Quelle branche de la science repose sur quatre principes fondamentaux : l’addition, la soustraction, la multiplication et la division.
arithmétique
Les mathématiques sont essentielles aux sciences. Une fonction importante des mathématiques en science est le rôle qu’elles jouent dans l’expression de modèles scientifiques. L'observation et la collecte de mesures, ainsi que l'hypothèse et la prévision, nécessitent souvent un recours intensif aux mathématiques. L'arithmétique, l'algèbre, la géométrie, la trigonométrie et le calcul, par exemple, sont tous essentiels à la physique. Pratiquement toutes les branches des mathématiques ont des applications scientifiques, y compris des domaines « purs » comme la théorie des nombres et la topologie.
ScienceDu latin scientia, qui signifie « connaissance ».
* est une entreprise systématique qui construit et organise des connaissances sous la forme d'explications et de prédictions testables sur l'univers. "... la science moderne est une découverte ainsi qu'une invention. C'est une découverte que la nature agit généralement suffisamment régulièrement pour être décrite. par les lois et même par les mathématiques ; et il a fallu une invention pour concevoir les techniques, les abstractions, les appareils et l'organisation permettant de présenter les régularités et d'assurer leurs descriptions semblables à des lois. »
La science contemporaine est généralement subdivisée en sciences naturelles, qui étudient l'univers matériel ; les sciences sociales, qui étudient les personnes et les sociétés ; et les sciences formelles, comme les mathématiques. Les sciences formelles sont souvent exclues car elles ne dépendent pas d'observations empiriques. Les disciplines qui font appel à la science comme l'ingénierie et la médecine peuvent également être considérées comme des sciences appliquées.
Au Moyen Âge au Moyen-Orient, les bases de la méthode scientifique ont été posées par Alhazen dans son Livre d'Optique. De l'Antiquité classique au XIXe siècle, la science en tant que type de connaissance était plus étroitement liée à la philosophie qu'elle ne l'est aujourd'hui et, en fait, dans le monde occidental, le terme « philosophie naturelle » englobait des domaines d'études qui sont aujourd'hui associés à la science. , comme l'astronomie, la médecine et la physique. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687) d'Isaac Newton, par exemple, est traduit par « Principes mathématiques de la philosophie naturelle » et reflète l'utilisation alors courante des mots « philosophie naturelle », semblables à "étude systématique de la nature" Alors que la classification du monde matériel par les anciens Indiens et Grecs en air, terre, feu et eau était plus philosophique, les scientifiques médiévaux du Moyen-Orient utilisaient l'observation pratique et expérimentale pour classer les matériaux. Science et Islam, Jim Al -Khalili. BBC, 2009
Aux XVIIe et XVIIIe siècles, les scientifiques cherchaient de plus en plus à formuler leurs connaissances en termes de lois de la nature. Au cours du XIXe siècle, le mot « science » est devenu de plus en plus associé à la méthode scientifique elle-même, en tant que manière disciplinée d'étudier le monde naturel. C’est au XIXe siècle que des disciplines scientifiques telles que la biologie, la chimie et la physique ont atteint leur forme moderne. La même période comprend également l'origine des termes « scientifique » et « communauté scientifique », la fondation d'institutions scientifiques et l'importance croissante des interactions avec la société et d'autres aspects de la culture. Aujourd’hui, la science compte parmi les dix systèmes fonctionnels des sociétés modernes.
Histoire
La science au sens large existait avant l'ère moderne et dans de nombreuses civilisations historiques. être large et inclusif, plutôt qu'étroit et exclusif ... et nous devons nous attendre à ce que plus nous remontons [dans le temps], plus nous devrons être larges." — David Pingree (1992), « Hellenophilia versus the History of Science » Isis 83 554-63, cité dans Les débuts de la science occidentale : la tradition scientifique européenne dans un contexte philosophique, religieux et institutionnel, deuxième éd. Chicago : Université. de Chicago Press ISBN 978-0-226-48205-7
*Voir Edward Grant (1997) [http://www.jstor.org/stable/41212592?Searchyes&resultItemClick
true&searchTextquand&searchText
did&searchTextscience&searchText
start&searchUri%2Faction%2FdoBasicSearch%3FQuery%3Dwhen%2Bdid%2Bscience%2Bbegin%26amp%3Bfilter%3D&seq
2#page_scan_tab_contents "Quand la science moderne a-t-elle commencé ?"] The American Scholar pp.105-113 dans JSTOR :
** Histoire des sciences#Premières cultures
** Histoire des sciences#Proche-Orient ancien, Mésopotamie
** Histoire des sciences#Proche-Orient ancien, Égypte
** Histoire des sciences en Chine
** Histoire des sciences#Inde
  La science moderne se distingue par son approche et réussit par ses résultats : la « science moderne » définit désormais ce qu'est la science au sens le plus strict du terme.
