La structure du processus de connaissance scientifique est donnée par sa méthodologie. Mais que faut-il entendre par là ? La cognition est une méthode empirique d'obtention de connaissances qui a caractérisé le développement de la science depuis au moins le 17e siècle. Cela implique une observation attentive, ce qui implique un scepticisme strict quant à ce qui est observé, étant donné que les hypothèses cognitives sur le fonctionnement du monde influencent la façon dont une personne interprète la perception.
Il s'agit de formuler des hypothèses par induction sur la base de telles observations; des tests expérimentaux et basés sur des mesures d'inférences tirées d'hypothèses; et le raffinement (ou l'élimination) des hypothèses basées sur les résultats expérimentaux. Ce sont les principes de la méthode scientifique, par opposition à un ensemble d'étapes qui s'appliquent à toutes les entreprises scientifiques.
Aspect théorique
Bien qu'il existe différents types et structures de connaissances scientifiques, il existe en général un processus continu qui implique des observations sur le monde naturel. Les gens naturellementsont curieux, alors ils posent souvent des questions sur ce qu'ils voient ou entendent, et proposent souvent des idées ou des hypothèses sur les raisons pour lesquelles les choses sont comme elles sont. Les meilleures hypothèses conduisent à des prédictions qui peuvent être testées de différentes manières.
Le test d'hypothèse le plus convaincant provient d'un raisonnement basé sur des données expérimentales soigneusement contrôlées. Selon la façon dont les tests supplémentaires correspondent aux prédictions, l'hypothèse d'origine peut devoir être affinée, modifiée, élargie ou même rejetée. Si une hypothèse particulière devient très bien confirmée, une théorie générale peut être développée, ainsi qu'un cadre pour les connaissances scientifiques théoriques.
Aspect procédural (pratique)
Bien que les procédures varient d'un domaine d'études à l'autre, elles sont souvent les mêmes pour différents domaines. Le processus de la méthode scientifique consiste à faire des hypothèses (suppositions), à en tirer des prédictions en tant que conséquences logiques, puis à faire des expériences ou des observations empiriques basées sur ces prédictions. Une hypothèse est une théorie basée sur les connaissances acquises lors de la recherche de réponses à une question.
Il peut être spécifique ou large. Les scientifiques testent ensuite les hypothèses en menant des expériences ou des études. Une hypothèse scientifique doit être falsifiable, ce qui signifie qu'il est possible de déterminer un résultat possible d'une expérience ou d'une observation qui contredit les prédictions qui en découlent. Sinon, l'hypothèse ne peut pas être testée de manière significative.
Expérience
Le but de l'expérience est de déterminer si les observations sont cohérentes ou contraires aux prédictions dérivées de l'hypothèse. Les expériences peuvent être menées n'importe où, d'un garage au grand collisionneur de hadrons du CERN. Cependant, il existe des difficultés dans la formulation de la méthode. Bien que la méthode scientifique soit souvent présentée comme une séquence fixe d'étapes, il s'agit plutôt d'un ensemble de principes généraux.
Toutes les étapes n'ont pas lieu dans chaque étude scientifique (pas dans la même mesure), et elles ne sont pas toujours dans le même ordre. Certains philosophes et scientifiques soutiennent qu'il n'y a pas de méthode scientifique. C'est l'avis du physicien Lee Smolina et du philosophe Paul Feyerabend (dans son livre Against the Method).
Problèmes
La structure de la connaissance scientifique et de la cognition est largement déterminée par ses problèmes. Les disputes pérennes dans l'histoire des sciences concernent:
- Rationalisme, notamment vis-à-vis de René Descartes.
- Inductivisme et/ou empirisme, comme le dit Francis Bacon. Le débat est devenu particulièrement populaire auprès d'Isaac Newton et de ses partisans;
- Hypothèse-déductivisme, qui s'est imposé au début du 19ème siècle.
Histoire
Le terme « méthode scientifique » ou « connaissance scientifique » est apparu au XIXe siècle, lorsqu'il y a eu un développement institutionnel significatif de la science et qu'une terminologie est apparue qui établissait des frontières claires entre la science et la non-science, des concepts tels que " scientifique" et "pseudoscience". Au cours des années 1830 et 1850Pendant les années où le baconisme était populaire, des naturalistes comme William Whewell, John Herschel, John Stuart Mill ont été impliqués dans des discussions sur «l'induction» et les «faits» et se sont concentrés sur la manière de générer des connaissances. À la fin du XIXe siècle, les débats entre réalisme et antiréalisme se sont tenus en tant que théories scientifiques puissantes qui transcendaient l'observable ainsi que la structure des connaissances et de la cognition scientifiques.
