Ғылыми әдістеме тарихы

Кіріспе

Ғылыми әдістің тарихы ғылымның өзінен ерекшеленетін ғылыми зерттеулер әдістемесіндегі өзгерістерді қарастырады. Ғылыми ойлау ережелерін жасау тікелей болған жоқ; ғылыми әдіс ғылым тарихы бойындағы қарқынды және қайталанатын пікірталастың нысаны болды, ал көрнекті табиғат зерттеушілері мен ғалымдар ғылыми білімді орнатудың бірін немесе басқа тәсілінің басымдылығын қорғады. Атомизмді қоса алғанда, табиғатты рационалистік тұрғыдан түсіндірулер ежелгі Грецияда Левкипп пен Демокриттің ойларында, сондай-ақ ежелгі Үндістанда – Ньяя, Вайшешика және буддалық мектептерде пайда болды, ал Чарвака материализмі күмәндікке ұшыраған эмпиризмді білімнің көзі ретінде қабылдады, себебі ол тұжырымдаманы мойынламады. Аристотель ежелгі Грецияда эмпирикалық биологиясымен және логика саласындағы еңбектерімен қатар ғылыми әдісті дамытты, табиғатты бақылаулар негізінде жасалған жалпыламалардың пайдасына таза дедуктивті жүйеден бас тартты. Ғылыми әдіс тарихындағы маңызды пікірталастардың кейбіреулері: Рене Декарттың жақтаған рационализмі; Исаак Ньютон мен оның ізбасарларымен ерекше даңққа ие болған индуктивизм; және 19 ғасырдың басында кеңінен таралған гипотетикалық-дедуктивтік әдіс. 19-шы ғасырдың соңы мен 20-шы ғасырдың басында реализм мен антиреализм арасындағы пікірталас ғылыми әдіс талқылауларының орталық мәселесі болды, өйткені қуатты ғылыми теориялар байқалатын шектен асып кетті, ал 20-шы ғасырдың ортасындағы кейбір көрнекті философтар ғылымның жалпыға ортақ ережелеріне қарсы шықты.

Ежелгі Мысыр мен Бабыл

Ертедегі мәдениеттердің сақталған жазбаларында ғылыми әдістемелер туралы нақты талқылаулар аз. Осы кезеңде ғылымды жүзеге асыру тәсілдері туралы ең көп мәлімет сақталған жазбалардағы табиғатты зерттеудің алғашқы кезеңдерінің сипаттамаларынан көрінеді. Мысырлық медициналық оқулық – Эдвин Смит папирусы (б.з.д. 1600 ж. шамасында) зерттеу, диагноз қою, емдеу және болжам жасау сияқты компоненттерді ауруды емдеуге қолданады, бұл ғылымның негізгі эмпирикалық әдісімен күшті параллельдіктерді көрсетеді және Г.Е.Р. Ллойдтың сөзіне сәйкес, осы әдістеменің дамуында маңызды рөл атқарды. Эберс папирусы (б.з.д. 1550 ж. шамасында) да дәстүрлі эмпиризмнің куәлігін қамтиды. Б.з.д. 1-мыңжылдықтың ортасында Месопотамияда вавилондық астрономия ғылыми астрономияның ең алғашқы үлгісіне айналды, себебі ол «астрономиялық құбылыстарды нақты математикалық тұрғыдан сипаттауға жасалған алғашқы және жоғары нәтижелі әрекет» болды. Тарихшы Асгер Абоудың айтуынша, «Вавилон астрономиясы грек, үнді, ислам және батыс әлеміндегі ғылыми астрономияның барлық келесі түрлеріне, тіпті нақты ғылымдардағы барлық ізденістерге шешуші және негізгі әсер етті». Ертедегі вавилондықтар мен мысырлықтар көптеген техникалық білімді, қолөнерді және математиканы практикалық болжаулар үшін, сондай-ақ медицина саласында пайдаланды және түрлі тізімдер жасады. Вавилондықтар эмпирикалық математикалық ғылымның алғашқы түрлерімен айналысса да, табиғи құбылыстарды математикалық тұрғыдан сипаттауға жасаған алғашқы тыңайлауларында, олардың табиғаттың негізгі рационалды теориялары көбінесе болған жоқ.