La science dans son sens originel est un mot désignant un type de connaissance, plutôt qu'un mot spécialisé désignant la poursuite d'une telle connaissance. Il s'agit notamment d'un type de connaissances que les individus peuvent communiquer et partager. Par exemple, les connaissances sur le fonctionnement des choses naturelles ont été recueillies bien avant l’histoire enregistrée et ont conduit au développement d’une pensée abstraite complexe. En témoignent la construction de calendriers complexes, les techniques permettant de rendre comestibles les plantes vénéneuses et les bâtiments tels que les pyramides. Cependant, aucune distinction consciencieuse et cohérente n'a été faite entre la connaissance de ces choses qui sont vraies dans chaque communauté et d'autres types de connaissances communautaires, telles que les mythologies et les systèmes juridiques.
Antiquité
Avant l'invention ou la découverte du concept de « nature » (phusis du grec ancien), par les philosophes présocratiques, les mêmes mots tendaient à être utilisés pour décrire la « manière » naturelle dont une plante pousse, et la « manière » dans lequel, par exemple, une tribu vénère un dieu particulier. C'est pour cette raison qu'on prétend que ces hommes furent les premiers philosophes au sens strict, et aussi les premiers à distinguer clairement « nature » et « convention ». La science était donc définie comme la connaissance de la nature et des choses qui sont vraies pour chaque communauté, et le nom de la recherche spécialisée de cette connaissance était philosophie – le domaine des premiers philosophes-physiciens. Il s’agissait principalement de spéculateurs ou de théoriciens, particulièrement intéressés par l’astronomie. En revanche, essayer d’utiliser la connaissance de la nature pour imiter la nature (artifice ou technologie, grec technē) était considéré par les scientifiques classiques comme un intérêt plus approprié pour les artisans des classes inférieures.
Une distinction claire entre la science formelle (eon) et empirique (doxa) a été faite par le philosophe présocratique Parménide (fl. fin du VIe ou début du Ve siècle avant notre ère). Bien que son œuvre peri physeos soit un poème, elle peut être considérée comme un essai épistémologique, un essai sur la méthode des sciences naturelles. Le ἐὸν de Parménide peut faire référence à un système formel, un calcul qui peut décrire la nature plus précisément que les langues naturelles. « Physis » peut être identique à ἐὸν.
Un tournant majeur dans l’histoire des débuts de la science philosophique a été la tentative controversée mais réussie de Socrate d’appliquer la philosophie à l’étude des choses humaines, y compris la nature humaine, la nature des communautés politiques et la connaissance humaine elle-même. Il a critiqué l'ancien type d'étude de la physique comme étant trop purement spéculatif et manquant d'autocritique. Il était particulièrement préoccupé par le fait que certains des premiers physiciens traitaient la nature comme si l'on pouvait supposer qu'elle n'avait aucun ordre intelligent, expliquant les choses simplement en termes de mouvement et de matière. L’étude des choses humaines relevait de la mythologie et de la tradition, et Socrate fut exécuté. Aristote créa plus tard un programme systématique moins controversé de philosophie socratique, téléologique et centré sur l'humain. Il a rejeté bon nombre des conclusions des scientifiques antérieurs. Par exemple, dans sa physique, le soleil tourne autour de la terre, et beaucoup de choses ont dans leur nature d'être destinées aux humains. Chaque chose a une cause formelle et une cause finale et un rôle dans l'ordre cosmique rationnel. Le mouvement et le changement sont décrits comme l'actualisation de potentiels déjà présents dans les choses, selon le type de choses dont elles sont. Alors que les Socratiques insistaient sur le fait que la philosophie devait être utilisée pour considérer la question pratique de la meilleure façon de vivre pour un être humain (une étude d’Aristote divisée en éthique et philosophie politique), ils ne plaidaient pas en faveur d’autres types de sciences appliquées.
