ระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

ระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์ หรือ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เป็นหลักการพื้นฐานของการตรวจสอบและเสาะหาความรู้ใหม่แบบวิทยาศาสตร์ ที่ใช้หลักฐานทางกายภาพ นักวิทยาศาสตร์เสนอความเชื่อใหม่เกี่ยวกับโลกในรูปของทฤษฎีที่ผ่านขั้นตอนของ การสังเกต, การตั้งสมมติฐาน, และการอนุมาน ผลการทำนายของทฤษฎีเหล่านี้จะถูกทดสอบด้วยการทดลอง ถ้าผลการทำนายนั้นถูกต้องหรือสอดคล้องกับการทดลอง ทฤษฎีดังกล่าวจะถูกเก็บไว้ ทฤษฎีที่ความน่าเชื่อถือจะถูกนำไปทดลองซ้ำเพื่อยืนยันความถูกต้องเพิ่มเติม ระเบียบวิธีนี้ถูกจัดให้เป็นตรรกะสำคัญของธรรมเนียมปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์ โดยสาระสำคัญนั้นระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์คือวิธีการที่รอบคอบมาก สำหรับสร้างความเข้าใจ ที่มีหลักฐานและยืนยันได้เกี่ยวกับโลก

สารบัญ 1 ประวัติ 2 ระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์ 2.1 การระบุลักษณะเฉพาะ 2.2 การตั้งสมมติฐาน 2.3 การทำนายผลจากสมมติฐาน 2.4 การทดลอง 3 เชิงอรรถ

[แก้] ประวัติ

ดูหัวข้อหลักที่: ประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์

พัฒนาการของระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์นั้น เป็นส่วนหนึ่งของพัฒนาการของวิทยาศาสตร์ ในลักษณะที่ไม่สามารถแยกออกจากกันได้

หนังสือโบราณเกี่ยวกับศัลยกรรมชื่อ บันทึกโบราณเอ็ดวิน สมิท (Edwin Smith Papyrus) (สมัย 1600 BC) อธิบายขั้นตอนอันละเอียดของของการสืบเสาะ (การระบุลักษณะเฉพาะ) การวินิจฉัย (การตั้งสมมติฐาน) การปฏิบัติ (การทดลอง) และนำผลไปใช้ในการทำนาย (การทบทวน) นอกจากนี้แม้ว่าบันทึกโบราณอีเบอร์ส (Ebers papyrus) (สมัย 1550 BC) จะเต็มไปด้วยเรื่องราวของการขับไล่ภูติผี เพื่อบำบัดการเจ็บป่วย ในนั้นก็ยังมีหลักฐานของ ประวัติที่ยาวนานของแนวทางปฏิบัติที่มีการทดลองและการสังเกต

ในการประกาศ 'ระเบียบวิธี' ของโรเจอร์ เบคอนในยุคคริสต์ศตวรรษที่ 13 เขาได้แรงบันดาลใจมาจากงานเขียนของนักเล่นแร่แปรธาตุ ชาวอาหรับ ที่ได้นำวิธีการอุปนัยที่อธิบายไว้โดยอริสโตเติลมาใช้และพัฒนาต่อ เบคอนได้อธิบายขั้นตอนที่กระทำซ้ำๆ กันของ การสังเกต การตั้งสมมติฐาน การทดลอง และความจำเป็นของ การตรวจสอบ ที่เป็นอิสระ ในยุคคริสต์ศตวรรษที่ 17 ฟรานซิส เบคอนได้พยายามระบุวิธีการที่ใช้เหตุผล เพื่อแสดงถึงความสัมพันธ์แบบที่เป็นเหตุเป็นผลกันของปรากฏการณ์ต่างๆ

ในปี ค.ศ. 1619 เรอเน เดส์การตส์ ได้เริ่มเขียนความเรียงเรื่อง Rules for the Direction of the Mind (ซึ่งเขียนไม่เสร็จ). โดยความเรียงชิ้นนี้ถือเป็นความเรียงชิ้นแรกที่เสนอกระบวนการคิดเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สมัยใหม่และปรัชญาสมัยใหม่. อย่างไรก็ตามเนื่องจากเดส์การตส์ได้ทราบเรื่องที่กาลิเลโอ ผู้มีความคิดคล้ายกับตนถูกเรียกสอบสวนโดยโป๊ปแห่งกรุงโรม ทำให้เดส์การตส์ไม่ได้ตีพิมพ์ผลงานชิ้นนี้ออกมาในเวลานั้น