Классикалық антикалық

Грек тілінде сөйлейтін ежелгі философтар қазіргі таңда рационалды теориялық ғылым ретінде танылған ең ерте белгілі формаларымен айналысты. Табиғатты көбірек ұтымды түсінуге жасалған қадамдар кем дегенде Архаикалық кезеңнен (б.з.д. 650 – 480 жж.) бастау алды, осының бастамасы Пресократ мектебі болды. Талес – табиғи түсіндірмелерді қолданған алғашқы белгілі философ, ол әрбір оқиғаның табиғи себебі бар екенін жариялады. Ол «барлық нәрсе құдайларға толы» деген сөзін айтқанымен, теоремасын ашқанда өгіз құрбандыққа шалған. Левкипп атомдық теорияны дамытты – барлық нәрсе әр түрлі, бұзылмайтын, бөлінбейтін элементтерден, яғни атомдардан тұрады деген идеяны ұсынды. Бұл идеяны Демокрит егжей-тегжейлі түрде жетілдірді. Осыған ұқсас атомдық идеялар ежелгі Үндістан философтарының – Ньяя, Вайшешика және буддалық мектептерінде де тәуелсіз түрде пайда болды. Атап айтқанда, Ньяя, Вайшешика және буддалық мектептері сияқты, Карвака эпистемологиясы материалистік болды және сезімдік қабылдауды абсолюттік шындыққа жетекші негіз ретінде мойындауға жеткілікті күмәндік танытты. Бірақ егер шындық тек қорытынды арқылы анықталса, онда оған күмән келтіру қажет; қорытынды арқылы алынған шындық шартты бола алмайды. Б.з.д. V ғасырдың ортасына қарай ғылыми дәстүрдің бірқатар элементтері Платоннан бұрын-ақ қалыптасқан болатын. Платон бұл дәстүрге өзінің шәкірті Аристотель ұсынған дедуктивті ойлаудың дамуы арқасында маңызды үлес қосты. Платон «Протагор» (318d f) еңбегінде мектептерде арифметика, астрономия және геометрия оқытылғанын айтқан. Бұл кезеңдегі философиялық идеялар күнделікті құбылыстар мен жан-жақты ойлаудың шектеулерінен азат болды. Шындықты жоққа шығару, біз оны қалай сезінеміз, Парменидте шектен шықты, ол әлем біртұтас және өзгеріс пен бөлінудің жоқ екенін айтты. Б.з.д. IV ғасырда Қытайда, ал б.з.д. III ғасырда Грецияда астрономияда қолдану үшін армиллярлық сфералар ойлап табылды. Олардың қолданылуы кейін кеңінен тарады, мысалы, Ибн әл-Хайтам және Тихо Браге тарапынан. Б.з.д. III және IV ғасырларда грек дәрігерлері Герофил (б.з.д. 335–280 жж.) және Хиос қаласынан Эрастрат медициналық зерттеулерін одан әрі дамыту үшін тәжірибелер жүргізді. Эрастрат бірнеше рет құсты қамауда өлшеп, тамақтанғаннан кейін салмағының төмендеуін байқады.

Greek speaking ancient philosophers engaged in the earliest known forms of what is today recognized as a rational theoretical science, with the move towards a more rational understanding of nature which began at least since the Archaic Period (650 – 480 BCE) with the Presocratic school. Thales was the first known philosopher to use natural explanations, proclaiming that every event had a natural cause, even though he is known for saying "all things are full of gods" and sacrificed an ox when he discovered his theorem. Leucippus, went on to develop the theory of atomism – the idea that everything is composed entirely of various imperishable, indivisible elements called atoms. This was elaborated in great detail by Democritus. Similar atomist ideas emerged independently among ancient Indian philosophers of the Nyaya, Vaisesika and Buddhist schools. In particular, like the Nyaya, Vaisesika, and Buddhist schools, the Cārvāka epistemology was materialist, and skeptical enough to admit perception as the basis for unconditionally true knowledge, while cautioning that if one could only infer a truth, then one must also harbor a doubt about that truth; an inferred truth could not be unconditional. Towards the middle of the 5th century BCE, some of the components of a scientific tradition were already heavily established, even before Plato, who was an important contributor to this emerging tradition, thanks to the development of deductive reasoning, as propounded by his student, Aristotle. In Protagoras (318d f), Plato mentioned the teaching of arithmetic, astronomy and geometry in schools. The philosophical ideas of this time were mostly freed from the constraints of everyday phenomena and common sense. This denial of reality as we experience it reached an extreme in Parmenides who argued that the world is one and that change and subdivision do not exist. As early as the 4th century BCE, armillary spheres had been invented in China, and in the 3rd century BCE in Greece for use in astronomy; their use was promulgated thereafter, for example by § Ibn al Haytham, and by § Tycho Brahe. In the 3rd and 4th centuries BCE, the Greek physicians Herophilos (335–280 BCE) and Erasistratus of Chios employed experiments to further their medical research; Erasistratus at one time repeatedly weighed a caged bird, and noted its weight loss between feeding times.

Эпикур

Эпикур өзінің "Кавов" ("канон", түзу сызық немесе сызғыш, осылайша кез келген өлшем немесе стандарт, "каноникалық" деп аталады) еңбегінде физикадағы зерттеулердің бірінші қағидасын белгіледі: "алғашқы түсініктерді көру керек, және олардың дәлелдеуді қажет етпеуі керек". Бірақ Эпикур өзінің "каноникалық" тұжырымын Аристотельдің логикасына қарсы балама ретінде ұсынды. Тоғызыншы ғасырдың басынан бастап әл-Кинди (801–873) сияқты ертедегі мұсылман ғалымдары және Жәбир ибн Хайян (850–950 ж.ж. шамасында жазылған еңбектері) тәжірибені білімнің көзі ретінде пайдалануға көбірек мән берді. XI ғасырдың басына қарай ортағасырлық мұсылман әлемінен бірнеше ғылыми әдістер пайда болды, олардың барлығы әртүрлі деңгейде эксперименттерді және сандық өлшеуді баса назарда ұстады.

