Mokslas

 

	This Project has been funded with support from the European Commission.  This communication reflects the views only of the author, and the Commission can not be held responsible for any use which may be made of the information contained therein.

 

TIKSLAI

Perskaitę šį skyrių sugebėsite:

• Suprasti mokslo sąvoką
• Suprasti mokslo sudėtingumą ir jo svarbą žmogaus vystymuisi

 

MOKSLO SĄVOKA

Kalbant apie mokslą iškyla keletas klausimų:

• Kokia yra kilmė žodžio „mokslas“?
• Šis žodis yra kilęs iš lotynų kalbos “scientia” it reiškia  „žinios“.
• Kas yra mokslas?
• Supratimo būdas
• Mokymosi metodas apie gamtą
• Supratimas apie visatą
• "Žinios gautos mokymosi ir praktikos pagalba" (Pagal „Webster's New Collegiate“ žodyną)

• Koks mokslo vaidmuo?
• Jis sužadina žmogaus smalsumą apie pasaulio reiškinius ir įvykius
• Jis patenkina šį smalsumą žinių pagalba
• Jis sudomina besimokančiuosius, nes sujungia praktinę patirtį su vaizduote
• Jo pagalba žmonės supranta kaip pagrindinės mokslo idėjos sąveikauja su  technologijos pokyčiais 
• Jis turi didelę įtaką pramonės šakoms, verslui, medicinai ir gerina gyvenimo kokybę. Žmonės pripažįsta ir kultūrinę mokslo reikšmę ir siekia jo nuolatinio tobulinimo.  
• Jis padeda žmonėms aptarti mokslu paremtas problemas, visuomenės vystymąsi bei pasaulio ateitį.

 

Mokslo sritys yra suskirstytos į:

• Gamtos mokslus, kurie apima natūralius reiškinius (įskaitant ir biologinius)
• Socialinius mokslus, kurie apima žmogaus ir visuomenės elgsenos ypatumus.

Matematika turi ir panašumų ir skirtumų su gamtos bei socialiniais mokslai, tad dažnai ši šaka vadinama empiriniu mokslu.  

Kai kalbame apie gamtos mokslus dažniausia minime biologiją, chemiją, fiziką ir žemės mokslą. Pažvelkime į kiekvienos kategorijos šakas:
Biologija

Anatomija Astrobiologija Biochemija Bioinformatika Biofizika Botanika Ląstelių biologija Vystymosi biologija Ekologija Entomologija Epidemiologija Evoliucija (Evoliucinė biologija) Gėlo Vandens Biologija Genetika

Imunologija Jūrų biologija Mikrobiologija Molekulinė Biologija Morfologija Neurologija Fizinė antropologija Fiziologija Populiacijų dinamika Struktūrinė biologija Taksonomija Toksikologija Virusologija Zoologija

Chemija

Analizinė chemija Biochemija Skaičiavimo chemija Elektrochemija Neorganinė chemija Medžiagotyra Organinė chemija

Polimerų chemija Fizikinė chemija Kvantinė chemija Spektroskopija Stereochemija Termochemija

Fizika

Akustika Astrodinamika Astronomija Astrofizika Biofizika Klasikinė mechanika Skaičiavimo fizika Kondensuotųjų medžiagų fizika Kriogenika Dinamika Skysčių dinamika

Didelės Energijos fizika Medžiagų fizika Mechanika Branduolinė fizika Optika Dalelių fizika Plazmos fizika Polimerų fizika Kvantinė mechanika Kietojo kūno fizika Termodinamika

Žemės mokslas

Aplinkos mokslai Geodezija Geografija Geologija Hidrologija

Meteorologija Okeanografija Paleontologija Seismologija

Pratimas

Pabandykite paaiškinti ką nagrinėja kiekviena iš išvardintų mokslo šakų. Pavyzdžiui:

• Seismologija nagrinėja žemės drebėjimus ir yra geologijos mokslų šaka
• Botanika – biologijos mokslo šaka, tirianti augalų sandarą, formą, struktūrą, augalų klasifikaciją, pasiskirstymą Žemėje ir t.t.

Dabar jūsų eilė pabandyti apibūdinti kitas šakas.

Trumpa mokslo istorija

• Nuo Viduramžių iki Šviečiamojo amžiaus mokslas reiškė bet kokias sistemingas žinias
• Aštuonioliktame amžiuje mokslas ir filosofija laikomi beveik sinonimais (gamtos tyrinėjimas buvo vadinamas gamtos filosofija, o žmogaus proto – etika)
• Devynioliktame amžiuje mokslas buvo siejamas su gamtiniu pasauliu (ne žmogaus pasauliu) 

Tokios frazės kaip „mokslinis metodas“ ir „mokslinės žinios“ atsirado tik devyniolikto amžiaus pabaigoje

• Dvidešimtame amžiuje atsirado labai daug sričių pagrįstų moksliniu metodu, tokių kaip: mokslinė medicina, mokslinė inžinerija, prekybos mokslas, reklamos mokslas ir t.t.   
• Dvidešimto amžiaus pabaigoje technologija „užtemdė“ mokslo sąvoką, kai kurie specialistai ėmė vartoti terminą „technomokslas“.     
• Dvidešimt pirmame amžiuje atsirado technologijos mokslo sritys, tokios kaip biotechnologija ir nanotechnologija, kurios žavėjo įvairius specialistus labiau nei kokios nors kitos sritys.

