מדע

פסל של גלילאו גליליי, לצד הטלסקופ, בונה דגם של ספרה ארמיליארית. גלילאו היה אחד האנשים החשובים בעיצוב דמותו של המדע בעת החדשה ונחשב בעיני רבים למדען הראשון.

מדע מתייחס למכלול הידע שנצבר בדרך של מחקר שיטתי, ניסויים מבוקרים והסקת מסקנות באופן לוגי ועקבי. לפי עקרון ההפרכה של פופר, רעיון הוא "מדעי" רק אם ניתן להגות ניסוי שעשוי להפריך אותו. הפילוסופיה של המדע עוסקת בהגדרת השיטה המדעית ובהגדרת ההיקף והתכולה של המושג "מדע".

המונח "מדע אמפירי" (או "המדעים המדויקים") מתייחס לענפי מדע כגון פיזיקה, ביולוגיה וכימיה, המבוססים על נתונים מדידים שנאספו באמצעות תצפיות מדעיות ואוששו בניסויים חוזרים ונשנים. מדעים אלה נעזרים במודלים מדעיים, המאפשרים לחזות מראש תוצאות של פעולות ברמה גבוהה ביותר של דיוק, ואדם שעוסק בהם נקרא מדען. יש ענפי מדע שמיישמים את עקרונות השיטה המדעית בתחומים שאינם אמפיריים, כגון סוציולוגיה והיסטוריה, ונקראים "מדעי הרוח". מדעים אלה אינם מתיימרים להגיע לחיזוי מדויק ונזהרים מקביעות נחרצות.

לוגיקה, מתמטיקה וסטטיסטיקה אינן נחשבות לענפי מדע אלא לכלים המשמשים מדענים לניתוח הנתונים, הצגת תוצאות המחקר והסקת המסקנות ממנו.

גוף הידע המדעי מתעצב ומתעדכן בעקבות תגליות ומחקרים חדשים, שמסקנותיהם מתועדות ומופצות בקהילה המדעית. לעיתים קורה שתגלית או ניסוי יביאו לשינוי של הקונצנזוס המדעי. לשאלות רבות אין תשובה ודאית אחת, כך שמדענים, חוקרים ופרשנים עשויים להיות חלוקים בדעותיהם.

מדע לעומת גופי ידע אחרים

בשונה מגופי ידע אחרים, המדע מתגבש ומתחדש תדירות בתהליך מתמשך של ביקורת והוספה. אף תאוריה מדעית אינה חסינה בפני ביקורת, והיו תאוריות מרכזיות שנזנחו לאחר שנמצאו תאוריות מוצלחות יותר (האֶתֶר הוא דוגמה קלאסית לתאוריה כזו). ההתקדמות הטכנולוגית של מאות השנים האחרונות, שנובעת כולה מיישומים פרקטיים של תגליות מדעיות, מחזקת את המוניטין שיצאו למדע כשיטה אמינה ומסודרת להשגת תובנות אמיתיות על העולם. ההכרה ביתרונותיה של השיטה המדעית חזקה כל כך עד שאפילו שיטות כמו-דתיות כמו הסיינטולוגיה או "המדע הוֵדי", מכתירות את עצמן בשם "מדע", ויש אנשים שמתנגדים לפילוסופיה המדעית אך מייחסים משקל רב לפסאודו מדע.

ערך המדע

מעבר לשימושים המעשיים המרובים של המדע, יש לו חשיבות גם עבור כל אדם השואף לעמוד על חקר פלאי הטבע.

ערכו של המדע עבור הסקרנות האנושית בא לידי ביטוי בהנאה אינטלקטואלית אותה מפיק האדם המתעניין במדע, הן מתהליך המחקר עצמו והן מלמידת התוצאות של מחקרים קודמים.

לפי רוברט ס. וודוורת' , מסעי החקר של המדענים יכולים לשחרר את האנושות מפחדי שווא ואמונות הבל שהתגבשו בדורות קודמים, על ידי הקנייה של מידע רב ומדויק יותר אודות העולם שבו אנו חיים.

