Наука в най-широкия класически смисъл е систематизирано достоверно знание, което може да бъде убедително обяснено чрез логиката. Съвременната философия на науката дефинира понятието по-тясно, като ограничава обхвата му до знанието, което е експериментално проверимо въз основа на научния метод.
Науката в тесния смисъл на понятието се разделя на две основни направления – природни науки, които изследват природните явления, и социални науки, които изучават човешкото поведение и общество. Науките от тези две групи се основават на наблюдения и възможността за проверка на изводите чрез повторими експерименти. Подобни са принципите и на приложните науки, като медицината и инженерната наука, но те се концентрират върху практическите приложения на научното познание.
Формалните науки, най-важна сред които е математиката, не са науки в тесния смисъл на понятието, тъй като абстрактният характер на техния предмет не дава възможност за експериментална проверка. В същото време и при тях изследването има обективен характер, като изхожда не от емпиричните данни, а от априорни постулати. При хуманитаристиката, включваща обширни области на познанието, като философия, история и изкуствознание, дори това сходство между формалните и емпиричните науки отсъства, но въпреки това по традиция и за тях често се използва определението наука.
Науката е постоянно усилие да се придобие и увеличи човешкото познание и разбиране посредством строги изследвания. Използвайки контролирани експерименти, учените търсят и събират сведения за природни или обществени явления, записват измерими данни, свързани с наблюдения, анализират тази информация за изграждане на теоретични обяснения на изучаваните процеси и явления. Методите на научните изследвания включват изграждането на хипотези за наблюдаваните явления, провеждане на тестове и експерименти, проверяващи тези хипотези при контролирани условия. От учените се очаква също да публикуват информация, така че други учени да могат да направят подобни опити за двойна проверка на техните заключения. Резултатите от този процес позволяват по-добро разбиране на минали събития и по-добра способност за предвиждане на бъдещи събития от същия вид като тези, които са били изследвани.
Способността на населението като цяло да разбира основните понятия, свързани с науката, се нарича научна грамотност.
Научен метод
Използваните в емпиричните науки методи за изследване на явленията, придобиване на ново знание или коригиране и интегриране на съществуващо знание се наричат научен метод. Неговата основна характеристика е в това, че се основава на събирането на наблюдаеми, емпирични и измерими доказателства, които се подлагат на определени принципи на разсъждение. Научният метод се състои от събирането на данни чрез наблюдение и експерименти и формулирането и изпитването на хипотези.
Въпреки че начините на работа в различните области на емпиричната наука се различават, някои добре различими характеристики разграничават научните изследвания от останалите методи за придобиване на знание. Учените предлагат хипотези, които обясняват определени явления, и провеждат експерименти, които да потвърдят или отхвърлят тези хипотези. Етапите на експериментите трябва да могат да бъдат повторени, което дава възможност за независима проверка и прогнозиране на бъдещи резултати. Научните теории обхващат по-широки изследователски области и обикновено обединяват множество независими хипотези в обща и непротиворечива конструкция. Теориите могат да подпомогнат създаването на нови хипотези или да поставят групи хипотези в общ контекст.
Основна цел на научния метод е да направи изследванията възможно най-обективни и да намали тенденциозната интерпретация на резултатите. Друга важна цел е документирането, архивирането и споделянето на данните и методологията, така че те да бъдат достъпни за внимателна проверка от други учени, давайки им възможност да проверят резултатите, опитвайки да ги възпроизведат самостоятелно, или да установят степента на тяхната статистическа надеждност.
История на науката
Науката в широкия смисъл на думата съществува преди модерната епоха, в много исторически цивилизации, но съвременната наука е толкова стриктна в подхода си и успешна в своите резултати, че тя определя това, което науката е в най-точния смисъл на думата. Много по-рано от модерната епоха, друга важна повратна точка е развитието на класическата естествена философия в древногръцкия свят.
Пре-философска наука Науката в своя оригинален смисъл е дума, която означава тип знания, а не специализирана дума за упражняването на такива познания. По-специално, тя е един от видовете знания, които хората могат да споделят или комуникират помежду си. Така например, данни и знания за работата на естествените неща в природата са събирани дълго преди да съществува писаната история. Те водят до развитието на абстрактното мислене, както се вижда от създаването на сложни календари, техники за преработка на отровни растения, както и строежа на сгради, като например пирамидите. Липсва обаче последователност, системност и разграничение от знанията за тези неща, които са верни във всяко едно общество от една страна и другите видове знания като митология и правни системи от друга.
Философско изучаване на природата Преди откритието на концепцията за природата от философите преди Сократ, със същите думи се описва естественият път, по който расте дадено растение или начинът, по който едно племе се кланя на определен бог. Поради тази причина се твърди, че тези хора са първите философи в тесния смисъл на думата, а също и първите хора, които правят ясно разграничение между „природа“ и „конвенция“.„Progress or Return“ in An Introduction to Political Philosophy: Ten Essays by Leo Strauss. (Expanded version of Political Philosophy: Six Essays by Leo Strauss, 1975.) Ed. Hilail Gilden. Detroit: Wayne State UP, 1989. Науката възниква като опознаване на природата и нещата, които важат за всяка общност, а специализираното и целенасочено търсене на такива познания се нарича философия – сферата на първите философи физици. Те са предимно теоретици, които се интересуват особено и специално от астрономия.