Nuo Renesanso laikų buvo užregistruota įvairių mokslinių bendruomenių, kurios perduodavo ar iškeldavo svarbias mokslines idėjas ir eksperimentus: 

• „Accademia dei Lincei“ Italijoje (įsteigta 1603, Romoje, Palazzo Corsini, Via della Lungara)
• British Royal Society (įsteigta 1660)
• French Académie des Sciences (1666)

Šiandien jau yra daug garsių įstaigų, kurios remia mokslinius tyrinėjimus. Galime paminėti:    

• The National Science Foundation, USA
• Centre national de la recherche scientifique, Prancūzijoje
• Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (CSIC), Ispanijoje
• Max Planck Society ir Deutsche Forschungsgemeinschaft, Vokietijoje
• Russian Academy of Sciences, Rusijoje

Pratimas

Ar galite įvardinti kitų institucijų, kurios dirba mokslinių eksperimentų srityje ir yra įsikūrusios Jūsų šalyje?

 

MOKSLINĖS ŽINIOS

Jas sudaro keturi lygiai:

• Hipotezė
• Faktai
• Dėsniai
• Teorijos

Hipotezės yra preliminarūs teiginiai, prielaidos arba spėjimai. Labai seniai žemės sukimasis aplink ašį ir žemės orbita aplink saulę buvo laikomos hipotezėmis. Per ilgą laiką atliekant įvairius mokslinius tyrimus, hipotezės gali tapti faktais. 
Faktai yra patikrinti ir patvirtinti moksliniai stebėjimai. „Foucault pendulum“ pagrindė, kad žemė per 24 valandas apsisuka aplink savo ašį. Judančių šešėlių stebėjimas, krentantis nuo stabilių objektų, besikeičiančios valandos, tamsa ir šviesa padėjo pagrįsti Žemės sukimąsi aplink saulę. Žemės sukimasis ir orbita dabar laikomi faktais. Hipotezės taip pat gali virsti dėsniais.
Dėsniai apibūdina specifinių aspektų funkcionavimą esant tam tikroms sąlygoms. Boilio dėsnis teikia, kad tam tikros masės dujų slėgio ir tūrio sandauga yra pastovi, kai temperatūra nekinta. Fizikos dėsniai arba gamtos dėsniai yra moksliškai pagrįsti, atliekant daug įvairių stebėjimų ir tyrinėjimų, todėl laikomi pilnai patikrinti ir įrodyti. Tačiau mokslininkai stengiasi tvirtai nesiremti gamtos dėsniais, tam tikrame tyrinėjame objekte.
Teorijos yra plačių aspektų paaiškinimai, kurie apima daug įvairių hipotezių, faktų, dėsnių ir įvykių. Šie paaiškinimai yra išbandyti ir įvertinti tam, kad būtų galima atlikti naujus mokslinius tyrinėjimus ir tam, kad atneštu praktinės naudos. Mokslo teorija yra loginis tam tikrų reiškinių paaiškinimas. Teorija dažniausiai konkrečiau apibrėžia įvairius reiškinius negu hipotezės, nes daugelis hipotezių gali būti logiškai nepagrįstos kartu su teorija.
Skirtingai negu matematiniai įrodymai, mokslinė teroja yra empirinė, todėl gali būti falsifikuota, jeigu atsiranda naujų įrodymų. Netgi svarbiausios teorijos gali tūrėti trūkumų, jeigu naujausi stebėjimai jų neatitinka.    
Pavyzdžiui, Izaoko Niutono gravitacijos dėsnis yra garsus pavyzdys, kai nusistovėjęs dėsnis vėliau tampa neįvairiapusiškas, nes jis neatitinka judėjimo eksperimentų rezultatų susijusių su greičiu ar gravitaciniu lauku. Išskyrus šias sąlygas, Niutono dėsnis išlieka puikus judėjimo ir sunkio jėgos modelis. Kadangi reliatyvumo teorija paaiškina tuos pačius reiškinius kaip ir Niutono dėsnis ir netgi dar daugiau, tad reliatyvumo teorija laikoma išsamesne.
 Evoliucinė teorija išaiškina plačią gyvųjų organizmų įvairovę ir jų vienybę. Sveikatos, agrokultūros ir industrijos mokslininkai remiantis šia teorija išranda naujus vaistus, hibridines kultūras bei naujas molekules, kurios padidina sistemų veikimą ir naudą individualiems asmenims ir visuomenei.  

 

Švietimas moksle tarnauja trims tikslams:

• Pirma, jis paruošia mokinius studijuoti aukštesniuose švietimo lygmenyse.
• Antra, jis parengia studentus darbui, profesijai ir karjerai.
• Trečia, jis paruošia mokinus tapti moksliškai raštingais piliečiais. Prioritetai ir šių tikslų vienijimas kinta tarp šalių ir kultūrų.

