วิทยาศาสตร์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

   

ลิงก์ข้ามภาษาที่แทรกในบทความนี้ ผู้เขียนอาจใส่ไว้เพื่อความสะดวกสำหรับผู้อ่านและผู้ร่วมปรับปรุงแก้ไขบทความ ให้โยงไปถึงบทความที่เกี่ยวข้องในภาษาอื่นเพื่อการตรวจสอบหรืออ่านเพิ่มเติม เนื่องจากคำ หรือวลีนั้นๆ ยังไม่มีคำแปลหรือคำอธิบายที่เหมาะสมในภาษาไทย เมื่อหมดความจำเป็นแล้ว ลิงก์ข้ามภาษาจะถูกตัดออกหรือเปลี่ยนเป็นข้อความที่ไม่มีลิงก์แทน ทั้งนี้ เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานวิกิพีเดียไทย

วิทยาศาสตร์¹ หมายถึง ความรู้เกี่ยวกับสิ่งต่างๆในธรรมชาติทั้งที่มีชีวิตและไม่มีชีวิต รวมทั้งกระบวนการประมวลความรู้เชิงประจักษ์ ที่เรียกว่ากระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และกลุ่มขององค์ความรู้ที่ได้จากกระบวนการดังกล่าว

การศึกษาในด้านวิทยาศาสตร์ยังถูกแบ่งย่อยออกเป็น วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ และ วิทยาศาสตร์ประยุกต์

[แก้] ประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์

กาลิเลโอ: บิดาแห่งวิทยาศาสตร์สมัยใหม่

คำว่า science ในภาษาอังกฤษ ซึ่งแปลว่า วิทยาศาสตร์นั้น มาจากภาษาลาติน คำว่า scientia ซึ่งหมายความว่า ความรู้ ในคริสต์ศตวรรษที่ 17 ฟรานซิส เบคอนได้พยายามคิดค้นวิธีมาตรฐานในการอุปนัย เพื่อนำมาใช้สร้างทฤษฎีหรือกฎต่างๆ ทางวิทยาศาสตร์จากข้อมูลที่ทดลองหรือสังเกตได้จากธรรมชาติ

โดยทั่วไปเราถือกันว่า วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ เริ่มต้นในยุคฟื้นฟูศิลปะวิทยาการ โดยมี "บิดาแห่งวิทยาศาสตร์สมัยใหม่" คือ กาลิเลโอ กาลิเลอี เป็นผู้ถอนรื้อและปรับปรุงแนวความคิดเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สมัยเก่า ที่ยึดกับแนวความคิดของอริสโตเติลทิ้งไป. ณ ขณะนั้น กาลิเลโอได้กำหนดลักษณะสำคัญของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ไว้ดังนี้

• ทำนายสิ่งที่เกิดขึ้นในปรากฏการณ์ธรรมชาติได้ โดยที่ไม่จำเป็นต้องอธิบายสาเหตุได้ เช่น ในขณะที่ยังไม่มีความรู้เรื่องแรงโน้มถ่วงนั้น กาลิเลโอไม่สนใจที่จะอธิบายว่า "ทำไมวัตถุถึงตกลงสู่พื้นดิน ?" แต่สนใจคำถามที่ว่า "เมื่อมันตกแล้ว มันจะถึงพื้นภายในเวลาเท่าใด ?"
• ใช้คณิตศาสตร์เพื่อเป็นภาษาหลักของวิทยาศาสตร์ (ดูหัวข้อ คณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์)

ในเวลาต่อมา ไอแซก นิวตันได้ต่อเติมรากฐานและระบบระเบียบของแนวคิดเหล่านี้ และเป็นต้นแบบสำหรับสาขาด้านอื่นๆ ของวิทยาศาสตร์

ก่อนหน้านั้น, ในปี ค.ศ. 1619 เรอเน เดส์การตส์ ได้เริ่มเขียนความเรียงเรื่อง Rules for the Direction of the Mind (ซึ่งเขียนไม่เสร็จ). โดยความเรียงชิ้นนี้ถือเป็นความเรียงชิ้นแรกที่เสนอกระบวนการคิดเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สมัยใหม่และปรัชญาสมัยใหม่. อย่างไรก็ตามเนื่องจากเดส์การตส์ได้ทราบเรื่องที่กาลิเลโอ ผู้มีความคิดคล้ายกับตนถูกเรียกสอบสวนโดยโป๊ปแห่งกรุงโรม ทำให้เดส์การตส์ไม่ได้ตีพิมพ์ผลงานชิ้นนี้ออกมาในเวลานั้น