מכיוון שבעזרת יישום תיאוריות מדעיות ומודלים מדעיים המדע מסוגל לכאורה לנבא את העתיד, הוא משמש כלי משמעותי לשיפור והתאמה של האנושות למציאות המשתנה. בהתאם לכך, המדע הוא יכולת פוטנציאלית, אותה יכול האדם להפעיל על מנת לקדם את מטרותיו. לדוגמה: תחום הרפואה מתבסס לרוב על מחקר מדעי. המדע מנסה למצוא את הדרך היעילה ביותר על מנת לצמצם את מחלותיו ופגיעותו של האדם, ובכך לאפשר לרפואה למלא את מטרתה בצורה יעילה יותר. (לצד החקירה המדעית מבוססת הרפואה גם על ניסוי וטעייה).

המדע נחוץ לצורך הכרעה בשאלות מדיניות וכלכליות נכבדות, כמו גם לניהול חייו הפרטיים של האדם.

היסטוריה של המדע

ערך מורחב – היסטוריה של המדע

אריסטו, הפילוסוף המשפיע והמצוטט ביותר בהיסטוריה, המדען ואיש האשכולות היווני הקדום

שורשי המדע בתפיסה האריסטוטלית, על פיה קיימת מציאות אובייקטיבית שמתנהלת על פי חוקים, וניתן לחקרה שכן היא ניתנת למדידה על ידי החושים. ראשית ההתפתחות המדעית נעשתה בהמצאת מושגי ההגדרה, התצפית המדעית והמודל המדעי ביוון העתיקה. תפיסות אלו, שאבדו במערב במהלך ימי הביניים, השתמרו ואף זכו לפיתוח באימפריה המוסלמית. פריחת המדע וקבלתו כשיטה התקפה ביותר לביאור הטבע היא התפתחות שהחלה באירופה של תקופת הרנסאנס, עם גיבוש מושגי הניסוי המדעי והמחקר המדעי, וצברה תאוצה בעקבות המהפכה המדעית.

בניגוד לספורט ולאומנות שמתפתחים בכל התרבויות, לא בכל תרבות מתפתח מדע. מסורות של איסוף ידע והעברתו מדור לדור התפתחו במקומות רבים ובתקופות רבות, אולם מסורות אלה לא הכילו על פי רוב את הספק והביקורתיות, שהם חלק מהותי מהשיטה המדעית. הסיבה שהספק והביקורתיות הם קריטיים עבור התפתחות המדע היא שללא אמצעים אלה אמיתות ושקרים וזיופים מתערבבים זה בזה, והמדע מאבד את האמינות והדיוק שלו. את עיקרי הולדת המדע מקובל ליחס ליוון העתיקה.

תרבות יוון הייתה שונה משאר תרבויות העולם הסובב אותה והקודם לה בכמה דברים. ראשית, מבנה האיים וההרים הגבוהים של יוון לא אפשר לה עם התפתחותה החומרית להפוך לממלכה והחברה השבטית שבה הפכה לחברה המאוגדת בעירות "פוליס" דמוקרטיות עצמאיות שבהן כל אדם יכול להעלות כל השערה בכל עניין, בעניין פוליטי ובענייני מבנה היקום וחוקיותו. שנית, השכבה היודעת קרוא וכתוב ביוון הייתה שכבה של סוחרים פרקטיים ויודעי חשבון ולא של קליגרפים. שלישית, ההישענות על מסחר הביא את היוונים להכיר תחום רחב יותר מהעולם ולהכיר תרבויות ודעות מגוונות.

התנופה בהתפתחות המדעית בעת החדשה נתאפשרה, ככל הנראה, מסיבות היסטוריות דומות: חזרה לחופש הדיבור, הרחבה משמעותית של השכבה היודעת קרוא וכתוב (משום שהדתות המונותיאיסטיות הפכו את הקריאה לחלק מהפולחן אותו אמור כל פרט לבצע), המצאת הדפוס שהקלה על תיעוד דברים והבעת דעות ושיפור משמעותי בתחבורה ובהרגלי הניידות של אנשים רבים.

