Hvað er vísindaleg aðferðafræði?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvað er vísindaleg aðferðafræði?
Spurningin í fullri lengd hljóðaði svona:

Hvað er vísindaleg aðferðafræði? Hver eru helstu skref vísindalegrar aðferðafræði?

Svarið við þessari spurningu er bæði umdeilt og flókið. Ástæðan er meðal annars sú að aðferðafræði vísinda er afar ólík á milli vísindagreina – til dæmis notast félagsvísindi oft við svokallaðar eigindlegar aðferðir sem þekkjast ekki í raunvísindum. Auk þess má benda á að aðferðafræði vísinda hefur tekið umtalsverðum breytingum í áranna rás, oft samhliða því að nýjar kenningar eru teknar upp í viðkomandi vísindagreinum. Meðal annars af þessum sökum telja margir að ekki sé rétt að tala um eina tiltekna aðferðafræði vísinda. Þess í stað notist vísindin við margar ólíkar aðferðir og að ekki sé hægt að gefa sér fyrirfram að ein tiltekin aðferð muni gagnast í öllum rannsóknum.

Að þessu sögðu má skipta flestum nútíma vísindarannsóknum í náttúru- og raunvísindum í grófum dráttum í eftirfarandi skref:

1. Rannsóknarspurning er sett fram, til dæmis „Hvað veldur hiksta í mannfólki?“
2. Hugmynd að svari er sett fram í formi tilgátu, til dæmis „Hiksti orsakast af umframmagni af lofti í maganum.“
3. Tilgátan er prófuð í tilraun eða athugunum, til dæmis með því að leiða af henni forspár um ókomna atburði eins og „Ef við fáum 100 sjálfboðaliða og skiptum þeim handhófskennt í tvo jafnstóra hópa þar sem annar hópurinn er beðinn um að gleypa loft en hinn ekki, þá verður hiksti algengari meðal þeirra sem eru í fyrri hópnum.“
4. Gögnin sem fengust í fyrra skrefi eru greind og túlkuð, til dæmis með hjálp tölfræðireikninga sem segja til um hvort um marktækar niðurstöður sé að ræða.
5. Ákvarðað er hvort gögnin styðji tilgátuna eða ekki og niðurstöðurnar eru svo birtar ef tilefni er til þess, til dæmis í ritrýndu vísindatímariti.

Tekið skal fram að hér er um talsverða einföldun að ræða -- vísindarannsóknir fara ekki alltaf fram eftir þessu ferli. Til dæmis gerist það oft að vísindamenn sjá eitthvað í gögnunum sem verður til þess að þeir skipta um rannsóknarspurningu. Við getum til dæmis ímyndað okkur að vísindamennirnir í dæminu hér að ofan taki eftir því að 50 manna hópurinn sem gleypti loft hafi líka mun oftar fengið hausverk. Ef svo er gætu vísindamennirnir hugsanlega svarað annarri spurningu sem þeir höfðu ekki hugleitt fyrirfram, „Getur umframmagn af lofti í maga valdið hausverk?“

Vert er að benda á nokkur mikilvæg atriði varðandi ferlið sem lýst hefur verið hér að ofan. Í fyrsta lagi er ekki hægt að gefa sér fyrirfram að sú rannsókn sem gerð er styðji við tilgátuna sem sett er fram. Rannsóknirnar geta jafnvel grafið undan tilgátunni ef svo ber undir. Sem dæmi um slíkt má nefna að franski stjörnufræðingurinn Urbain Le Verrier (1811-1877) setti fram tilgátu árið 1843 um að skýra mætti sérkennilega hreyfingu Merkúrs með því að lítil pláneta, sem hann kallaði Vúlkan, væri á sporbraut milli Merkúrs og sólarinnar. Samkvæmt tilgátu Le Verriers togar Vúlkan í Merkúr með þyngdarkrafti líkt og aðrar plánetur sólkerfisins, en ítrekaðar tilraunir til að finna plánetuna með hjálp stjörnusjónauka báru hins vegar ekki árangur. Því má segja að rannsóknirnar sem Le Verrier átti upptök að hafi í raun grafið undan tilgátunni í stað þess að styðja hana.

Annað mikilvægt atriði varðandi vísindalega aðferðafræði er að jafnvel þótt rannsókn styðji tiltekna tilgátu er aldrei hægt að segja að tilgátan sé þar með „sönnuð“ fyrir fullt og allt. Þess í stað segjum við að rannsóknin styðji eða staðfesti tilgátuna – og eigum þá við að rannsóknin veiti okkur aukna ástæðu eða rök fyrir því að tilgátan sé sönn. Þegar nægilega miklar rannsóknir hafa verið gerðar sem styðja tilgátuna getum við oft dregið þá ályktun að tilgátan sé nær örugglega sönn, en sá möguleiki er þó engu að síður alltaf til staðar að svo sé ekki. Hugmyndin um „vísindalega sönnun“ er því í raun goðsögn eða misskilningur, enda eru sannanir hvergi til nema í stærðfræði og skyldum greinum þar sem athuganir og tilraunir koma hvergi við sögu. Nánar má lesa um þetta efni í svari við spurningunni Hvaða skilyrði þurfa að vera fyrir hendi til þess að eitthvað geti talist vísindalega sannað?

Heimildir og frekara lesefni:

• Chalmers, Alan (2013). What is This Thing Called Science? (fjórða útgáfa). Indianapolis: Hackett.
• Kuhn, Thomas S. (2015). Vísindabyltingar. Íslensk þýðing eftir Kristján B. Arngrímsson; inngangur eftir Eyju Margréti Brynjarsdóttur. Reykjavík: Hið íslenska bókmenntafélag.
• Popper, Karl (2009). Ský og klukkur. Íslensk þýðing eftir Gunnar Ragnarsson; inngangur eftir Huginn F. Þorsteinsson. Reykjavík: Heimspekistofnun Háskóla Íslands.

Mynd:

• File:Urbain Le Verrier.jpg - Wikimedia Commons (Sótt 11.1.16.)

...