Struktur proses pengetahuan ilmiah ditentukan oleh metodologinya. Tapi apa yang harus dipahami dengan ini? Kognisi adalah metode empiris untuk memperoleh pengetahuan yang menjadi ciri perkembangan ilmu pengetahuan setidaknya sejak abad ke-17. Ini melibatkan pengamatan yang cermat, yang menyiratkan skeptisisme yang ketat tentang apa yang diamati, mengingat asumsi kognitif tentang bagaimana dunia bekerja mempengaruhi bagaimana seseorang menafsirkan persepsi.
Ini melibatkan perumusan hipotesis melalui induksi berdasarkan pengamatan tersebut; uji inferensi berbasis eksperimen dan pengukuran yang diambil dari hipotesis; dan penyempurnaan (atau penghapusan) hipotesis berdasarkan hasil eksperimen. Ini adalah prinsip-prinsip metode ilmiah, yang bertentangan dengan serangkaian langkah yang berlaku untuk semua upaya ilmiah.
Aspek teoritis
Meskipun ada berbagai jenis dan struktur pengetahuan ilmiah, secara umum, ada proses berkelanjutan yang melibatkan pengamatan tentang alam. Orang secara alamiingin tahu, sehingga mereka sering mengajukan pertanyaan tentang apa yang mereka lihat atau dengar, dan sering kali memunculkan ide atau hipotesis tentang mengapa segala sesuatunya seperti itu. Hipotesis terbaik mengarah pada prediksi yang dapat diuji dalam berbagai cara.
Pengujian hipotesis yang paling meyakinkan berasal dari penalaran berdasarkan data eksperimen yang dikontrol dengan cermat. Bergantung pada bagaimana tes tambahan cocok dengan prediksi, hipotesis asli mungkin perlu disempurnakan, dimodifikasi, diperluas, atau bahkan ditolak. Jika asumsi tertentu menjadi sangat dikonfirmasi dengan baik, teori umum dapat dikembangkan, serta kerangka kerja untuk pengetahuan ilmiah teoretis.
Aspek prosedural (praktis)
Meskipun prosedur bervariasi dari satu bidang studi ke bidang studi lainnya, seringkali sama untuk bidang yang berbeda. Proses metode ilmiah melibatkan pembuatan hipotesis (dugaan), menurunkan prediksi dari mereka sebagai konsekuensi logis, dan kemudian membuat eksperimen atau pengamatan empiris berdasarkan prediksi tersebut. Hipotesis adalah teori yang didasarkan pada pengetahuan yang diperoleh saat mencari jawaban atas suatu pertanyaan.
Ini bisa spesifik atau luas. Para ilmuwan kemudian menguji asumsi tersebut dengan melakukan eksperimen atau studi. Hipotesis ilmiah harus dapat difalsifikasi, artinya adalah mungkin untuk menentukan hasil yang mungkin dari eksperimen atau pengamatan yang bertentangan dengan prediksi yang diturunkan darinya. Jika tidak, hipotesis tidak dapat diuji secara bermakna.
Eksperimen
Tujuan eksperimen adalah untuk menentukan apakah pengamatan konsisten atau bertentangan dengan prediksi yang diturunkan dari hipotesis. Eksperimen dapat dilakukan di mana saja, dari garasi hingga Large Hadron Collider CERN. Namun, ada kesulitan dalam merumuskan metode. Meskipun metode ilmiah sering disajikan sebagai urutan langkah yang tetap, metode ini lebih merupakan seperangkat prinsip umum.
Tidak semua langkah terjadi dalam setiap studi ilmiah (tidak pada tingkat yang sama), dan tidak selalu dalam urutan yang sama. Beberapa filsuf dan ilmuwan berpendapat bahwa tidak ada metode ilmiah. Ini adalah pendapat fisikawan Lee Smolina dan filsuf Paul Feyerabend (dalam bukunya Against the Method).
Masalah
Struktur pengetahuan ilmiah dan kognisi sangat ditentukan oleh masalahnya. Perselisihan abadi dalam sejarah ilmu pengetahuan:
- Rasionalisme, terutama yang berkaitan dengan René Descartes.
