Wissenschaft

Wissenschaft ist das, was wir tun, um etwas über die natürliche Welt herauszufinden. Zu den Naturwissenschaften gehören Physik, Chemie, Biologie, Geologie und Astronomie. Die Wissenschaft bedient sich der Mathematik und Logik, die manchmal auch als "formale Wissenschaften" bezeichnet werden. Die Naturwissenschaft macht Beobachtungen und Experimente. Die Wissenschaft produziert genaue Fakten, wissenschaftliche Gesetze und Theorien. Der Begriff "Wissenschaft" bezieht sich auch auf die große Menge an Wissen, die durch dieses Verfahren gefunden wurde.

Die Forschung bedient sich der wissenschaftlichen Methode. Wissenschaftliche Forschung verwendet Hypothesen, die auf Ideen oder früheren Erkenntnissen beruhen und sich in verschiedene Themenbereiche einordnen lassen. Diese Hypothesen werden dann durch Experimente überprüft.

Menschen, die Wissenschaft studieren und forschen und versuchen, alles über sie herauszufinden, nennt man Wissenschaftler. Wissenschaftler studieren Dinge, indem sie sie sehr genau betrachten, indem sie sie messen und indem sie Experimente und Tests durchführen. Wissenschaftler versuchen zu erklären, warum sich die Dinge so verhalten, wie sie sich verhalten, und sie versuchen vorauszusagen, was passieren wird.

Der Maßstab des Universums, abgebildet auf die Wissenschaftszweige
Der Maßstab des Universums, abgebildet auf die Wissenschaftszweige

Wissenschaftliche Methode

Heute bezieht sich "Wissenschaft" gewöhnlich auf eine Art und Weise, Wissen zu verfolgen, nicht nur das Wissen selbst. Es geht vor allem um die Phänomene der materiellen Welt. Im 17. und 18. Jahrhundert versuchten Wissenschaftler zunehmend, Wissen in Form von Naturgesetzen wie den Newtonschen Bewegungsgesetzen zu formulieren. Und im Laufe des 19. Jahrhunderts wurde das Wort "Wissenschaft" zunehmend mit der wissenschaftlichen Methode selbst in Verbindung gebracht, um die natürliche Welt, einschließlich Physik, Chemie, Geologie und Biologie, zu studieren.

Es war auch im 19. Jahrhundert, als der Begriff des Wissenschaftlers von William Whewell geschaffen wurde. Er meinte ihn, um diejenigen zu unterscheiden, die Wissen über die Natur suchten, von denen, die andere Arten von Wissen suchten.

Die wissenschaftliche Methode ist die Bezeichnung für die Methoden, die Wissenschaftler anwenden, um Wissen zu finden. Die Hauptmerkmale der wissenschaftlichen Methode sind:

  1. Wissenschaftler identifizieren eine Frage oder ein Problem der Natur. Einige Probleme sind einfach, wie z.B. "Wie viele Beine haben Fliegen?", und einige sind sehr tief, wie z.B. "Warum fallen Gegenstände zu Boden?
  2. Als nächstes untersuchen Wissenschaftler das Problem. Sie arbeiten daran und sammeln Fakten. Manchmal genügt es, genau hinzuschauen.
  3. Einige Fragen können nicht direkt beantwortet werden. Dann schlagen Wissenschaftler Ideen vor und testen sie aus. Sie führen Experimente durch und sammeln Daten.
  4. Irgendwann finden sie heraus, was ihrer Meinung nach eine gute Lösung für das Problem ist. Dann erzählen sie den Menschen davon.
  5. Später können andere Wissenschaftler zustimmen oder auch nicht. Sie können eine andere Antwort vorschlagen. Sie können weitere Experimente durchführen. Alles in der Wissenschaft könnte revidiert werden, wenn wir herausfinden, dass die vorherige Lösung nicht gut genug war.

Ein Beispiel

Ein berühmtes Beispiel für Wissenschaft in Aktion war die von Arthur Eddington geleitete Expedition nach Principe Island in Afrika im Jahr 1919. Er fuhr dorthin, um die Positionen der Sterne um die Sonne während einer Sonnenfinsternis aufzuzeichnen. Die Beobachtung der Sternpositionen zeigte, dass die scheinbaren Sternpositionen in Sonnennähe verändert wurden. Tatsächlich wurde das Licht, das die Sonne passierte, durch die Gravitation zur Sonne hin gezogen. Dies bestätigte die Vorhersagen der Gravitationslinsen von Albert Einstein in der 1915 veröffentlichten Allgemeinen Relativitätstheorie. Eddingtons Beobachtungen galten als der erste solide Beweis für Einsteins Theorie. Hätten die Beobachtungen zu einem anderen Ergebnis geführt, wäre dies gegen Einsteins Theorie gerechnet und hätte sie vielleicht widerlegt (und damit als falsch erwiesen).

