علم چگونه کار می کند؟
علم چگونه کار می کند؟ – علم یک سیستم دانش است: دانش در مورد جهان فیزیکی و طبیعی، دانش به دست آمده از طریق مشاهده و آزمایش، دانش سازمان یافته به طور سیستماتیک.
دانشی است که با استفاده از روش علمی به دست میآید، که معمولاً شامل فرضیهای است که میتوان آن را اثبات یا رد کرد، یا سؤالی که میتوان به آن پاسخ داد.
دانش مبتنی بر علم معمولاً در معرض بحث، بحث و بررسی و بررسی بیشتر در طول زمان قرار میگیرد، بهویژه زمانی که اطلاعات جدید در دسترس قرار میگیرد.

- دانش علمی مجموعه ای از شواهد مبتنی بر تحقیق است. بر اساس هیچ منبع اطلاعاتی واحدی نیست.
- اگرچه رشتههای علمی مختلف ممکن است روشهای متفاوتی برای جمعآوری دانش داشته باشند، اما به طور کلی، روش علمی شامل مشاهده، آزمایش و سپس تجزیه و تحلیل دادههای تجربی است. این ممکن است با فرمول بندی مجدد فرضیه یا ایده اصلی و گاهی اوقات سنتز برای تدوین قوانین طبیعی دنبال شود.
- هنگامی که مقالات تحقیقاتی منتشر می شوند، ابتدا توسط همتایان در رشته مورد بررسی قرار می گیرند. پس از انتشار، توسط جامعه علمی گستردهتر مورد بررسی قرار میگیرند و سایر محققان سعی میکنند آنچه ارائه شده را بازتولید، تحلیل و به چالش بکشند. این یک فرآیند مداوم است و دقت و یکپارچگی فرآیند علمی را تضمین می کند. بخش مهمی از فرآیند بررسی همتایان است.
- با ظهور دانش جدید، انتشارات جدیدتر جایگزین نشریات قدیمی تر می شوند و آنها به نقطه مرجع جدید تبدیل می شوند.
- پیشرفت در دانش یا درک علمی معمولاً از طریق انتشارات تحقیقاتی در رسانه های تخصصی اطلاع رسانی می شود. اینها اغلب بسیار دقیق، دور از دسترس جامعه بزرگتر، یا بسیار تخصصی هستند، بنابراین پلتفرم های رسانه های اجتماعی و سایر اشکال ارتباط عمومی برای به اشتراک گذاشتن دانش علمی با افراد غیرمتخصص استفاده می شوند.
این فرآیند آزمایش، رقابت و بررسی چیزی است که به دانشمندان در مورد وضعیت دانش در یک زمان خاص اطمینان می دهد.
این چیزی است که آنها برای توضیح جهان فیزیکی استفاده می کنند .
دانشی که ما حفظ می کنیم و بر آن بنا می کنیم (“دانش سیستماتیک”) می تواند پدیده ها را به خوبی توضیح دهد.
روش علمی اغلب به عنوان یک فرآیند ساده در نظر گرفته می شود: یک فرضیه تشکیل دهید، آزمایش کنید یا سعی کنید فرضیه را از طریق آزمایش رد کنید، و سپس فرضیه را تجدید نظر کنید.
اما این دیدگاه میتواند نقش تحقیقات صرفاً مشاهدهای و بازشناسی الگو – به اصطلاح “علم کشف” – را نادیده بگیرد و نقش تجزیه و تحلیل و ترکیب مفاهیم را کمرنگ کند.
دانشمندان اغلب از کلمه “اثبات شده” برای توصیف سطح فعلی درک استفاده نمی کنند.
این برای قوانین طبیعت آزموده شده است. علم بر این اساس کار می کند که در بسیاری از زمینه ها همیشه چیزهای بیشتری برای دانستن وجود خواهد داشت.
با تکمیل کار بیشتر و گردآوری شواهد، حتی تعداد زیادی از شواهد ممکن است گسترش یا اصلاح شوند.
این مجموعه شواهد معمولاً با کار بیشتر کاملتر میشوند، اما به ندرت لغو میشوند. این علم در کار است.
فرآیندهای علم
رشتههای علمی مختلف به روشهای مختلف به کار جمعآوری دانش میپردازند.
به عنوان مثال، یک ستاره شناس فرصت آزمایشی را که ممکن است یک شیمیدان یا فیزیکدان داشته باشد، ندارد.
