Videnskab: definition, metoder og naturvidenskabens discipliner
Få en klar introduktion til videnskab: definition, videnskabelig metode, eksperimenter og naturvidenskabens discipliner som fysik, kemi, biologi, geologi og astronomi.
Videnskab er de systematiske metoder og den viden, vi bruger for at finde ud af noget om naturen og verden omkring os. Naturvidenskab omfatter blandt andet kemi, biologi, geologi, astronomi og fysik. Udover disse empiriske fag benyttes også matematik og logik, som nogle gange kaldes "formelle videnskaber", til at formulere, beskrive og teste teorier. Naturvidenskaben bygger på observationer og eksperimenter for at frembringe pålidelige fakta, formulere videnskabelige love og udvikle teorier. Ordet "videnskab" kan også betegne den samlede mængde viden, der er opnået gennem disse processer.
Den videnskabelige metode
I forskningen anvendes den videnskabelige metode som en systematisk fremgangsmåde til at undersøge fænomener. Metoden indeholder typisk følgende trin:
- Observation: Indsamling af data og registrering af mønstre (observationer).
- Problemformulering og spørgsmål: Hvad vil vi gerne forstå eller forklare?
- Hypotese: En afprøvelig forklaring eller forudsigelse baseret på idéer eller tidligere viden (hypoteser).
- Forudsigelse: Hvad vil ske, hvis hypotesen er sand?
- Eksperiment og test: Gennemførelse af kontrollerede forsøg og målinger for at teste hypotesen (eksperimenter og forsøg).
- Analyse: Brug af matematik og statistik til at vurdere resultaterne.
- Konklusion og formidling: Sammenfatning af resultater og deling med andre forskere gennem publikation og peer review.
- Reproducerbarhed og efterprøvning: Andre forskere skal kunne gentage eksperimentet og opnå samme resultater.
Metoden er iterativ: Nye observationer kan føre til reviderede hypoteser eller helt nye spørgsmål. God videnskab kræver åbenhed, dokumentation og kritik fra fagfæller.
Naturvidenskabens hoveddiscipliner og eksempler
- Kemi: Studiet af stoffers sammensætning, reaktioner og egenskaber (f.eks. molekyler, kemiske reaktioner og materialer).
- Biologi: Lær om levende organismer, deres opbygning, funktion og evolution (fra celler til økosystemer).
- Geologi: Undersøger Jordens opbygning, processer og historie (f.eks. vulkaner, pladetektonik og fossiler).
- Astronomi: Studiet af universet, stjerner, planeter og galakser.
- Fysik: Undersøger naturens grundlæggende kræfter og love (bevægelse, energi, elektriske fænomener mv.).
Der findes mange tværfaglige områder (f.eks. biokemi, geofysik, astrofysik) og anvendte fag som ingeniørvidenskab, der bygger videre på naturvidenskabelige resultater for at udvikle teknologi.
Forskere og deres arbejdsmetoder
Folk, der studerer og forsker i videnskab, kaldes ofte videnskabsmænd eller forskere. De undersøger fænomener ved først at se meget nøje på dem, måle relevante størrelser og dernæst gennemføre kontrollerede eksperimenter og forsøg. Forskerne forsøger at forklare, hvorfor tingene opfører sig, som de gør, og at forudsige fremtidige hændelser eller observationer.
Arbejdet omfatter databehandling, modellering, formidling i videnskabelige tidsskrifter, samt deltagelse i konferencer og samarbejde på tværs af fagområder. Et centralt princip er fagfællebedømmelse (peer review), som hjælper med at sikre kvalitet og troværdighed i offentliggjort forskning.
Hvad karakteriserer videnskabelig viden?
- Pålidelighed: Viden bygger på dokumenterede observationer og gentagne tests, hvilket fører til robuste fakta.
- Tentativitet: Videnskabelige teorier kan revideres eller forkastes, når nye data fremkommer.
- Forklaringskraft og forudsigelse: Gode teorier forklarer observerede fænomener og gør testbare forudsigelser.
- Reproducerbarhed: Andre skal kunne gentage eksperimenter og opnå samme resultater.
- Etik og samfundsrelevans: Forskning påvirker samfundet, så etiske overvejelser, sikkerhed og ansvarlig formidling er vigtige.
Samlet set er videnskab både en metode og et resultat: en måde at undersøge verden på og den store mængde viden, vi har opbygget. Den driver teknologisk udvikling, informerer politiske beslutninger og udvider vores forståelse af naturen og universet.
