Глава 1: Природа науке

 

 

Током људске историје, развијене су бројне повезане и проверене идеје о физичком, биолошком, психолошком и социјалном свету. Те идеје су омогућиле наредним генерацијама да постигну свеобухватно и још поузданије разумевање људске врсте и природне околине. Средства која се користе за развој ових идеја су посебне методе посматрања, размишљања, експериментисања, и провере. Ова средства представљају темељнепринципе науке и одражавају суштину по којој се наука разликује од других начина сазнавања.

Спој науке, математике и технологије прожима целину научне делатности и чини је толико успешном. Иако све три делатности имају сопствена обележја и историју, оне су међусобно зависне и узајамно се појачавају. Зато ће прва три поглавља бити посвећена науци, математици и технологији и њиховој улози у свеукупној научној делатности.

У ово поглављу дате су препоруке за знање потребно да се разуме како функционише наука као делатност, дакле, препоруке за знање које називамо научна писменост. У поглављу се усредсређује на три главне теме: научни поглед на свет, научну методу испитивања, и природу научне делатности. У поглављима 2 и 3 разматрају се начини на које се математика и технологија разликују од науке уопште. У поглављима  4 – 9 износи се поглед на свет заснован на достигнућима савремене науке; поглавље 10, Историјске перспективе, обухвата кључне епизоде у развоју науке и у поглављу 11, Заједничке теме, сажете су идеје које су заједничке за науку, математику и технологију.

Научни поглед на свет

Научници имају слична основна уверења о томе шта раде и како гледају на свој рад. То се пре свега односи на природу света и шта о њему може да се научи.

Свет је разумљив

Наука претпоставља да се ствари и догађаји у космосу јављају по обрасцима који могу да се разумеју пажљивим, систематским проучавањем. Научници верују да коришћењем ума, и уз помоћ инструмената који делују као продужена чула, људи могу да открију обрасце у целокупној природи.

 

Наука, такође претпоставља да је универзум (свемир), на што наводи и његов назив, велики јединствени систем у којем су основна правила свуда иста. Знања стечена проучавањем једног дела универзума применљива су у проучавању других делова. На пример, истим принципима којима се објашњава кретање тела при паду на површину Земље, може да се објасни и кретање Месеца и планета. Иако су током година мало измењени, исти принципи кретања могу да се примене за опис кретања приделовању и других сила, дакле пррименљиви су за опис кретања свега, од најмање нуклеарне честице до најмасивније звезде, од једрилице до свемирског брода, од метка до светлосног зрака.

 

Научне идеје су подложне променама

Наука је процес производње знања. Тај процес зависи како од пажљивог посматрања појава тако и од постављања теорија које дају смисао тим посматрањима. Промена знања је неизбежна, јер нова опажања могу да оспоре важеће теорије. Без обзира на то колико добро једна теорија објашњава скуп опажања, могуће је да друга нека теорија може да објасни исту појаву подједнако добро, или још и боље, или та друга теорија може да се уклопи у још шири опсег нових опажања. Стога се у науци, теорије, и нове и старе, непрекидно проверавају, побољшавају а понекад и одбацују. Научници полазе од тога да чак и ако нема начина да се обезбеди потпуна и апсолутна истина, увек могу да се користе апроксимације, временом све боље и тачније, да се опише свет око нас и како он функционише.

 

Научно знање је трајно

Иако научници одбацују појам достизање апсолутне истине и прихватају извесну неодређеност као део природе, већина научних сазнања је трајна. Измена и поправка идеје, уместо њеног потпуног одбацивања, је норма у науци, па стога чврста замисао опстаје, а непрекидним поправкама постаје прецизнија, и на крају постаје широко прихваћена. На пример, у формулисању теорије релативности, Алберт Ајнштајн није одбацио Њутнове законе кретања, већ је показао да су они само апроксимације једног још општијег схватања. (О ваљаности Њутнове механике најбоље сведочи то што се она и дан данас користи за израчунавање путања сателита.) Штавише, растућа способност да тачно предвиђамо многе природне појаве пружа убедљиве доказе да смо заиста напредовали у нашем разумевању начина на који свет функционише. Континуитет и стабилност с једне стране, одлике су науке исто као што је и променљивост с друге, а веровање у научне замисли је присутно исто колико и сумња у њих.

