علم: اصول اساسی و روش علمی

اصول اساسی علم

• عینیت: تلاش برای به حداقل رساندن تعصب و نظرات شخصی در جمع آوری و تفسیر داده ها.
• شواهد تجربی: مبنا قرار دادن نتایج بر اساس شواهد قابل مشاهده و اندازه گیری.
• شک گرایی: پرسش از ادعاها و درخواست شواهد برای حمایت از آنها.
• تکرارپذیری: اطمینان از اینکه آزمایش ها و مشاهدات می توانند توسط دیگران تکرار شوند تا نتایج تأیید شوند.
• قابلیت آزمایش: تدوین فرضیه هایی که می توانند از طریق آزمایش یا مشاهده آزمایش شوند.

روش علمی

• مشاهده: شناسایی یک پدیده یا مشکل از طریق مشاهده دقیق.
• فرضیه: تدوین یک توضیح یا پیش بینی قابل آزمایش در مورد پدیده.
• آزمایش: طراحی و انجام آزمایش های کنترل شده برای آزمایش فرضیه.
• تحلیل: تجزیه و تحلیل داده های جمع آوری شده در طول آزمایش برای تعیین اینکه آیا فرضیه را پشتیبانی می کند یا رد می کند.
• نتیجه گیری: نتیجه گیری بر اساس تجزیه و تحلیل و تجدید نظر در فرضیه در صورت لزوم.
• ارتباطات: به اشتراک گذاری نتایج مطالعه با جامعه علمی از طریق نشریات و سخنرانی ها.

شاخه های اصلی علم

• علوم طبیعی: مطالعه جهان فیزیکی و موجودات زنده.
• فیزیک: سروکار داشتن با قوانین و اصول اساسی حاکم بر ماده، انرژی، فضا و زمان.
• شیمی: تمرکز بر ترکیب، ساختار، خواص و واکنش های ماده.
• زیست شناسی: مطالعه موجودات زنده، از جمله ساختار، عملکرد، رشد، تکامل و رفتار آنها.
• علوم زمین: شامل مطالعه ساختار، ترکیب، فرآیندها و تاریخچه زمین است.
• علوم اجتماعی: مطالعه رفتار و جوامع انسانی.
• روانشناسی: بررسی ذهن، رفتار و فرآیندهای ذهنی.
• جامعه شناسی: بررسی ساختارهای اجتماعی، نهادها و تعاملات.
• اقتصاد: تجزیه و تحلیل تولید، توزیع و مصرف کالاها و خدمات.
• مردم شناسی: مطالعه فرهنگ ها، جوامع انسانی و توسعه آنها.
• علوم صوری: استفاده از سیستم های صوری برای تولید دانش.
• ریاضیات: سروکار داشتن با اعداد، مقادیر، اشکال و روابط آنها.
• منطق: مطالعه اصول استدلال و استدلال معتبر.
• علوم کامپیوتر: تمرکز بر تئوری، طراحی و کاربرد رایانه ها و سیستم های محاسباتی.

خصوصیات علم

• علم پویا است: دانش علمی به طور مداوم با کشف های جدید و اصلاح یا جایگزینی نظریه های موجود در حال تکامل است.
• علم مشارکتی است: دانشمندان اغلب با هم کار می کنند و یافته های خود را برای پیشبرد دانش به اشتراک می گذارند.
• علم جهانی است: تحقیقات علمی از مرزهای ملی فراتر می رود و دانشمندانی از سراسر جهان را درگیر می کند.
• علم بین رشته ای است: بسیاری از مسائل علمی به دانش و تخصص از رشته های مختلف نیاز دارند.

