Tiede

Tiede viittaa tiedonhankintajärjestelmään, jolla pyritään ymmärtämään todellisuutta mahdollisimman tarkasti. Tieteen perusyksikkö on teoria eli selitysjärjestelmä, joka pyrkii ennustamaan jotain havaintoa mahdollisimman tarkasti. Tieteellä voidaan viitata myös tieteen muodostamaan tietojen kokonaisuuteen. Tiedettä harjoittaa tiedeyhteisö.

Tieteen käsite syntyi 1800-luvulla – siihen asti luonnontieteellistä tutkimusta kutsuttiin luonnonfilosofiaksi. Suomen kielessä ei tehdä eroa luonnontieteiden (englanniksi: sciences) ja ihmistieteiden (englanniksi: arts) välille.

Mitä tiede on?

Kautta tieteen historian on ihmisillä ollut sanasta "tiede" monia käsityksiä. Tiede pyrkii selittämään todellisuutta, mutta ei kykene yksiselitteisesti määrittelemään tietoisuuden olemusta, joka on pohjana käsitykselle siitä, mitä tieto on ja mitä voidaan tietää. Tieteellisen tutkimuksen menetelmät määritellään erilaisten filosofioiden kautta, joista osa lähtee olettamuksesta, että todellisuus on subjektiivista. Empirismin mukaan tieteelliset teoriat ovat objektiivisia, kokeellisesti testattavia ja ennustavia - ne ennustavat kokeen tulokset siten, että tulokset voidaan tarkastaa ja mahdollisesti todistaa vääriksi. On syytä huomata, että "kokeen ennuste" viittaa tutkimuksen tulokseen eikä välttämättä kirjaimellisesti tulevaisuuteen.

Tiede ei koskaan tuota absoluuttista tietoa, koska todistettu tieteellinen teoria on aina avoinna hylkäämiselle jos ristiriitaisia havaintoja löydetään. Jopa kaikkein perusteellisimmatkin teoriat voivat osoittautua epätäydellisiksi mikäli uudet havainnot eivät täsmää niiden kanssa.

Newtonin gravitaatiolait ovat kuuluisa esimerkki hyväksytystä teoriasta joka myöhemmin osoittautui epäuniversaaliksi - se ei toimi kokeissa, joissa nopeus on lähellä valonnopeutta tai vahvojen gravitaatiokenttien läheisyydessä. Näiden tilojen ulkopuolella Newtonin lait ovat erinomainen malli liikkeestä ja gravitaatiosta. Koska yleinen suhteellisuusteoria tarjoaa mallin kaikille samoille ilmiöille kuin Newtonin lait ja enemmälle, yleistä suhteellisuusteoriaa pidetään parempana.

Tieteen päämäärät

Tieteen pohjimmainen päämäärä tai tarkoitus yhteiskunnalle on tuottaa hyödyllisiä malleja todellisuudesta. Tieteen tekemät ennustukset usein hyödyttävät yhteiskuntaa tai yksilöitä, jotka käyttävät niitä. Esimerkiksi, Newtonin fysiikka auttaa meitä tekemään hyödyllisiä ennustuksia biljardipallojen törmäämisestä tai avaruusalusten ja satelliittien radoista. Ihmisiä tutkivat tieteet antavat ennustuksia (rajallisella tarkkuudella) erilaisista ilmiöistä, jotka auttavat toteuttamaan tosiasioille pohjautuvampaa yhteiskuntapolitiikkaa. Kemia ja biologia yhdessä ovat muuttaneet kykyjämme ennustaa kemiallisia ja biologisia reaktioita.

Lyhyesti, tiede tuottaa hyödyllisiä malleja joiden avulla voimme tehdä hyödyllisiä ennustuksia. Tiede pyrkii kuvamaan mitä on, mutta välttää yrittämästä päättää mitä on (mikä on käytännöllisistä syistä mahdotonta). Tiede on hyödyllinen väline ja kasvava runko ymmärrystä, jolla voimme toimia paremmin todellisuudessa.

Missä tiedettä tehdään?

Yhteiskunnassa tieteenteko on erityisten tieteellisten instituutioiden tehtävä. Suomessa tieteenteko kuuluu pääasiassa yliopistolaitokselle, joiden perustan koko tieteellinen tutkimus muodostaa. Myös erilaiset tutkimuslaitokset ja yritykset tekevät tieteellistä tutkimusta.