שינויים בתפיסת המושג "מדע" במהלך ההיסטוריה

משמעותו המקובלת של המושג "מדע" השתנתה עם השנים, ובתקופות רבות הייתה שנויה במחלוקת. דוגמאות לשינויים בתפיסת המדע:

• המדע בין תקופתו של אריסטו לבין המאה ה-16 הסתמך כמעט ורק על תצפית מדעית. עד להופעת הפילוסופים מזרם האמפיריציזם, ניסוי מדעי היה כמעט זר לעיסוק המדעי. בימינו נחשב הניסוי המדעי לאבן הפינה של המדע ודיסציפלינה מדעית שמתקשה בעריכת ניסויים נחשבת לדיסציפלינה נחותה. לשימוש בניסויים שתי השלכות משמעותיות שונות על המדע. האחת - חיפוש ודיוק של המדע באופן מכוון, עם אפשרות לבדיקה של פרטים ספציפיים. השנייה - בחינת השערות חדשות על ידי הצעת ניסוי מתאים ובדיקה, מה שמאפשר סינון טעויות.
• היו תקופות בהן טיעונים מתחום המטאפיזיקה היו קבילים במדע. לאחר הופעת האמפיריציזם, המדע נשען על לוגיקה, שכל ישר ומסורת מחקר בלבד. טיעונים מיסטיים ומטאפיזיים אינם נחשבים חלק מהשיטה המדעית.
• המשמעות המקובלת של המושג חוק טבע השתנתה בעקבות קבלת תורתו של אלברט איינשטיין^{[דרוש מקור]}. עד לתקופתו עבודתם של המדענים נתפסה כגילוי עקרונות שהם אמת צרופה. אולם, אחרי איינשטיין עבודתם נתפסה כניסוח עקרונות קרובים יותר לאמת מאלה שנוסחו לפניהם וגילוי האמת הצרופה אינו נתפס כדבר הנמצא ביכולתם.
• גם ההתייחסות לתוצאות חקירה מדעית כאל מהימנות בהכרח השתנתה עם השנים. אריסטו וניוטון ראו את דבריהם כאמת צרופה ומדויקת^{[דרוש מקור]}. ניוטון ותומכיו סברו שרעיונותיו של ניוטון הם אמת מוחלטת ואילו של קודמיו הם טעות מוחלטת משום שהניסוי הוכיח את צדקתו של ניוטון. אולם, לאחר שנתגלו בעיות אמפיריות גם עם רעיונותיו של ניוטון ואיינשטיין הציע להם פתרון בתאוריה מדעית, הוא כבר לא התיימר לומר את האמת המוחלטת. הוא ותומכיו טענו שרעיונותיו של איינשטיין מדויקים בהרבה מאלה של ניוטון, אם כי אי אפשר לדעת עד כמה הם קרובים לאמת המוחלטת.

תחומי המדע

חלוקת המדע לתחומים נשענת הן על דמיון בין סוג המידע הנחקר בדיסציפלינות השונות והן על נסיבות פרקטיות.

שלושת תחומי המדע בחלוקה המודרנית הם מדעי הטבע, מדעי החברה/מדעי הרוח (עוסקים באופן מהותי באדם, ובחברה) והמדעים הפורמליים.

מסיבות פרקטיות, נוטים לפצל פקולטות של מדעי הטבע למדעים מדויקים, מדעי החיים ומדעי הבריאות. מסיבות כאלו המתמטיקאים יושבים בפקולטות למדעי הטבע ואילו הסטטיסטיקאים בפקולטות למדעי החברה ובבתי הספר לבריאות הציבור, אך לא בפקולטות למדעי הטבע המדויקים או מדעי החיים.