- Induktivisme dan/atau empirisme, seperti yang dikatakan Francis Bacon. Perdebatan ini menjadi sangat populer di kalangan Isaac Newton dan para pengikutnya;
- Hipotesis-deduktivisme, yang mengemuka pada awal abad ke-19.
Sejarah
Istilah "metode ilmiah" atau "pengetahuan ilmiah" muncul pada abad ke-19, ketika ada perkembangan kelembagaan yang signifikan dari ilmu pengetahuan dan muncul istilah yang menetapkan batas-batas yang jelas antara ilmu pengetahuan dan non-sains, seperti konsep " ilmuwan" dan "pseudoscience". Selama tahun 1830-an dan 1850-anSelama tahun-tahun ketika Baconisme populer, naturalis seperti William Whewell, John Herschel, John Stuart Mill terlibat dalam diskusi tentang "induksi" dan "fakta" dan berfokus pada bagaimana menghasilkan pengetahuan. Pada akhir abad ke-19, debat realisme vs. anti-realisme diadakan sebagai teori ilmiah yang kuat yang melampaui yang dapat diamati serta struktur pengetahuan dan kognisi ilmiah.
Istilah "metode ilmiah" menyebar luas pada abad kedua puluh, muncul dalam kamus dan buku teks sains, meskipun maknanya belum mencapai konsensus ilmiah. Meskipun pertumbuhan pada pertengahan abad kedua puluh, pada akhir abad itu, banyak filsuf berpengaruh ilmu pengetahuan seperti Thomas Kuhn dan Paul Feyerabend mempertanyakan universalitas "metode ilmiah" dan dengan demikian sebagian besar menggantikan gagasan ilmu pengetahuan sebagai homogen dan metode universal dengan menggunakan praktik yang heterogen dan lokal. Secara khusus, Paul Feyerabend berpendapat bahwa ada aturan-aturan universal tertentu dari sains, yang menentukan kekhususan dan struktur pengetahuan ilmiah.
Seluruh proses melibatkan pembuatan hipotesis (teori, dugaan), menurunkan prediksi dari mereka sebagai konsekuensi logis, dan kemudian menjalankan eksperimen berdasarkan prediksi tersebut untuk menentukan apakah hipotesis asli benar. Namun, ada kesulitan dalam perumusan metode ini. Meskipun metode ilmiah sering disajikan sebagai urutan langkah yang tetap, kegiatan ini paling baik dilihat sebagai prinsip umum.
Tidak semua langkah terjadi di setiap ilmiahstudi (tidak pada tingkat yang sama), dan mereka tidak selalu dilakukan dalam urutan yang sama. Seperti yang dicatat oleh ilmuwan dan filsuf William Whewell (1794–1866), "kecerdasan, wawasan, kejeniusan" dibutuhkan di setiap tahap. Struktur dan tingkat pengetahuan ilmiah dirumuskan tepat pada abad ke-19.
Pentingnya pertanyaan
Pertanyaan ini mungkin merujuk pada penjelasan suatu pengamatan tertentu - "Mengapa langit berwarna biru" - tetapi juga dapat bersifat terbuka - "Bagaimana saya dapat mengembangkan obat untuk mengobati penyakit khusus ini." Tahap ini sering kali mencakup pencarian dan evaluasi bukti dari eksperimen sebelumnya, pengamatan atau klaim ilmiah pribadi, dan karya ilmuwan lain. Jika jawabannya sudah diketahui, pertanyaan lain berdasarkan bukti dapat diajukan. Ketika menerapkan metode ilmiah untuk penelitian, mengidentifikasi pertanyaan yang baik bisa sangat sulit dan akan mempengaruhi hasil penelitian.
Hipotesis
Asumsi adalah teori yang didasarkan pada pengetahuan yang diperoleh dari merumuskan pertanyaan yang dapat menjelaskan perilaku apa pun. Hipotesisnya bisa sangat spesifik, seperti prinsip ekivalensi Einstein atau "DNA membuat RNA membuat protein" Francis Crick, atau bisa juga luas, seperti spesies kehidupan tak dikenal yang hidup di kedalaman lautan yang belum dijelajahi.
