Yleinen tiede

Tiede

Tieteen tavoitteena on kuvata, selittää ja hallita todellisuutta. Tähän tiede pyrkii luomalla teorioita, jotka ovat käsitteiden avulla muodostettuja väitejoukkoja. Tieteellistä tietoa ei tulisi väittää täysin oikeaksi, sillä tieteellinen päättely perustuu havaintoihin, joita voidaan tulkita väärin. Tiede pyrkii antamaan meille totuuteen perustuvan todellisuuskäsityksen.

Tiede erotetaan yleensä tekniikasta, joka korostaa todellisuuden hallintaa ja käyttöä. Usein teknologian kehitys tukee myös tieteiden kehitystä.

Käsite tiede viittaa sekä yliopistoinstituutioon että siellä tehtävään, tieteellisyyden kriteerit täyttävään tutkimukseen. Tieteellä tarkoitetaan välillä myös tutkimuksen tuloksia, tieteellistä tietoa.

Tieteen tunnusmerkeiksi mainitaan usein järjestelmällisyys, objektiivisuus, kriittisyys, edistyvyys ja itsenäisyys. Tiedettä pidetään myös itseäänkorjaavana. Monet tieteenfilosofit ovat kyseenalaistaneet nämä tunnusmerkit. On myös kiistelty siitä, onko olemassa yksi perustava tieteellinen menetelmä eli kokeellinen tutkimus, vai joukko menetelmiä, jotka täyttävät tieteellisyyden ehdot.

Tieteellisen tiedon on oltava puolueetonta ja hyvin perusteltua. Tutkimukset julkaistaan, jotta tulokset ovat yleisesti saatavilla ja tiedeyhteisö voi arvioida niiden merkityksen. Tutkimus on selostettava niin, että kokeet voidaan toistaa tai lähteet tarkistaa. Näkemystä, jonka mukaan emme voi saavuttaa lopullista varmaa tietoa, sanotaan fallibilismiksi. Nykytieteissä on yleistä ajatella, että tiede on todellisuuden kuvausta, mutta silti erehtyväistä toimintaa.

Itsetietoisuus

Tietoisuus on hajanainen käsite filosofiassa, johon liittyy itsetietoisuus, havaitsemiskyky, ajattelukyky ja kyky erottaa oma itsensä ympäristöstä. Myös intentionaalisuus on tietoisuuden ominaisuus. Arkikielenkäytössä tietoisuus tarkoittaa tajuissaan olemista, verrattuna nukkumiseen.

Tietoisuuden ominaisuus on perinteisesti osoitettu erilliselle sielulle, mutta mielen ja ruumiin ongelma filosofiassa on siirtymässä yhä enemmän ja enemmän neurologiseksi ongelmaksi, tietoisuuden siirtyessä aivojen (ja ympäristön) ominaisuudeksi.

Tietoisuuden ongelma liittyy myös eettisiin piirteisiin. Useimmiten jonkinlainen tietoisuuden taso on tae tietyistä absoluuttisista oikeuksista. Minkä ikäisellä sikiöllä voidaan katsoa olevan tietoisuus? Kuinka kehittynyt tietoisuus milläkin eläimillä on? Milloin tietokoneella voidaan sanoa olevan tietoisuus, ja milloin tietokoneen sammuttamista voidaan pitää murhana? Neurologiset löydöt viitoittavat tietä yhä tarkempaan ja tarkempaan selvitykseen.

Tieteen lajit

Tiede jaetaan tiedon laadun perusteella kahteen ryhmään: reaalitieteisiin ja käsitteellisiin tieteisiin. Reaalitieteet jaetaan usein luonnontieteisiin, humanistisiin tieteisiin eli ihmistieteisiin sekä yhteiskuntatieteisiin. Käsitteellisiin tieteisiin sisältyy matematiikka ja logiikka. Tilastotiede on menetelmätiede, jota hyödynnetään usealla eri tieteenalalla.

Luonnontieteiden pohjana pidetään luonnontieteellistä menetelmää. Hermeneutikot pitävät sen lisäksi pätevänä hermeneuttista menetelmää.

