naturvidenskab (Metoder og viden)

Der findes ingen bestemt metode, som er definerende for naturvidenskab, og som sikrer gyldig viden, blot metoden følges. Men der er alligevel metoder, som kendetegner naturvidenskab, og som er vigtige i bestræbelserne på at opnå sand viden om naturen. I de mere empiriske videnskaber, fx meteorologi og fysiologi, vil man ofte begynde med indsamling af data gennem observationer og eksperimenter for derved at kunne formulere nogle forslag til lovmæssigheder, dvs. korrelationer af mere eller mindre generel art mellem målelige størrelser. Dette er, hvad man betegner den empirisk-induktive metode. I de mere teoretiske og matematisk formulerede videnskaber, som fysik og astronomi, vil man ofte gå en anden vej, nemlig begynde med en generel hypotese og ud fra denne udlede nogle lovmæssigheder. Dette svarer til videnskabsteoriens hypotetisk-deduktive metode. Resultatet vil i begge tilfælde være en teori, et udsagn af en vis generalitet, som har empiriske konsekvenser, der går ud over de data, hvorpå teorien bygger. Det afgørende er ikke så meget den måde, teoridannelsen sker på, som den måde teorien vurderes på.

I naturvidenskab er kritisk testning den afgørende faktor. En teori testes typisk via dens forudsigelser, idet en god teori forudsiger fænomener, der enten kan være nye eller allerede kendte, men hidtil uden forklaring. Det er disse forudsigelser om, hvordan naturen opfører sig under visse omstændigheder, der kan testes, dvs. undersøges empirisk via eksperimenter eller observationer. Hvis forudsigelsen stemmer med eksperimenter, vil teorien være verificeret: Den vil være mere troværdig, men behøver ikke være sand. Hvis pålidelige og gentagne eksperimenter giver andre resultater end de forudsagte, vil teorien være falsificeret. Såfremt teorien er af en matematisk-deduktiv type, må den derfor være forkert, og forskerne må søge efter en ny og bedre teori. I denne søgen vil den forkastede teori og de resultater, den kunne forklare, normalt være udgangspunktet. Naturvidenskab er konservativ og bygger på respekt for allerede indvunden erkendelse.

I den videnskabelige praksis er den nævnte skematik dog hverken udtømmende eller realistisk. For det første vurderes en teori ikke kun på sine empiriske forudsigelser, men også på en række ikke-empiriske kriterier som fx konsistens, plausibilitet, sammenhæng med andre teorier og endog formel skønhed. For det andet kan der være gode grunde til ikke at acceptere en teori, der har bestået en række test, eller til i en periode at acceptere en teori, der er falsificeret. I sådanne situationer spiller forskersamfundets erfaringer og intuitioner en vigtigere rolle end videnskabsfilosofiske doktriner. For det tredje er der stor forskel mellem teorier, og langtfra alle teorier i naturvidenskaben leder deduktivt til direkte testbare forudsigelser. Teorier i geologi eller kosmologi kan ikke testes på samme måde som i fysik.

Det er en misforståelse at tro, at accepteret naturvidenskabelig viden er absolut sikker. Den er tværtimod ofte usikker (fejlbarlig) og midlertidig, om end bedre og mere sikker end enhver alternativ form for viden om naturen. Heri ligger samtidig dens styrke, idet naturvidenskabelig viden er korrigerbar, dvs. kan kontrolleres, udbygges og forbedres. At vide noget "med videnskabelig sikkerhed" betyder at have en viden, der er testet, og som er den bedst mulige for tiden og under de givne omstændigheder. Desuden, og dette er væsentligt, er denne viden objektiv. Den objektive karakter af viden er et grundlæggende træk ved naturvidenskabelig erkendelse. Herved menes først og fremmest, at den indvundne viden er offentlig eller intersubjektiv, dvs. den samme for alle forskere med ekspertise i det pågældende område. Derimod behøver den ikke kunne accepteres eller kontrolleres af alle mennesker. Naturvidenskab er en elitær, men offentlig vidensform, idet den bygger på enighed (konsensus) inden for det videnskabelige samfund. Mens en filosof eller en kunstner kan have sine egne idéer, der accepteres som gyldige, selvom de kun deles af få andre, er noget tilsvarende ikke muligt i naturvidenskab. Ej heller kan der, som i fx psykologi og litteraturvidenskab, være tale om uforenelige skoler i naturvidenskab gennem længere perioder.

Objektiv viden er ikke forbeholdt naturvidenskab, men den har via den eksperimentelle kontrol særlig effektive og forfinede metoder til at sikre objektiviteten. Når dette er tilfældet, skyldes det bl.a., at naturvidenskab ikke beskæftiger sig med individuelle eller unikke fænomener, men med egenskaber, der er fælles for ting og i den forstand generelle (fx stoffers massefylde, ræves yngelpleje eller proteiners sammensætning). De studerede fænomener kan derfor generaliseres, og deres egenskaber formuleres i lovmæssigheder, såkaldt nomologisk viden. Hertil svarer, at fænomenerne er gentagelige, således at et eksperiment altid vil give samme resultat, hvis det gentages under samme omstændigheder. Gentageligheden eller reproducerbarheden er afgørende for den eksperimentelle procedure og en vigtig faktor i den naturvidenskabelige erkendelses objektivitet og dermed troværdighed. Der gives dog tilfælde, hvor et videnskabeligt eksperiment af praktiske eller principielle grunde ikke kan gentages. Ligeledes er der naturvidenskaber som fx palæontologi, astronomi og ornitologi, der i det væsentlige er ikke-eksperimentelle.

Den naturvidenskabelige videns objektivitet, men også dens midlertidige og fejlbarlige karakter skyldes i vidt omfang, at dens objekt, naturen, er hinsides menneskelig kontrol. Ganske vist vil man i eksperimenter manipulere med naturen og evt. skabe effekter eller objekter, der ikke eksisterer i den uberørte natur, fx syntetiske grundstoffer, men alt dette sker på naturens præmisser. Naturens autoritet viser sig mest markant i form af opdagelser af nye naturfænomener. Disse er ofte utilsigtede, men deres eksistens må tages alvorligt og kan have drastiske konsekvenser for naturerkendelsen. Da vi aldrig ved, hvilke overraskelser naturen har til os, kan vi heller ikke være absolut sikre på vor øjeblikkelige viden. Opdagelsen af objekter og fænomener, der erkendes at "være der", og som vi ikke kan manipulere/kontrollere, er et særtræk ved naturvidenskab. Opdagelser findes ikke på samme måde i social- og humanvidenskaberne.

Den mest ophøjede og generelle form for erkendelse formuleres gennem de naturlove, som typisk hører til de fysiske videnskaber. Disse er helt generelle udsagn om naturen, sådan som den under alle eller ingen omstændigheder opfører sig. Termodynamikkens og kvantemekanikkens love er eksempler herpå. Sådanne naturlove er maksimalt falsificerbare, idet blot et enkelt modstridende eksempel vil forkaste loven. I de fysiske videnskaber er den ultimative ambition at reducere hele den fysiske verdens mangfoldighed til manifestationer af et lille antal forbundne naturlove. Dette naturlovsideal, der går tilbage til 1700-t., er dog ikke gyldigt for naturvidenskaben som helhed. Specielt spiller generelle, matematisk formulerede naturlove ingen stor rolle i de fleste biologiske og geologiske discipliner, hvor lovmæssighederne ofte er af en anden type, fx genetisk-evolutionære, og ikke har samme abstrakte form og logiske styrke.