Ибн әл-Хайтам

[[Файл:Thesaurus opticus Titelblatt. Бұл файлдар тізімделген. "Нұр мөлдір денелер арқылы қалай өтеді?" Жарық мөлдір денелер арқылы тек түзу сызықтармен ғана өтеді. Біз бұл туралы "Оптика кітабымызда" толық түсіндірдік. Эксперименттік дәлелдер оның "Оптика кітабындағы" көптеген тұжырымдарын растады және оның көру, жарық және түс теорияларын, сондай-ақ катоптрика мен диоптрикадағы зерттеулерін негіздеді. Оның мұрасы Камал әл-Дин әл-Фарисидің (шамамен 1320 ж.) "Китаб танқих әл-маназир" ("Ибн әл-Хайтамның Оптикасын қайта қарау") кітабында оның "Оптикасын реформалау" арқылы дамытылды. Алхазен ғылыми зерттеулерін шындықты іздеу ретінде қарастырды: "Шындық өзі үшін ізделеді. Ал, бір нәрсені өзі үшін іздеумен айналысатын адамдар басқа нәрселерге қызығушылық танытпайды. Шындықты табу қиын, оған жету жолы да қиын. Алхазеннің еңбектері "Жарық мөлдір денелер арқылы тек түзу сызықтармен ғана өтеді" деген болжамды қамтиды, оны жылдар бойына тырысқаннан кейін ғана растай алды. Ол былай деді: "Бұл қараңғы бөлмелерге тесіктер арқылы кіретін жарықтарда анық байқалады. кіретін жарық ауадағы шаңда анық көрінеді". Ол сондай-ақ, жарық сәулесінің жанына тік таяқ немесе керілген жіп қою арқылы осы болжамды көрсетті. Ибн әл-Хайтам да ғылыми күмәндануды қолданды және эмпиризмнің рөлін атап көрсетті. Ол сондай-ақ индукцияның силогтардағы рөлін түсіндірді және Аристотельді индукция әдісіне қосқан үлесі болмағандығы үшін сынады, оны Ибн әл-Хайтам силогтан жоғары санады және индукцияны нағыз ғылыми зерттеудің негізгі шарты деп есептеді. "Оптика кітабында" Окамның қырғышына ұқсас нәрсе де кездеседі. Мысалы, жарық сәулелі заттардан туындайтынын және көзге таратылатынын немесе одан кері шағылысатынын көрсеткеннен кейін, ол "көрнеу сәулелердің сыртқа таралуы артық және пайдасыз" деп мәлімдейді. Ол өзінің тәсілінде позитивизмнің бір түрін қабылдаған алғашқы ғалым болған болуы мүмкін. Ол "біз тәжірибеден тысқары шығуға болмайды және табиғи құбылыстарды зерттеуде таза түсініктерді ғана қолдануға қанағаттанбаймыз" деп жазды, сондай-ақ оларды математикасыз түсіну мүмкін емес екенін айтты. Жарық - материалдық зат деп есептегеннен кейін, ол оның табиғатын әрі талқыламайды, бірақ зерттеулерін жарықтың таралуы мен таралуына шектейді. Ол жарықтың геометриялық тұрғыдан қарастырылатын және тәжірибе арқылы тексерілетін қасиеттерін ғана ескереді.

[[File:Thesaurus opticus Titelblatt. jpg|thumb|left|"How does light travel through transparent bodies? Light travels through transparent bodies in straight lines only We have explained this exhaustively in our Book of Optics." Experimental evidence supported most of the propositions in his Book of Optics and grounded his theories of vision, light and colour, as well as his research in catoptrics and dioptrics. His legacy was elaborated through the 'reforming' of his Optics by Kamal al Din al Farisi (d. c. 1320) in the latter's Kitab Tanqih al Manazir (The Revision of [Ibn al Haytham's] Optics). Alhazen viewed his scientific studies as a search for truth: "Truth is sought for its own sake. And those who are engaged upon the quest for anything for its own sake are not interested in other things. Finding the truth is difficult, and the road to it is rough. Alhazen's work included the conjecture that "Light travels through transparent bodies in straight lines only", which he was able to corroborate only after years of effort. He stated, "[This] is clearly observed in the lights which enter into dark rooms through holes. the entering light will be clearly observable in the dust which fills the air." He also demonstrated the conjecture by placing a straight stick or a taut thread next to the light beam. Ibn al Haytham also employed scientific skepticism and emphasized the role of empiricism. He also explained the role of induction in syllogism, and criticized Aristotle for his lack of contribution to the method of induction, which Ibn al Haytham regarded as superior to syllogism, and he considered induction to be the basic requirement for true scientific research. Something like Occam's razor is also present in the Book of Optics. For example, after demonstrating that light is generated by luminous objects and emitted or reflected into the eyes, he states that therefore "the extramission of [visual] rays is superfluous and useless." He may also have been the first scientist to adopt a form of positivism in his approach. He wrote that "we do not go beyond experience, and we cannot be content to use pure concepts in investigating natural phenomena", and that the understanding of these cannot be acquired without mathematics. After assuming that light is a material substance, he does not further discuss its nature but confines his investigations to the diffusion and propagation of light. The only properties of light he takes into account are those treatable by geometry and verifiable by experiment.

