科学的方法（三）

5.方法在实践中

正如我们所看到的，注意科学实践，本身并不是新的。 然而，在20世纪后期地区的科学哲学中，转向哲学的哲学思想可以被视为对悲观主义的纠正，作为科学知识的社会学和理性主义解释之间的企图和解。。 大部分工作都认为方法详细和背景具体的问题解决程序，以及在同一时间描述性，关键和咨询的方法分析（参见镍骨缩写，以便进行这种观点的博览会）。 以下部分包含对某些实践的调查。 在本节中，我们完全转向主题而不是年表。

5.1创造性和探索性做法

在20世纪上半叶在科学哲学中如此突出的发现和理由之间区分的问题（参见第2节）是在科学活动中没有明确看待这种区别（见Arabatzis 2006）。 因此，近几十年来，已经认识到，研究概念创新和变革的研究不应局限于科学的心理和社会学，而是科学实践的重要方面也应该解决哪种哲学的科学实践（另见科学发现进入）。 寻找推动概念创新的实践使Lead哲学家审视科学家的推理实践和在测试假设的测试中没有狭隘地指导的实验实践宽阔领域，即探索性实验。

审查历史和当代科学家的推理实践，梦想家（2008）认为，新的科学概念被系统推理构建为对特定问题的解决方案，以及类比，视觉表现和思想实验是重要的推理实践之一雇用。 这些无处不在的推理形式是可靠的 - 但也是概念发展和变革的易用方法。 在她的账户中，基于模型的推理包括用于建筑，模拟，评估和适应的模型的循环，该模型作为临时解释要解决的目标问题。 通常，此过程将导致修改或扩展，以及新的模拟和评估循环。 然而，梦想家也强调了这一点

基于创意的模型的推理不能作为一个简单的配方应用，并不总是富有成效的解决方案，甚至其最具示范性的用法也可能导致解决不正确的解决方案。 （2008年：11）

因此，虽然一方面，她同意许多以前的哲学家，但没有发现的逻辑，发现可以得出来自推理的过程，使得科学实践的大而组成部分是

创建概念来理解，结构和沟通物理现象...... （Nersessian 1987：11）

同样，在Darden（1991）和Bechtel＆Richardson（1993）等学者将科学作为问题解决和调查科学问题，作为一个特殊情况，作为问题解决的特殊情况，致力于解决学者。 主要涉及生物科学的案例，他们的大部分焦点都在推理的代理，评估和修订复杂系统的机械解释的策略。

解决上下文区分的另一个方面，即传统观点，即实验的主要作用是根据H-D模型测试理论假设，其他科学哲学家争论实验可以发挥的额外角色。 介绍了探索性实验的概念来描述由获得经验规律的愿望和制定这些规律可以描述的概念和分类驱动的实验（Steinle 1997,2002; Burian 1997; Waters 2007））。 然而，理论驱动的实验和探索性实验之间的差异不应被视为尖锐的区别。 理论驱动的实验并不总是在测试假设的情况下，而是也可以针对各种事实聚集，例如确定数值参数。 反之亦然，探索性实验通常通过各种方式通过理论通知，因此不是无论无论是无论无论如何。 相反，在探索性实验中，在没有首先限制了实验的基础上的实验的可能结果，研究了现象。

在分子生物学和邻近领域的高吞吐量仪表的发展已经引起了一种特殊类型的探索实验，可以收集和分析非常大量的数据，这些新的“常规”学科通常被称为代表突破的假设驱动的理想科学（Burian 2007; Elliott 2007; Waters 2007; O'Malley 2007），而是描述为数据驱动的研究（Leonelli 2012; Strasser 2012）或作为一种特殊的“便利实验”，其中许多实验已经完成了许多实验仅仅因为它们非常方便执行（Krohs 2012）。

5.2计算机方法和“新方式”做科学

刚才描述的OMIC领域是可能的，因为计算机在合理的时间内处理的能力，所需的大量数据。 计算机允许更详细的实验（更高的速度，更好的过滤，更多的变量，复杂的协调和控制），而且还通过建模和模拟，可能构成一种实验本身的形式。 在这里，我们也可以提出一种版本的方法与练习的一般问题：使用计算机的实践从根本上改变科学方法，或者仅提供更有效的实施标准方法手段吗？

由于计算机可用于自动化测量，量化，计算和统计分析，因此出于实际原因，因此不能以其他方式进行这些操作，因此在实验的基础上达到了结论的许多步骤现在在一个“黑匣子”内，没有直接的参与或意识。 这具有认识论的含义，就我们所能知道的，以及我们如何知道它。 为了对结果有信心，因此对计算机方法进行了验证和验证的测试。