MOKSLINIS METODAS

• Jis siekia paaiškinti gamtos reiškinius atkuriamu būtu, ir panaudoti atkūrimus naudingiems spėjimams.
• Jis atliekamas stebint gamtos reiškinius, ir / ar eksperimentuojant, kai bandoma imituoti gamtos reiškinius, esant nustatytoms sąlygoms.

Mokslas yra logikos ir stebėjimo/eksperimento derinys. Mokslininkai naudoja tam tikrus modelius tam, kad perduotų kokius nors aprašymus ar apibrėžimus, ypatingai tuos, kurie gali būti panaudoti spėjimams ar eksperimentams. Dėl hipotezės yra ginčijimąsi, nes ji nėra nei pagrįsta, nei įrodyta eksperimentais. Teorija, mokslo kontekste, yra logiškas modelis ar pagrindas, apibūdinantis tam tikrų gamtos reiškinių elgesį.

Matematikos ir mokslo metodai
Matematika yra svarbi daugeliui mokslo šakų.

• Viena svarbi matematikos funkcija moksle yra jos vaidmuo. Norint stebėti ir surinkti matavimus, taip pat kaip ir atlikti spėjimus ar iškelti hipotezes, dažnai reikia turėti matematinių žinių.
• Matematikos šakos dažniausia naudojamos mokslo srityse įskaitant skaičiavimus ir statistiką, faktiškai kiekviena matematikos šaka yra pavartojama, netgi tokios šakos kaip skaičių teorija ar topologija.
• Matematika yra labai svarbi gamtos mokslų ir socialinių mokslų supratimui, kurie labai priklauso nuo statistikos. Statistiniai metodai, susidedantys iš matematinių formulių ir apibendrintų duomenų, leidžia mokslininkams įvertinti patikimumo lygį ir eksperimentų rezultatų variacijas.

Mokslas ir religija
Pasak fiziko ir teologo Ian G. Barbour, 1999 metų Templeton Prizo už Progresą Religijoje laureato, yra bent keturi skiriamieji ryšiai tarp mokslo ir religijos: konfliktas, nepriklausomybė, dialogas ir integracija.

 

Gyvosios gamtos mokslai
Jie sutelkia dėmesį į gyvų organizmų mokslinį tyrimą , pavyzdžiui, gyvūnus, augalus ir žmones. Gyvosios gamtos mokslų pagrindinė paskirtis, kad visi suprastume, kaip svarbu įvertinti visas gyvas būtybes.
Kūno sistemos yra tarpusavyje sujungtos. Žmogaus kūnas yra puikus mechanizmas, kur kiekviena sistema su sudedamosiomis dalimis, priklauso viena nuo kitos. Trumpai aptarkime kaip tai veikia:
Skeleto ir nervų sistemos yra susijusios, nes kaulai apsirūpina reikalingu kalcio kiekiu geram funkcionavimui. Kaukolė taip pat veikia kaip smegenų apsauga, o stuburo kaulai saugo stuburo smegenis. Tarp kaulų ir sąnarių yra jutimo receptorių, kurie perduoda smegenims kūno pozą. Taip pat smegenys kontroliuoja raumenis, kurie reguliuoja kaulų padėtį. Smegenys kontroliuoja širdies plakimą ir kraujo spaudimą. Informacija apie kraujo spaudimą yra siunčiama baroreceptoriais į smegenis. Raumenų sistema valdo nervų sistemą, receptoriais raumenyse siunčia žinutes į smegenis apie kūno padėtį ir judėjimą. Reprodukcinės ir nervų sistemos yra susijusios, nes smegenys kontroliuoja poravimosi elgsena ir yra veikiamos tų pačių hormonų, kurie turi įtakos reprodukcinei sistemai. Virškinimo sistema susideda iš neurotransmiterių, smegenys kontroliuoja gėrimo ar valgymo įpročius. Skrandis siunčia pranešimus į smegenis pranešdamas ar jis pilnas ar ne. Smegenys stebi kraujo dujų kiekio lygį ir deguonies talpa, jos taip pat kontroliuoja kvėpavimo dažnį. Nervų sistema yra susijusi su imunine sistema, nes ji stimuliuoja sistemas apsaugančias nuo infekcijos. Bet ne tik žmogaus kūnas yra gamtos tobulumo modelis, gyvūnai ir augalai yra taip pat labai puikūs pavyzdžiai. Jeigu kaip pavyzdį nagrinėsime tarkim žiogą, pamatysime, kad visos jo sudedamosios dalys yra tarpusavyje susijusios ir sureikia jam sąlygas gyventi tobulą gyvenimą:

 

Mokslas yra evoliucijos variklis. Jei norime tobulėti, mes turime plėtoti mokslo sritis. „Šiuolaikinė civilizacija priklauso nuo mokslo.… Mokslas yra didelis siekis, kurse stebina mus žmogaus gebėjimais, moraliniais progresais ir intelektualine pažanga bei pažadina žmogaus intelektą siekti aukštojo žmogiškumo lygio.“
Joseph Henry dedikacija, pirmojo Smithsonian Instituto sekretoriaus;
Amerikos Istorijos Nacionalinis Muziejus, Washington, D.C.