Обръщане към хуманитарните науки
Повратен момент в историята от началото на философската наука е спорният, но успешен опит на Сократ да приложи философията за изследване на човешки неща, включително човешката природа, естеството на политическите общности и самото човешко знание. Той разкритикува твърде стария начин на изучаване на физиката като чисто спекулативен и липсващ самокритичност. Той е особено загрижен, че някои от ранните физици третират природата без оглед на интелигентен порядък и обясняват нещата само по отношение на движение и материя.
Изследването на човешките практики е предимно в сферата на митологията и традициите, а Сократ е екзекутиран. Аристотел по-късно създава по-малко противоречива системна програма за на Сократовската философия, която е телеологична с човека в центъра. Той отхвърля много от заключенията от предишните учени. Например в неговата физика слънцето обикаля земята, и много неща, като част от тяхното естество, са предназначени за хората. Всяко нещо има формална причина и крайна причина и определена роля в рационалния космически ред. Сократ настоява, че философията трябва да се използва, за да се разгледа и практическия въпрос за най-добрия начин на живот за едно човешко същество, но не привежда аргументи за други видове приложни науки.
Аристотел поддържа рязко разграничение между науката и практическите умения на занаятчиите, считайки теоретичните спекулации като най-висш вид човешка дейност, практичното мислене за по-добър живот като нещо възвишено и познаването на занаятите като нещо, подходящо само за по-нисшите класи. За разлика от съвременната наука, най-влиятелният акцент на Аристотеловото учение е върху теоретичните стъпки за извеждане на универсални правила от сурови данни, а не зачита набирането на опит и сурови данни като част от самата наука.
Средновековна наука През късната античност и Ранното средновековие е използван Аристотеловият подход към изучаване на природните феномени. Някои неща от древното знание са загубени, или в някои случаи останали в неизвестност по време на падането на Римската империя и периодичните политически борби. Въпреки това основните сфери на науката или натурфилософията, както е наречена, както и голяма част от общите познания от древния свят, остават запазени посредством работите на ранните енциклопедисти, като Исидор Севилски. В началото на средновековния период, сирийските християни от Източна Европа като несторианците и монофизитите са тези, които превеждат голяма част от най-важните научни текстове от гръцки, сирийски, а по-късно са преведени много от произведенията на арабски и други езици под ислямско управление. Това е основната линия на предаване на развитието на ислямската наука, която представлява голяма част от дейността по време на началото на средновековния период. В късносредновековния период европейците възстановяват някои от древните знания от преводи на текстове и градят работата си върху знанието на Аристотел, Птолемей, Евклид и други. В Европа хора като Роджър Бейкън научават арабски и иврит и настояват за по-експериментална наука. До края на Средновековието, синтез от католицизъм и аристотелианизъм, известен като схоластика процъфтява в Западна Европа, която се е превърнала в нов географски център на науката.
Науката през Ренесанса До края на Средновековието, особено в Италия, има наплив на текстове и учени от разпадащата се Византийска империя. Николай Коперник формулира хелиоцентричния модел на слънчевата система, за разлика от геоцентричния модел на Птоломей. Всички аспекти на схоластиката са критикувани в XV и XVI век, един автор, който е пословично преследван е Галилео Галилей, който въвежда новаторско използване на експеримента и математиката. Преследването започва, след като папа Урбан VIII благословя Галилео да пише за коперниковата система.
В Северна Европа е широко използвана новата технология на печатната преса за публикуване на много аргументи, включително някои, които са в разрез с църковната догма. Рене Декарт и Франсис Бейкън публикуват философски аргументи в полза на нов тип не-Аристотелова наука. Декарт твърди, че математиката може да се използва, за да изучава природата, както е направил Галилео, а Бейкън подчертава значението на експеримента пред съзерцанието. Бейкън твърди също така, че науката трябва да се стреми за първи път към практични изобретения за подобряване на човешкия живот.
Бейкън изказва съмнения относно Аристотеловите понятия за формалната причина и крайната причина, и лансира идеята, че науката трябва да проучи законите на обикновените същности, като топлина, вместо да се предполага, че има конкретна природа, или формална причина за всяко сложно нещо. Тази нова съвременна наука започна да гледа на себе си като описваща „законите на природата“. Този актуализиран подход за проучване на природата се разглежда като механистичен.
Епохата на просвещението В XVII и XVIII век, проектът на модернизиране и модерно мислене, лансиран от Бейкън и Декарт, довежда до бърз научен напредък и успешно развитие на нов тип природни науки, математически, методично експериментални и подчертано новаторски. Исак Нютон и Готфрид Лайбниц успяват да разработят нова физика, днес известна като Нютонова физика, която може да бъде потвърдена чрез експерименти и обяснена със средствата на математиката. Лайбниц също така включва термини и елементи от аристотеловата физика, но сега използвана по нов не-телеологичен начин, например енергия и потенциал. Но в стила на Бейкън се предполага, че различните видове неща, всички работят според същите общи закони на природата, без специални формални или окончателни причини за всеки вид.