在计算机模拟的情况下，验证和验证之间的区别是最容易的。 在典型的计算机模拟方案中，计算机用于数值集成的分电方程，没有分析解决方案。 等式是科学家用于代表调查的现象或系统的模型的一部分。 验证计算机仿真装置检查模型的等式是否正确近似。 验证模拟意味着检查模型的方程是否足以在该模型的基础上进行推断。

已经提出了许多与计算机模拟相关的问题。 识别有效性和验证作为测试方法受到批评。 Oreskes等。 （1994）提出“有效性”的担忧，因为它表明扣除推理可能导致模拟结果的过度信心。 的区别本身可能是太干净的，因为实际实践中的测试模拟混合和移动之间来回切这两个（weissart 1997;帕克2008a; winsberg 2010）。 计算机模拟似乎具有非归纳特性，因为程序员所内置的原则，以及这些结果的模拟结果，以这样的方式，这些结果原则上可以从计划推导出来代码及其输入。 因此已经研究了作为实验的模拟状态（Kaufmann和Smarr 1993; Humphreys 1995; Hughes 1999; Norton和Suppe 2001）。 该文献考虑了这些实验的认识学：我们可以通过模拟来学习的内容，以及可以在将该知识应用于“真正的”世界时提供的理由。 （梅奥1996;帕克2008b）。 如所指出的，计算机仿真的部分优点来自于可以在实验/模拟器直接观察的情况下进行大量计算的事实。 同时，许多这些计算是对计算的近似值，这将在理想的情况下首先执行。 这两个因素引入了从模拟中观察到的推论的不确定性。

对于上述许多原因，计算机模拟似乎并不属于实验或理论结构域。 相反，它们似乎至关重要地涉及两者的方面。 这导致了一些作者，如狐狸凯勒（2003：200）认为我们应该考虑计算机模拟一种“定性不同的科学方式”。 文献一般倾向于跟随Kaufmann和Smarr（1993），参考计算机模拟作为科学方法论的“第三种方式”（理论推理和实验实践是前两种方式。）。 还应注意，这些问题的辩论倾向于专注于物理科学中典型的计算机模拟形式，其中模型基于动态方程。 其他形式的模拟可能没有同样的问题，或者有自己的问题（参见科学中的计算机模拟的条目）。

近年来，机器学习技术的快速发展促使一些学者们表示科学方法已成为“过时”（Anderson 2008，Carrol和Goodstein 2009）。 这导致了关于数据驱动和假设驱动研究的相对优点的强烈辩论（对于样品，参见例如M.Mazzocchi 2015或Succi和Coveney 2018）。 有关本主题的详细待遇，我们指的是进入科学研究和大数据。

6.关于科学方法的话语

尽管哲学分歧，但科学方法的想法仍然占据了许多不同主题的当代话语中，无论是在科学和社会中的许多不同话题。 通常，对科学方法的参考以传达所有科学的单一，通用方法特征的传说，或者授予特定方法或方法特权作为特殊的“黄金标准”，通常参考特定的哲学家来维护权利要求。 当需要区分科学和其他活动时，或者为了证明转让给科学的特殊状况，也通常出现了科学方法的话语。 在这些领域，鉴定科学努力的一套方法的哲学尝试与科学古典划界的古典问题（参见科学和伪科学的哲学）以及社会哲学分析密切相关科学知识的维度和科学在民主社会中的作用。

6.1科学教育中的“科学方法”，科学家所见

其中一个普遍科学方法特别强大的传说是科学教育的一种设置（参见，例如，Bauer 1992; McComas 1996; Wivagg＆Allchin 2002）。[5] 通常，“科学方法”在教科书和教育网页中呈现为固定的四个或五步程序，从观察和描述开始，并在制定假设方面的制定，解释了测试的现象，设计和进行实验假设，分析结果，结论结论。 对普遍科学方法的这种参考资料可以在各级科学教育（Blachowicz 2009）中的教育材料中找到，并且许多研究表明，一般和普遍的科学方法的想法往往是学生的一部分科学的一部分（参见，例如，参见，Aikenhead 1987;奥斯本等人2003）。 作为回应，有人认为，科学教育需要更多地关注科学性质的教学，尽管看法是否最好通过学生导向的调查，当代案件或历史案例（Allchin，Andersen＆Nielsen 2014）是最好的

虽然偶尔是关于H-D方法的措辞，但在一个单一的科学教育中传说的重要历史根部是美国哲学家和心理学家杜威的探究剂，我们认为如何（1910）和英国数学家Karl Pearson对科学语法科学的描述（1892年）。 在杜威的账户上，查询分为五步