Әл-Бируни

Парсы ғалымы Әбу Райхан әл-Бируни 1020-1030 жылдары бірнеше түрлі зерттеу салаларына алғашқы ғылыми әдістерді енгізді. Мысалы, Аль-Бируни өзінің минералогия жөніндегі трактатында, «Кітаб әл-Жавахир» (Бағалы тастар кітабы) еңбегінде «эксперименттік ғалымдардың ең дәл» екендігін көрсетеді, ал Үндістанды зерттеуге арналған кіріспе сөзінде «біздің жобамызды орындау үшін геометриялық әдісті қолдану мүмкін емес» деп мәлімдейді және осылайша салыстырмалы әлеуметтанудың алғашқы қадамдарын жасады, өйткені ол далалық тәжірибе мен ақпараттың маңыздылығын қатыстырып айтты. Сондай-ақ, ол механика саласында алғашқы тәжірибелік әдісті әзірледі. Әл-Бирунидің әдістері қазіргі заманғы ғылыми әдіспен ұқсас, әсіресе қайта-қайта эксперимент жүргізуге баса назар аударады. Бируни жүйелі қателер мен байқаушылықтың субъективтілігін, мысалы, «шағын құралдарды қолданудан туындаған қателер және адамдардың бақылау жасағандағы қателер» сияқты факторларды қалай анықтауға және болдырмауға болатынымен айналысты. Ол құралдардың жетілмегендігі немесе ерекше қасиеттері салдарынан қателіктер туындаса, бірнеше байқау жүргізіп, оларды сапалық тұрғыдан талдап, содан кейін ізделіп отырған тұрақты үшін «ортақ сезімге негізделген жалғыз мәнді» табу керек деп сақтық шараларын ұсынды, бұл арифметикалық орташа немесе «сенімді бағалау» болуы мүмкін. Оның ғылыми әдісінде «жалпылама ұғымдар практикалық, тәжірибелік жұмыстардан туындайды» және «теориялар ашылулардан кейін құрастырылады», дәл индуктивизм сияқты. Ал бұрын, 1025 жылы жазылған «Медицинаның каноны» еңбегінде Авиценна индуктивті логика мен ғылыми әдіс үшін маңызды келісім, айырмашылық және бір мезгілдегі өзгеріс әдістерін сипаттаған алғашқы ғалым болды. Алайда, оның замандасы Әл-Бирунидің ғылыми әдісінен айырмашылығы, онда «жалпылама ұғымдар тәжірибелік, эксперименттік жұмыстардан туындайды» және «теориялар ашылулардан кейін құрастырылады», Авиценна «жалпы және әмбебап сұрақтар бірінші болып қойылып, содан кейін тәжірибелік жұмыстарға жол ашатын» ғылыми процедураны әзірледі.

Роберт Гроссетест

12 ғасырдағы Еуропалық Ренессанс кезінде ғылыми әдіснама туралы идеялар, Аристотельдің эмпиризмдері және Альхазен мен Авиценнаның тәжірибелік тәсілдері сияқтылары, араб және грек мәтіндерінің латын тіліне аудармалары мен түсіндірмелері арқылы ортағасырлық Еуропаға таралды. Роберт Гроссетестедің "Аналитикалардың екінші кітабы" туралы түсініктемесі Гроссетестен Еуропадағы ғылыми ойлаудың екі жақты табиғатын түсінген алғашқы схоластикалық ойшылдардың бірі ретінде орын алады. Жеке бақылаулардан жалпы заңға, ал содан кейін жалпы заңдардан жеке жағдайларды болжауға көшу. Гроссетесте мұны "ажырату және құрастыру" деп атады. Сонымен қатар, Гроссетесте осы екі жолдың да принциптерді тексеру үшін тәжірибе арқылы расталуы керек деді.

Қайта өрлеу гуманизмі мен медицина

Аристотельдің идеялары XIII ғасырдың бірінші жартысында Аристотельдің мәтіндері университет оқу бағдарламасына енгізілгеннен бастап, сын пікірлердің негізін қалады. Бұған ортағасырлық теологтардың аристотельдік философияны христиандық теологиямен үйлестірудегі жетістіктері де үлкен үлес қосты. Ғылымдар саласында ортағасырлық философтар көптеген нақты мәселелерде Аристотельмен келіспегенімен, олардың пікір таластары Аристотельдік философияның тілінде айтылды. Орта ғасырдың барлық табиғат зерттеушілері аристотелийлер болды, бірақ "аристотелийлік" түсінігі біршама кең және икемді болды. Орта ғасырдың аяғында, Ренессанс дәуірінде ортағасырлық дәстүрлерді қабылдамау және классикалық көздерге деген құрмет сезімі, басқа ежелгі философиялық дәстүрлерді, әсіресе Платонның ілімдерін қайта жаңғыртуға алып келді. XVII ғасырда Аристотельдің ілімдерін берік ұстанушылар табиғатты зерттеуде бірнеше қарсы көзқарасқа тап болды. Леонхарт Фукстің "Абсент өсімдігі" суреті, De Historia Stirpium. Базель, 1542 жыл. XV ғасырдың соңында Американың ашылуы Еуропа ғалымдарына Аристотель, Плиний, Гален және басқа да ежелгі авторлардың беделді еңбектерінен тыс, жаңа жаңалықтар табуға болатынын көрсетті. Пергамондық Гален (б.з.б. 129 – шамамен 200 ж.) ежелгі дәуірдегі төрт мектепте – платониктерде, аристотелийлерде, стоиктерде және эпикурейлерде, сондай-ақ сол кездегі медицина орталығы Александрияда білім алған. Methodus Medendi еңбегінде Гален эмпирикалық және догматикалық медицина мектептерін араб ғалымдары сақтап келген өз әдісіне біріктірді. Араб тілінен жасалған аудармалар мұқият зерттелгеннен кейін, наразылық туды және Еуропада Галеннің медициналық мәтінін түпнұсқа грек тілінен аудармауға сұраныс артты. Галеннің әдісі Еуропада кең танылды. 1519 жылы Эразмның ұстазы Томас Линакр грек тілінен латын тіліне Methodus Medendi-ді аударды. Limbrick (1988) 16 ғасырда Еуропада Галеннің 630 басылымы, аудармасы және түсіндірмелері жарылғанын, соңынан араб медицинасын басып, 1560 жылы ғылыми революция кезінде ең жоғары деңгейге жеткенін атап көрсетеді. XV ғасырдың соңында дәрігер-ғалым Николо Леоничено Плинийдің "Табиғат тарихы" еңбегінде қателіктер тапты. Дәрігер ретінде Леоничено осы ботаникалық қателердің дәрі-дәрмектердің негізінде жатқан медика материалдарына таралуынан алаңдады. Бұған қарсы тұру үшін Падуа университетінде (Orto botanico di Padova) ботаникалық бақ құрылды (1546 жылдан бастап оқу процесінде пайдаланылды), медицина студенттері фармакопея өсімдіктеріне тәжірибелік қол жеткізе алатын болды. Ренессанс дәуірінде басқа да оқыту бақтары құрылды, атап айтқанда ботаниканың негізін қалаушылардың бірі, дәрігер Леонхарт Фукс. thumb|left|upright=1.5|Дюрердің қысқартуды бейнелеу үшін оптика мен перспективаны қолдануы (1525)
Әдіс тұжырымын зерттеуге арналған алғашқы басылған еңбек – Jodocus Willichius, De methodo omnium artium et disciplinarum informanda opusculum (1550). Барлық өнер мен ғылымдардың әдісі туралы ақпараттық мақала (1550).