Yksi tieteenfilosofian kysymyksiä on, kuinka erilaisia luonnontieteet ja ihmistieteet loppujen lopuksi ovat. Realistisen käsityksen mukaan molemmissa voidaan vedota syysuhteellisiin (kausaalisiin) syihin, vaikka vain jälkimmäisessä on toimijoiden omilla käsityksillä merkitystä.

Tieteen filosofia

Tieteenfilosofia on filosofian ala, joka tutkii tieteellisen tiedon luonnetta ja tieteellistä toimintaa. Se tarkastelee tieteen käsitteitä, teorioita ja ongelmia sekä sitä, miten tieteessä päätellään tietoa ja keksitään teorioita. Tieteenfilosofia ei pelkästään kuvaile tiedettä vaan myös arvostelee sitä ja esittää uusia ajatustapoja.

Tieteenfilosofia tutkii paitsi tieteitä yleisesti myös yksittäisiä tieteenaloja. Esimerkiksi matematiikan filosofia selvittää matemaattisten väitteiden totuuksia ja matemaattisten objektien, kuten lukujen, olemassaoloa. Jokaisella tieteenalalla on omat ontologiset alkuoletuksensa. Esimerkiksi fysiikassa luotetaan siihen, että syyseuraussuhde on olemassa. Tavallaan koko kokeellinen tutkimus perustuu kausaliteetin olettamiseen sekä induktion eli kokemuksista päättelyn hyväksymiseen tiedon perustana.

Filosofian aloista tieteenfilosofia tukeutuu etenkin tieto-oppiin ja logiikkaan. Tieteen etiikka liittyy läheisesti tieteenfilosofiaan. Tieteenfilosofia voi olla myös kriittistä ja pyrkiä tarkastelemaan tapaa, jolla tiede uusintaa vallitsevia valtasuhteita.

Humanistiset tieteet

Humanistiset tieteet ovat ryhmä akateemisia tieteitä, joita yhdistää kiinnostus ihmisen toiminnan eri puoliin. Humanistiset tieteet ovat tutkimustavaltaan usein kvalitatiivisia ja siten eivät useimmiten tuota tieteellisiä lainalaisuuksia.

Akateemisessa maailmassa humanistiset tieteet ovat yksi kolmesta modernin länsimaisen tieteentutkimuksen osa-alueesta.

Humanististen tieteiden luokittelu

Suomalaisessa yliopistomaailmassa humanistisiin tieteisiin lasketaan kuuluvaksi

• Arkeologia
• Filosofia (teoreettinen)
• Fonetiikka
• Historia
• Kansatiede
• Kielitiede
• Kirjallisuustieteet
• Kulttuuriantropologia
• Museologia
• Teologia
• Taidehistoria
• Uskontotiede

Luonnontieteet

Luonnontieteisiin kuuluvat muun muassa:

• tähtitiede eli astronomia, joka tutkii tähtiä ja avaruutta
• lääketiede, joka soveltavana tieteenä on keskittynyt ihmisen sairauksien ymmärtämiseen
• biologia, joka tutkii elävien olentojen, eliöiden ominaisuuksia ja käyttäytymistä
• ekologia, joka tutkii eliöiden ja niiden luonnonympäristön välisiä suhteita
• fysiikka, joka tutkii luonnonilmiöitä, erityisesti ainetta ja sen aiheuttamia vaikutuksia ja reaktioita
• kemia, joka tutkii alkuaineiden ja niiden yhdisteiden rakennetta ja ominaisuuksia sekä aineiden välisiä reaktioita
• geotieteet eli maatieteet, jotka tutkivat Maata

Tieteen historia

Tieteen historia on olennaisesti lineaarinen ja länsimainen. Se alkaa antiikin Kreikasta ja kulkee hellenismin ja Rooman imperiumin kautta arabikulttuurin lyhyeen kukoistukseen, minkä jälkeen painopiste siirtyy kristilliseen Eurooppaan.