Universets størrelse i forhold til de forskellige videnskabsgrene
Videnskabelig metode
I dag henviser "videnskab" normalt til en måde at søge viden på, ikke blot til selve viden. Den handler hovedsagelig om fænomener i den materielle verden. De græske værker i Vesteuropa fra det 6. til 7. århundrede f.Kr. genoplivede "filosofien". I det 17. og 18. århundrede søgte videnskabsfolk i stigende grad at formulere viden i form af naturlove som f.eks. Newtons bevægelseslove. Og i løbet af det 19. århundrede blev ordet "videnskab" mere og mere forbundet med selve den videnskabelige metode. Den blev opfattet som en måde at studere naturens verden på, herunder fysik, kemi, geologi og biologi.
Det var også i det 19. århundrede, at begrebet videnskabsmand blev skabt af William Whewell. Han mente, at det skulle bruges til at skelne mellem dem, der søgte efter viden om naturen, og dem, der søgte efter andre typer viden.
Den videnskabelige metode er betegnelsen for de metoder, som videnskabsfolk bruger til at finde viden. De vigtigste træk ved den videnskabelige metode er:
- Forskere identificerer et spørgsmål eller et problem om naturen. Nogle problemer er enkle, som f.eks. "hvor mange ben har fluer?", og andre er meget dybe, som f.eks. "hvorfor falder genstande til jorden?"
- Derefter undersøger forskerne problemet. De arbejder på det og indsamler fakta. Nogle gange er alt, hvad der skal til, at se nøje efter.
- Nogle spørgsmål kan ikke besvares direkte. Så forskere foreslår idéer og afprøver dem. De udfører eksperimenter og indsamler data.
- Til sidst finder de det, de mener, er et godt svar på problemet. Derefter fortæller de folk om det.
- Senere kan andre forskere være enige eller uenige. De kan foreslå et andet svar. De kan foretage flere eksperimenter. Alt inden for videnskaben kan revideres, hvis vi finder ud af, at den tidligere løsning ikke var god nok.
Et eksempel
Et berømt eksempel på videnskab i praksis var den ekspedition, der blev ledet af Arthur Eddington til Principe Island i Afrika i 1919. Han tog dertil for at registrere, hvor stjernerne var omkring solen under en solformørkelse. Observationen af, hvor stjernerne befandt sig, viste, at de tilsyneladende stjernepositioner tæt på Solen blev ændret. Faktisk blev lyset, der passerede Solen, trukket mod Solen af gravitation. Dette bekræftede de forudsigelser om gravitationslinser, som Albert Einstein havde fremsat i den generelle relativitetsteori, der blev offentliggjort i 1915. Eddingtons observationer blev anset for at være det første solide bevis for Einsteins teori.
Praktiske virkninger af videnskabelig forskning
Opdagelser inden for grundlæggende videnskab kan være verdensomvæltende. For eksempel:
| Forskning | Virkning |
| Statisk elektricitet og magnetisme (1600) | Alle elektriske apparater, dynamoer, elektriske kraftværker, moderne elektronik, herunder elektrisk belysning, fjernsyn, elektrisk opvarmning, magnetbånd, højttalere samt kompas og lynafleder. |
| Diffraktion (1665) | Optik, deraf fiberoptisk kabel (1840'erne), kabel-tv og internet |
| Germ-teori (1700) | Hygiejne, der fører til mindre overførsel af smitsomme sygdomme, og antistoffer, der fører til teknikker til sygdomsdiagnostik og målrettede kræftbekæmpelsesbehandlinger. |
| Vaccination (1798) | Det har ført til udryddelse af de fleste smitsomme sygdomme i de udviklede lande og til udryddelse af kopper på verdensplan. |
| Fotovoltaik (1839) | Solceller (1883), deraf solenergi, solcelledrevne ure, lommeregnere og andre apparater. |
| Merkurs mærkelige kredsløb (1859) og anden forskning, der | Satellitbaseret teknologi som GPS (1973), satellitnavigation og kommunikationssatellitter. |
| Radiobølger (1887) | Anvendt i udsendelser: radio (1906) og tv (1927) underholdning. Det anvendes inden for telefoni, nødhjælp, radar (navigation og vejrudsigter), medicin, astronomi, trådløs kommunikation og netværksdannelse. Radioforskning førte til mikrobølgekøkken. |
| Radioaktivitet (1896) og antimaterie (1932) | Kræftbehandling (1896), radiometrisk datering (1905), atomreaktorer (1942) og våben (1945), PET-scanninger (1961) og medicinsk forskning (med isotopmærkning). |