Hipotesis statistik adalah asumsi tentang populasi statistik tertentu. Misalnya, populasi mungkin orang dengan penyakit tertentu. Teorinya bisa jadi bahwa obat baru akan menyembuhkan penyakit pada beberapa orang ini. Syaratnya biasanyaterkait dengan hipotesis statistik adalah hipotesis nol dan alternatif.
Null - asumsi bahwa hipotesis statistik salah. Misalnya, obat baru tidak melakukan apa-apa dan obat apa pun disebabkan oleh kecelakaan. Peneliti biasanya ingin menunjukkan bahwa tebakan nol itu salah.
Hipotesis alternatif adalah hasil yang diinginkan bahwa obat bekerja lebih baik daripada kebetulan. Satu poin terakhir: teori ilmiah harus dapat dipalsukan, yang berarti bahwa adalah mungkin untuk menentukan hasil yang mungkin dari eksperimen yang bertentangan dengan prediksi yang diturunkan dari hipotesis; jika tidak, itu tidak dapat diverifikasi secara bermakna.
Pembentukan teori
Langkah ini melibatkan penentuan implikasi logis dari hipotesis. Satu atau lebih prediksi kemudian dipilih untuk pengujian lebih lanjut. Semakin kecil kemungkinan sebuah prediksi menjadi kenyataan hanya karena kebetulan, semakin meyakinkan jika prediksi itu menjadi kenyataan. Bukti juga lebih kuat jika jawaban prediksi belum diketahui, karena pengaruh bias bias (lihat juga pesan).
Idealnya, ramalan juga harus membedakan hipotesis dari kemungkinan alternatif. Jika dua asumsi membuat prediksi yang sama, memenuhi prediksi bukanlah bukti dari satu atau yang lain. (Pernyataan tentang kekuatan relatif bukti ini dapat diturunkan secara matematis menggunakan teorema Bayes.)
Uji hipotesis
Ini adalah studi tentang apakah dunia nyata berperilaku seperti yang diprediksihipotesa. Ilmuwan (dan lainnya) menguji asumsi dengan melakukan eksperimen. Tujuannya adalah untuk menentukan apakah pengamatan dunia nyata konsisten atau bertentangan dengan prediksi yang diturunkan dari hipotesis. Jika mereka setuju, kepercayaan pada teori meningkat. Jika tidak, itu berkurang. Konvensi tidak menjamin bahwa hipotesis itu benar; percobaan masa depan dapat mengungkapkan masalah.
Karl Popper menyarankan para ilmuwan untuk mencoba memalsukan asumsi, yaitu menemukan dan menguji eksperimen yang tampaknya paling meragukan. Sejumlah besar konfirmasi yang berhasil tidak konklusif jika muncul dari eksperimen yang menghindari risiko.
Eksperimen
Eksperimen harus dirancang untuk meminimalkan kemungkinan kesalahan, terutama melalui penggunaan kontrol ilmiah yang sesuai. Misalnya, tes pengobatan obat biasanya dilakukan sebagai tes double-blind. Subjek, yang tanpa disadari mungkin menunjukkan kepada orang lain sampel mana yang merupakan obat uji yang diinginkan dan mana yang plasebo, tidak tahu yang mana. Isyarat seperti itu dapat mempengaruhi respons subjek, yang menetapkan struktur dalam eksperimen tertentu. Bentuk-bentuk penelitian ini adalah bagian terpenting dari proses pembelajaran. Mereka juga menarik dari sudut pandang mempelajari (pengetahuan ilmiah) struktur, tingkatan dan bentuknya.
Juga, kegagalan eksperimen tidak selalu berarti hipotesis salah. Penelitian selalu bergantung pada beberapa teori. Misalnya, bahwa peralatan uji berfungsi dengan baik dankegagalan mungkin kegagalan salah satu hipotesis pendukung. Dugaan dan eksperimen merupakan bagian integral dari struktur (dan bentuk) pengetahuan ilmiah.