การพยายามจะทำให้ระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์เป็นระบบนั้น ต้องพบกับปัญหาของการอุปนัย ที่ชี้ให้เห็นว่าการคิดแบบอุปนัย (ซึ่งเริ่มต้นโดยฟรานซิส เบคอน) นั้น ไม่ถูกต้องตามหลักตรรกศาสตร์. เดวิด ฮูมได้อธิบายปัญหาดังกล่าวออกมาอย่างละเอียด คาร์ล พอพเพอร์ในความคิดลักษณะเดียวกับคนอื่นๆ ได้พยายามอธิบายว่าสมมติฐานที่จะใช้ได้นั้นจะต้องทำให้เป็นเท็จได้ (falsifiable) นั่นคือจะต้องอยู่ในฐานะที่ถูกปฏิเสธได้ ความยุ่งยากนี้ทำให้เกิดการปฏิเสธความเชื่อพื้นฐานที่ว่ามีระเบียบวิธี 'หนึ่งเดียว' ที่ใช้ได้กับวิทยาศาสตร์ทุกแขนง และจะทำให้สามารถแยกแยะวิทยาศาสตร์ ออกจากสาขาอื่นที่ไม่เป็นวิทยาศาสตร์ได้

ปัญหาเกี่ยวกระบวนการปฏิบัติของวิทยาศาสตร์มีความสำคัญเกินขอบเขตของวงการวิทยาศาสตร์ หรือวงการวิชาการ ในระบบยุติธรรมและในการถกเถียงปัญหาเกี่ยวกับนโยบายสาธารณะ การศึกษาที่ใช้วิธีการนอกเหนือจาก แนวปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นที่ยอมรับ จะถูกปฏิเสธ และถูกจัดว่าเป็น "วิทยาศาสตร์ขยะ" หรือศาสตร์ปลอม

[แก้] โมเดล ทฤษฎีและกฎทางวิทยาศาสตร์

บทความหลัก: ระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์

โมเดลอะตอมของบอห์ร เป็นหนึ่งในโมเดลทางวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงมาก ได้ผ่านกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เพื่อทดสอบความถูกต้องหลายต่อหลายครั้ง ดังจะเห็นได้จากการถูกเสนอขึ้นเป็นโมเดลที่แท้จริงของอะตอมเนื่องจากอธิบายปรากฏการณ์เส้นสเปกตรัมของไฮโดรเจนได้ และในเวลาต่อมาก็ถูกคัดค้านเนื่องจากอธิบายปรากฏการณ์อื่นๆ อีกหลายอย่างไม่ได้

คำว่า "โมเดล", "สมมติฐาน", "ทฤษฎี", และ"กฎทางกายภาพ" มีความหมายในทางวิทยาศาสตร์ไม่เหมือนกับที่ใช้กันทั่วไป นักวิทยาศาสตร์ใช้คำว่า โมเดล เพื่อหมายถึงคำอธิบายปรากฏการณ์บางอย่าง ที่สามารถนำไปใช้สร้างคำทำนายซึ่งตรวจสอบความถูกต้องได้ด้วยการทดลองหรือการสังเกต ในขณะที่ สมมติฐาน คือความเชื่อที่ยังไม่ได้รับการสนับสนุนที่มากพอ และยังไม่ถูกพิสูจน์ว่าผิดพลาดด้วยการทดลอง ส่วน กฎทางกายภาพ หรือ กฎธรรมชาติ นั้น คือคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ที่มีนัยทั่วไป ที่วางรากฐานอยู่บนผลของการสังเกตเชิงประจักษ์

ผู้คนทั่วไปมักเข้าใจว่า ทฤษฎี นั้นหมายถึงแนวคิดที่ยังไม่มีบทพิสูจน์หรือข้อสนับสนุนที่ชัดเจน อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์มักใช้คำว่าทฤษฎี เพื่อกล่าวถึงกลุ่มก้อนของแนวคิดที่ทำนายผลบางอย่าง การกล่าวว่า "ผลแอปเปิลหล่น" คือการระบุความจริง ในขณะที่ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันคือกลุ่มของแนวคิดที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถอธิบายได้ว่าทำไมผลแอปเปิลถึงหล่น และทำนายการหล่นของวัตถุอื่นๆ ได้