חלק מהחלוקה המסורתית של דיסציפלינות לתת דיסציפלינות חדלה להיות בשימוש או ששינתה את משמעותה. לדוגמה, בעבר רק המיקרוביולוגיה עסקה בחקר אורגניזמים מיקרוסקופיים ובימינו עוסקים בכך מרבית ענפי הביולוגיה. בימינו מקובל, למשל, שגנטיקאי יחקור חיידקים, בדומה למיקרוביולוג.

גישות שונות בהכללת תחומים ב"מדע"

• יש המצמצמים את משמעותו של המושג "מדע" למדעי הטבע בלבד, או אפילו למדעי הטבע המדויקים המתבססים על התצפית בעלת מדידה מדויקת והן על ניסוי מעבדתי. לעומתם יש הכוללים במושג גם פעילויות מתחום מדעי החברה המתבססות על תצפית וניסוי, גם אם המדידות בהם פחות מדויקות או אפילו את אלה מהם שמכילים רק תצפיות ולא ניסויים. יש גם הטוענים כי במשמעות הרחבה כולל המושג "מדע" כל פעילות חקר אנושית, כולל זו הנכללת במדעי הרוח.
• יש המחשיבים את המתמטיקה למדע, אף שהיא אינה מבוססת בכללה על תצפית וניסוי, משום שמרבית המדעים נשענים על צידוקים מתחום המתמטיקה ויש לה ביטויים רבים בטבע. אחרים טוענים שהיא ענף של הלוגיקה.
• ישנם גם ויכוחים לגבי שיוכן של תת-דיסציפלינות אל המדע. למשל, על השאלה האם הפסיכואנליזה היא מדע, יש ויכוח גם בין הפסיכולוגים. ויכוחים אלה נובעים מהשאלות: מהי הוכחה מדעית קבילה? ומהי שאלה שניתן לענות עליה באמצעים מדעיים?
  בספרו המבנה של מהפכות מדעיות מסביר תומאס קון כי בשטחי מדע שונים יש אילוצים שונים ופשרות שונות בתחום העקרונות המדעיים. הוא מסביר, לדוגמה, שהציבור לוחץ על האקדמיה לחקור את תחום הפסיכולוגיה אבל לא יכול לצפות מהאקדמיה שחקירה זו תעמוד בקריטריונים המחמירים של מחקר הפיזיקה.

השיטה המדעית

ערך מורחב – השיטה המדעית

הליבה של החשיבה המדעית היא היכולת לתאם ולקשר בין התאוריה לבין המציאות העובדתית. בהתאם לכך, השיטה המדעית כוללת עקרונות ותהליכים לאיסוף, אימות וניתוח של הנתונים, לעריכה מבוקרת של ניסויים ולביקורת עמיתים על מסקנות המחקר.

בעוד שהמתמטיקה והפילוסופיה הם יצירי רוחו של האדם, המדע האמפירי מושג באמצעות תהליך שיטתי של תצפית, השערה, ניסוי והסקת מסקנות אובייקטיבית, ושואף להגיע להסברים נרחבים וכוללניים ככל האפשר.

תאוריה מדעית

כפי שבתים עשויים לבנים, כך עשוי המדע מעובדות; אבל ערימת אבנים אינה בית, וערימת עובדות אינה מדע

— אנרי פואנקרה

תאוריה מדעית היא גוף ידע בו עוסקת קהילה חוקרת והוא מכיל הגדרות אחידות, טענות על הקשרים בין המושגים המוגדרים בו ודרכי הוכחה או הפרכה לטענות אלה. דרכי ההוכחה וההפרכה הן מתחום הניסוי התצפית וההישענות על תאוריות מתחום מדעי הנחשב בסיסי יותר. ההבדל בין הרבה מדעים הוא בדרכי עריכת ניסוי ותצפית הקבילים באותו מדע. למשל, באפידמיולוגיה יש תצפיות הנעשות על ידי ריאיון עם אנשים שחלו (בניגוד לרבים ממדעי הטבע) ובביהביוריזם ראיון אינו תצפית מקובלת (בניגוד לרבים ממדעי החברה).

