Впервые он был использован во время научной революции (1500-1700 гг.). Метод объединил теоретические знания, такие как математика, с практическими экспериментами с использованием научных инструментов, анализом результатов и сравнениями и, наконец, экспертными оценками — все это для лучшего определения того, как устроен мир вокруг нас. Таким образом, гипотезы подвергались строгой проверке, и могли быть сформулированы законы, объясняющие наблюдаемые явления. Цель этого научного метода состояла не только в расширении человеческих знаний, но и в том, чтобы делать это таким образом, который практически приносил пользу всем и улучшал условия жизни людей.
Новый подход: видение Бэкона
Фрэнсис Бэкон (1561-1626) был английским философом, государственным деятелем и писателем. Он считается одним из основателей современных научных исследований и научного метода, даже «отцом современной науки», потому что он предложил новый комбинированный метод эмпирических (наблюдаемых) экспериментов и совместного сбора данных, чтобы человечество могло, наконец, раскрыть все секреты природы и улучшить себя. Бэкон отстаивал необходимость систематического и детального эмпирического исследования, поскольку это был единственный способ расширить понимание человечества и, что для него более важно, получить контроль над природой. Сегодня этот подход звучит довольно очевидно, но в то время в мышлении все еще доминировал высокотеоретический подход греческого философа Аристотеля (384-322 гг. до н.э.). Словесные аргументы стали важнее того, что на самом деле можно было увидеть в мире. Далее, натурфилософы стали озабочены тем, почему вещи происходят, вместо того, чтобы сначала выяснить, что происходило в природе.
Бэкон отверг нынешний ретроспективный подход к знанию, то есть кажущуюся бесконечной попытку доказать правоту древних. Вместо этого, по словам Бэкона, новые мыслители и экспериментаторы должны действовать как новые мореплаватели, которые вышли за пределы известного мира. Христофор Колумб (1451-1506) показал, что за Атлантическим океаном есть земля. Васко да Гама (ок. 1469-1524) исследовал земной шар в другом направлении. Ученые, как мы бы назвали их сегодня, должны были быть такими же смелыми. Старые знания должны были быть тщательно проверены, чтобы убедиться, что их стоит сохранить. Новые знания должны были быть получены путем тщательного тестирования природы без предвзятых идей. Разум должен был применяться к данным, собранным в результате экспериментов, и теми же данными нужно было открыто делиться с другими мыслителями, чтобы их можно было снова проверить, сравнив с тем, что обнаружили другие. Наконец, эти знания затем должны быть использованы для улучшения условий жизни человека; в противном случае, в первую очередь, не было смысла стремиться к этому. Таково было видение Бэкона. То, что он предложил, действительно осуществилось, но с добавлением трех примечательных факторов к научному методу. Это были математика, гипотезы и технология.
Научная революция ознаменовалась более строгим подходом к сбору наблюдаемых данных.
Важность экспериментов и инструментов
Мыслители всегда проводили эксперименты, от таких древних личностей, как Архимед (287-212 гг. до н.э.), до алхимиков средневековья, но их эксперименты обычно были бессистемными, и очень часто мыслители пытались доказать предвзятую идею. В ходе научной революции экспериментирование стало более систематической и многоуровневой деятельностью с участием множества разных людей. Этот более строгий подход к сбору наблюдаемых данных был также реакцией на традиционные виды деятельности и методы, такие как магия, астрология и алхимия, все древние и тайные миры сбора знаний, которые теперь подверглись нападкам.
На заре научной революции эксперименты представляли собой любой вид деятельности, проводимой с целью посмотреть, что произойдет, своего рода универсальный подход к удовлетворению научного любопытства. Однако важно отметить, что современное значение научного эксперимента несколько иное, кратко сформулированное здесь У. Э. Бернсом: «создание искусственной ситуации, предназначенной для изучения научных принципов, которые, как считается, применимы во всех ситуациях» (95). Однако справедливости ради следует сказать, что современный подход к экспериментам с его узкоспециализированной направленностью, когда проверяется только одна конкретная гипотеза, был бы невозможен без экспериментаторов-первопроходцев научной революции.
Первый хорошо документированный практический эксперимент нашего периода был проведен Уильямом Гилбертом с использованием магнитов; он опубликовал свои результаты в 1600 году в О магните Эта работа была новаторской, потому что «центральным в начинании Гилберта было утверждение о том, что вы можете воспроизвести его эксперименты и подтвердить его результаты: его книга, по сути, была сборником экспериментальных рецептов» (Wootton, 331).
Научный метод был использован для изобретения полезных и точных приборов, которые, в свою очередь, использовались в дальнейших экспериментах.
Оставались скептики в отношении экспериментов, те, кто подчеркивал, что чувства могут быть введены в заблуждение, в то время как разум — нет. Одним из таких сомневающихся был Рене Декарт (1596-1650), но, во всяком случае, он и другие натурфилософы, которые ставили под сомнение ценность работы практических экспериментаторов, были ответственны за создание прочного нового разделения между философией и тем, что мы сегодня назвали бы наукой. Термин «наука» все еще не был широко использован в 17 веке, вместо этого многие экспериментаторы называли себя практиками «экспериментальной философии». Впервые термин «экспериментальный метод» был использован в английском языке в 1675 году.