ทฤษฎีที่ผ่านการทดสอบอย่างละเอียดถี่ถ้วนเป็นเวลานาน พร้อมกับมีหลักฐานจำนวนมากรองรับ จะถูกพิจารณาว่า "พิสูจน์แล้ว" ในความหมายทางวิทยาศาสตร์ โมเดลที่ได้รับการยอมรับโดยทั่วไปเช่น ทฤษฎีอาทิตย์เป็นศูนย์กลางและทฤษฎีอะตอมนั้น มีหลักฐานที่มั่นคงจนยากจะเชื่อได้ว่าจะทฤษฎีจะผิดได้อย่างไร ส่วนทฤษฎีอื่นๆ เช่น ทฤษฎีสัมพัทธภาพ, คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หรือทฤษฎีวิวัฒนาการนั้น ผ่านการทดสอบที่เคร่งครัดอย่างมากมายโดยไม่พอข้อขัดแย้ง แต่ก็ยังเป็นไปได้ที่สักวันหนึ่งทฤษฎีเหล่านี้อาจถูกล้มล้างลง ทฤษฎีใหม่ๆ เช่นทฤษฎีสตริงอาจจะเป็นแนวคิดที่น่าเชื่อถือ แต่ก็ยังคงต้องผ่านกระบวนการตรวจสอบที่หนักหน่วงเช่นเดียวกัน

นักวิทยาศาสตร์ไม่เคยกล่าวอ้างถึงความรู้สัมบูรณ์ ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์แม้จะถูกพิสูจน์แล้ว แต่ก็ยังมีโอกาสที่จะถูกปฏิเสธได้ถ้าพบหลักฐานเพิ่มเติม แม้กระทั่งทฤษฎีพื้นฐานเอง วันหนึ่งก็อาจกลายเป็นทฤษฎีที่ไม่สมบูรณ์ได้ ถ้ามีผลการสังเกตใหม่ๆ นั้นขัดแย้งกับทฤษฎีเหล่านั้น

กลศาสตร์นิวตันที่ค้นพบโดยไอแซก นิวตันเป็นตัวอย่างที่โด่งดัง ของกฎที่ถูกพบในภายหลังว่าอาจไม่ผิดพลาด ในกรณีที่การเคลื่อนที่นั้นมีความเร็วเข้าใกล้ความเร็วแสง หรือวัตถุอยู่ใกล้กับสนามแรงโน้มถ่วงที่แรงมากๆ ในกรณีที่นอกเหนือจากนี้ กฎของนิวตันยังคงเป็นโมเดลที่เยี่ยมยอดของเคลื่อนที่และแรงโน้มถ่วง เนื่องจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปนั้นครอบคลุมปรากฏการณ์ทั้งหมดที่กฎของนิวตันสามารถใช้ได้ และยังสามารถใช้ในกรณีอื่นๆ ได้อีก ทฤษฎีนี้จึงถูกจัดว่าเป็นทฤษฎีที่มีความถูกต้องมากกว่า

[แก้] ปรัชญาวิทยาศาสตร์

ความสำเร็จอันยิ่งใหญ่ของวิทยาศาสตร์ในประวัติศาสตร์มนุษย์ ได้สร้างประเด็นคำถามทางปรัชญาไว้มากมาย. โดยนักปรัชญาวิทยาศาสตร์ได้ตั้งคำถามทางปรัชญาที่สำคัญดังนี้

• สิ่งใดเป็นตัวแบ่งแยกความรู้ทางวิทยาศาสตร์กับความรู้ประเภทอื่นๆ เช่น โหราศาสตร์
• ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็นความจริงหรือไม่
• ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เชื่อถือได้แค่ไหน
• วิทยาศาสตร์มีประโยชน์จริงๆ หรือไม่
• ศีลธรรมของวิทยาศาสตร์ที่เหมาะสม คือรูปแบบใด

ประเด็นเหล่านี้ยังเป็นที่ถกเถียงในหมู่นักปรัชญาวิทยาศาสตร์อย่างมากในปัจจุบัน และไม่มีความเห็นใดที่ได้รับการยอมรับทั่วไป

[แก้] สาขาของวิทยาศาสตร์

[แก้] วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ

[แก้] ฟิสิกส์

[แก้] เคมี

[แก้] วิทยาศาสตร์โลก (en:Earth Sciences)