 

Наука не може да пружи потпуне одговоре на сва питања

Постоје многе ствари које не могу ваљано да се испитују на научни начин. Добар пример су веровања која по самој својој природи не могу да се докажу или оповргну, као на пример, постојање натприродних сила и бића, или питање правог смисла живота. У другим случајевима, научни приступ који може бити важећи, вероватно ће бити одбачен као неважан од оних који имају одређена веровања (као што је веровање у чуда, прорицање судбине, астрологију, сујеверје итд.). Исто тако, научници немају средства за решавање питања која се тичу односа добра и зла. Ипак, понекад могу да допринесу расправи о таквим питањима идентификујући вероватне последице одређених деловања, што може да буде корисно у процени алтернатива.

 

Научно испитивање

У основи, различите научне дисциплине су међусобно сличне у ослањању на доказе, употребу хипотеза и теорија, коришћењу логике, и по још много чему. Међутим, научници се међусобно веома разликују: према појавама које истраживају и начину рада; у мери у којој се ослањају на историјске податке или на експерименталне налазе, или на квалитативне и квантитативне методе; у свом односу према основним принципима; и колико се ослањају на налазе других наука. Ипак, међу њима се непрекидно одвија размена метода, информација и схватања, а најважније је заједничко схватање о томе како треба да се спроводи истраживање да би било научно прихватљиво.

Научно испитивање није лако описати ван контекста одређеног истраживања. Једноставно, не постоји тачно одређен низ корака који научници увек прате, нити јасан пут који води непогрешиво ка научним сазнањима. Постоје, међутим, неке одлике које науци дају посебан карактер као начину испитивања. Иако су те одлике посебно карактеристичне за рад професионалних научника, свако може да их користи за научно решавање бројних проблема из свакодневног живота.

 

Наука захтева доказе

Раније или касније, ваљаност сваке озбиљне научне тврдње проверава се посматрањем појава, дакле, експериментомпа се научници у великој мери концентришу на добијање што прецизнијих података. Докази о ваљаности се добијају опажањима и мерењима у ситуацијама које се крећу од природног окружења (шума, поток, ливада) до потпуно неприродног (лабораторија). За опажања, научници користе прво сопствена чула, па инструменте који побољшавају та чула (микроскоп, телескоп, термометар), и најзад инструменте који се по својим својствима поприлично разликују од онога што чула могу да осете (електрометар, магнетометар, амперметар…). Даље, научници могу да буду пасивни посматрачи (земљотреси, климатске промене, миграције птица), да праве збирке (минерали, биљке, инсекти), и да активно испитују (тестирају) околину (бушење земљине коре, сударање елементарних честица, давање експерименталних лекова).

 

Да би добили потребне доказе научници могу врло прецизно да контролишу експерименталне услове. На пример, они могу да контролишу температуру, мењају концентрације хемикалија, или да бирају који организми ће се парити с неким другим. Систематским подешавањем услова, једног по једног, надају се да ће препознати искључиви утицај тога што мењају, на оно што се дешава, и тиме избегну компликације од промене других услова. Међутим, контрола услова често је непрактична (у проучавању звезда), или неморална (у проучавању људи), или ремети природну појаву (проучавање дивљих животиња у заточеништву). У таквим случајевима, опажања морају да се више у довољно широком опсегу природних услова да би могао недвосмислено да се утврди утицај различитих фактора на добијене резултате. Због јаке потребе за ослањањем на доказе, велика пажња се поклања унапређењу инструмената и техника посматрања, а открића једног истраживача или групе најчешће се проверавају од стране других.

 

Наука је спој логике и маште

Иако је допуштено коришћење свакаквог маштања и мишљења, да би се дошло до ваљане хипотезе или теорије, раније или касније научни аргументи морају да се ускладе са принципима логичног расуђивања, тј., да се тестира ваљаност аргумената применом одређених критеријума закључивања, демонстрирања, и здравог разума. Научници понекад могу да се не сложе око ваљаности одређених доказа, или око прикладности извесних претпоставки и самим тим да се не сложе о томе да ли су изведени закључци оправдани. Али, увек се слажу око принципа логичног расуђивања којима се повезују докази и претпоставке са закључцима.

 

Научници не раде само с подацима и добро развијеним теоријама. Често, располажу само привременим хипотезама о суштини ствари коју испитују. Такве хипотезе се широко користе у науци за избор података на које треба да се обрати пажња и утврђивање које додатне податке треба тражити, као и за усмеравање тумачења података. Заправо, формулисање и тестирање хипотеза је једна од суштинских активности научника. Да би била корисна, хипотеза треба да сугерише шта би то могло да је подржи и какви докази да је оповргну. Хипотеза која не може у принципу да се тестира може да буде занимљива, али је мало вероватно да може да буде научно корисна.