הטענות על הקשרים בין המושגים המוגדרים נחלקות לשני סוגים: טענות שכבר הוכחו, טענות שיהיה אפשר להוכיח או להפריך בעתיד וטענות בסיסיות שאותן אי אפשר להפריך או לאשש, בדומה לטענות מתמטיות שעשויות להפוך למשפטים מתמטיים. טענות שכבר הופרכו אינן חלק מהתאוריה המדעית ועל מעמדן של טענות שספק אם אפשר להוכיח או להפריך יש ויכוח.

דרישה נוספת מתאוריה מדעית היא שלא תסתור תאוריות מדעיות מקובלות אחרות, במיוחד לא כאלה הנחשבות לעוסקות במושגים "בסיסיים" יותר מאלה של התאוריה עצמה. למשל, מצב בו תאוריה בביולוגיה סותרת תאוריות אחרות בביולוגיה הוא מצב מאוד לא רצוי, שעל פי רוב הוא זמני (כמו הוויכוח בין חסידי מערכת החיסון התאית והנוגדנית שהסתבר שאין סתירה בין דבריהם). מצב בו תאוריה בביולוגיה סותרת תאוריה בכימיה הנתפסת כמדע "בסיסי" יותר הוא מצב לא נסבל.

הפיזיקה נחשבת למדע ה"בסיסי" והמדויק ביותר, והיא משמשת דוגמה לשיטה מדעית עבור שאר המדענים. תאוריה מדעית תשאף על פי רוב להכיל ניסויים בעלי מדידות העומדות בדרישות המחמירות של הפיזיקה ואחידות הגדרות עם הפיזיקאים. עמידה בדרישות אלה אינה פשוטה ומרבית המדעים מתקדמים בהדרגה לעבר דיוק ואחידות. ישנם מדעים, כמו הכימיה, שיש להם אקדמית לשון משלהם שדואגת לאחידות ההגדרות.

מהלך חקירה מדעית טיפוסית

חקירה

פרק זה לוקה בחסר. אנא תרמו למכלול והשלימו אותו.

הליך פרסום התוצאות

כאשר חקירה מדעית מפיקה תוצאות שיש מה ללמוד מהן, שואף המדען לפרסם תוצאות אלה. כלי הפרסום העיקרי לתוצאות חקירות מדעיות הוא מאמר מדעי הנעזר בביקורת העמיתים. מאמרים כאלה מתפרסמים בכתבי עת מקצועיים המיועדים לכך. כתבי עת אלו מגיעים אל ספריות מדעיות ואנשי מדע המנויים עליהם בין אם כחוברות נייר ובין אם בגרסתם האלקטרונית. תקצירי המאמרים מופיעים במאגרי מידע מדעיים.

כתבי העת השונים מיועדים, על פי רוב, לחוקרים מתחומים שונים. אולם, ישנם גם כתבי עת המיועדים לקהילה המדעית הרחבה כגון כתב העת Nature. כתבי העת נבדלים זה מזה גם במידת היוקרה שלהם, הנובעת בעיקר ממספר המנויים שלהם. ככל שהמוניטין של כתב עת גבוה יותר, כך הוא בורר את המאמרים המוצעים לו בקפידה רבה יותר. בכתב עת יוקרתי יותר יופיעו מאמרים המדווחים על תגליות חשובות יותר ומביאים לתגליות אלה סימוכין חזקים יותר (סימוכין בניסוי, בתצפית ובמידע ממחקרים אחרים).

מערכת כתב העת בוררת את המאמרים המוצעים לה בבירור ראשוני ואלה שעוברים בירור זה נשלחים, כל אחד, אל שני מומחים מהתחום בו עוסק המאמר כדי שיבדקו אותו. זהות המבקרים נשמרת בסוד. המבקרים יכולים לדחות את המאמר, להסכים לקבלו אחרי שיתוקן על פי הנחיותיהם או לקבלו כפי שהוא. אם המאמר נדחה, המדען מנסה על פי רוב לשפרו ולהגישו לכתב עת אחר.