（i）感觉困难，（ii）其位置和定义，（iii）通过推理建议的建议（v）进一步观察和实验导致其接受或拒绝的可能解决方案，（iv）开发的建议。 （杜威1910：72）

同样，在Pearson的账户中，科学调查从数据的测量开始，并观察他们的矫正和序列，可以通过创造性想象来发现科学法律。 这些法律必须受到批评，他们的最终接受将对“所有通常构成的思维”有同的有效性。 Dewey和Pearson的账目都应被视为询问的广义抽象，而不限于科学领域 - 尽管杜威和皮尔逊都将其各自的账户称为“科学方法”。

偶尔，科学家们对一个简单而独特的科学方法进行了综合陈述，例如由Feynman的简化版本的猜想和透露方法，例如，在他的1964年的康奈尔Messenger讲座的最后一个猜想和反馈方法中。[6] 然而，正如往常认为随着近期科学哲学的那样，没有任何独特的，容易描述的科学方法。 例如，物理学家和诺贝尔奖Laureate Weinberg论文“科学方法......以及我们生活的方法”（1995）

事实上，随着时间的推移，科学成功的标准不仅使科学哲学难以实现困难; 它还提出了公众对科学了解的问题。 我们没有固定的科学方法，并捍卫并捍卫。 （1995年：8）

对科学家的访谈研究表明，科学家们常常发现它难以弄清楚可用证据是否证实了他们的假设，并且关于方法和具体策略的一般思想之间没有直接翻译，以指导研究如何进行研究（Schickore＆Hankel 2019，Hankel＆Schickore 2017）

6.2特权方法和“黄金标准”

对科学方法的提及也经常用于争论特定活动的科学性质或特殊地位。 以简单而独特的科学方法争论作为划界标准的哲学职位，例如波普尔伪化，经常吸引了从业者，他们认为他们需要捍卫其实践领域。 例如，在互补和替代医学（CAM）的大部分文献中，对猜想和驳斥的参考资料在互补和替代医学（CAM）的大部分文献中 - 是CAM的竞争位置，作为传统生物医学的替代，需要开发自己的方法不同的方法科学。

同样在主流科学中，对科学方法的提及用于关于学科和域名的内部层次结构的论据。 常见的论点是基于H-D方法的研究优于基于诱导观测的研究，因为在演绎推断中，结论必然来自场所。 （参见，例如，Parascandola 1998年，分析了与实验室科学相比如何对降级流行病学进行降级流行病学的分析。）类似地，基于审查国立卫生研究院等主要资金机构的实践（NIH），英国国家科学基金会（NSF）和生物医学科学研究实践（BBSRC），O'Malley等。 （2009年）认为资助机构似乎有一个倾向于坚持认为，科学的主要活动是测试假设，而描述性和探索性研究被视为仅仅是赋予假设而有价值的预备活动 - 驱动的研究。

在某些科学领域，学术出版物的结构是以一种方式来传达陈述一个问题的整洁和线性过程的印象，设计了回答它，收集数据的方法，从数据分析中汲取结论。 例如，所谓的大多数生物医学期刊的发布的编纂格式（引言，方法，结果，分析，讨论）明确地由日记编辑被明确描述为“不是任意公开格式，而是直接反映科学发现的过程”（参见所谓的“温哥华建议”，ICMJE 2013：11）。 但是，科学出版物通常不反映出报告的科学结果所产生的过程。 例如，在挑衅性的标题下“是科学论文是欺诈？”，Medawar认为，科学论文一般歪曲了如何制作结果（Medawar 1963/1996）。 哲学家，历史学家和科学社会学家（Gilbert 1976; Holmes 1987; Knorr-Cetina 1981; Schickore 2008; Spickore 1998）的哲学家和1976年; Spickore 1998）所说的类似意见。凌乱，并且通常不会遵循任何可识别的模式。 他们争论的研究结果出版物是这些活动的回顾性重建，这些活动通常不会保留这些活动的时间顺序或逻辑，而是经常建造，以便筛选潜在的批评（参见Schickore 2008审查这项工作）。

6.3在法庭上的科学方法

科学方法的哲学职位也使其进入了法庭室，特别是在美国的法官在决定何时谈论何时赋予科学专家证词的特殊地位时，法官在科学哲学中汲取了哲学。 一个关键案例是Daubert vs Merrell Dow Pharmaceuticals（92-102,509美国579,1993）。 在这种情况下，最高法院在1993年的裁决中争辩，认为审判法官必须确保专家证词是可靠的，并且在此过程中，法院必须看看专家的方法，以确定提供的提供的证据是否实际上是科学知识。 此外，法院指出了popper和hempel的作品