یک متخصص علوم اعصاب رویکرد متفاوتی نسبت به یک اپیدمیولوژیست به دانش پزشکی دارد.
با این حال، سه رویکرد اصلی و متقابل برای گردآوری دانش علمی وجود دارد. اینها اغلب با هم ترکیب می شوند و اکثر دانشمندان از هر سه رویکرد در تحقیقات خود استفاده می کنند.
سپس دانش به دست آمده در برابر فهم های تثبیت شده مورد آزمایش قرار می گیرد، بررسی و به چالش کشیده می شود تا اطمینان حاصل شود که دانش جدید قوی است .

علم چگونه کار می کند؟
مشاهده
مشاهده علمی شامل بررسی دقیق پدیده ها است.
از نظر تاریخی، فیلسوفان طبیعی مشاهدات خود را تنها با استفاده از حواس خود مشاهده میکردند، یاد میگرفتند و ثبت میکردند، گاهی اوقات با کمک ابزار ساده.
با گذشت زمان، دستگاههایی که به رصد کمک میکنند پیچیدهتر شدهاند، بهعنوان مثال، از عدسیهای بزرگنمایی ساده گرفته تا میکروسکوپهای الکترونی روبشی که میتوانند اجسام را با وضوح بهتری نسبت به چشم انسان شناسایی و بررسی کنند، تا تلسکوپهای رادیویی که میتوانند اجرام فضایی را به خوبی رصد کنند.
حد نور مرئی و بسیار فراتر از طیف نور مرئی.
مشاهدات دیگر محدود به حواس انسان نیست. فناوری به ما اجازه می دهد تا داده ها را در مورد هر تعداد ویژگی فیزیکی جمع آوری و ثبت کنیم.
چنین فناوریهایی از فناوریهای ساده و روزمره – مانند دماسنج یا بارانسنج – گرفته تا فناوریهای بسیار پیشرفته مانند رصدخانه نوترینوی IceCube در قطب جنوب، که ذرات زیر اتمی ( نوترینوها ) را که به سختی با مواد دیگر برهمکنش دارند را تشخیص میدهد.
مشاهدات علمی ممکن است شامل شناسایی توالیهای ژنی و مقایسه آنها در میان گونهها، یا اندازهگیری انفجارهای رادیویی از ستارگان دور، لیزر یا کریستالوگرافی برای شناسایی ساختار مولکولها یا رصدخانههای مقیاس بزرگ برای شناسایی ذرات زیراتمی باشد.

مشاهدات باید با دقت ثبت و گزارش شوند تا بتوان آنها را در بازه های زمانی، با یا در مقابل مشاهدات دیگران، یا با معیارها و استانداردها مقایسه کرد.
دانش از این مقایسه ها به دست می آید.
رشته های علمی که به شدت به مشاهدات متکی هستند عبارتند از نجوم، ژنتیک، طبقه بندی، آناتومی و علوم پزشکی و فیزیک زیر اتمی.
علم چگونه کار می کند؟
آزمایش
آزمایش، آزمایش عمدی و رویهای دنیای فیزیکی است.
میتوان آن را بهعنوان گسترش مشاهدات با تغییر جنبههای یک سیستم در نظر گرفت تا ببینیم این تغییرات چه تأثیراتی دارند.
آزمایش ها به دقت طراحی شده اند تا اطمینان حاصل شود که نتایج به دست آمده مستقیماً از تغییرات ایجاد شده و نتایج مشاهده شده به دست آمده است.
یک سیستم آزمایشی معمولاً به گونه ای طراحی می شود که تا حد امکان کنترل سیستم را حفظ کند، به طوری که تغییرات عمدی تحت کنترل آزمایشگر باشد و مشاهدات حاصل از آن تغییرات را بتوان فرض کرد.
باز هم روش ها و نتایج آزمایش ها باید به دقت ثبت و گزارش شود. آزمایش ها باید توسط دیگران قابل تکرار باشند تا صحت آنها مورد آزمایش قرار گیرد و نتایج بررسی شود.
در رشته های تجربی، دانش با آزمون فرضیه ها و کاوش در جنبه های مختلف یک سیستم به دست می آید.
همانطور که درک تعاملات مختلف رشد می کند، پیش بینی ها را می توان با اطمینان بیشتری انجام داد .
سپس میتوان سیستمها را به روشهای تکرارپذیر و قابل اعتماد مهار کرد.