 

Употреба логике и пажљиво проучавање доказа су потребни, али обично не и довољни за напредак науке. Научне замисли не израњају аутоматски из података или свеобухватне анализе. Смишљајући хипотезе или теорије да би се замислило како свет функционише, а затим смишљање како оне могу да се ставе на пробу стварности је стваралачки процес колико и писање поезије, музике или конструисање облакодера. Понекад је откриће у науци неочекивано, чак сличајно, али је потребно имати знања и креативног духа да се у неочекиваном препозна прави смисао. Неки подаци једном научнику могу да изгледају сасвим обични и незанимљиви, док неког другог исти подаци могу да доведу до сасвим новог открића. Што рече Ајнштајн „Машта је важнија од знања.“

 

Наука објашњава и предвиђа

Научници се труде да дају смисао осматрањима појава користећи прихваћене научне принципе или објашњењења која су у складу са њима. Таква објашњења – теорије – било да су свеобухватна или ограничена, морају да буду логички заснована и да обухвате значајан део научно проверених осматрања. Поверење у научну теорију често долази од њене способности да повеже појаве које су раније изгледале неповезане. На пример, углед теорије кретања континената је постепено растао како се успостављала веза између веома различитих појава као што су земљотреси, вулкани, подударност између фосила на различитим континентима, облика континената, и контуре океанског дна.

 

Суштину науке представља потврђивање осматрањем. Међутим, за научну теорију није довољно да се само сложи са већ познатим опажањима већ треба да се уклопи и у додатна опажања која, пре свега, нису коришћена у њеном формулисању. Другим речима, теорија треба да има моћ предвиђања. Моћ предвиђања теорије не захтева нужно предвиђање догађаја у будућности. Предвиђање може да се оодноси и на доказе из прошлости који још увек нису пронађени, или проучени. Теорија о пореклу човека, на пример, може да се тестира новим открићима фосилних остатака. Овај приступ је неопходан за реконструкцију догађаја из историје земље или облика живота на њој.Такође је потребан у проучавању процеса који се обично одигравају веома споро, као што је настанак планина или старења звезда. Звезде се, на пример, развијају много спорије него што можемо да опазимо. Теорије еволуције звезда, међутим, могу да предвиде неочекиване односе између одлика звездане светлости које се могу да се пронађу у постојећим збиркама података о звездама.

 

Научници покушавају да уоче и избегну пристрасност

Када се суоче са извесном тврдњом, научници се прво питају какви докази ту тврдњу подржавају. Међутим, научни докази могу да буду пристрасни почевши од тога како се подаци тумаче, преко бележења или саопштавања података, па до избора података који ће се уопште разматрати. Националност научника, пол, етничко порекло, године старости, политичка убеђења, итд. могу да их наведу да траже или нагласе ову или ону врсту доказа или тумачења. На пример, годинама је проучавање примата које су радили научници-мушкарци било усредсређено на супарничко социјално понашање мужјака. Значај понашања женки у изградњи заједнице примата није било уочено све док жене-научници нису почеле да се баве тим истраживањима.

 

Пристрасност истраживача, испитиваног узорка, коришћених метода или инструмената не може увек потпуно да се избегне, али научници желе да знају могуће изворе пристрасности и како ове могу да утичу на доказе. Научници желе, и од њих се очекује, да буду свесни могућих пристрасности у раду, како свом тако и других научника, иако се таква објективност баш увек не постиже. Један од начина за заштиту од нехотичне пристрасности је да на истом проблему независно ради више истраживача или група.

 

Наука није ауторитарна

Као и свуда, у науци је пожељно коришћење поузданих извора информација и мишљења, што су обично људи специјализовани у одговарајућим областима. Али, авај, безброј је примера из историје науке где су угледни ауторитети толико грешили. Дугорочно гледано, нема научника, ма како био познат или на високом положају, који би имао право да одлучује за друге научнике шта је истина, јер научници не верују да постоји неко ко има посебан приступ истини. Нема унапред постављених закључака које научници морају да постигну на основу својих истраживања.

 

Краткорочно, нове идеје које нису баш у сагласности са прихваћеним идејама наилазе на енергичну критику, а научници који заступају такве идеје могу да имају  потешкоћа у добијању подршке за своје истраживање. Међутим, преиспитивање нових идеја је кључна делатност науке у изградњи ваљаног знања. Повремено чак и најпрестижнији научници одбијају да прихвате нове теорије, упркос томе што има довољно прикупљених доказа да убеде свакога. Дугорочно, међутим, о теоријама се суди по њиховим резултатима: Када се појави неко са новом или побољшаном верзијом теорије која објашњава више појава или нуди одговоре на важнија питања од претходне верзије, нова теорија на крају заузима место старе.

