科学

科学とは、自然界のことを知るために私たちが行うことです。自然科学には、物理学、化学、生物学地学天文学などがあります。科学は数学論理学を用いますが、これらは「形式科学」と呼ばれることもあります。自然科学は観察や実験を行います。科学は、正確な事実、科学的な法則、理論を生み出します。また、「科学」とは、この過程を利用して発見された大量の知識を指す。

研究は科学的方法を用います。科学的研究は、アイデアや以前の知識に基づいた仮説を使用します。そして、それらの仮説は実験によって検証されます。

科学を研究したり調べたりして、科学のすべてを知ろうとする人のことを科学者といいます。科学者は、物事を注意深く見たり、測定したり、実験やテストをしたりして、物事を研究しています。科学者は、物事がなぜそのように動くのかを説明し、何が起こるかを予測しようとします。

宇宙のスケールを科学の枝にマッピングしたZoom
宇宙のスケールを科学の枝にマッピングした

科学的方法

今日、「科学」とは、通常、知識そのものではなく、知識を追求する方法を指す。それは主に物質世界の現象についてのものである。17世紀から18世紀にかけて、科学者たちは、ニュートンの運動法則のような自然界の法則に基づいて知識を定式化しようとする傾向が強まりました。そして19世紀に入ると、物理学、化学、地質学生物学などの自然界を研究する方法として、「科学」という言葉が科学的方法そのものと結びつくようになりました。

科学者という言葉がウィリアム・ウィーウェルによって作られたのも19世紀のことでした。彼は、自然についての知識を求める人と、他の種類の知識を求める人を区別するためにこの言葉を使ったのです。

科学的方法は、科学者が知識を見つけるために使用される方法に与えられた名前です。科学的方法の主な特徴は以下の通りです。

  1. 科学者は、自然についての疑問や問題を特定します。ハエの足は何本あるのか」のような単純な問題もあれば、「なぜ物は地面に落ちるのか」のような非常に深い問題もあります。
  2. 次に、科学者は問題を調査します。彼らは事実を収集しながら作業します時には慎重に見るだけでいいのです
  3. 直接答えられない質問もあります。そこで科学者はアイデアを提案し、それをテストします。彼らは実験を行い、データを収集します
  4. 最終的には、彼らは問題に対する良い答えだと思うものを見つけ出します。そして、それを人々に伝えるのです。
  5. 後になって、他の科学者が同意したり、同意しなかったりするかもしれません。彼らは別の答えを提案するかもしれません。彼らはもっと実験をするかもしれません。科学においては、以前の答えが十分でないことがわかれば、何でも修正されるかもしれません。

一例

科学の活動の有名な例は、1919年にアーサー・エディントンが率いてアフリカプリンシペ島に遠征したことである。彼は日食中の太陽の周りの星の位置を記録するためにそこに行った。星の位置を観測した結果、太陽に近い見かけの星の位置が変化していることがわかった。事実上、太陽を通過した光は重力によって太陽に向かって引っ張られていたのです。これは、1915年に発表された一般相対性理論の中で、アルバート・アインシュタインが行った重力レンズの予測を確認したものである。エディントンの観測は、アインシュタインの理論を支持する最初の固体の証拠であると考えられていた。もし観測の結果が違っていたら、これはアインシュタインの理論に反論され、おそらく反論されただろう(間違っていたことを示した)。

科学研究の実践的な影響

基礎科学における発見は、世界を変えることができます。例えば

研究

影響

静電気磁気 (1600)
電流

すべての電化製品、発電機、発電所、電気照明、テレビ、電気暖房、磁気テープ拡声器に加えて、コンパス避雷針を含む現代の電子機器

回折 (1665)

光学系、それ故に光ファイバーケーブル(1840年代)、ケーブルテレビ、インターネット

ジャームせつ

感染症の感染を減少させる衛生学、疾病診断のための技術と標的となる抗がん治療のための抗体を導く。

ワクチン接種

先進国のほとんどの感染症の撲滅と天然痘の世界的な根絶につながる。

太陽光発電 (1839)