Aristoteleen mukaan tiede tutkii ilmiöiden perimmäisiä syitä ja on ehdottoman varmaa. Aristotelesta pidettiin pitkään tieteen esikuvana, jonka tuloksiin uskottiin ilman kokeellisia perusteita. Jo antiikin tähtitieteessä luovuttiin silti perimmäisten syiden etsimisestä. Tämä erotti tieteen filosofiasta ja erityisesti metafysiikasta. 1600-luvulla kokeellinen menetelmä sai uusia kannattajia, ja nykyaikaiset luonontieteet syntyivät. Tieteen varmuus kyseenalaistettiin lopullisesti 1800-luvulla. Moni kokeellinen tiede on toisaalta syntynyt vasta 1800- tai 1900-luvulla. Esimerkiksi psykologia erkaantui filsoofiasta kokeelliseksi tieteeksi 1800-luvun lopulla.

Isaac Newton toi matematiikan ja luonnonlakien esittämisen yhtälöinä tieteelliseen paradigmaan, ja 1900-luvun alussa Albert Einsteinin ajatukset siivittivät modernin fysiikan käyntiin. Kvanttifysiikka onkin muokannut paljon länsimaisten ihmisten käsitystä tieteestä.

Uusia tieteitä kehittyy koko ajan entisistä. Esimerkiksi kognitiotiede tuli mahdolliseksi, kun alettiin kiinnostua tekoälyn mahdollisuuksista ja samalla tapahtui voimakasta neurotieteiden kehitystä.

Tieto

Tieto on Filosofian tietoteorian (epistemologia) mukaan tosi, hyvin perusteltu uskomus. Tämän Platonilta peräisin olevan määritelmän hyvä puoli on se, että siinä kuvataan kolme tiedolle tärkeää ominaisuutta. Määritelmän ongelmana on se, että totuuden ja uskomusten suhdetta on vaikea kuvata. On myös yllättävän vaikea määritellä, mikä muodostaa riittävän tai hyvän perusteen tiedolle.

Epistemologia on filosofian osa-alue, joka tutkii tietoa ja siitä, mitä voimme tietää. Tieteenfilosofia on se laajempi filosofian osa-alue, joka tutkii tieteellisen tiedon perusteita ja pohjaa.

Systeemiteorian mukaan tieto on ero, jolla on merkitystä systeemilleen.

Informaatioteorian (ks. Claude Shannon) mukaan tieto on kyllä/ei-päätös ja yksi tiedon yksikkö on bitti. Tätä mallia käytetään myös viestinnän teorioissa. Vaikka bitti kertoo tiedon määrän, se ei kerro tiedon olennaisuutta. Esimerkiksi sanassa lämpömittari on 12 kirjainta, mutta myös sanassa ökrähpöhqxzy on 12 kirjainta (lähde: Hans Baeyer: Informaatio). Niinpä on yritetty kehittää myös muita informaation mittayksiköitä.

Informaatioteoria

Teorian perustana on tiedon määritteleminen bittinä eli yhtenä kyllä/ei-päätöksenä. Tämän perusteella Shannon kehitti matematiikan haaran, jonka avulla tiedon määrää voidaan käsitellä tarkasti. Shannon määritteli mm. termit informaation entropia ja redundanssi.

Claude Shannon (1916 - 2001) oli amerikkalainen matemaatikko. Shannonin työ on luonut pohjan mm. tietoliikenteen koodaukseen ja tiedon salaukseen. Shannon toimi MIT-yliopistossa ja Bell-laboratoriossa.

Shannon julkaisi 1948 artikkelin A Mathematical Theory of Communication, jossa tutkitaan tiedon perusolemusta.

Shannon kehitti myös Nyqvistin näytteenottoteoriaa, jonka mukaan analoginen signaali voidaan palauttaa näytteistä, jotka otetaan kaksinkertaisella taajuudella kuin mikä itse signaali on. Tätä hyödynnetään esimerkiksi digitaalisessa puhelintekniikassa siten, että koska puhelinkojeen toistama suurin taajuus on noin 4000 Hz, digitaalinen keskus lähettää toiseen päähän 8000 näytettä puheesta sekunnissa. Fourier-muunnosten avulla Shannon todisti Nyqvistin teorian, jonka mukaan analoginen signaali saadaan palautettua teoriassa täydellisesti näistä 8000 näytteestä. Teoria tunnetaankin nykyisin Nyqvistin-Shannonin näytteenottoteoreemana.