Wetenschap: wat is het? Definitie, methode en vakgebieden
Ontdek wat wetenschap is: definitie, methode, vakgebieden en hoe onderzoek, hypothesen en experimenten onze kennis van natuur en universum vergroten.
Wetenschap is de systematische manier waarop mensen proberen meer te weten te komen over de natuurlijke wereld en de verschijnselen daarin. Tot de natuurwetenschappen behoren scheikunde, biologie, geologie, astronomie en natuurkunde. Wetenschap maakt daarnaast gebruik van wiskunde en logica, die vaak samen de "formele wetenschappen" worden genoemd. Door systematisch te werken produceert de wetenschap nauwkeurige feiten, formuleringen van wetmatigheden en verklarende theorieën; gezamenlijk vormen deze de kennis waarover we beschikken.
Wat houdt wetenschappelijk onderzoek in?
Onderzoek volgt meestal de wetenschappelijke methode, een reeks stappen die helpen om vragen op een gecontroleerde en verifieerbare manier te beantwoorden. Een veelgebruikte volgorde is:
- Waarneming en het verzamelen van gegevens (waarnemingen).
- Opstellen van een hypothese — een testbare verklaring of voorspelling gebaseerd op ideeën en eerdere kennis.
- Testen van de hypothese door middel van gecontroleerde experimenten of andere methoden (bijvoorbeeld modelstudies of veldwerk).
- Meten en analyseren van resultaten (te meten, statistische evaluatie).
- Controleren of de resultaten reproduceerbaar zijn en onderhevig aan toetsing door andere onderzoekers (peer review, herhaling).
Naast klassieke experimenten gebruiken onderzoekers ook observatie, simulaties, theoretische afleiding en veldonderzoek. Tests en experimenten (tests, experimenten) moeten zodanig zijn opgezet dat ze aannames kunnen weerleggen of ondersteunen, niet alleen bevestigen.
Wie zijn wetenschappers en wat doen ze?
Mensen die wetenschap beoefenen worden wetenschappers genoemd. Ze bestuderen verschijnselen door ze nauwkeurig te bekijken, door ze te meten en door gecontroleerde experimenten en tests uit te voeren. Wetenschappers proberen niet alleen te beschrijven wat er gebeurt, maar ook te verklaren waarom dingen zich op een bepaalde manier gedragen en te voorspellen wat er onder vergelijkbare omstandigheden zal gebeuren.
Resultaten en begrippen
Het eindproduct van wetenschappelijk werk is vaak meer dan een enkel feit: het omvat betrouwbare observaties, empirische feiten, samenhangende verklarende modellen, algemene wetten en theorieën. Theorieën in de wetenschappelijke zin zijn beproefde, goed onderbouwde verklaringen die consistent zijn met beschikbare gegevens en die toetsbare voorspellingen doen.
Belangrijke kenmerken van wetenschap
- Controleerbaarheid: uitspraken moeten toetsbaar en herhaalbaar zijn.
- Falsifieerbaarheid: goede wetenschappelijke hypothesen en theorieën moeten in principe kunnen worden weerlegd door bewijs.
- Objectiviteit: systematische methoden en onafhankelijke toetsing verminderen vooringenomenheid.
- Provisionele kennis: wetenschappelijke uitspraken blijven voorlopig en kunnen veranderen bij nieuw bewijs.
Vakgebieden en overlap
Naast de eerder genoemde natuurwetenschappen bestaan er veel andere wetenschappelijke disciplines, waaronder de medische wetenschappen, sociale wetenschappen, geesteswetenschappen en toegepaste vakgebieden. Veel vragen worden interdisciplinair benaderd: bijvoorbeeld klimaatonderzoek combineert natuurkunde, scheikunde, geologie en biologie.
Rol van wiskunde en logica
Wiskunde en logica bieden formele hulpmiddelen voor het formuleren van hypotheses, het analyseren van data en het ontwikkelen van modellen. Ze maken het mogelijk om kwantitatieve voorspellingen te doen en onzekerheid systematisch te beschrijven.
Beperkingen en maatschappelijke aspecten
Wetenschap is krachtig maar heeft ook grenzen: niet alle vragen zijn empirisch toetsbaar, en praktische beperkingen (zoals technologie of ethiek) bepalen wat onderzocht kan worden. Wetenschappelijke kennis heeft grote maatschappelijke impact — bijvoorbeeld in gezondheidszorg, technologie en beleid — maar de toepassing ervan vraagt vaak aanvullende overwegingen zoals ethiek, economie en politiek.
Samenvattend: wetenschap is zowel een methode als een verzameling betrouwbare kennis. Door systematisch te observeren, te meten en te testen bouwt de wetenschap aan verklaringen die ons helpen de wereld beter te begrijpen en betrouwbare voorspellingen te doen.
