Scienza

La scienza è ciò che facciamo per scoprire il mondo naturale. Le scienze naturali comprendono la fisica, la chimica, la biologia, la biologia, la geologia e l'astronomia. La scienza utilizza la matematica e la logica, che a volte vengono chiamate "scienze formali". Le scienze naturali fanno osservazioni ed esperimenti. La scienza produce fatti precisi, leggi e teorie scientifiche. La "scienza" si riferisce anche alla grande quantità di conoscenza che è stata trovata usando questo processo.

La ricerca utilizza il metodo scientifico. La ricerca scientifica utilizza ipotesi basate su idee o conoscenze precedenti, che possono essere categorizzate attraverso diversi argomenti. Poi queste ipotesi sono testate da esperimenti.

Le persone che studiano e ricercano la scienza e cercano di scoprire tutto su di essa si chiamano scienziati. Gli scienziati studiano le cose guardandole molto attentamente, misurandole e facendo esperimenti e test. Gli scienziati cercano di spiegare perché le cose si comportano in questo modo e di prevedere cosa accadrà.

La scala dell'universo mappata ai rami della scienza
La scala dell'universo mappata ai rami della scienza

Metodo scientifico

Oggi, "scienza" si riferisce di solito a un modo di perseguire la conoscenza, non solo la conoscenza stessa. Si tratta principalmente dei fenomeni del mondo materiale. Nel XVII e XVIII secolo gli scienziati hanno cercato sempre più spesso di formulare la conoscenza in termini di leggi della natura, come le leggi del moto di Newton. E nel corso del XIX secolo, la parola "scienza" è stata sempre più associata al metodo scientifico stesso, come un modo per studiare il mondo naturale, compresa la fisica, la chimica, la geologia e la biologia.

Fu anche nel XIX secolo che il termine scienziato fu creato da William Whewell. Voleva dire per distinguere chi cercava la conoscenza sulla natura da chi cercava altri tipi di conoscenza.

Il metodo scientifico è il nome dato ai metodi usati dagli scienziati per trovare la conoscenza. Le caratteristiche principali del metodo scientifico sono:

  1. Gli scienziati identificano una domanda o un problema sulla natura. Alcuni problemi sono semplici, come "quante zampe hanno le mosche?" e altri sono molto profondi, come "perché gli oggetti cadono a terra?
  2. Successivamente, gli scienziati indagano sul problema. Ci lavorano, raccogliendo i fatti. A volte basta guardare con attenzione.
  3. Ad alcune domande non si può rispondere direttamente. Allora gli scienziati suggeriscono idee e le testano. Fanno esperimenti e raccolgono dati.
  4. Alla fine, capiscono cosa pensano sia una buona risposta al problema. Poi ne parlano alla gente.
  5. In seguito, altri scienziati potrebbero essere d'accordo o non essere d'accordo. Possono suggerire un'altra risposta. Possono fare altri esperimenti. Qualsiasi cosa nella scienza potrebbe essere rivista se scopriamo che la soluzione precedente non era abbastanza buona.

Un esempio

Un famoso esempio di scienza in azione fu la spedizione guidata da Arthur Eddington nell'isola di Principe in Africa nel 1919. Si recò lì per registrare le posizioni delle stelle intorno al Sole durante un'eclissi solare. L'osservazione delle posizioni delle stelle ha mostrato che le posizioni delle stelle apparenti vicino al Sole erano cambiate. In effetti, la luce che passava davanti al Sole veniva trascinata verso il Sole dalla gravitazione. Ciò ha confermato le previsioni di lenti gravitazionali fatte da Albert Einstein nella teoria generale della relatività, pubblicata nel 1915. Le osservazioni di Eddington furono considerate la prima prova concreta a favore della teoria di Einstein. Se le osservazioni avessero avuto un risultato diverso, questo avrebbe contato contro la teoria di Einstein, e forse l'avrebbe confutata (dimostrando che era sbagliata).