Le terme "méthode scientifique" s'est répandu au XXe siècle, apparaissant dans les dictionnaires et les manuels scientifiques, bien que sa signification n'ait pas atteint le consensus scientifique. Malgré la croissance au milieu du XXe siècle, à la fin de ce siècle, de nombreux philosophes des sciences influents tels que Thomas Kuhn et Paul Feyerabend ont remis en question l'universalité de la «méthode scientifique» et, ce faisant, ont largement remplacé la notion de science en tant qu'entité homogène. et une méthode universelle utilisant une pratique hétérogène et locale. En particulier, Paul Feyerabend a soutenu qu'il existe certaines règles universelles de la science, qui déterminent les spécificités et la structure de la connaissance scientifique.
L'ensemble du processus consiste à formuler des hypothèses (théories, conjectures), à en tirer des prédictions en tant que conséquences logiques, puis à exécuter des expériences basées sur ces prédictions pour déterminer si l'hypothèse de départ était correcte. Cependant, il y a des difficultés dans cette formulation de la méthode. Bien que la méthode scientifique soit souvent présentée comme une séquence fixe d'étapes, il est préférable de considérer ces activités comme des principes généraux.
Toutes les étapes n'ont pas lieu dans chaqueétude (pas dans la même mesure), et elles ne sont pas toujours réalisées dans le même ordre. Comme l'a noté le scientifique et philosophe William Whewell (1794-1866), "l'ingéniosité, la perspicacité, le génie" sont nécessaires à chaque étape. La structure et les niveaux des connaissances scientifiques ont été formulés précisément au XIXe siècle.
Importance des questions
La question peut se référer à l'explication d'une observation spécifique - "Pourquoi le ciel est-il bleu" - mais elle peut aussi être ouverte - "Comment puis-je développer un médicament pour traiter cette maladie particulière." Cette étape comprend souvent la recherche et l'évaluation de preuves issues d'expériences antérieures, d'observations ou d'affirmations scientifiques personnelles et du travail d'autres scientifiques. Si la réponse est déjà connue, une autre question basée sur les preuves peut être posée. Lors de l'application de la méthode scientifique à la recherche, l'identification d'une bonne question peut être très difficile et affectera le résultat de la recherche.
Hypothèses
L'hypothèse est une théorie basée sur les connaissances acquises en formulant une question qui peut expliquer un comportement donné. L'hypothèse peut être très spécifique, comme le principe d'équivalence d'Einstein ou "L'ADN fait que l'ARN fait des protéines" de Francis Crick, ou elle peut être large, comme des espèces vivantes inconnues vivant dans les profondeurs inexplorées des océans.
Une hypothèse statistique est une hypothèse sur une population statistique donnée. Par exemple, la population peut être constituée de personnes atteintes d'une maladie particulière. La théorie pourrait être que le nouveau médicament guérira la maladie chez certaines de ces personnes. Les termes sont généralementassociées aux hypothèses statistiques sont les hypothèses nulles et alternatives.
Null - l'hypothèse que l'hypothèse statistique est erronée. Par exemple, qu'un nouveau médicament ne fait rien et que tout médicament est causé par un accident. Les chercheurs veulent généralement montrer que l'hypothèse nulle est fausse.
L'hypothèse alternative est le résultat souhaité que le médicament fonctionne mieux que le hasard. Un dernier point: une théorie scientifique doit être falsifiable, ce qui signifie qu'il est possible de déterminer un résultat possible d'une expérience qui contredit les prédictions dérivées de l'hypothèse; sinon, il ne peut pas être vérifié de manière significative.
Formation de la théorie
Cette étape consiste à déterminer les implications logiques de l'hypothèse. Une ou plusieurs prédictions sont ensuite sélectionnées pour des tests supplémentaires. Moins une prédiction est susceptible d'être vraie par simple coïncidence, plus elle sera convaincante si elle se réalise. Les preuves sont également plus solides si la réponse à la prédiction n'est pas encore connue, en raison de l'influence du biais (voir également le message).
Idéalement, la prévision devrait également distinguer l'hypothèse des alternatives probables. Si deux hypothèses font la même prédiction, la réalisation de la prédiction n'est pas la preuve de l'une ou de l'autre. (Ces déclarations sur la force relative des preuves peuvent être dérivées mathématiquement à l'aide du théorème de Bayes.)
