ประวัติและความสำคัญของพระพุทธศาสนา

ลำดับตอนที่ #10 : การคิดตามนัยแห่งวิทยาศาสตร์

การคิดตามนัยแห่งวิทยาศาสตร์

การคิดตามนัยแห่งวิทยาศาสตร์  เรียกอีกอย่างหนึ่งว่า วิธีการทางวิทยาศาสตร์ มีขั้นตอนดังนี้ (พระราชวรมุนี. 2540 : 40-43)
1. การกำหนดปัญหาให้ถูกต้อง ในขั้นนี้นักวิทยาศาสตร์กำหนดขอบเขตของปัญหาให้ชัดเจนว่า ปัญหาอยู่ตรงไหน ปัญหานั้นน่าจะมีสาเหตุมาจากอะไร ตัวอย่างเช่น การค้นพบดาวเนปจูนเมื่อ พ.ศ. 2386-2389 เริ่มจากการที่นักดาราศาสตร์กำหนดปัญหาว่า ทำไมดาวยูเรนัสซึ่งพวกเขาเข้าใจว่าเป็นดาวเคราะห์ดวงที่อยู่ไกลที่สุดจากดวงอาทิตย์จึงมีวิถีโคจรไม่เป็นไปสม่ำเสมอตามกฎแรงโน้มถ่วงนักดาราศาสตร์กลุ่มหนึ่ง สรุปว่ากฎแรงโน้มถ่วงคงใช้ไม่ได้กับสิ่งที่อยู่ไกลดวงอาทิตย์มาก ๆ อย่างดาวยูเรนัส แต่นักดาราศาสตร์อีกกลุ่มหนึ่งสันนิษฐานว่า สาเหตุที่วิถีโคจรของดาวยูเรนัส น่าจะมาจากการที่มีแรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์ที่ยังค้นไม่พบมากระทำการ นักดาราศาสตร์กลุ่มนี้จึงเริ่มศึกษาหาตำแหน่งของดาวลึกลับดวงนั้นและค้นพบดาวเนปจูนในเวลาต่อมา

2. การตั้งสมมติฐาน นักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อมูลเท่าที่มีอยู่ในขณะนั้นเป็นฐานในการตั้งสมมติฐานเพื่อใช้อธิบายถึงสาเหตุของปัญหาและเสนอคำตอบหรือทางออกสำหรับปัญหานั้น ตัวอย่างเช่น ในเรื่องการคันพบดาวเนปจูนนั้น นักดาราศาสตร์กลุ่มหนึ่งตั้งสมมติฐานว่า สาเหตุที่วิถีโคจรของดาวยูเรนัสไม่เป็นไปสม่ำเสมอน่าจะเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงที่มาจากดาวเคราะห์ที่ยังค้นไม่พบ พวกเขาตั้งสมมติฐานว่าน่าจะมีดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่งซึ่งมีวิถีโคจรห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าดาวยูเรนัส และในระหว่าง พ.ศ. 2386-2389 นักดาราศาสตร์สองคน คือ จอห์น อาดัม และเลอเวอริเอร์ ต่างก็ใช้คณิตศาสตร์คำนวณหาตำแหน่งของดาวเนปจูน และทำนายตำแหน่งของดาวดวงนี้ไว้ใกล้เคียงกัน การทำนายของนักดาราศาสตร์ทั้งสองเป็นเพียงการคาดคะเนความจริงซึ่งอยู่ในขั้นตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับคำตอบของปัญหา

3. การสังเกตและการทดลอง เป็นขั้นตอนสำคัญที่สุดของการศึกษาหาความจริงทางวิทยาศาสตร์ การสังเกตเป็นการรวบรวมข้อมูลมาเป็นเครื่องมือสนับสนุนทฤษฎีที่อธิบายปรากฏการณ์ เช่น นักดาราศาสตร์เชื่อว่า โจฮัน แกลล์ ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องท้องฟ้าจนค้นพบดาวเนปจูนเมื่อ พ.ศ. 2389 นอกจากนั้น การทดลองหลายต่อหลายครั้งช่วยให้ค้นพบหลักการทางวิทยาศาสตร์และสร้างความน่าเชื่อถือให้กับการค้นพบนั้น เช่น ในราว พ.ศ. 2150 นายแพทย์วิลเลียม ฮาวีย์ ใช้วิธีการทดลองจนค้นพบการไหลเวียนของโลหิตไปทั่วร่างกาย เขาสังเกตจังหวะชีพจรและการเต้นของหัวใจ ผ่าศพและซากสัตว์เพื่อตรวจสอบหลายครั้ง จนกระทั่งได้ข้อสรุปว่า หัวใจสูบฉีดโลหิตไปทั่วร่างกายทางหลอดเลือดแดง และโลหิตไหลกลับไปยังหัวใจทางหลอดเลือดดำ

4. การวิเคราะห์ข้อมูล ข้อมูลที่ได้จากการสังเกตและทดลองมีจำนวนมาก นักวิทยาศาสตร์ต้องพิจารณาแยกแยะข้อมูลเหล่านั้นพร้อมจัดระเบียบข้อมูลเข้าเป็นหมวดหมู่และหาความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลต่าง ๆ เช่น นักเคมีชื่อ ดมิตริ เมนเดลิฟ (D. Mendelief)พบว่า ธาตุบางธาตุมีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกัน จึงได้จัดหมวดหมู่ให้กับธาตุเหล่านั้นโดยคิดตารางธาตุ (periodic table) ซึ่งแบ่งธาตุที่มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกันไว้ในกลุ่มเดียวกัน ในตารางนี้ปรากฏว่ามีช่องว่างเกิดขึ้นเป็นระยะ ช่องว่างนี้แสดงว่าต้องเป็นที่สำหรับธาตุที่ยังค้นไม่พบ นักเคมียุคต่อมาได้ค้นพบธาตุใหม่จำนวนมาก แล้วนำมาเติมใส่ช่องว่างในตารางธาตุของเมนเดลิฟ

5. การสรุปผล ในการสรุปผลของการศึกษาค้นคว้านักวิทยาศาสตร์อาจใช้ภาษาธรรมดาเขียนกฎหรือหลักการทางวิทยาศาสตร์ออกมา บางครั้งนักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องสรุปผลด้วยคณิตศาสตร์ ตัวอย่างเช่น อัลเบิร์ต ไอสไตน์ พบความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานและมวลสารจึงเขียนสรุปผลการค้นพบทฤษฎีสัมพันธ์เป็นสมการว่า E=MC2 หมายความว่า พลังงาน (E = Energy) เท่ากับมวลสาร (M = Mass) คูณด้วยความเร็วของแสงยกกำลังสอง