Impatti pratici della ricerca scientifica

Le scoperte nella scienza fondamentale possono cambiare il mondo. Per esempio:

Ricerca

Impatto

Elettricità statica e magnetismo (1600)
Corrente elettrica (XVIII secolo)

Tutti gli apparecchi elettrici, le dinamo, le centrali elettriche, l'elettronica moderna, compresa l'illuminazione elettrica, la televisione, il riscaldamento elettrico, il nastro magnetico, l'altoparlante, più la bussola e il parafulmine.

Diffrazione (1665)

Ottica, quindi cavo in fibra ottica (1840), TV via cavo e internet

Teoria dei germi (1700)

Igiene, che porta ad una diminuzione della trasmissione delle malattie infettive; anticorpi, che portano a tecniche per la diagnosi delle malattie e a terapie antitumorali mirate.

Vaccinazione (1798)

Con conseguente eliminazione della maggior parte delle malattie infettive dai paesi sviluppati e l'eradicazione del vaiolo in tutto il mondo.

Fotovoltaico (1839)

Celle solari (1883), quindi energia solare, orologi ad energia solare, calcolatrici e altri dispositivi.

La strana orbita di Mercurio (1859) e altre ricerche che portano
alla
relatività speciale (1905) e generale (1916)

Tecnologia satellitare come il GPS (1973), il navigatore satellitare e i satelliti per le comunicazioni.

Onde radio (1887)

La radio divenne rapidamente nota per il suo utilizzo nell'intrattenimento radiofonico (1906) e televisivo (1927). Fu anche molto utilizzata nei settori della telefonia, dei servizi di emergenza, dei radar (navigazione e previsioni del tempo), della medicina, dell'astronomia, delle comunicazioni senza fili e del networking. La ricerca radio ha portato anche all'uso delle microonde, per riscaldare e cucinare i cibi.

Radioattività (1896) e antimateria (1932)

Trattamento del cancro (1896), datazione radiometrica (1905), reattori nucleari (1942) e armi (1945), PET scan (1961) e ricerca medica (con etichettatura isotopica)

Raggi X (1896)

Immagini mediche, compresa la tomografia computerizzata

Cristallografia e meccanica quantistica (1900)

Dispositivi a semiconduttore (1906), quindi l'informatica e le telecomunicazioni moderne, compresa l'integrazione con i dispositivi senza fili: il telefono cellulare

Plastica (1907)

A partire dalla bachelite, molti tipi di polimeri artificiali per numerose applicazioni nell'industria e nella vita quotidiana

Antibiotici (1880, 1928)

Salvarsan, penicillina, doxiciclina, ecc.

Risonanza magnetica nucleare (anni '30)

Spettroscopia a risonanza magnetica nucleare (1946), risonanza magnetica (1971), risonanza magnetica funzionale (1990).

Altre caratteristiche della scienza

Non tutti sono completamente d'accordo su come funziona la scienza. Alcuni filosofi e scienziati dicono che le teorie scientifiche sono accettate solo per il momento. Durano fino a quando sono la migliore spiegazione. Quando le teorie non spiegano più i dati, vengono scartate e sostituite. Oppure, a volte gli scienziati migliorano una teoria piuttosto che scartarla, oppure continuano a usare la teoria sperando che alla fine venga migliorata.

La scienza è un modo per ottenere conoscenza scartando ciò che non è vero.

Gli scienziati devono fare molta attenzione a fornire spiegazioni che si adattino bene a ciò che osservano e misurano. Essi competono per fornire spiegazioni migliori. Una spiegazione può essere interessante o piacevole, ma se non è in accordo con ciò che gli altri scienziati vedono e misurano realmente, cercheranno di trovare una spiegazione migliore.

Prima della pubblicazione di un articolo scientifico, altri scienziati leggono l'articolo e decidono se le spiegazioni hanno senso a partire dai dati. Questo si chiama peer review. Dopo la pubblicazione di un articolo, altri scienziati controllano se gli stessi esperimenti, osservazioni o test producono di nuovo gli stessi dati. La peer review e la ripetizione degli esperimenti sono l'unico modo per essere sicuri che le conoscenze siano corrette.

La scienza fa modelli della natura, modelli del nostro universo e della medicina. Ci sono molte scienze diverse con i loro nomi. Tuttavia non è giusto dire "la scienza dice" una sola cosa. La scienza è un processo, non solo i fatti e le regole che si credono in una sola volta.

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