Vaikka tiedettä tehdään erilaisissa ympäristöissä, esimerkiksi luonnontieteitä laboratorioissa ja arkeologiaa kaivauksilla, ovat keskeiset "pelisäännöt" kaikilla samanlaiset. Tutkimuksen tavoitteena on jonkin kysymyksen tai ongelman ratkaiseminen. Tiedettä ei kuitenkaan ole pelkkä yksityinen tutkimustyö, vaan tulokset tulee myös julkaista esimerkiksi tieteellisissä lehtijulkaisuissa. Tieteilijät myös osallistuvat erilaisiin kokouksiin sekä kommentoivat ja arvioivat tutkimuksilla saavutettuja tuloksia. Tällä tavalla tutkimuksen tulokset asetetaan kritiikin kohteeksi, jonka pohjalta tulosta voidaan arvioida.

Tieteiden jaottelua

Formaaliset eli käsitteelliset tieteet

Matematiikka ja logiikka

Luonnontieteet

Fysiikka usein huomioi tutkimuksessa kaikki tunnetut havainnot.
Tähtitiede, kemia, biokemia, biologia, geotieteet jättävät usein fysiikan havaintoja huomioimatta.
Fysiikkaa, kemiaa ja biotieteitä sanotaan joskus "koviksi tieteiksi".

Luonnontieteiden pohjalta toimivat tieteet

Esimerkiksi tekniikka, lääketiede
Näitä sanotaan joskus "soveltaviksi tieteiksi".

Ihmisten toiminnan tutkimus

Esimerkiksi maantiede, taloustiede, sosiologia, historia, arkeologia, antropologia, lingvistiikka, semiotiikka, kulttuurintutkimus, psykologia, kasvatustiede, sosiaalipolitiikka, valtio-oppi, politiikan tutkimus, filosofia. Monet näistä ovat yhteiskuntatieteitä.
Ihmisten toimintaa tutkivia tieteitä sanotaan joskus "pehmeiksi tieteiksi".
Ihmisten toiminnan tutkimuksessa on paljon toimintaa, joka ei täytä heikoimpiakaan tieteellisyyden kriteerejä vaan on luonteeltaan enemmänkin esimerkiksi keskustelua. Tällaistakin toimintaa kuitenkin virheellisesti nimitetään tieteeksi.

Tutkimuksen lajit

Tieteellinen tutkimus jakautuu perustutkimukseen ja soveltavaan tutkimukseen. Perustutkimus tavoittelee tietoa, josta ei välttämättä ole suoraan käytännöllistä hyötyä. Soveltava tutkimus yrittää saavuttaa perustutkimuksen antaman tiedon avulla tietoa jotakin käytännöllistä tavoitetta varten. Lisäksi voidaan vielä erottaa kehittämistyö, joka perustuu tutkimustuloksiin ja pyrkii kehittämään uusia tai parempia välineitä, menetelmiä tai palveluja.

Tutkimus voidaan jaotella laadulliseen eli kvalitatiiviseen ja määrälliseen eli kvantitatiiviseen tutkimukseen. Laadullinen tutkimus tutkii asioita laadullisesti. Määrällinen tutkimus mittaa asioiden määrää tai suuruutta. Sen etuna on, että tuloksia voidaan käsitellä matemaattisesti.

Tiede ja matematiikka

Immanuel Kantin mukaan asia on sitä enemmän tiedettä, mitä enemmän se perustuu matematiikkaan. Myös filosofi Benedict de Spinoza oli samaa mieltä. Hänen mielestä ilman matematiikkaa ihminen olisi tuomittu ikuiseen pimeyteen.

Matemaatiikka luo perusteet erityisesti luonnontieteiden mallintamiselle ja siihen taas voivat perustua käytännöllisemmät insinööritieteet eli tekninen tutkimus. Uusi matematiikka ennakoi uusia tieteen aloja ja edelleen uutta tekiikkaa. Jälkimmäisestä esimerkkinä käy George Boolen kehittämä Boolen algebra, digitaalitekniikka ja tietokoneet. Esimerkiksi vektori-integraalit mahdollistivat sähkömagneettisen aaltoliikeen mallintamisen Maxwellin yhtälöiden muodossa ja ne taas koko sähkötekniikan luonnin, siis radiot, puhelimet, tutkat, tietokoneet, valokaapelit ja niin edelleen.

Kuuluisa lainaus matematiikan ja todellisuuden yhteydestä on Albert Einsteinin sanat: "Jos matematiikka kuvaa todellisuutta, se ei ole puhdasta. Jos matematiikka on puhdasta, se ei kuvaa todellisuutta."

Katso myös

Tiede | Tieteenfilosofia | Luokittelujärjestelmät