Aristotle's ideas became a framework for critical debate beginning with absorption of the Aristotelian texts into the university curriculum in the first half of the 13th century. Contributing to this was the success of medieval theologians in reconciling Aristotelian philosophy with Christian theology. Within the sciences, medieval philosophers were not afraid of disagreeing with Aristotle on many specific issues, although their disagreements were stated within the language of Aristotelian philosophy. All medieval natural philosophers were Aristotelians, but "Aristotelianism" had become a somewhat broad and flexible concept. With the end of Middle Ages, the Renaissance rejection of medieval traditions coupled with an extreme reverence for classical sources led to a recovery of other ancient philosophical traditions, especially the teachings of Plato. By the 17th century, those who clung dogmatically to Aristotle's teachings were faced with several competing approaches to nature. thumb|Leonhart Fuchs' drawing of absinthe plant, De Historia Stirpium. Basle 1542
The discovery of the Americas at the close of the 15th century showed the scholars of Europe that new discoveries could be found outside of the authoritative works of Aristotle, Pliny, Galen, and other ancient writers. Galen of Pergamon (129 – c. 200 AD) had studied with four schools in antiquity — Platonists, Aristotelians, Stoics, and Epicureans, and at Alexandria, the center of medicine at the time. In his Methodus Medendi, Galen had synthesized the empirical and dogmatic schools of medicine into his own method, which was preserved by Arab scholars. After the translations from Arabic were critically scrutinized, a backlash occurred and demand arose in Europe for translations of Galen's medical text from the original Greek. Galen's method became very popular in Europe. Thomas Linacre, the teacher of Erasmus, thereupon translated Methodus Medendi from Greek into Latin for a larger audience in 1519. Limbrick 1988 notes that 630 editions, translations, and commentaries on Galen were produced in Europe in the 16th century, eventually eclipsing Arabic medicine there, and peaking in 1560, at the time of the scientific revolution. By the late 15th century, the physician scholar Niccolò Leoniceno was finding errors in Pliny's Natural History. As a physician, Leoniceno was concerned about these botanical errors propagating to the materia medica on which medicines were based. To counter this, a botanical garden was established at Orto botanico di Padova, University of Padua (in use for teaching by 1546), in order that medical students might have empirical access to the plants of a pharmacopia. Other Renaissance teaching gardens were established, notably by the physician Leonhart Fuchs, one of the founders of botany. thumb|left|upright=1.5|Dürer's use of optics and perspective to depict foreshortening (1525)
The first printed work devoted to the concept of method is Jodocus Willichius, De methodo omnium artium et disciplinarum informanda opusculum (1550). An Informative Essay on the Method of All Arts and Disciplines (1550)