Yang terakhir dapat dilakukan di laboratorium perguruan tinggi, di meja dapur, di dasar laut, di Mars (menggunakan salah satu penjelajah yang berfungsi) dan di tempat lain. Para astronom sedang melakukan tes mencari planet di sekitar bintang yang jauh. Akhirnya, sebagian besar eksperimen individu berurusan dengan topik yang sangat spesifik karena alasan kepraktisan. Akibatnya, bukti tentang topik yang lebih luas biasanya terakumulasi secara bertahap, seperti yang dipersyaratkan oleh struktur metodologi pengetahuan ilmiah.
Mengumpulkan dan mempelajari hasil
Proses ini melibatkan penentuan apa yang ditunjukkan oleh hasil eksperimen dan memutuskan bagaimana melanjutkannya. Prediksi teori dibandingkan dengan hipotesis nol untuk menentukan siapa yang paling mampu menjelaskan data. Dalam kasus di mana eksperimen diulang berkali-kali, analisis statistik seperti uji chi-kuadrat mungkin diperlukan.
Jika bukti menyangkal asumsi, diperlukan bukti baru; jika percobaan mengkonfirmasi hipotesis, tetapi data tidak cukup kuat untuk kepercayaan tinggi, prediksi lain perlu diuji. Setelah teori didukung kuat oleh bukti, pertanyaan baru dapat diajukan untuk memberikan pemahaman yang lebih dalam tentang topik yang sama. Ini juga menentukan struktur pengetahuan ilmiah, metode dan bentuknya.
Bukti dari ilmuwan lain dan pengalaman seringdisertakan pada setiap tahap proses. Bergantung pada kerumitan eksperimen, mungkin diperlukan banyak pengulangan untuk mengumpulkan cukup bukti dan kemudian menjawab pertanyaan dengan percaya diri, atau membuat banyak jawaban untuk pertanyaan yang sangat spesifik dan kemudian menjawab satu pertanyaan yang lebih luas. Metode mengajukan pertanyaan ini menentukan struktur dan bentuk pengetahuan ilmiah.
Jika eksperimen tidak dapat diulang untuk menghasilkan hasil yang sama, berarti data aslinya mungkin salah. Akibatnya, satu percobaan biasanya dilakukan beberapa kali, terutama ketika ada variabel yang tidak terkontrol atau indikasi kesalahan percobaan lainnya. Untuk hasil yang signifikan atau tidak terduga, ilmuwan lain mungkin juga mencoba mereproduksinya untuk diri mereka sendiri, terutama jika itu penting untuk pekerjaan mereka sendiri.
Penilaian ilmiah eksternal, audit, keahlian, dan prosedur lainnya
Berdasarkan apa otoritas struktur pengetahuan ilmiah, metode dan bentuknya? Pertama-tama, menurut pendapat para ahli. Itu dibentuk melalui evaluasi eksperimen oleh para ahli, yang biasanya memberikan ulasan mereka secara anonim. Beberapa jurnal mengharuskan peneliti untuk memberikan daftar kemungkinan pengulas, terutama jika bidangnya sangat terspesialisasi.
Ulasan sejawat tidak mengkonfirmasi kebenaran hasil, hanya saja, menurut peninjau, eksperimen itu sendiri valid (berdasarkan deskripsi yang diberikan oleh eksperimen). Jika karya tersebut ditinjau oleh rekan sejawat, yang terkadang memerlukan eksperimen baru yang dimintareviewer, maka akan dipublikasikan pada jurnal ilmiah yang sesuai. Jurnal tertentu yang menerbitkan hasil menunjukkan kualitas yang dirasakan dari pekerjaan tersebut.
Merekam dan berbagi data
Ilmuwan cenderung berhati-hati dalam merekam data mereka, persyaratan yang dikemukakan oleh Ludwik Fleck (1896–1961) dan lainnya. Meskipun biasanya tidak diperlukan, mereka mungkin diminta untuk memberikan laporan kepada ilmuwan lain yang ingin mereproduksi hasil asli mereka (atau bagian dari hasil asli mereka), diperluas ke pertukaran sampel eksperimental apa pun yang mungkin sulit diperoleh.