به این ترتیب، یک سیستم آزمایشی مانند یک دستگاه پزشکی یا مهندسی به یک فناوری کاربردی تبدیل میشود.
نمونه هایی از رشته های تجربی شامل شیمی، بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی، علوم کشاورزی، فیزیک و علوم پزشکی است.

علم چگونه کار می کند؟
تحلیل و بررسی
دادههای جمعآوریشده و ثبتشده از علوم مشاهدهای و تجربی، بینشهایی را فراتر از زمینههای فوری آنها ارائه میدهد.
دانشمندان میتوانند دادهها را از منابع مختلف جمعآوری و ترکیب کنند و تجزیه و تحلیلهایی را روی مجموعه دادههای جمعآوری شده انجام دهند.
با استفاده از قدرت آماری بیشتر مجموعههای داده عظیمتر، میتوانیم از الگوها و روابطی که در آنها پیدا میکنیم اطمینان بیشتری داشته باشیم.
مجموعه داده شروع لزوماً نیازی به علمی بودن ندارد. به عنوان مثال، سوابق پزشکی مورد استفاده در مدیریت بیمارستان ممکن است الگوهای شیوع بیماری را نشان دهد، که می تواند به آگاهی در مورد چگونگی ایجاد و انتقال آن بیماری ها منجر شود.
رشته های تحلیلی شامل آمار، اپیدمیولوژی، علوم جوی، علوم داده، ژنومیکس و پروتئومیکس است.
مفهوم سازی و آزمایش
تمام دانشی که از طریق فرآیندهای علمی به دست میآید باید در چارچوب درک فعلی قرار گیرد.
علم به معنای آزمایش است: آزمایش فرضیات، آزمایش دانش، آزمایش مرزها، آزمایش شواهد .
صرف نظر از رویکرد اتخاذ شده یا روش های مورد استفاده، یک دانشمند باید یک شک و تردید اساسی داشته باشد و دائماً کار خود را بررسی کند تا مطمئن شود که قوی است.
علم چگونه کار می کند؟
انتشارات و ارتباطات
دانشمندان معمولاً کارهای خود را به عنوان مقالات تحقیقاتی در مجلات تخصصی منتشر می کنند.
اینها سابقه ای از یک کار مجزا را ارائه می دهند: مجموعه ای از مشاهدات، یک سری آزمایش یا یک تجزیه و تحلیل کامل.
مجلات دانشگاهی همواره نقش اساسی در کنترل کیفیت پژوهش داشته اند. مجلات مطالبی را بدون تجزیه و تحلیل و نظر افراد متخصص در زمینه تحقیق منتشر نمی کنند، فرآیندی که به عنوان بررسی همتا شناخته می شود.
بازبینها معمولاً ناشناس میمانند تا اجازه دهند نظرات بدون ترس از عواقب ارائه شود.
بر اساس توصیه داوران، یک مقاله می تواند منتشر شود یا منتشر نشود، یا نویسنده می تواند بر اساس نگرانی داوران تغییراتی ایجاد کند و دوباره به مجله ارسال کند.
بسیاری از دانشمندان نیز کار خود را در مخازن داده ها و تحقیقات بایگانی می کنند تا در دسترس سایر محققان قرار گیرند.
این برای بسیاری از تحقیقات با بودجه عمومی اجباری است.
چنین مخازنی – از جمله سرورهای پیش چاپ، برای مقالاتی که ارسال شده اند اما بررسی نشده اند – فراتر از محدوده این مقاله هستند، اما فرصت های دیگری برای انتشار کار فراتر از انتشار رسمی مجلات فراهم می کنند.
علم چگونه کار می کند؟
هنگامی که یک مقاله منتشر می شود، توسط هر کسی که در این زمینه کار می کند مورد بررسی قرار می گیرد .
- مهار برای هوش مصنوعی
- آیا هوش مصنوعی بازار کار را در دست گرفته است؟
- بازگشت سلامت مغز از طریق علم تغذیه
- پیشرفت ذرات نوری می تواند نمایشگرها را برای همیشه تغییر دهد
- چهارراه عصبی: رمزگشایی رشد مغز
نتایج تحقیقات را می توان در تحقیقات دانشمندان دیگر ادغام کرد و ممکن است بازتولید، تجزیه و تحلیل و به چالش کشیده شود. انتشار تحقیقاتی که با مقاله دیگری در تضاد (یا به نظر می رسد در تضاد) باشد، رایج است.