Test d'hypothèse
Il s'agit d'une étude visant à déterminer si le monde réel se comporte comme prévuhypothèse. Les scientifiques (et d'autres) testent les hypothèses en faisant des expériences. Le but est de déterminer si les observations du monde réel sont cohérentes ou contredisent les prédictions dérivées de l'hypothèse. S'ils sont d'accord, la confiance dans la théorie augmente. Sinon, il diminue. La convention ne garantit pas que l'hypothèse est vraie; de futures expériences pourraient révéler des problèmes.
Karl Popper a conseillé aux scientifiques d'essayer de falsifier les hypothèses, c'est-à-dire de trouver et de tester les expériences qui semblent les plus douteuses. Un grand nombre de confirmations réussies ne sont pas concluantes si elles découlent d'expériences qui évitent les risques.
Expérience
Les expériences doivent être conçues pour minimiser les erreurs possibles, en particulier grâce à l'utilisation de contrôles scientifiques appropriés. Par exemple, les tests de traitement de la toxicomanie sont généralement effectués en double aveugle. Le sujet, qui peut involontairement montrer aux autres quels échantillons sont les médicaments à tester souhaités et lesquels sont le placebo, ne sait pas lesquels. De tels signaux peuvent influencer les réponses des sujets, ce qui définit la structure d'une expérience particulière. Ces formes de recherche sont la partie la plus importante du processus d'apprentissage. Ils sont également intéressants du point de vue de l'étude de sa structure (de la connaissance scientifique), de ses niveaux et de sa forme.
Aussi, l'échec d'une expérience ne signifie pas nécessairement que l'hypothèse est fausse. La recherche dépend toujours de plusieurs théories. Par exemple, que l'équipement de test fonctionne correctement etl'échec peut être l'échec de l'une des hypothèses de soutien. La conjecture et l'expérience font partie intégrante de la structure (et de la forme) de la connaissance scientifique.
Ce dernier peut être fait dans un laboratoire universitaire, sur une table de cuisine, au fond de l'océan, sur Mars (en utilisant l'un des rovers en état de marche) et ailleurs. Les astronomes effectuent des tests à la recherche de planètes autour d'étoiles lointaines. Enfin, la plupart des expériences individuelles traitent de sujets très spécifiques pour des raisons pratiques. En conséquence, les preuves sur des sujets plus larges s'accumulent généralement progressivement, comme l'exige la structure de la méthodologie de la connaissance scientifique.
Collecter et étudier les résultats
Ce processus implique de déterminer ce que montrent les résultats de l'expérience et de décider comment procéder. Les prédictions de la théorie sont comparées à celles de l'hypothèse nulle pour déterminer qui est le mieux à même d'expliquer les données. Dans les cas où l'expérience est répétée plusieurs fois, une analyse statistique telle qu'un test du chi carré peut être nécessaire.
Si la preuve réfute l'hypothèse, une nouvelle est requise; si l'expérience confirme l'hypothèse, mais que les données ne sont pas suffisamment solides pour une confiance élevée, d'autres prédictions doivent être testées. Une fois qu'une théorie est fortement étayée par des preuves, une nouvelle question peut être posée pour fournir une compréhension plus approfondie du même sujet. Cela détermine également la structure de la connaissance scientifique, ses méthodes et ses formes.
Preuves d'autres scientifiques et expériences souventinclus à n'importe quelle étape du processus. Selon la complexité de l'expérience, plusieurs itérations peuvent être nécessaires pour recueillir suffisamment de preuves et répondre ensuite à une question avec confiance, ou créer de nombreuses réponses à des questions très spécifiques, puis répondre à une question plus large. Cette façon de poser des questions détermine la structure et les formes des connaissances scientifiques.
Si une expérience ne peut pas être répétée pour produire les mêmes résultats, cela signifie que les données d'origine peuvent être erronées. En conséquence, une expérience est généralement effectuée plusieurs fois, en particulier lorsqu'il existe des variables non contrôlées ou d'autres indications d'erreur expérimentale. Pour des résultats significatifs ou inattendus, d'autres scientifiques peuvent également essayer de les reproduire pour eux-mêmes, surtout si cela sera important pour leur propre travail.
Évaluation scientifique externe, audit, expertise et autres procédures
Sur quoi repose l'autorité de la structure de la connaissance scientifique, de ses méthodes et de ses formes ? Tout d'abord, sur l'avis des experts. Il est formé par l'évaluation de l'expérience par des experts, qui donnent généralement leur avis de manière anonyme. Certaines revues exigent que l'expérimentateur fournisse des listes d'examinateurs possibles, surtout si le domaine est hautement spécialisé.