לבד מפרסום מאמרים, אנשי מדע מדווחים על תוצאות מחקריהם גם בדרכים אחרות. שתי הדרכים המקובלות האחרות הן הצגת הנושא בכינוס מדעי בעזרת פוסטר או בעזרת הרצאה. ההצגה בכינוס המדעי אינה מחליפה על פי רוב את הצגת הממצאים במאמר. דרך מיושנת להצגת תוצאות מחקרים היא התזה. בימינו עדיין נכתבות תזות, אולם הן נכתבות או במקביל להצגת תוצאות המחקר במאמרים או כעבודת גמר עבור תלמיד שתוצאות המחקר שלו אינן יכולות להיכתב במאמר בשל חוסר חשיבותן או מסיבות טכניות.

התגליות החשובות במיוחד זוכות להיות מסוכמות בספרי לימוד הנכתבים עבור מתלמדים ומומחים.

המדע כמעצב תפיסות עולם ודפוסי חשיבה

מלבד ערכו התכליתי של המדע כמשרת מטרה מוגדרת, למדע תפקיד מרכזי בעיצוב החשיבה האנושית. מכיוון שהמדע מתאר מציאות, הוא משפיע על תפיסת המציאות של בני האדם. תוצאות החקירה המדעית, ועצם קיומה, מובילים לשינוי תפיסתי-פילוסופי ניכר.

• לדוגמה: היחס לסוציולוגיה כאל תחום מדעי הביא לעיתים לתפיסה של האדם כיצור שמטרותיו היחידות הן הישרדות וצבירת כוח.
• דוגמה אחרת היא תיאורם הפיזי של גרמי השמיים. כיום, כשהגישה המקובלת בקהילה המדעית היא שכדור הארץ אינו שונה מהותית משאר כוכבי הלכת, והשמש אינה שונה מהותית משאר הכוכבים, נשמט הבסיס להנחה הפילוסופית העתיקה בדבר מרכזיותה של האנושות ביחס ליקום.

כמו כן, עצם קיומו של המחקר המדעי ותכונותיו, משפיע ביותר על אופן החשיבה האנושי. עקרונות המדע מאומצים על ידי החשיבה האנושית, והופכים להיות הכללים המגדירים את תפיסתו.

גם חלוקת המדע לתחומים משפיעה על עיצוב התודעה, על ידי יצירת חלוקה תפיסתית תואמת. לדוגמה, הפרדת תחום הפסיכולוגיה (חקר הנפש) מתחום הכלכלה, עשויה ליצור תפיסה בציבור אשר אינה מחשיבה את השפעתם של המבנה הנפשי והשיטה הכלכלית אחד על השני.

ראו גם

• הוראת המדעים
• תורה ומדע
• מדענות
• פוליטיזציה של המדע
• נשים במדע

קישורים חיצוניים

• אליה ליבוביץ, "מידת 'מדעיוּתו' של מדע", אקדמיה, סתיו תשס"ח-2008
• איתי להט, ניסוי והטעיה, באתר כלכליסט, 16 באוגוסט 2012
• על היחסיות של הטעות(הקישור אינו פעיל, 8.10.2021) - מאמר של אייזק אסימוב המתייחס לשגיאות במחקר המדעי (באנגלית)
  • The Relativity of Wrong, סרטון באתר יוטיוב (אורך: 7:22)
• שתים עשרה דקות 9#: על תאוריות מדעיות, סרטון באתר יוטיוב (אורך: 13:52)
• בן גולדייקר: להילחם במדע גרוע – הרצאה באנגלית מאתר TED עם כתוביות בעברית
• בו לוטו + איימי או'טול: מדע זה לכולם, כולל ילדים – על למידת חקר ותרומתם של הילדים למדע. הרצאה באנגלית מאתר TED עם כתוביות בעברית
• מדע, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)

סטטוטורי:

• משרד המדע - אתר ממשלתי רשמי

חדשות:

• הידען - חדשות מדע

הערות שוליים

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

35663200מדע