با ثبت و تجزیه و تحلیل این تفاوت ها و مغایرت ها، دانشمندان می توانند ایرادات و خطاهایی را که نیاز به اصلاح دارند شناسایی کنند.
مقاله ای که دارای ایرادات عمده است، توسط نویسندگان یا مجله، با ذکر دلایل، پس گرفته می شود.
پس گرفتن مقاله به عنوان تصحیح سوابق علمی تلقی می شود – اقدامی ضروری و مناسب در شرایط خاص، اما یک اتفاق نادر است.
بررسی همتایان متخصص معمولاً ایرادات و تفسیرهای نادرست را قبل از انتشار آشکار می کند.
با رشد دانش، مقالات جدیدتر با شواهد اضافی به طور کلی جای مقالات قدیمی را می گیرند.
مقالات قدیمیتر در پرونده علمی باقی میمانند تا خطوط استدلالی که منجر به دانش فعلی شده است هنوز قابل ردیابی و درک باشد.
هر مقاله ای برای چالش باز است.
بررسی همتایان تنها حداقل استاندارد کیفیت معینی را ارائه میکند و پژوهش را بالاتر از انتقاد قرار نمیدهد.
پس از انتشار، مقاله و داده هایی که بر آن استوار است می تواند توسط جامعه علمی بین المللی گسترده تر مورد بررسی قرار گیرد.
با این حال، چیزی شبیه سلسله مراتب اعتماد وجود دارد: یک مقاله بررسی شده قابل اعتمادتر از توصیف تحقیقی است که بررسی نشده است، و یک مقاله به شدت بررسی شده و مورد استناد ممکن است قابل اعتمادتر در نظر گرفته شود (مگر اینکه استنادها به آن اشاره داشته باشند. به کار معیوب) نسبت به یک مقاله کمتر استناد شده است.
از روش های دیگر می توان برای ارتباط نتایج علمی استفاده کرد. مقالات ارتباطی خلاصههای کوتاهی از تحقیقات هستند که به طور کلی نتایج را قبل از یک مقاله کامل ارائه میدهند.
مقالات مروری نتایج چندین مقاله در مورد یک موضوع خاص را جمعآوری میکنند و خلاصهای از دانش موجود را با ذکر مقالات اصلی ارائه میکنند.
تک نگاری ها (کتاب ها) همین کار را در مقیاس بزرگتر انجام می دهند و به شاخه وسیع تری از دانش می پردازند.
و مدلها مجموعهای مشترک و ترکیبی از دادهها هستند که یک سیستم خاص را با جزئیات توصیف میکنند.
در برخی زمینه ها، انتشار مقالات بر روی سرورهای پیش چاپ قبل از بررسی همتایان و انتشار رسمی طبیعی است.
مقالات روی سرورهای پیش چاپ با استانداردهای رشته خود مطابقت دارند و استانداردهای چاپ و قالب آکادمیک را برآورده می کنند، اما مورد بازبینی همتا نیستند.
انتشار در این سرورها امکان بررسی اولیه جامعه و انتشار سریع نتایج را قبل از انتشار فراهم می کند و سابقه تحقیقات فعال را فراهم می کند.
مقالات روی سرورهای پیش چاپ اغلب ذکر می شوند، اما به دلیل تحقیقاتی که توسط همتایان بررسی نشده اند، با احتیاط رفتار می شود.
مقالات خبری، مقاله ها، فیلم ها، مجلات، وب سایت ها، رسانه های اجتماعی و سایر اشکال ارتباط عمومی به انتقال دانش علمی به افراد غیر متخصص کمک می کنند.
نکته مهم این است که اینها نشریات پژوهشی نیستند و وضعیت مشابه تحقیقات همتا را ندارند.
با این حال، آنها می توانند فرصت های ارزشمندی را برای دانشمندان فراهم کنند تا دانش خود را به طور گسترده به اشتراک بگذارند و علاقه خود را به علم تشویق کنند.
دانش علمی یک مجموعه است: این دانش مبتنی بر هیچ نشریه یا اثر واحدی نیست، بلکه مبتنی بر گفتگوی مستمری است که انتشار نشان می دهد .
یک دانشمند تنها می تواند آنچه را که می داند و می فهمد، به دیگران منتقل کند.
سیستم علمی تضمین می کند که دانش به گسترش و بلوغ ادامه خواهد داد و دانش جدید ایجاد خواهد شد.