กาลิเลโอ กาลิเลอีได้นำเอาวิธีการทดลองเชิงปริมาณและการวิเคราะห์เชิงคณิตศาสตร์เข้ามาใช้ ซึ่งทำให้การประกาศกฎเชิงกายภาพในรูปทั่วไปเป็นไปได้ ไอแซค นิวตันได้วางรากฐานและระบบระเบียบของกฎเหล่านี้ และเป็นต้นแบบสำหรับสาขาด้านอื่นๆ ของวิทยาศาสตร์

การพยายามจะทำให้ระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์เป็นระบบนั้น ต้องพบกับปัญหาของการอุปนัย ที่ชี้ให้เห็นว่าการคิดแบบอุปนัยนั้น ไม่ถูกต้องตามหลักตรรกศาสตร์ เดวิด ฮูมได้อธิบายปัญหาดังกล่าวออกมาอย่างละเอียด คาร์ล พอพเพอร์ในความคิดลักษณะเดียวกับคนอื่นๆ ได้พยายามอธิบายว่าสมมติฐานที่จะใช้ได้นั้นจะต้องทำให้เป็นเท็จได้ (falsifiable) นั่นคือจะต้องอยู่ในฐานะที่ถูกปฏิเสธได้ ความยุ่งยากนี้ทำให้เกิดการปฏิเสธความเชื่อพื้นฐานที่ว่ามีระเบียบวิธี 'หนึ่งเดียว' ที่ใช้ได้กับวิทยาศาสตร์ทุกแขนง และจะทำให้สามารถแยกแยะวิทยาศาสตร์ ออกจากสาขาอื่นที่ไม่เป็นวิทยาศาสตร์ได้

ปัญหาเกี่ยวกระบวนการปฏิบัติของวิทยาศาสตร์มีความสำคัญเกินขอบเขตของวงการวิทยาศาสตร์ หรือวงการวิชาการ ในระบบยุติธรรมและในการถกเถียงปัญหาเกี่ยวกับนโยบายสาธารณะ การศึกษาที่ใช้วิธีการนอกเหนือจาก แนวปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นที่ยอมรับ จะถูกปฏิเสธ และถูกจัดว่าเป็น "วิทยาศาสตร์ขยะ" หรือศาสตร์ปลอม

[แก้] ระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์

องค์ประกอบสำคัญของระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์คือการวนซ้ำของขั้นตอนด้านล่าง และการใช้วิธีดังกล่าวซ้ำภายในขั้นตอนย่อย:

1. การระบุลักษณะเฉพาะ (Characterization)
2. การตั้งสมมติฐาน (การสร้างคำอธิบายเชิงทฤษฎีที่มีความเป็นไปได้)
3. การทำนายผล (การอนุมานเชิงตรรกศาสตร์จากสมมติฐาน)
4. การทดลอง (การทดสอบขั้นตอนทั้งหมด)

ขั้นตอนด้านบนคือระเบียบวิธีแบบสมมติฐาน-อนุมาน และใช้การสังเกตในขั้นตอนแรกและขั้นตอนที่สี่ แต่ละขั้นตอนจะต้องผ่านกระบวนการ peer review เพื่อป้องกันความผิดพลาด กิจกรรมเหล่านี้ไม่ได้ระบุสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ทำทั้งหมด (ดูด้านล่าง) แต่อธิบายถึงวิทยาศาสตร์เชิงทดลอง (เช่น ฟิสิกส์ และเคมี) ขั้นตอนด้านต้นมักใช้ในการเรียนการสอน¹

[แก้] การระบุลักษณะเฉพาะ

(รอการเพิ่มเติมเนื้อหา)

[แก้] การตั้งสมมติฐาน

(รอการเพิ่มเติมเนื้อหา)

[แก้] การทำนายผลจากสมมติฐาน

(รอการเพิ่มเติมเนื้อหา)

[แก้] การทดลอง

(รอการเพิ่มเติมเนื้อหา)

[แก้] เชิงอรรถ

เชิงอรรถ 1: ผู้สอนที่ใช้การแสวงหาความรู้เพื่อเป็นเครื่องมือในการสอน บางครั้งจะใช้ขั้นตอนที่ดัดแปลงจากระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์ โดยที่จะเปลี่ยนขั้นตอนแรกจาก "การระบุลักษณะเฉพาะ" เป็นการตั้งปัญหา