Скептицизм түсініктің негізі

1562 жылы ежелгі пирронистік философ Секст Эмпирикустың (шамамен 160-210 жж.) «Пирронизмнің сызбалары» латын тіліндегі аудармада (грек тілінен) жарияланып, классикалық скептицизмнің аргументтерін еуропалық кең қауымға жылдам таратып берді. Бұл аргументтер нақты білімге қол жеткізу мүмкіндігіне еңсерілмейтін қиындықтар туғызады. Скептикалық философ және дәрігер Франсиско Санчес, 1571–73 жылдары Римде медициналық білім алғаннан кейін, Аристотель мен оның ізбасарларының әдістерімен ештеңе анық білмейтіндіктен, білімнің нағыз жолын (modus sciendi) іздеуге бейімделді. Мысалы, 1) силогизм дөңгелек пікірге түскенде сәтсіз аяқталады; 2) Аристотельдің модальдық логикасы орта ғасырларда қолдануға жеткілікті айқын тұжырымдалмаған және бүгінгі күнге дейін зерттеу нысаны болып қала береді. Дәрігер Галеннің медициналық тәсілін ұстанған Санчес дұрыс қолданылмаған жайттар мен тәжірибелердің әдістерін тізімдейді, нәтижесінде біз «Ештеңе белгілі емес» (1581 ж., латынша Quod Nihil Scitur) деген қараңғы тұжырымға келеміз. Бұл шақыруға келесі буын Рене Декарт жауап берді (1637), бірақ Санчес ең болмаса, егер ғылыми білімді іздесек, Аристотельдің әдістерінен, қорытындыларынан және түсіндірмелерінен аулақ болуымыз керек екенін ескертеді. Осы тұрғыда ол Франсис Бэконға еліктейді, оған скептицизмнің тағы бір көрнекті өкілі Монтень әсер еткен; Санчес гуманист Хуан Луис Вивестің жақсы білім беру жүйесін іздеуімен қатар, кедейлердің жағдайын жақсарту жолы ретінде адам құқықтарын жариялауын да келтіреді. «Санчес скептицизмін адам ақымақтығының тарихына, бұрынғы теориялардың сан алуандығы мен қайшылығына сілтеме жасау арқылы емес, аристотелизмді зияткерлік тұрғыдан сынау арқылы дамытады». — деп келтірілген.

«Онда жұмысқа кірісейік; егер сен білген нәрсең болса, маған үйрет, мен саған қатты риза боламын. Осы уақытта, мен заттарды тексеруге дайындалғанда, мен сұрақ қоямын: ештеңе белгілі ме, және егер солай болса, қалай? – тағы бір кітаптың кіріспе бөлімдерінде, онда мен адамның кемшілігіне қарай, білу әдісін түсіндіремін. Сау болыңыз! Білім алғаннан артық күш жоқ, білім алғаннан. НЕ?» — Франсиско Санчес (1581) Quod Nihil Scitur, 100-бет.

Декарттың әйгілі «Когито» аргументі – күмәнділікті жеңіп, нақтылықтың негізін қайта орнатуға жасалған әрекет, бірақ басқа ойшылдар білімді, әсіресе физикалық білімді іздеудің мәнін қайта қарастыру арқылы жауап берді.

Чарльз Сандерс Пирс

С.С.Пирстің 1997 жылғы мәлімет бойынша 100 000-нан астам элемент қамтылған еңбектеріне арналған нұсқаулық. 19 ғасырдың соңында Чарльз Сандерс Пирс жалпы ғылыми әдістің одан әрі дамуына зор ықпал еткен схеманы ұсынды. Пирстің еңбегі бірнеше саланың дамуын жеделдетті. Біріншіден, "Біздің идеяларымызды қалай айқын етуге болады" (1878) деген мақаласында Пирс дедукция мен индукцияға негізделген, жай ғана іргелі баламалардан асып түсетін, болжамды білімнің шындығын тексерудің объективті әдісін сипаттады. Ол индукция мен дедукцияны бәсекелес емес, толықтыратын контекстке қойды (бұл үрдіс Дэвид Юмнан бері бір ғасырдан астам уақыттан бері басым болып келді). Екіншіден, және ғылыми әдіс үшін тікелей маңыздырақ, Пирс бүгінге дейін қолданылып келе жатқан гипотезаларды тексерудің негізгі схемасын ұсынды. Ол классикалық логиканың бастапқы материалдарынан зерттеу теориясын шығарып, оны символдық логиканың дамуымен қатар жетілдірді, сол кездегі ғылыми ойлаудағы проблемаларды шешуге бағытталды. Пирс бүгінгі ғылыми зерттеуде маңызды рөл атқаратын үш негізгі ойлау тәсілін зерттеді және түсіндірді – абдуктивті, дедуктивті және индуктивті қорытындылар. Үшіншіден, ол символдық логиканың дамуына үлкен үлес қосты, бұл оның негізгі мамандығы болды. Чарльз С. Пирс сонымен қатар статистика саласында да пионер болды. Пирс ғылымның нақтылыққа емес, статистикалық ықтималдықтарға жететінін, ал заңнан ауытқушылықтың өте шынайы екенін айтты. Ол ықтималдықты дәлелдің қорытындысына, ал емес, сөйлемге, оқиғаға және т.б. тағайындады. Оның көптеген статистикалық жазбалары ықтималдықтың жиілікті интерпретациясын (жағдайлардың объективті арақатынасы) қолдайды, ал көптеген жазбалары объективті рандомизацияға негізделмеген жағдайда ықтималдыққа күмәнділік білдіреді (және оны қолдануды сынап бағалайды). Пирс көбінесе фреквентист болғанымен, оның мүмкін әлемдер семантикасы ықтималдықтың "бейімділік" теориясын енгізді. Пирс (кейде Джастроумен бірге) тәжірибелік қатысушылардың ықтималдық бағалауларын зерттеді, соның арқасында шешімдерді талдау саласының негізін қалады. Пирс статистиканың негізін салушылардың бірі болды. Ол "Ғылым логикасының иллюстрациялары" (1877–1878) және "Ықтималды қорытындылар теориясы" (1883) еңбектерінде қазіргі заманғы статистиканы қалыптастырды. Ол қайталама өлшемдер дизайнын қолданып, соқыр, бақыланатын рандомизацияланған эксперименттерді енгізді (Фишерден бұрын). Ол гравитация бойынша эксперименттер үшін ең жақсы дизайнды ойлап тапты, онда ол "орташа мәнді түзетті". Ол логистикалық регрессияны, корреляцияны және тегістеуді қолданды, сондай-ақ аномалияларды өңдеуді жақсартты. Ол "сенімділік" және "әлдеқандайлық" терминдерін енгізді (Нейман мен Фишерден бұрын). (Стефан Стиглердің тарихи кітаптарын қараңыз.) Пирстің көптеген идеяларын кейіннен Рональд А. Фишер, Джерзи Нейман, Франк П. Рамси, Бруно де Финетти және Карл Поппер танымал етіп, дамытты.