Klasik
Model klasik pengetahuan ilmiah berasal dari Aristoteles, yang membedakan antara bentuk perkiraan dan pemikiran eksak, menguraikan skema tripartit penalaran deduktif dan induktif, dan juga mempertimbangkan pilihan kompleks, seperti penalaran tentang struktur pengetahuan ilmiah, metode dan bentuknya.
Model hipotetis-deduktif
Model atau metode ini merupakan deskripsi yang diusulkan dari metode ilmiah. Di sini prediksi dari hipotesis adalah sentral: jika Anda menganggap teori itu benar, apa implikasinya?
Jika penelitian empiris lebih lanjut tidak menunjukkan bahwa prediksi ini konsisten dengan dunia yang diamati, kita dapat menyimpulkan bahwa asumsi tersebut salah.
Model Pragmatis
Saatnya berbicara tentang filosofi struktur dan metode pengetahuan ilmiah. Charles Sanders Pierce (1839–1914) ditandaipenelitian (studi) bukan sebagai pengejaran kebenaran begitu saja, tetapi sebagai perjuangan untuk melepaskan diri dari keresahan, pengekangan keraguan yang ditimbulkan oleh kejutan, ketidaksepakatan, dan sebagainya. Kesimpulannya masih relevan sampai sekarang. Dia, pada dasarnya, merumuskan struktur dan logika pengetahuan ilmiah.
Pearce percaya bahwa pendekatan eksperimen yang lambat dan ragu-ragu bisa berbahaya dalam hal-hal praktis, dan bahwa metode ilmiah paling cocok untuk penelitian teoretis. Yang, pada gilirannya, tidak boleh diserap oleh metode dan tujuan praktis lainnya. "Aturan pertama" akal adalah bahwa untuk belajar, seseorang harus berusaha keras untuk belajar dan, sebagai hasilnya, memahami struktur pengetahuan ilmiah, metode dan bentuknya.
Manfaat
Dengan fokus pada pembuatan penjelasan, Peirce menggambarkan istilah yang dipelajarinya sebagai mengoordinasikan tiga jenis inferensi dalam siklus yang bertujuan untuk menyelesaikan keraguan:
- Penjelasan. Analisis awal tetapi deduktif yang tidak jelas dari suatu hipotesis untuk membuat bagian-bagiannya sejelas mungkin, seperti yang dipersyaratkan oleh konsep dan struktur metode pengetahuan ilmiah.
- Demonstrasi. Penalaran deduktif, prosedur Euclidean. Secara eksplisit menyimpulkan konsekuensi hipotesis sebagai prediksi, untuk induksi untuk menguji, tentang bukti yang akan ditemukan. Investigasi atau, jika perlu, teoretis.
- Induksi. Penerapan jangka panjang dari aturan induksi berasal dari prinsip (dengan asumsi bahwa secara umum penalaran) adalahbahwa yang nyata hanyalah objek dari opini akhir yang dapat mengarah pada penyelidikan yang memadai; apapun proses seperti itu akan pernah menyebabkan tidak akan menjadi nyata. Induksi yang melibatkan pengujian atau pengamatan yang sedang berlangsung mengikuti metode yang, dengan konservasi yang cukup, akan mengurangi kesalahannya di bawah tingkat yang telah ditentukan sebelumnya.
Metode ilmiah lebih unggul karena dirancang secara khusus untuk mencapai (pada akhirnya) keyakinan paling aman yang menjadi dasar praktik paling sukses.
Berawal dari gagasan bahwa orang tidak mencari kebenaran itu sendiri, tetapi bukannya menundukkan yang menjengkelkan, menahan keraguan, Pierce menunjukkan bagaimana, melalui perjuangan, beberapa orang dapat mematuhi kebenaran atas nama kejujuran keyakinan, untuk mencari sebagai panduan kebenaran untuk praktik potensial. Ia merumuskan struktur analitis pengetahuan ilmiah, metode dan bentuknya.