De schaal van het heelal afgezet tegen de takken van wetenschap
Wetenschappelijke methode
Tegenwoordig verwijst "wetenschap" meestal naar een manier om kennis na te streven, niet alleen naar de kennis zelf. Het gaat vooral om de verschijnselen van de materiële wereld. De Griekse werken in West-Europa van de 6e tot 7e eeuw voor Christus bliezen de "filosofie" nieuw leven in. In de 17e en 18e eeuw probeerden wetenschappers steeds meer kennis te formuleren in termen van natuurwetten, zoals de bewegingswetten van Newton. En in de 19e eeuw werd het woord "wetenschap" steeds meer geassocieerd met de wetenschappelijke methode zelf. Het werd gezien als een manier om de natuurlijke wereld te bestuderen, met inbegrip van natuurkunde, scheikunde, geologie en biologie.
Het was ook in de 19e eeuw dat de term wetenschapper werd bedacht door William Whewell. Hij bedoelde het om het verschil aan te geven tussen degenen die op zoek waren naar kennis over de natuur en degenen die op zoek waren naar andere soorten kennis.
De wetenschappelijke methode is de naam voor de methoden die wetenschappers gebruiken om kennis te vergaren. De belangrijkste kenmerken van de wetenschappelijke methode zijn:
- Wetenschappers stellen een vraag of een probleem over de natuur vast. Sommige problemen zijn eenvoudig, zoals "hoeveel poten hebben vliegen?" en andere zijn zeer diepgaand, zoals "waarom vallen voorwerpen op de grond?".
- Vervolgens onderzoeken wetenschappers het probleem. Ze werken eraan en verzamelen feiten. Soms volstaat het om goed te kijken.
- Sommige vragen kunnen niet rechtstreeks worden beantwoord. Dan stellen wetenschappers ideeën voor, en testen die uit. Ze doen experimenten en verzamelen gegevens.
- Uiteindelijk vinden ze een volgens hen goed antwoord op het probleem. Dan vertellen ze het aan mensen.
- Later kunnen andere wetenschappers het eens of oneens zijn. Zij kunnen een ander antwoord voorstellen. Ze kunnen meer experimenten uitvoeren. Alles in de wetenschap kan worden herzien als blijkt dat de vorige oplossing niet goed genoeg was.
Een voorbeeld
Een beroemd voorbeeld van wetenschap in actie was de expeditie onder leiding van Arthur Eddington naar Principe-eiland in Afrika in 1919. Hij ging erheen om vast te leggen waar de sterren zich tijdens een zonsverduistering rond de zon bevonden. Uit de observatie van de positie van de sterren bleek dat de schijnbare posities van de sterren dicht bij de zon veranderden. In feite werd het licht dat de zon passeerde door gravitatie naar de zon toe getrokken. Dit bevestigde de voorspellingen van gravitationele lensing door Albert Einstein in de algemene relativiteitstheorie, gepubliceerd in 1915. De waarnemingen van Eddington werden beschouwd als het eerste harde bewijs voor de theorie van Einstein.
Praktische gevolgen van wetenschappelijk onderzoek
Ontdekkingen in de fundamentele wetenschap kunnen de wereld veranderen. Bijvoorbeeld:
| Onderzoek | Impact |
| Statische elektriciteit en magnetisme (1600) | Alle elektrische apparaten, dynamo's, elektrische centrales, moderne elektronica, waaronder elektrische verlichting, televisie, elektrische verwarming, magneetband, luidspreker, plus het kompas en de bliksemafleider. |
| Diffractie (1665) | Optiek, vandaar glasvezelkabel (jaren 1840), kabeltelevisie en internet |
| Kiemtheorie (1700) | Hygiëne, die leidt tot minder overdracht van besmettelijke ziekten; antilichamen, die leiden tot technieken voor ziektediagnose en gerichte antikankertherapieën. |
| Vaccinatie (1798) | Leidend tot de eliminatie van de meeste infectieziekten in de ontwikkelde landen en de wereldwijde uitroeiing van de pokken. |
| Fotovoltaïek (1839) | Zonnecellen (1883), vandaar zonne-energie, horloges op zonne-energie, rekenmachines en andere apparaten. |
| De vreemde baan van Mercurius (1859) en ander onderzoek | Op satellieten gebaseerde technologie zoals GPS (1973), satellietnavigatie en communicatiesatellieten. |
| Radiogolven (1887) | Gebruikt in uitzendingen: radio (1906) en televisie (1927) entertainment. Het wordt gebruikt in telefonie, hulpdiensten, radar (navigatie en weersvoorspelling), geneeskunde, astronomie, draadloze communicatie en netwerken. Radio-onderzoek leidde tot microgolfkoken. |
| Radioactiviteit (1896) en antimaterie (1932) | Behandeling van kanker (1896), radiometrische datering (1905), kernreactoren (1942) en wapens (1945), PET-scans (1961) en medisch onderzoek (met isotopische etikettering). |