Первой по-настоящему международной попыткой скоординированных экспериментов стала разработка барометра. Этот процесс начался усилиями итальянца Эванджелисты Торричелли (1608-1647) в 1643 году. Торричелли обнаружил, что ртуть может подниматься внутри стеклянной трубки, если поместить один конец этой трубки в контейнер со ртутью. Давление воздуха на ртуть в контейнере подняло ртуть в трубке примерно на 30 дюймов (76 см) выше уровня в контейнере. В 1648 году Блез Паскаль (1623-1662) и его шурин Флорин Перье провели эксперименты с использованием аналогичного аппарата, но на этот раз испытывали при различном атмосферном давлении, установив приборы на разных высотах на склоне горы. Ученые отметили, что уровень ртути в стеклянной трубке падал по мере того, как выше в гору снимались показания.
Англо-ирландский химик Роберт Бойль (1627-1691) назвал новый прибор барометром и убедительно продемонстрировал влияние давления воздуха, используя барометр внутри воздушного насоса, где создавался вакуум. Бойль сформулировал принцип, который стал известен как «Закон Бойля». Этот закон гласит, что давление, оказываемое определенным количеством воздуха, изменяется обратно пропорционально его объему (при условии постоянной температуры). История создания барометра стала типичной на протяжении всей научной революции: наблюдались природные явления, изобретались приборы для измерения и понимания этих наблюдаемых фактов, ученые сотрудничали (иногда даже соревновались) и таким образом расширяли работу друг друга, пока, наконец, не был разработан универсальный закон, объясняющий то, что было видно. Затем этот закон можно было бы использовать в качестве прогностического устройства в будущих экспериментах.
Такие эксперименты, как демонстрация воздушного насоса Робертом Бойлем и использование призмы Исааком Ньютоном для демонстрации того, что белый свет состоит из света разного цвета, продолжили тенденцию экспериментирования с целью доказательства, проверки и корректировки теорий. Кроме того, эти усилия подчеркивают важность научных инструментов в новом методе исследования. Научный метод был использован для изобретения полезных и точных приборов, которые, в свою очередь, использовались в дальнейших экспериментах. Изобретение телескопа (ок. 1608), микроскопа (ок. 1610), барометра (1643), термометра (ок. 1650), часы с маятником (1657), воздушный насос (1659) и часы с пружинным балансом (1675) — все это позволяло производить точные измерения, которые ранее были невозможны. Новые приборы позволили проводить целый ряд экспериментов. Стали возможны совершенно новые специализации исследований, такие как метеорология, микроскопическая анатомия, эмбриология и оптика.
Научный метод стал включать в себя следующие ключевые компоненты:
- проведение практических экспериментов
- проведение экспериментов без ущерба для того, что они должны доказать
- использование дедуктивного рассуждения (создание обобщения на основе конкретных примеров) для формирования гипотезы (непроверенной теории), которая затем проверяется экспериментом, после чего гипотеза может быть принята, изменена или отвергнута на основе эмпирических (наблюдаемых) доказательств
- проведение нескольких экспериментов в разных местах и разными людьми для подтверждения достоверности результатов
- открытый и критический обзор результатов эксперимента коллегами
- формулирование универсальных законов (индуктивное рассуждение или логика) с использованием, например, математики
- желание получать практическую пользу от научных экспериментов и вера в идею научного прогресса
(Примечание: вышеуказанные критерии выражены в современных лингвистических терминах, не обязательно в тех терминах, которые использовали бы ученые 17-го века, поскольку революция в науке также вызвала революцию в языке для ее описания).
Научные учреждения
Научный метод по-настоящему утвердился, когда он стал институционализированным, то есть когда он был одобрен и применялся официальными институтами, такими как научные общества, где мыслители проверяли свои теории в реальном мире и работали сообща. Первым таким обществом была Академия Чименто во Флоренции, основанная в 1657 году. Вскоре за ней последовали другие, в частности Королевская академия наук в Париже в 1667 году. Четырьмя годами ранее Лондон получил свою собственную академию, основав Королевское общество. Члены-основатели этого общества приписывали идею Бэкону, и они стремились следовать его принципам научного метода и его акценту на обмене научными данными и результатами. Берлинская академия была основана в 1700 году, а Санкт-Петербургская академия — в 1724 году. Эти академии и общества стали координационными центрами международной сети ученых, которые переписывались, читали работы друг друга и даже посещали друг друга по мере внедрения нового научного метода.
Официальные органы смогли профинансировать дорогостоящие эксперименты и собрать или ввести в эксплуатацию новое оборудование. Они показали эти эксперименты общественности, практика, которая иллюстрирует, что новым здесь был не акт открытия, а создание культуры открытий. Ученые пошли гораздо дальше, чем аудитория в режиме реального времени, и добились того, что их результаты были опубликованы для гораздо более широкой (и критически настроенной) аудитории в журналах и книгах. Здесь, в печатном виде, эксперименты были описаны очень подробно, а результаты представлены на всеобщее обозрение. Таким образом, ученые смогли создать «виртуальных свидетелей» своих экспериментов. Теперь любой желающий мог стать участником развития знаний, полученных с помощью науки.
https://worldhistory.org/Scientific_Method/
Загрузка...