اندازه گیری در علم

• واحدها: مقادیر استاندارد مورد استفاده برای بیان اندازه گیری ها.
• واحدهای SI: سیستم بین المللی واحدها، یک سیستم استاندارد شده اندازه گیری مورد استفاده در علم.
  • طول: متر (m).
  • جرم: کیلوگرم (کیلوگرم).
  • زمان: ثانیه (ها).
  • دما: کلوین (K).
  • جریان الکتریکی: آمپر (A).
  • مقدار ماده: مول (mol).
  • شدت روشنایی: کاندلا (cd).
• نماد علمی: راهی برای بیان اعداد بسیار بزرگ یا بسیار کوچک با استفاده از توان های 10.
• عدم قطعیت: هر اندازه گیری به دلیل محدودیت در ابزارها و تکنیک ها دارای درجه ای از عدم قطعیت است.
• ارقام با معنی: ارقام در یک عدد که با اطمینان شناخته می شوند به علاوه یک رقم تخمینی.

آزمایش

• متغیرها: عواملی که می توانند در یک آزمایش تغییر کنند یا تغییر داده شوند.
• متغیر مستقل: متغیری که توسط محقق دستکاری می شود.
• متغیر وابسته: متغیری که اندازه گیری می شود تا ببیند آیا تحت تأثیر متغیر مستقل قرار می گیرد یا خیر.
• متغیرهای کنترل شده: متغیرهایی که ثابت نگه داشته می شوند تا از تأثیرگذاری آنها بر متغیر وابسته جلوگیری شود.
• گروه کنترل: گروهی در یک آزمایش که درمان یا دستکاری مورد آزمایش را دریافت نمی کند.
• گروه آزمایشی: گروهی در یک آزمایش که درمان یا دستکاری مورد آزمایش را دریافت می کند.
• جمع آوری داده ها: فرآیند جمع آوری اطلاعات در طول یک آزمایش.
• داده های کیفی: داده های توصیفی که نمی توانند به صورت عددی اندازه گیری شوند.
• داده های کمی: داده های عددی که می توانند اندازه گیری شوند.
• تجزیه و تحلیل داده ها: فرآیند سازماندهی، خلاصه سازی و تفسیر داده ها برای نتیجه گیری.

نظریه ها و قوانین

• فرضیه: یک توضیح یا پیش بینی قابل آزمایش در مورد یک پدیده.
• نظریه: یک توضیح مستند از برخی جنبه های جهان طبیعی، بر اساس مجموعه ای از حقایق که بارها از طریق مشاهده و آزمایش تأیید شده اند.
• قانون علمی: بیانیه ای که یک الگو یا رابطه مشاهده شده در طبیعت را توصیف می کند، که اغلب به صورت ریاضی بیان می شود.

فناوری و علم

• فناوری: کاربرد دانش علمی برای اهداف عملی.
• مهندسی: طراحی، ساخت و نگهداری سازه ها، ماشین ها و سیستم ها با استفاده از اصول علمی.
• نوآوری: فرآیند توسعه محصولات، فرآیندها یا خدمات جدید بر اساس اکتشافات علمی.

اخلاق در علم

• یکپارچگی: صداقت و شفافیت در انجام و گزارش تحقیقات.
• عینیت: اجتناب از تعصب و تضاد منافع.
• رفاه حیوانات: رفتار اخلاقی و انسانی با حیوانات مورد استفاده در تحقیقات.
• رضایت آگاهانه: کسب توافق داوطلبانه از افراد انسانی قبل از شرکت در تحقیقات.
• حریم خصوصی داده ها: حفاظت از محرمانه بودن شرکت کنندگان در تحقیقات.

تأثیر علم بر جامعه

• پزشکی: توسعه درمان ها و داروهای جدید برای بیماری ها.
• کشاورزی: افزایش عملکرد محصول و بهبود تولید غذا.
• انرژی: توسعه منابع جدید انرژی و بهبود بهره وری انرژی.
• ارتباطات: تغییر نحوه ارتباط مردم و دسترسی به اطلاعات.
• حمل و نقل: متحول کردن نحوه سفر مردم و حمل و نقل کالاها.