 

Научна делатност

Наука као делатност има индивидуалне, друштвене и институционалне димензије. Научна активност је једна од главних одлика савременог света којом се, можда више него било чиме, наше доба разликује од ранијих векова.

 

Наука је сложена друштвена активност

Научни рад укључује многе појединце који раде бројне различите послове и одвија се у извесној мери у свим земљама света. Мушкарци и жене без обзира на етничко и национално порекло баве се науком и њеном применом. Ови људи – научници и инжењери, математичари, лекари, техничари, компјутерски програмери, библиотекари, и други – могу да се усредсреде на научна знања било за свој рачун или за одређену практичну сврху, а могу се да се баве прикупљањем података, стварањем теорија, градњом инструмената, или комуникацијама.

 

Као друштвена активност, наука неминовно одражава вредности и погледе друштва у којем се одвија. На пример, историја економске теорије се паралелно развијала с идејом социјалне правде – некада су економисти сматрали оптималном плату за раднике не више од онога што би једва омогућило радницима да преживе, што је у развијеним земљама ствар давне прошлости. Или други пример: пре двадесетог века, а и добар његов део, жене и људи обојене коже у суштини су били искључени из највећег дела науке ограничавањем њиховог образовања и могућности запослења; а рад оних малобројних, који су својом изузетношћу успевали да превазиђу те препреке често је, без обзира, био омаловажаван.

 

Правци научних истраживања су подложни неформалним утицајима у култури саме науке, као што је преовлађујуће мишљење о томе која питања су најинтересантнија, или које методе испитивања би највероватније биле плодне. Одлучивање о томе који истраживачки пројекти ће бити финансирани спроводи се кроз сложене поступке који укључују саме научнике. Одбори научника редовно прегледају напредак у разнличитим дисциплинама на основу чега препоручују опште приоритете за финансирање.

 

Наука се одвија у различитим различитим окружењима. Научници су запослени на универзитетима, у болницама, пословним јединицама и индустрији, владама, независним истраживачким организацијама, и научним удружењима. Могу да раде сами, у малим групама, или као чланови великих истраживачких тимова. Њихова радна места су учионице, канцеларије, лабораторије и природно окружење од свемирског простора до морског дна.

 

Због социјалне природе науке, ширења научних информација је од кључног значаја за њен напредак. Неки научници објављују своје налазе и теорије у радовима који се саопштавају на научним конференцијама или објављују у научним часописима. Ти радови омогућују научницима да информишу друге о свом раду, да изложе своје идеје критици других научника, и, наравно, да држе корак са развојем научних сазнања у целом свету. Унапређење информационе науке (знања о природи информација и руковање њима) и развој информационих технологија (посебно рачунарских система) утичу на све науке. Ове технологије убрзавају прикупљање података, њихово сређивање и анализу; чине нове врсте анализа практичним и скраћују време између открића и његове примене.

 

Наука је организована у садржајне дисциплине и спроводи се у различитим институцијама

Организационо, наука може да се сматра скупом свих различитих научних области, односно садржајних дисциплина. Од антропологије до шумарства, постоје десетине таквих дисциплина. Оне се разликују једна од друге на разне начине, укључујући историју, проучаване појаве, технике и језик који користе, као и врсте жељеног исхода. С обзиром на сврху и филозофију, међутим, све су подједнако научне и заједно чине исти научни подухват. Предност постојања дисциплина је у томе што оне пружају идејну структуру за организовање истраживања и пронађених резултата. Недостатак је да подела не одговара нужно начину на који функционише свет, и да отежава комуникације. У сваком случају, научне дисциплине немају чврсте границе. Физика прожима хемију, астрономију и геологију, хемија биологију и медицину, и тако даље. Нове научне дисциплине (астрофизика и социобиологија, на пример) стално се формирају на границама других. Неке дисциплине расту и гранају се на поддисциплине, које временом и саме могу да прерасту у самосталне дисциплине.