太陽電池(1883年)、それ故に太陽光発電、太陽電池を搭載した時計電卓、その他のデバイス。

水星の奇妙な軌道(1859年)をはじめ、特殊(1905年)や一般相対性理論(1916年)
へとつながる研究成果

GPS(1973年)、衛星航法通信衛星などの衛星技術。

電波 (1887)

ラジオはすぐに放送ラジオ(1906年)とテレビ(1927年)エンターテイメントでの使用で知られるようになりました。また、電話、緊急サービス、レーダーナビゲーション天気予報)、医学天文学無線通信、ネットワークの分野でも大いに利用されました。ラジオの研究はまた、加熱や調理食品のために、マイクロ波の使用につながった。

放射能(1896年)と反物質(1932年

治療(1896年)、放射線年代測定(1905年)、原子(1942年)と兵器(1945年)、PETスキャン(1961年)、医学研究(同位体標識あり

エックス線

コンピュータ断層撮影を含む医用画像処理

結晶学量子力学

半導体デバイス(1906年)、それ故にワイヤレスデバイスとの統合を含む近代的なコンピューティングテレコミュニケーション携帯電話

プラスチック (1907)

ベークライトをはじめ、産業や生活の中で多くの用途に使われている人工ポリマー。

抗生物質(1880年代、1928年

サルバルサン、ペニシリン、ドキシサイクリンなど

核磁気共鳴

核磁気共鳴分光法(1946年)、磁気共鳴イメージング(1971年)、機能的磁気共鳴イメージング(1990年代)。

科学のその他の特徴

科学がどのように機能するかについて、誰もが完全に同意するわけではありません。哲学者や科学者の中には、科学的な理論は当分の間だけ受け入れられると言う人もいます。科学的理論は、それが最良の説明である限り存続する。理論がデータを説明できなくなったら、理論は破棄され、置き換えられます。あるいは、科学者は、理論を捨てるのではなく、理論をより良いものにすることもあれば、最終的には理論がより良いものになることを期待して、その理論を使い続けることもあります。

科学は、真実でないものを捨てることで知識を得るものです。

科学者は、自分たちが観察し、測定したものとよく合う説明をするように細心の注意を払わなければなりません。科学者たちは、より良い説明を提供するために競争します。説明は面白いかもしれませんし、喜ばしいものかもしれませんが、他の科学者が実際に見て測定していることと一致しない場合は、より良い説明を見つけようとします。

科学論文が発表される前に、他の科学者が論文を読んで、その説明がデータから意味のあるものかどうかを判断します。これを査読といいます。論文が発表された後、他の科学者はまた、同じ実験や観察、テストを繰り返しても同じデータが得られるかどうかをチェックします。ピアレビューと実験を繰り返すことは、知識が正しいことを確認する唯一の方法なのです。

科学は自然のモデルを作り、宇宙のモデルを作り、医学を作る。科学には、それぞれの名前がついているものがたくさんあります。しかし、何か一つのことを「科学が言っている」というのは正しくありません。科学はプロセスであって、一度に信じられた事実やルールだけではないのです。

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質問と回答

Q:科学とは何ですか?


A:科学とは、観察、実験、研究を通して自然界を発見し理解するプロセスです。また、このプロセスによって明らかにされた膨大な知識を指します。

Q:自然科学にはどのようなものがありますか?


A:自然科学には、化学、生物学、地質学、天文学、物理学が含まれます。

Q:「形式科学」とは何ですか?


A:形式科学とは、科学的研究に用いられる数学や論理学のことである。

Q:科学研究はどのように行われるのですか?


A:科学的研究は、さまざまなテーマに分類される考え方や過去の知識に基づいて、仮説を立てます。そして、その仮説を実験によって検証するのです。

Q:科学を研究しているのは誰ですか?


A:科学に関するあらゆることを調べるために研究する人を科学者と呼びます。

Q:科学者はどのように物事を研究しているのですか?


A:科学者は、物事をよく見て、測定し、実験やテストを行い、物事がなぜそのように行動するのかを説明しようとし、何が起こるかを予測することによって研究しています。

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