Природа научной биологии является увлекательной и важной темой, поскольку она оказывает огромное влияние на нашу повседневную жизнь и наше будущее.
Многие биологи работают над проблемами, которые критически влияют на нашу жизнь, такими как быстро растущее население планеты и такие болезни, как рак и СПИД.
Знания, которые получат эти биологи, будут иметь основополагающее значение для нашей способности управлять ресурсами мира надлежащим образом, предотвращать или лечить болезни и улучшать качество нашей жизни, жизни наших детей и внуков.
Основной инструмент для изучения Биологии.
Биология является одной из самых успешных "естественных наук", объясняя, что такое наш мир. Чтобы понять биологию, вы должны сначала понять природу науки. Основной инструмент, которым пользуется ученый, - это мысль. Чтобы понять природу науки, полезно на мгновение сосредоточиться на том, как думают ученые.
Они рассуждают двумя способами: дедуктивно и индуктивно.
Дедуктивное рассуждение
Дедуктивное обоснование применяет общие принципы для прогнозирования конкретных результатов. Более 2200 лет назад греческий ученый Ератофен использовал дедуктивное рассуждение для точной оценки окружности Земли. В полдень, в самый длинный день года, когда солнечные лучи падали на дно глубокой скважины в египетском городе Сиене, Эратофен измерял длину тени, брошенной высоким обелиском в Александрии, примерно в 800 километрах к северу. Зная расстояние между двумя городами и высоту обелиска, он смог применить принципы евклидовой геометрии, чтобы правильно определить окружность земли . Подобный анализ конкретных случаев с использованием общих принципов является примером дедуктивного мышления. Это аргументация математики и философии, которая используется для проверки достоверности общих идей во всех отраслях знаний. Общие принципы строятся и затем используются в качестве основы для рассмотрения конкретных случаев.
Индуктивное рассуждение
Индуктивное рассуждение использует специфические наблюдения для построения общих научных принципов.
Словарь Вебстера определяет науку как систематизированные знания, полученные в результате наблюдений и экспериментов, проводимых с целью определения принципов, лежащих в основе изучаемого предмета.
Другими словами, ученый определяет принципы на основе наблюдений, выявляя общие принципы путем тщательного изучения конкретных случаев. Индуктивное рассуждение впервые стало важным для науки в Европе в 1600-х годах, когда Фрэнсис Бэйкон, Исаак Ньютон и другие начали использовать результаты конкретных экспериментов для вывода общих принципов функционирования мира. Если вы выпустите яблоко из рук, что случится? Яблоко падает на землю. Из множества простых, специфических наблюдений, подобных этому, Ньютон сделал вывод об общем принципе: все объекты падают к центру Земли. Ньютон построил ментальную модель того, как работает мир, семейство общих принципов, соответствующих тому, что он может видеть и изучать.
Ученые делают то же самое сегодня. Они используют конкретные наблюдения для построения общих моделей, а затем тестируют модели, чтобы увидеть, насколько хорошо они работают.
Дедуктивное рассуждение: Как Эратосфен оценил окружность Земли, используя дедуктивное рассуждение
В день, когда солнечный свет проникал прямо в глубокую скважину в Сыене (Египет), Ератофен измерял длину тени, брошенной высоким обелиском в городе Александрия, примерно в 800 километрах от него. Длина тени и высота обелиска составляли две стороны треугольника. Используя недавно разработанные принципы эвклидовой геометрии, он рассчитал угол, А, равный 7° и угол В 12', ровно 1.5 окружности (360°). 3Если угол a = 1.5 окружности, то расстояние между обелиском (в Александрии) и колодцем (в Сиене) должно быть равно 1.5 окружности Земли. Ератосфен слышал, что это была 50-дневная поездка верблюда из Александрии в Сиену. Предположим, что верблюд проезжает около 18,5 километров в день, он оценил расстояние между обелиском и 925 километрами (разумеется, с использованием разных единиц измерения). Ератосфен таким образом вывел окружность земли в 50 925 46.250 километров. Современные измерения показали, что расстояние от скважины до обелиска составляет чуть более 800 километров. Если бы расстояние составляло 800 километров, расчет Эратосфена составлял бы 50 × 800 40 000 километров. Фактическая окружность составляет 40 075 километров.