Tieteellinen menetelmä

Tiede

Käytäntöjä

• Tiedejulkaisu
• Tiedeyhteisö
• Tieteellinen menetelmä
• Vertaisarviointi
• Avoin tiede

Tieteen tutkimus

• Tieteen etiikka
• Tieteenfilosofia
• Tieteenhistoria
• Tieteensosiologia

Aiheeseen liittyvää

• Monitieteisyys
• Näennäistiede
• Avoin saatavuus
• Avoin tieto
• Avoin sisältö

Tieteellinen menetelmä on tieteen tekemisessä käytettävä järjestelmällinen menettelytapa, jonka avulla pyritään luomaan uutta tietoa ja täsmentämään vanhempaa tietoa. Tieteellinen menetelmä ei ole yksinkertainen työohje vaan viitteistö siitä, kuinka tiedettä kannattaa tai tulee harjoittaa. Se myös käytännössä poikkeaa suuresti eri tieteenalojen välillä.

Sosiologian isänä pidetty Auguste Comte totesi: ”Tieteen metodi on havaintoja ja teoriaa — sopivassa suhteessa.”

Tieteellistä menetelmää tutkii tieteenfilosofiassa metodologia eli menetelmäoppi.

Bohrin malli atomeista, kuten monet muut ajatukset tieteen historiassa, syntyi suoritettujen kokeiden innoittamana ja osoitettiin myöhemmin osittain vääräksi niiden seurauksena.

Tavoite

Tieteellinen menetelmä pyrkii selittämään (esimerkiksi luonnossa ilmeneviä) tapahtumia toistettavissa olevalla tavalla ja niin, että tätä voidaan käyttää hyödyllisten ennusteiden tekemisessä. Tämä tapahtuu havaintojen ja/tai kokeiden kautta. Kokeilla pyritään simuloimaan luonnossa ilmeneviä tapahtumia kontrolloiduissa olosuhteissa. Tieteellinen menetelmä tarjoaa objektiivisen menetelmän ratkaisujen löytämiseksi erilaisiin ongelmiin tieteen ja tekniikan eri aloilla.

Tieteellinen malli

Ilmiöistä tehtyjen havaintojen perusteella tieteilijät voivat muodostaa tieteellisiä malleja. Tieteellinen malli on idealisaatio, joka kuvaa tutkittua systeemiä tietystä näkökulmasta. Malleilla ilmiöitä pyritään kuvaamaan loogisina tai matemaattisina esityksinä. Kun empiiristä aineistoa kerätään, tieteilijä voi muodostaa hypoteesin, joka selittää ilmiön. Tätä kuvausta voidaan käyttää sellaisen ennusteen tekemisessä, jota voidaan testata kokeellisesti. Jos hypoteesi osoittautuu epätyydyttäväksi, sitä voidaan kehitellä edelleen tai se voidaan hylätä.

Asenteiden vaikutuksen minimointi

Kokeiden tuloksia tulkitessa on mahdollista, että tieteilijällä on taipumus suosia jotain tuloksia toisten ohi. Tämä ei kuitenkaan saisi vaikuttaa tulkintaan. Tieteellisen menetelmän tiukalla noudattamisella pyritään minimoimaan tieteilijän omien asenteiden vaikutus kokeen lopputulokseen. Eräitä keinoja ovat kokeiden huolellinen suunnittelu sekä koetulosten ja tehtyjen johtopäätösten perusteellinen vertaisarviointi. Kun koetulokset on julkaistu, ne ovat koko tiedeyhteisön arvioitavissa.

Hypoteesista teoriaksi

Kun hypoteesi on selvinnyt kokeista, se voidaan ottaa osaksi tieteellistä teoriaa. Teoriat ovat loogisesti esitettyjä, sisäisesti johdonmukaisia malleja tai kehikkoja jonkin ilmiön käyttäytymisen kuvaamiseksi. Teoria kuvaa tyypillisesti laajemman ilmiöjoukon käyttäytymistä kuin hypoteesi. Teoria siis yleensä sitoo useita hypoteeseja yhteen. Teorioiden muotoilussa voidaan hyödyntää muun muassa sellaisia periaatteita kuin säästäväisyyden periaate. Teorioita testataan toistuvasti selvittämällä, kuinka koottu aineisto (tosiasiat) sopivat teoriaan. Kun teoria selviää suhteellisen suuresta määrästä empiirisiä havaintoja, siitä tulee tieteellinen yleistys, jota voidaan pitää verifioituna.