[แก้] ชีววิทยา

[แก้] วิทยาศาสตร์ประยุกต์

• วิศวกรรมศาสตร์
  • สาขาของวิศวกรรมศาสตร์
• วิทยาการคอมพิวเตอร์และสารสนเทศ
  • วิทยาการคอมพิวเตอร์
  • วิทยาการสารสนเทศ หรือ สารสนเทศศาสตร์
  • วิทยาศาสตร์พุทธิปัญญา (Cognitive science)
  • วิชาเกี่ยวกับการติดต่อและควบคุมของสัตว์และเครื่องจักร (eng)
  • บรรณารักษศาสตร์และสารนิเทศศาสตร์
  • Systemics

[แก้] วิทยาศาสตร์สุขภาพ (Health Science)

[แก้] วิทยาศาสตร์สังคม

• วิทยาศาสตร์สังคม (eng)
• มนุษยวิทยา (en: Anthropology)
  • โบราณคดีวิทยา (en: Archaeology)
• เศรษฐศาสตร์ (en: Economics)
• Geography
• ภาษาศาสตร์ (en: Linguistics)
  • Morphology
  • Phonetics
  • Phonology
  • Semantics
  • Syntax
• ปรัชญา (en:Philosophy)
• รัฐศาสตร์ (en:Political Science)
• จิตวิทยา (en:Psychology)
  • Behavior analysis
  • Biopsychology
  • Cognitive psychology
  • Clinical psychology
  • Developmental psychology
  • Educational psychology
  • Experimental psychology
  • Forensic psychology
  • Health psychology
  • Humanistic psychology
  • Industrial and organizational psychology
  • Neuropsychology
  • Personality psychology
  • Psychometrics
  • Psychology of religion
  • Psychophysics
  • Sensation and perception psychology
  • Social psychology
• สังคมศาสตร์ (en:Sociology)

[แก้] วิทยาศาสตร์การทหาร

• วิทยาศาสตร์การทหาร (eng)

[แก้] วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม

• วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม
• เคมีสิ่งแวดล้อม

[แก้] ดูเพิ่ม

• รายชื่อคณะวิทยาศาสตร์ในประเทศไทย

[แก้] อ้างอิง

1. บทความ Epilogue ใน "Judea Pearl: Causality, Cambridge University Press, ISBN 0521773628" เล่าเรื่องประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ไว้อย่างเรียบง่าย และน่าติดตาม
2. Feynman Richard. The Feynman Lecture Notes on Physics. Addison-wesley, 1971.
3. Morris Kilne. Mathematics for the Non-mathematician. Dover Publication, 1985.

[แก้] หมายเหตุ

¹ คำว่า "วิทยาศาสตร์" มักถูกใช้เพื่อแทนคำว่า "Science" ในภาษาอังกฤษ แต่ถ้าจะกล่าวให้ตรงความหมายแล้ว เราใช้คำว่า "วิทยาศาสตร์" เพื่อหมายถึง "Exact science" ซึ่งไม่รวมสาขาวิชาทางสังคมศาสตร์เอาไว้ แม้ว่าสาขาวิชาทางสังคมศาสตร์จะใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์เช่นเดียวกัน การแบ่งแยกดังกล่าวมีขึ้นเนื่องจากความแตกต่างในด้านเนื้อหาและธรรมชาติของการศึกษา มิใช่เรื่องของความจริงหรือความถูกต้องแต่อย่างใด คำว่า "Science" ในภาษาอังกฤษจะมีความหมายเทียบเท่ากับคำว่า "ศาสตร์"

[แก้] แหล่งข้อมูลอื่น

• รายชื่อเว็บไซต์เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ไทย

[แก้] แหล่งข้อมูลเพิ่มเติมในภาษาอื่น

• วิทยาศาสตร์คืออะไร โดย ริชาร์ด ไฟน์แมน
• การแบ่งประเภทวิทยาศาสตร์
• หนังสือวิทยาศาสตร์ของ GSCE
• ข่าววิทยาศาสตร์ประจำวัน
• รายการที่เรียงตามตัวอักษรดัดแปลงมาจากบทความใน Internet-Encyclopedia ชื่อว่า "Science"
• ศีลธรรมของวิทยาศาสตร์
• นิตยสาร Scientific American
• นิตยสาร New Scientist
• องค์กรวิทยาศาสตร์ของประเทศสหรัฐอเมริกา