| Röntgenstralen (1896) | Medische beeldvorming, inclusief computertomografie |
| Kristallografie en kwantummechanica (1900) | Halfgeleiders (1906), vandaar de moderne informatica en telecommunicatie, inclusief de integratie met draadloze apparaten: de mobiele telefoon. |
| Kunststoffen (1907) | Te beginnen met bakeliet, vele soorten kunstmatige polymeren voor talrijke toepassingen in de industrie en het dagelijks leven |
| Antibiotica (jaren 1880, 1928) | Salvarsan, penicilline, doxycycline. In 2018 werden Amoxicilline en amoxicilline/clavulaanzuur het meest gebruikt. |
| Kernspinresonantie (jaren 1930) | Nucleaire magnetische resonantiespectroscopie (1946), magnetische resonantiebeeldvorming (1971), functionele magnetische resonantiebeeldvorming (jaren 1990). |
| Genomica (jaren '90) | Genomica = genetica + geneeskunde. Het is de structuur, functie, evolutie, het in kaart brengen en bewerken van genomen. Een genoom is de volledige set DNA (of RNA) van een organisme. Dit vormt zijn genen. Vaccins voor virussen worden gemaakt door genomica. |
Andere kenmerken van wetenschap
Niet iedereen is het helemaal eens over hoe theorieën moeten worden gebruikt of bijgewerkt. Sommige filosofen en wetenschappers zeggen dat wetenschappelijke theorieën slechts voorlopig worden aanvaard. Ze blijven bestaan zolang ze de beste verklaring zijn. Wanneer theorieën de gegevens niet langer verklaren, worden ze verwijderd en vervangen. Of, soms zullen wetenschappers een theorie beter maken in plaats van ze te verwijderen, of ze blijven de theorie gebruiken in de hoop dat ze uiteindelijk beter zal worden.
Wetenschap is een manier om kennis te verkrijgen door zich te ontdoen van wat niet waar is.
Wetenschappers moeten heel voorzichtig zijn om verklaringen te maken die goed passen bij wat zij waarnemen en meten. Ze concurreren om betere verklaringen te geven. Een verklaring kan interessant of aangenaam zijn, maar als ze niet overeenstemt met wat andere wetenschappers werkelijk zien en meten, zullen ze proberen een betere verklaring te vinden.
Voordat een wetenschappelijk artikel wordt gepubliceerd, lezen andere wetenschappers het artikel. Zij beslissen of de verklaringen kloppen met de gegevens. Dit wordt peer review genoemd. Nadat artikelen zijn gepubliceerd, controleren andere wetenschappers ook of dezelfde experimenten, waarnemingen of tests opnieuw dezelfde gegevens opleveren. Peer review en het herhalen van experimenten zijn de enige manier om er zeker van te zijn dat de kennis juist is.
De wetenschap maakt modellen van de natuur, modellen van ons universum en geneeskunde. Er zijn veel verschillende wetenschappen met hun eigen namen. Het is echter niet juist om te zeggen dat "de wetenschap iets zegt". Wetenschap is een proces, niet alleen de feiten en regels die op een bepaald moment worden geloofd.
Sommige soorten wetenschap
· Biologie
· Zoölogie
· Plantkunde
· Genetica
· Ecologie
· Fysische wetenschappen
· Scheikunde
· Meteorologie
· Geologie
· Oceanografie
- Sociale wetenschappen
· Economie
· Politieke wetenschappen
· Sociaal werk
- Formele en toegepaste wetenschappen
· Wiskunde
· Geneeskunde
Gerelateerde pagina's
- Geschiedenis van de wetenschap
- Wetenschapsfilosofie
- Wetenschappelijk toerisme
Vragen en antwoorden
V: Wat is wetenschap?
A: Wetenschap is een proces van ontdekken en begrijpen van de natuurlijke wereld door middel van observaties, experimenten en onderzoek. Het verwijst ook naar de grote hoeveelheid kennis die door dit proces aan het licht is gekomen.
V: Wat zijn enkele voorbeelden van natuurwetenschappen?
A: Natuurwetenschappen omvatten scheikunde, biologie, geologie, astronomie en natuurkunde.
V: Wat zijn "formele wetenschappen"?
A: Formele wetenschappen zijn wiskunde en logica die bij wetenschappelijk onderzoek worden gebruikt.
V: Hoe werkt wetenschappelijk onderzoek?
A: Wetenschappelijk onderzoek maakt gebruik van hypotheses op basis van ideeën of eerdere kennis die in verschillende onderwerpen kunnen worden ondergebracht. Deze hypothesen worden vervolgens getest door middel van experimenten.
V: Wie bestudeert wetenschap?
A: Mensen die wetenschap bestuderen en onderzoeken om er alles over te weten te komen, worden wetenschappers genoemd.
V: Hoe bestuderen wetenschappers dingen?
A: Wetenschappers bestuderen dingen door ze zorgvuldig te bekijken, te meten, experimenten en proeven te doen, te proberen te verklaren waarom dingen zich gedragen zoals ze doen, en te voorspellen wat er zal gebeuren.
Zoek in de encyclopedie