Teorioiden falsifiointi

Toisin kuin matemaattiset totuudet, tieteelliset teoriat ovat empiirisiä ja näin aina avoinna falsifioinnille, mikäli uutta todistusaineistoa esitetään. Jopa kaikkein perustavimmanlaatuiset teoriat voivat osoittautua epätäydellisiksi tai vääriksi, jos uudet havainnot eivät ole yhteensopivia niiden kanssa. Tämän prosessin kannalta on keskeistä se, että kaikki uusi tutkimus on julkisesti saatavilla, mikä mahdollistaa sen, että monet toisistaan riippumatta toimivat tutkijat voivat jatkuvasti arvioida tutkimuksia ja toistaa suoritettuja kokeita. Vain näin voidaan määrittää, kuinka luotettavia koetulokset ovat.

Isaac Newtonin laki vetovoimasta on tunnettu esimerkki luonnonlaista, joka osoittautui myöhemmin ei-yleispäteväksi — se ei päde tilanteissa, joissa liikkeen nopeus on lähellä valonnopeutta tai liike tapahtuu lähellä voimakkaita painovoimakenttiä; näiden olosuhteiden ulkopuolella newtonilainen klassinen mekaniikka on täysin pätevä malli liikkeestä ja painovoimasta, kun taas yleinen suhteellisuusteoria selittää samat ilmiöt kuin Newtonin lait, ja lisäksi paljon muuta. Siksi yleistä suhteellisuusteoriaa pidetään nykyään kattavampana teoriana.

Katso myös

Demarkaatio-ongelma Empiirinen tutkimus Empirismi Fallibilismi Falsifioitavuus Hermeneutiikka Hypoteesi Hypoteettis-deduktiivinen tieteenkäsitys Induktion ongelma Koeteltavuuden periaate Logiikka Luonnontieteellinen menetelmä

Matematiikka Occamin partaveitsi Tiede Tiedekritiikki Tiedon hankkimisen menetelmät Tieteellinen teoria Tieteellinen tieto Tieteenfilosofia Tietoteoria Tilastotiede Totuus Tutkimusongelma

Kirjallisuutta

• Haaparanta, Leila & Ilkka Niiniluoto: Johdatus tieteelliseen ajatteluun. (Helsingin yliopiston filosofian laitoksen julkaisuja 3/1986. 6., korjattu painos) Helsinki: Helsingin yliopisto, 1991. ISBN 951-45-4077-8
• Kakkuri-Knuuttila, Marja-Liisa & Heinlahti, Kaisa: Mitä on tutkimus? Argumentaatio ja tieteenfilosofia. Helsinki: Gaudeamus, 2006. ISBN 951-662-932-6
• Niiniluoto, Ilkka: Johdatus tieteenfilosofiaan: Käsitteen- ja teorianmuodostus. Helsinki: Otava, 1980. ISBN 951-1-05435-X
• Niiniluoto, Ilkka: Tiede, filosofia ja maailmankatsomus: Filosofisia esseitä tiedosta ja sen arvosta. Helsinki: Otava, 1984. ISBN 951-1-08016-4
• Niiniluoto, Ilkka: Totuuden rakastaminen: Tieteenfilosofisia esseitä. Helsingissä: Otava, 2003. ISBN 951-1-18589-6
• Niskanen, Vesa A. (toim.): Tieteellisten menetelmien perusteita ihmistieteissä: Opiskelijan opas. Lahti: Helsingin yliopisto, Lahden tutkimus- ja koulutuskeskus, 1994. ISBN 951-45-6606-8
• Peirce, C. S.: Johdatus tieteen logiikkaan ja muita kirjoituksia. (Suomentanut Markus Lång) Tampere: Vastapaino, 2001. ISBN 951-768-080-5
• Tuomela, Raimo: Tiede, toiminta ja todellisuus: Tieteellisen maailmankäsityksen filosofiset perusteet. (Filosofian kirjasto 11) Helsinki: Gaudeamus, 1983. ISBN 951-662-334-4

Aiheesta muualla

• Niiniluoto, Ilkka: Voiko tieteeseen luottaa?. Tiede 10/2010.
• Wolfs, Frank L. H.: Introduction to a scientific method University of Rochester. (englanniksi)