a guide to C. S. Peirce's writings, which contained over 100,000 items as of 1997
In the late 19th century, Charles Sanders Peirce proposed a schema that would turn out to have considerable influence in the further development of scientific method generally. Peirce's work quickly accelerated the progress on several fronts. Firstly, speaking in broader context in "How to Make Our Ideas Clear" (1878), Peirce outlined an objectively verifiable method to test the truth of putative knowledge on a way that goes beyond mere foundational alternatives, focusing upon both Deduction and Induction. He thus placed induction and deduction in a complementary rather than competitive context (the latter of which had been the primary trend at least since David Hume a century before). Secondly, and of more direct importance to scientific method, Peirce put forth the basic schema for hypothesis testing that continues to prevail today. Extracting the theory of inquiry from its raw materials in classical logic, he refined it in parallel with the early development of symbolic logic to address the then current problems in scientific reasoning. Peirce examined and articulated the three fundamental modes of reasoning that play a role in scientific inquiry today, the processes that are currently known as abductive, deductive, and inductive inference. Thirdly, he played a major role in the progress of symbolic logic itself – indeed this was his primary specialty. Charles S. Peirce was also a pioneer in statistics. Peirce held that science achieves statistical probabilities, not certainties, and that chance, a veering from law, is very real. He assigned probability to an argument's conclusion rather than to a proposition, event, etc., as such. Most of his statistical writings promote the frequency interpretation of probability (objective ratios of cases), and many of his writings express skepticism about (and criticize the use of) probability when such models are not based on objective randomization. Though Peirce was largely a frequentist, his possible world semantics introduced the "propensity" theory of probability. Peirce (sometimes with Jastrow) investigated the probability judgments of experimental subjects, pioneering decision analysis. Peirce was one of the founders of statistics. He formulated modern statistics in "Illustrations of the Logic of Science" (1877–1878) and "A Theory of Probable Inference" (1883). With a repeated measures design, he introduced blinded, controlled randomized experiments (before Fisher). He invented an optimal design for experiments on gravity, in which he "corrected the means". He used logistic regression, correlation, and smoothing, and improved the treatment of outliers. He introduced terms "confidence" and "likelihood" (before Neyman and Fisher). (See the historical books of Stephen Stigler.) Many of Peirce's ideas were later popularized and developed by Ronald A. Fisher, Jerzy Neyman, Frank P. Ramsey, Bruno de Finetti, and Karl Popper.