| Røntgenstråler (1896) | Medicinsk billeddannelse, herunder computertomografi |
| Krystallografi og kvantemekanik (1900) | Halvlederkomponenter (1906), deraf moderne computer- og telekommunikationsteknologi, herunder integration med trådløse enheder: mobiltelefonen |
| Plastik (1907) | Fra bakelit er der udviklet mange typer kunstige polymerer til talrige anvendelser i industrien og i dagligdagen |
| Antibiotika (1880'erne, 1928) | Salvarsan, penicillin, doxycyclin. I 2018 var Amoxicillin og amoxicillin/clavulansyre de mest anvendte. |
| Nuclear magnetic resonance (1930'erne) | Spektroskopi med nuklear magnetisk resonans (1946), magnetisk resonansbilleddannelse (1971), funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (1990'erne). |
| Genomforskning (1990'erne) | Genomik = genetik + medicin. Det er struktur, funktion, evolution, kortlægning og redigering af genomer. Et genom er en organismes komplette sæt af DNA (eller RNA). Det udgør dens gener. Vacciner mod vira er udviklet ved hjælp af genomik. |
Andre videnskabelige kendetegn
Ikke alle er helt enige om, hvordan teorier skal bruges eller opdateres. Nogle filosoffer og videnskabsmænd siger, at videnskabelige teorier kun er accepteret for en tid. De gælder så længe, som de er den bedste forklaring. Når teorier ikke længere forklarer dataene, fjernes de og erstattes. Eller nogle gange vil videnskabsmænd forbedre en teori i stedet for at fjerne den, eller de vil blive ved med at bruge teorien i håb om, at den vil blive gjort bedre i sidste ende.
Videnskab er en måde at opnå viden på ved at fjerne det, der ikke er sandt.
Forskere skal være meget omhyggelige med at lave forklaringer, der passer godt sammen med det, de observerer og måler. De konkurrerer om at give bedre forklaringer. En forklaring kan være interessant eller tiltalende, men hvis den ikke stemmer overens med det, som andre forskere virkelig ser og måler, vil de forsøge at finde en bedre forklaring.
Før en videnskabelig artikel offentliggøres, læser andre forskere artiklen. De afgør, om forklaringerne giver mening ud fra dataene. Dette kaldes peer review. Når artiklerne er blevet offentliggjort, kontrollerer andre forskere også, om de samme eksperimenter, observationer eller forsøg giver de samme data igen. Peer review og gentagelse af eksperimenter er den eneste måde, hvorpå man kan være sikker på, at den viden, man får, er korrekt.
Videnskaben skaber modeller af naturen, modeller af vores univers og medicin. Der findes mange forskellige videnskaber med deres egne navne. Men det er ikke rigtigt at sige, at "videnskaben siger" en bestemt ting. Videnskab er en proces, ikke bare de fakta og regler, man tror på et tidspunkt.
Nogle typer af videnskab
· Biologi
· Zoologi
· Botanik
· Genetik
· Økologi
· Fysiske videnskaber
· Fysik
· Kemi
· Meteorologi
· Geologi
· Oceanografi
- Samfundsvidenskab
· Økonomi
· Statskundskab
· Socialt arbejde
- Formelle og anvendte videnskaber
· Datalogi
· Medicin
Relaterede sider
- Videnskabens historie
- Videnskabsfilosofi
- Videnskabelig turisme
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er videnskab?
A: Videnskab er en proces, hvor man opdager og forstår den naturlige verden gennem observationer, eksperimenter og forskning. Det henviser også til den store mængde viden, der er blevet afdækket ved hjælp af denne proces.
Spørgsmål: Hvad er nogle eksempler på naturvidenskab?
A: Naturvidenskab omfatter kemi, biologi, geologi, astronomi og fysik.
Spørgsmål: Hvad er "formelle videnskaber"?
A: Formelle videnskaber er matematik og logik, som anvendes i videnskabelig forskning.
Sp: Hvordan fungerer videnskabelig forskning?
A: Videnskabelig forskning anvender hypoteser baseret på idéer eller tidligere viden, som kan inddeles i forskellige emner. Disse hypoteser testes derefter ved hjælp af eksperimenter.
Spørgsmål: Hvem studerer videnskab?
Svar: Folk, der studerer og forsker i videnskab for at finde ud af alt om den, kaldes videnskabsmænd.
Spørgsmål: Hvordan undersøger videnskabsmænd ting?
A: Videnskabsfolk undersøger ting ved at se meget nøje på dem, måle dem, lave eksperimenter og tests, forsøge at forklare, hvorfor tingene opfører sig, som de gør, og forudsige, hvad der vil ske.
Søge