通常，在确定理论或技术是否是科学知识时要回答的关键问题是它是否可以（并且已被测试）。 （正义Blackmun，Daubert v。Merrell Dow Pharmaceuticals;见其他互联网资源以获得意见的链接）

但正如HAACK（2005A，B，2010）和Foster＆Hubner（1999）所争论的那样，通过等同于一条证词是否可靠的问题，无论是由特殊方法所示的科学，法院正在制作一个波普尔和HEMPEL的哲学的混合物不一致，这后来导致随后的案例裁决令人震惊，这些案例裁定在Daubert案件上（参见HAACK 2010进行详细阐述）。

6.4偏离实践

确定科学方法的困难也反映在识别科学不当应用的形式或科学方法的应用形式的困难中。 在科学中定义不当行为的第一个和最有影响力的尝试之一是美国定义从1989年定义了不当行为

严重偏离科学界普遍接受的人的制造，伪造，剽窃或其他做法。 （联邦法规守则，第50部分，Subpart A.，1989年8月8日，Italics补充道）

然而，“严重偏离”条款的“其他做法”受到严重批评，因为它可用于压制创造性或新闻科学。 例如，国家科学院在其报告中陈述了负责任的科学（1992）

希望阻止不当行为投诉的可能性，仅仅基于他们的使用小说或非正统的研究方法。 （NAS：27）

因此，此条款后来将从定义中删除。 有关科学行为的重点哲学文献，请参阅Shamoo＆Resnick（2009）。

7.结论

自现代科学开始以来，科学成功源的核心问题一直处于哲学的核心。 如果以认识学更普遍地被视为认识论，科学方法是整个哲学历史的一部分。 在那段时间里，科学和任何从业者所雇用的方法都可以急剧改变。 今天，许多哲学家都占据了多元主义或练习的横幅，以专注于有效，细粒度和情境上有限的科学方法的考试。 其他人希望转移视角，以便为我们称之为科学的活动的特征来提供更新的总体陈述。

最近由Hoyningen-Huene（2013年）提供了一个这样的观点，他从科学哲学史上争辩说，经过三个漫长的阶段，通过其方法，我们现在处于一个阶段，信仰存在积极的阶段科学方法已被侵蚀，留下了表征科学的东西只是它的识别性。 首先是从柏拉图和亚伯勒省直到17世纪的阶段，在那里通过证明的证据确定了科学知识的特异性，从而确定了明显公理的证据; 接下来是19世纪中期的一阶段，其中建立了科学知识的确定性的手段概括为包括归纳程序。 在第三阶段，持续到20世纪的最后几十年，人们认识到经验知识是差不多的，但由于其独特的生产方式，它仍然批准了特殊地位。 但现在在第四阶段，据霍宁 - 枫学，历史和哲学研究表明了如何“科学方法在第二阶段和第三阶段的特征不存在”（2008：168），哲学家之间不再有任何共识科学理论科学的历史学家。 对于Hoyningen-Huene来说，这太负面了，因此他敦促关于科学本质的问题。 他自己对这个问题的答案是，“科学知识与其他类型的知识不同，特别是日常知识，主要是通过更加系统性”（Hoyningen-Huene 2013：14）。 系统性能可以有几个不同的尺寸：其中是更系统的描述，解释，预测，知识声明的辩护，认识到，完整性的理想，知识生成，知识的理想和批判性话语。 因此，科学的特征是在不包括可能的替代解释中的越来越小心，关于哪些预测的数据更详细地阐述，检测和消除误差源的越来越大心，与其他知识源等越令人明显的连接等，科学的特征是什么表明，所采用的方法是科学的独特，但这些方法更加仔细地雇用。

另一方面，HAACK（2003）提供了类似的方法。 她脱颖而出，类似于霍宁 - 豪娜，从不满意与近期冲突之间的冲突，她称之为旧的恭敬主义和新的犬儒主义。 旧的恭敬师职位是，通过累积经验证据确认或通过测试猜测对基本陈述的猜测来累积真正的理论来禁止进展; 虽然新的愤州位置是科学没有认识权威，而且没有唯一理性的方法，只是政治。 Haack坚持认为，与新愤世嫉俗人的观点相反，有客观的认知标准，即使旧蔡讲师以错误的方式描绘了这件事，也有一些关于科学的表现出来。 相反，她提供了一个新的关键致命致辞账户，在哪些良好，强大，支持证据和良好，诚实，彻底和富有想象力的调查中并不是科学的，而是我们判断所有询问者的标准。 从这个意义上讲，科学与其他类型的调查中的科学没有差异，但它可能在需要广泛和详细的背景知识以及熟悉只有专家可能拥有的技术词汇的程度不同。