Қазіргі заманғы көзқарас

Карл Поппер (1902–1994) ғасырдың ортасынан соңына дейін ғылыми әдісті түсінуде маңызды жақсартулар жасады. 1934 жылы Поппер «Ғылыми білімнің логикасы» деген еңбегін жариялады, онда ол ғылыми әдістің сол кездегі дәстүрлі бақылаушы-индуктивті түсіндірмесін жоққа шығарды. Ол ғылыми еңбекті ғылым емес еңбектерден ажырату критерийі ретінде эмпирикалық жолдан кешіруді (фальсификация) жақтады. Поппердің пікірінше, ғылыми теориялар болжамдар жасауы керек (әсіресе, қарсы теория жасамайтын болжамдар), және егер осы болжамдар дұрыс емес деп дәлелденсе, теория жоққа шығарылуы керек. Пирс және басқалардың ізімен, ол ғылымның ең жақсы дамуы дедуктивті ойлауды басты басымдық ретінде пайдалану арқылы жүзеге асатынын, бұл сындық рационализм деп аталады деп мәлімдеді. Оның логикалық процедураны нақты формулировкалауы индуктивті спекуляцияны шектен тыс пайдалануды тоқтатуға көмектесті, сондай-ақ бүгінгі пірлердің тексеру процедураларының тұжырымдық негізін нығайтуға көмектесті. Людвик Флек, Карл Поппердің замандасы болған поляк эпидемиологы, бірақ «Ғылыми фактінің пайда болуы және дамуы» (1935 жылы неміс тілінде, 1979 жылы ағылшын тілінде) еңбегімен Кун және басқаларға әсер етті. Флекке дейін ғылыми факт толыққанды қалыптасқан деп есептелген (мысалы, Макс Джаммердің пікірінше), бірақ қазір құбылысты факт ретінде қабылдамас бұрын даму кезеңінің маңызды екені мойндалды. Поппердің сыншылары, негізінен Томас Кун, Пол Фейерабенд және Имре Лакатос, барлық ғылымға қолданылатын және оның дамуын түсіндіре алатын жалғыз әдіс бар деген идеяны қабылдамады. 1962 жылы Кун «Ғылыми революциялардың құрылымы» атты ықпалды кітабын жариялады, онда ғалымдар парадигмалардың сериясында жұмыс істейтінін және ғалымдардың фальсификациятау әдістемесін ұстанатынына дәлелдің аз екенін көрсетті. Кун Макс Планктың автобиографиясында айтқан сөзін келтірді: «Жаңа ғылыми шындық қарсыластарын көндіру арқылы емес, олардың өлімімен және оны білетін жаңа буынның өсуімен жеңіске жетеді». Ғылыми әдіс және статистикалық модельдер тақырыбында көп сілтеме жасалатын Джордж Э. П. Бокс (1919–2013) былай деп жазды: «Барлық модельдер қате болғандықтан, ғалым шамадан тыс күрделендіру арқылы дұрыс модельді ала алмайды. Керісінше, Уильям Оккамның ізімен, ол табиғи құбылыстардың экономикалық сипаттамасын іздеуі керек. Қарапайым, бірақ әсерлі модельдерді құру қабілеті ұлы ғалымның белгісі болғандай, шамадан тыс күрделендіру және шамадан тыс параметрлеу көбінесе орташалықтың белгісі болып табылады» және «Барлық модельдер қате болғандықтан, ғалым маңызды қателіктерге назар аударуы керек. Шетелде жолбарыстар болғанда, егеуқұйрықтар туралы алаңдау орынсыз». Бұл пікірталастар «ғылыми әдіс» дегеннің не екендігіне қатысты жалпы келісімнің жоқ екенін анық көрсетеді. Дегенмен, бүгінгі ғылыми зерттеулердің негізін құрайтын белгілі бір негізгі принциптер сақталады.

Karl Popper (1902–1994) is generally credited with providing major improvements in the understanding of the scientific method in the mid to late 20th century. In 1934 Popper published The Logic of Scientific Discovery, which repudiated the by then traditional observationalist inductivist account of the scientific method. He advocated empirical falsifiability as the criterion for distinguishing scientific work from non science. According to Popper, scientific theory should make predictions (preferably predictions not made by a competing theory) which can be tested and the theory rejected if these predictions are shown not to be correct. Following Peirce and others, he argued that science would best progress using deductive reasoning as its primary emphasis, known as critical rationalism. His astute formulations of logical procedure helped to rein in the excessive use of inductive speculation upon inductive speculation, and also helped to strengthen the conceptual foundations for today's peer review procedures. Ludwik Fleck, a Polish epidemiologist who was contemporary with Karl Popper but who influenced Kuhn and others with his Genesis and Development of a Scientific Fact (in German 1935, English 1979). Before Fleck, scientific fact was thought to spring fully formed (in the view of Max Jammer, for example), when a gestation period is now recognized to be essential before acceptance of a phenomenon as fact. Critics of Popper, chiefly Thomas Kuhn, Paul Feyerabend and Imre Lakatos, rejected the idea that there exists a single method that applies to all science and could account for its progress. In 1962 Kuhn published the influential book The Structure of Scientific Revolutions which suggested that scientists worked within a series of paradigms, and argued there was little evidence of scientists actually following a falsificationist methodology. Kuhn quoted Max Planck who had said in his autobiography, "a new scientific truth does not triumph by convincing its opponents and making them see the light, but rather because its opponents eventually die, and a new generation grows up that is familiar with it." A well quoted source on the subject of the scientific method and statistical models, George E. P. Box (1919 2013) wrote "Since all models are wrong the scientist cannot obtain a correct one by excessive elaboration. On the contrary following William of Occam he should seek an economical description of natural phenomena. Just as the ability to devise simple but evocative models is the signature of the great scientist, so over elaboration and over parameterization is often the mark of mediocrity" and "Since all models are wrong the scientist must be alert to what is importantly wrong. It is inappropriate to be concerned about mice when there are tigers abroad." These debates clearly show that there is no universal agreement as to what constitutes the "scientific method". There remain, nonetheless, certain core principles that are the foundation of scientific inquiry today.

Ғылым және жалған ғылым

Ғылымның қалай жұмыс істейтіні және, демек, нағыз ғылымды жалған ғылымнан қалай ажырату туралы мәселе ғылыми айналымдардан немесе академиялық қауымдастықтан әлдеқайда маңызды. Мысалы, сот жүйесінде және қоғамдық саясаттағы дауларда зерттеудің қабылданған ғылыми тәжірибеден ауытқуы оны «қоқыс ғылым» немесе жалған ғылым деп мойндамауға негіз болады. Бірақ ғылымға қоғамның жоғары сенімі псевдонауканың кең таралуына себеп болады. Жарнамада актердің ақ халат киюі және өнім құрамына грек немесе латын тіліндес атаулар берілуі ғылыми қолдауға ие екен деген әсер беруге бағытталған. Ричард Фейнман псевдонауканы көптеген сыртқы формалары сақталған, бірақ түпкілікті негізі жоқ «жүкті культтармен» салыстырған: яғни, маргиналды немесе баламалы теориялар көбінесе қабылдану үшін псевдонаукалық түрде ұсынылады.