L'examen par les pairs ne confirme pas l'exactitude des résultats, seulement que, de l'avis de l'examinateur, les expériences elles-mêmes étaient valides (sur la base de la description fournie par l'expérimentateur). Si le travail est évalué par des pairs, ce qui peut parfois nécessiter de nouvelles expériences demandéesexaminateurs, il sera publié dans la revue scientifique appropriée. La revue particulière qui publie les résultats indique la qualité perçue du travail.
Enregistrer et partager des données
Les scientifiques ont tendance à faire attention à l'enregistrement de leurs données, une exigence mise en avant par Ludwik Fleck (1896-1961) et d'autres. Bien que cela ne soit normalement pas obligatoire, il peut leur être demandé de fournir des rapports à d'autres scientifiques qui souhaitent reproduire leurs résultats originaux (ou des parties de leurs résultats originaux), s'étendant à l'échange de tout échantillon expérimental difficile à obtenir.
Classique
Le modèle classique de la connaissance scientifique vient d'Aristote, qui a distingué les formes de pensée approximative et exacte, a décrit le schéma tripartite du raisonnement déductif et inductif, et a également envisagé des options complexes, telles que le raisonnement sur la structure de la connaissance scientifique, ses méthodes et ses formes.
Modèle hypothétique-déductif
Ce modèle ou cette méthode est une proposition de description de la méthode scientifique. Ici, les prédictions de l'hypothèse sont centrales: si vous supposez que la théorie est correcte, quelles en sont les implications ?
Si d'autres recherches empiriques ne démontrent pas que ces prédictions sont cohérentes avec le monde observé, nous pouvons conclure que l'hypothèse est fausse.
Modèle pragmatique
Il est temps de parler de la philosophie de la structure et des méthodes de la connaissance scientifique. Charles Sanders Pierce (1839–1914) caractériséla recherche (l'étude) n'est pas une poursuite de la vérité en tant que telle, mais une lutte pour s'éloigner des doutes gênants et contraignants générés par les surprises, les désaccords, etc. Sa conclusion est toujours d'actualité. Il a, en substance, formulé la structure et la logique de la connaissance scientifique.
Pearce pensait qu'une approche lente et hésitante de l'expérimentation pouvait être dangereuse sur le plan pratique, et que la méthode scientifique était la mieux adaptée à la recherche théorique. Ce qui, à son tour, ne devrait pas être absorbé par d'autres méthodes et objectifs pratiques. La « première règle » de la raison est que pour apprendre, il faut s'efforcer d'apprendre et, par conséquent, comprendre la structure de la connaissance scientifique, ses méthodes et ses formes.
Avantages
En mettant l'accent sur la génération d'explications, Peirce a décrit le terme qu'il apprend comme coordonnant trois types d'inférence dans un cycle délibéré axé sur la résolution du doute:
- Explication. Une analyse préliminaire obscure mais déductive d'une hypothèse afin de rendre ses parties aussi claires que possible, comme l'exigent le concept et la structure de la méthode de la connaissance scientifique.
- Démonstration. Raisonnement déductif, procédure euclidienne. Déduire explicitement les conséquences d'une hypothèse en tant que prédictions, pour l'induction à tester, sur les preuves à trouver. Enquête ou, si nécessaire, théorique.
- Induction. L'applicabilité à long terme de la règle d'induction découle du principe (en supposant qu'en général le raisonnement) estque le réel n'est l'objet que d'un avis définitif auquel peut conduire une enquête adéquate; tout ce à quoi un tel processus mènera ne sera pas réel. Une induction impliquant des tests ou des observations en cours suit une méthode qui, avec une conservation suffisante, réduira son erreur en dessous de tout degré prédéterminé.
La méthode scientifique est supérieure en ce qu'elle est spécifiquement conçue pour atteindre les croyances (finalement) les plus sûres sur lesquelles les pratiques les plus réussies peuvent être basées.
Partant de l'idée que les gens ne recherchent pas la vérité en soi, mais au lieu de maîtriser l'irritant, retenant le doute, Pierce a montré comment, par la lutte, certains peuvent arriver à obéir à la vérité au nom de l'honnêteté de foi, à rechercher comme guide de vérité pour une pratique potentielle. Il a formulé la structure analytique de la connaissance scientifique, ses méthodes et ses formes.