Praktische Auswirkungen der wissenschaftlichen Forschung

Entdeckungen in der Grundlagenwissenschaft können weltverändernd sein. Zum Beispiel:

Forschung

Wirkung

Statische Elektrizität und Magnetismus (1600)
Elektrischer Strom (18. Jahrhundert)

Alle elektrischen Geräte, Dynamos, Elektrizitätswerke, moderne Elektronik, einschließlich elektrischer Beleuchtung, Fernsehen, elektrischer Heizung, Magnetband, Lautsprecher sowie Kompass und Blitzableiter.

Beugung (1665)

Optik, daher Glasfaserkabel (1840er Jahre), Kabelfernsehen und Internet

Keimtheorie (1700)

Hygiene, die zu einer verminderten Übertragung von Infektionskrankheiten führt; Antikörper, die zu Techniken zur Krankheitsdiagnose und gezielten Krebstherapien führen.

Impfung (1798)

die zur Eliminierung der meisten Infektionskrankheiten in den Industrieländern und zur weltweiten Ausrottung der Pocken führen.

Photovoltaik (1839)

Solarzellen (1883), daher Solarenergie, solarbetriebene Uhren, Taschenrechner und andere Geräte.

Die seltsame Umlaufbahn des Merkurs (1859) und andere Forschungen, die
zur
Speziellen (1905) und Allgemeinen Relativitätstheorie (1916) führten

Satellitengestützte Technologie wie GPS (1973), Satellitennavigation und Kommunikationssatelliten.

Funkwellen (1887)

Das Radio wurde schnell für seine Verwendung im Rundfunk (1906) und Fernsehen (1927) zur Unterhaltung bekannt. Es wurde auch in den Bereichen Telefonie, Notfalldienste, Radar (Navigation und Wettervorhersage), Medizin, Astronomie, drahtlose Kommunikation und Vernetzung viel genutzt. Die Radioforschung führte auch zur Verwendung von Mikrowellen zum Erhitzen und Kochen von Lebensmitteln.

Radioaktivität (1896) und Antimaterie (1932)

Krebsbehandlung (1896), radiometrische Datierung (1905), Kernreaktoren (1942) und Waffen (1945), PET-Scans (1961) und medizinische Forschung (mit Isotopenmarkierung)

Röntgenstrahlen (1896)

Medizinische Bildgebung, einschließlich Computertomographie

Kristallographie und Quantenmechanik (1900)

Halbleiterbauelemente (1906), daher moderne Computer und Telekommunikation einschließlich der Integration mit drahtlosen Geräten: das Mobiltelefon

Kunststoffe (1907)

Beginnend mit Bakelit, viele Arten von künstlichen Polymeren für zahlreiche Anwendungen in der Industrie und im täglichen Leben

Antibiotika (1880er Jahre, 1928)

Salvarsan, Penicillin, Doxycyclin usw.

Kernspinresonanz (1930er Jahre)

Kernspinresonanzspektroskopie (1946), Magnetresonanztomographie (1971), funktionelle Magnetresonanztomographie (1990er Jahre).

Andere Merkmale der Wissenschaft

Nicht alle sind sich über die Funktionsweise der Wissenschaft völlig einig. Einige Philosophen und Wissenschaftler sagen, dass wissenschaftliche Theorien vorerst nur akzeptiert werden. Sie halten so lange, wie sie die beste Erklärung sind. Wenn Theorien die Daten nicht mehr erklären, werden sie verworfen und ersetzt. Oder manchmal machen Wissenschaftler eine Theorie besser, anstatt sie zu verwerfen, oder sie verwenden die Theorie weiter in der Hoffnung, dass sie irgendwann besser wird.

Wissenschaft ist eine Möglichkeit, Wissen zu erlangen, indem man das, was nicht wahr ist, verwirft.

Wissenschaftler müssen sehr sorgfältig darauf achten, Erklärungen zu geben, die gut zu dem passen, was sie beobachten und messen. Sie wetteifern darum, bessere Erklärungen zu liefern. Eine Erklärung mag interessant oder erfreulich sein, aber wenn sie nicht mit dem übereinstimmt, was andere Wissenschaftler wirklich sehen und messen, werden sie versuchen, eine bessere Erklärung zu finden.

Bevor ein wissenschaftlicher Artikel veröffentlicht wird, lesen andere Wissenschaftler den Artikel und entscheiden, ob die Erklärungen aus den Daten Sinn ergeben. Dies wird als Peer-Review bezeichnet. Nach der Veröffentlichung von Artikeln prüfen andere Wissenschaftler auch, ob dieselben Experimente, Beobachtungen oder Tests dieselben Daten erneut liefern. Peer-Review und die Wiederholung von Experimenten sind der einzige Weg, um sicherzugehen, dass das Wissen korrekt ist.

Die Wissenschaft macht Modelle der Natur, Modelle unseres Universums und der Medizin. Es gibt viele verschiedene Wissenschaften mit ihren eigenen Namen. Es ist jedoch nicht richtig zu sagen, "Wissenschaft sagt" irgendetwas. Wissenschaft ist ein Prozess, nicht nur die Fakten und Regeln, an die man einmal geglaubt hat.

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