит" что-то одно. Наука - это процесс, а не только факты и правила, которым когда-то верили.
Связанные страницы
- История науки
- Научный туризм
Вопросы и ответы
В: Что такое наука?
О: Наука - это процесс открытия и понимания мира природы посредством наблюдений, экспериментов и исследований. Это также относится к большому объему знаний, которые были открыты с помощью этого процесса.
В: Каковы примеры естественных наук?
О: К естественным наукам относятся химия, биология, геология, астрономия и физика.
В: Что такое "формальные науки"?
О: Формальные науки - это математика и логика, которые используются в научных исследованиях.
В: Как проводятся научные исследования?
О: В научных исследованиях используются гипотезы, основанные на идеях или ранее полученных знаниях, которые можно разделить на различные темы. Затем эти гипотезы проверяются с помощью экспериментов.
В: Кто изучает науку?
О: Люди, которые изучают и исследуют науку, чтобы узнать все о ней, называются учеными.
В: Как ученые изучают вещи?
О: Ученые изучают вещи, рассматривая их очень внимательно, измеряя их, проводя эксперименты и испытания, пытаясь объяснить, почему вещи ведут себя так, как они ведут себя, и предсказывая, что произойдет.