 

У ниверзитети, индустрија и владе су такође део структуре научних делатности.Универзитетска истраживања обично наглашавају истраживања из радозналости, мада је у развијеним земљама доста универзитетског истраживања усмерено на практичне проблеме. Универзитети, наравно, такође су посебно посвећени образовању следећих генерација научника, математичара и инжењера. Индустрија и предузећа обично подржавају истраживања усмерена ка практичним циљевима, али у развијеним земљама често спонзоришу истраживања за која нема очигледне тренутне примене, делом у очекивању да ће дугорочно гледано, резултати бити применљиви. Владе развијених држава финансирају бројна истраживања на универзитетима и у индустрији, али такође подржавају и спроводе истраживања у бројним националним лабораторијама и истраживачким центрима. Тамо и приватне фондације, јавно-интересне групе, као и локалне управе такође подржавају истраживања.

 

Агенције које финансирају истраживања утичу на правац науке на основу одлуке која истраживања ће да подржавају. Постоје и остали облици контроле науке који су резултат потребе да се прописима о истраживачкој делатности уреде истраживања која се сматрају опасним и која се односе на поступке с људима и животињама који се користе у експериментима.

 

Постоје опште прихваћени етички принципи у извођењу науке

Већина научника се понаша у складу са етичким нормама науке. Снажно одржана традиција тачног вођења дневника, отвореност и слободно ширење резултата, потпомогнути критичким освртом на нечији рад од стране других истраживача, служе да би велика већина научника остала у оквирима етичког професионалног понашања. Понекад, међутим, притисак да се оствари првенство у објављивању неке идеје или осматрања доводи понеког научнике у искушење да ускрати информације или чак да фалсификују своје закључке. Такво кршење саме природе науке штети науци. Кад се открије, научна заједница је снажно осуђује као и агенције које финансирају истраживања.

 

Још један домен научне етике се односи на могуће штете које би могле да настану из научних експеримената. Један вид је третирање живих експерименталних субјеката. Савремена научна етика захтева да се посвети дужна пажња здрављу, удобности, и добробити експерименталних животиња. Штавише, истраживања на људима могу да се изводе само уз знање и пристанак испитаника, чак и ако то ограничава истраживања и утиче на резултате. Знање и пристанак подразумевају  потпуно обелодањивање ризика и очекиване користи од истраживања као и право субјекта да одбије да учествује. Поред тога, научници не смеју свесно да излажу сараднике, студенте, суседе, опасности по здравље или имовину без њиховог знања и сагласности.

 

Етика науке односи се и на могуће штетне последице примене резултата истраживања. Дугорочне последице истраживања могу да буду непредвидиве, али неке идеје о томе шта се очекује од примене научног рада могу да се добију из сазнања ко је заинтересован да спорна истраживања финансира. Ако, на пример, Министарство одбране нуди уговор за рад у вези са теоријском математиком, математичари могу да закључе да то може да има примену у новим војним технологијама и да ће зато вероватно бити предмет тајности. Војне или индустријске тајне неким научницима могу да буду прихватљиве а некима не. Да ли научник пристаје да ради на истраживањима великог могућег ризика за човечанство, као што је нуклеарно оружје или биолошка средства за рат, многи научници сматрају питањем личног морала, а не професионалне етике.

 

Научници учествују у јавним пословима и као стручњаци и као грађани

Научници могу да пруже податке, сазнања и аналитичке способности који се односе на питања од јавног интереса. Често могу да помогну јавности и њеним представницима да схвате веровастне узроке догађаја (као што су природне и технолошке катастрофе) и да дају процену могућих последица разматране политике (као што су еколошки утицаји различитих пољопривредних метода). Често могу да сведоче о ономе што није изводљиво. У овој саветодавној улози, научници би требало да буду посебно пажљиви и да се труде да разликују чињенице од тумачења и истраживања од спекулација и мишљења, то јест, од њих се очекује да у потпуности користе принципе научног истраживања.

 

Чак и кад је тако, научници ретко могу да дају коначне одговоре на питања од јавног интереса. Нека питања су превише сложена да могу да се разматрају на садашњем нивоу науке, или постоји мало поузданих података, или ствари које се разматрају леже изван науке. Поред тога, иако некада може да постоји широка сагласност о главнини научног знања, сагласност се не односи на све научне проблеме, а камоли на сва друштвена питања у вези са науком. И наравно, о питањима ван њихове специјалности, мишљења научника не би требало да уживају никакво посебно уважавање.

 

У свом раду, научници улажу огроман напор како би избегли предрасуде, како своје, тако и других. Међутим, у питањима од јавног интереса, као и код осталих људи, од научника се може очекивати да буду пристрасни кад су њихови лични, пословни, институционални или интереси заједнице у питању. На пример, због своје посвећености науци, многи научници могу разумљиво бити мање него објективни у свом убеђењу како наука треба да се финансира у односу на друге друштвене потребе.

 

Širi dalje