Aristote maintenait une distinction nette entre la science et la connaissance pratique des artisans, traitant la spéculation théorique comme le type d'activité humaine le plus élevé, la pensée pratique sur le bien-vivre comme quelque chose de moins élevé et la connaissance des artisans comme quelque chose qui ne convenait qu'aux classes inférieures. Contrairement à la science moderne, l'accent influent d'Aristote était mis sur les étapes « théoriques » de déduction de règles universelles à partir de données brutes, et ne considérait pas la collecte d'expériences et de données brutes comme faisant partie de la science elle-même. chose scientifiquement lorsqu'il possède une conviction établie d'une certaine manière, et lorsque les premiers principes sur lesquels repose cette conviction lui sont connus avec certitude - car à moins qu'il ne soit plus sûr de ses premiers principes que de la conclusion qu'on en tire, il ne possédera les connaissances en question qu’accidentellement. » — Aristote, Éthique à Nicomaque 6 (H. Rackham, éd.) [http://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc
Persée%3Atext%3A1999.01.0054%3Abekker%20page%3D1139b Aristote. Nicolas. Éth. 1139b]
Sciences médiévales
À la fin de l’Antiquité et au début du Moyen Âge, l’approche aristotélicienne des enquêtes sur les phénomènes naturels était utilisée. Certaines connaissances anciennes ont été perdues, ou dans certains cas gardées dans l’obscurité, lors de la chute de l’Empire romain et des luttes politiques périodiques. Cependant, les domaines généraux de la science, ou « philosophie naturelle » comme on l'appelait, et une grande partie des connaissances générales du monde antique sont restés préservés grâce aux travaux des premiers encyclopédistes latins comme Isidore de Séville. De plus, dans l’empire byzantin, de nombreux textes scientifiques grecs ont été conservés dans des traductions syriaques réalisées par des groupes tels que les Nestoriens et les Monophysites. Beaucoup d'entre eux furent traduits plus tard en arabe sous le Califat, au cours duquel de nombreux types de connaissances classiques furent préservés et dans certains cas améliorés. Alhacen eut accès aux livres d'optique d'Euclide et de Ptolémée, comme le montre le titre de son ouvrage perdu. ouvrage Un livre dans lequel j'ai résumé la science de l'optique à partir des deux livres d'Euclide et de Ptolémée, auquel j'ai ajouté les notions du premier discours qui manque au livre de Ptolémée du catalogue d'Ibn Abi Usaibia, telles que citées dans La Maison de La sagesse a été établie à Bagdad, en Irak, à l’époque abbasside. On considère qu'elle a été un centre intellectuel majeur, au cours de l'âge d'or islamique, où des érudits musulmans tels qu'al-Kindi et Ibn Sahl à Bagdad, et Ibn al-Haytham au Caire, ont prospéré du IXe au XIIIe siècle, jusqu'au Sac mongol de Bagdad. Ibn al-Haytham, connu plus tard en Occident sous le nom d'Alhazen, a approfondi le point de vue aristotélicien en mettant l'accent sur les données expérimentales. "[Ibn al-Haytham] a suivi la construction du pont de Ptolémée... dans une grande synthèse de lumière et de vision. Une partie de son effort consistait à concevoir une série d'expériences, d'un type étudié auparavant mais maintenant entrepris à plus grande échelle. en latin, mais aussi des traductions latines du grec, de l'arabe et de l'hébreu. Les textes d'Aristote, de Ptolémée,Le traducteur Gérard de Crémone (vers 1114-1187), inspiré par son amour de l'Almageste, vint à Tolède, où il savait qu'il pourrait trouver l'Almageste en arabe. Il y trouva des livres arabes de toutes sortes et apprit l'arabe pour traduire ces livres en latin, conscient de « la pauvreté des Latins ». — Cité par Charles Burnett (2001) « La cohérence du programme de traduction arabe-latin à Tolède au XIIe siècle », pp. 250, 255 et 257, Science in Context 14(1/2), 249-288 ( 2001). DOI : 10.1017/0269889701000096 et Euclide, conservés dans les Maisons de la Sagesse, ont été recherchés parmi les érudits catholiques. En Europe, le De Aspectibus d'Alhazen a directement influencé Roger Bacon (XIIIe siècle) en Angleterre, qui plaidait en faveur d'une science plus expérimentale, comme le démontre Alhazen. À la fin du Moyen Âge, une synthèse du catholicisme et de l'aristotélisme connue sous le nom de scolastique était florissante en Europe occidentale, devenue un nouveau centre géographique de la science, mais tous les aspects de la scolastique ont été critiqués aux XVe et XVIe siècles.
Renaissance et début de la science moderne
La science médiévale a poursuivi les vues de la civilisation helléniste de Socrate, Platon et Aristote, comme le montre l'ouvrage perdu d'Alhazen Un livre dans lequel j'ai résumé la science de l'optique à partir des deux livres d'Euclide et de Ptolémée, auquel j'ai ajouté le Notions du premier discours absent du livre de Ptolémée du catalogue d'Ibn Abi Usaibia, telles que citées dans . Alhazen a définitivement réfuté la théorie de la vision de Ptolémée. Mais Alhacen a conservé l'ontologie d'Aristote ; Roger Bacon, Witelo et John Peckham ont chacun construit une ontologie scolastique à partir du Livre d'Optique d'Alhazen, une chaîne causale commençant par la sensation, la perception et enfin l'aperception des formes individuelles et universelles d'Aristote. Ce modèle de vision est devenu connu sous le nom de perspectivisme, exploité et étudié par les artistes de la Renaissance.
A. Mark Smith souligne que la théorie perspectiviste de la vision « est remarquablement économique, raisonnable et cohérente », qui s'articule autour de trois des quatre causes d'Aristote, formelle, matérielle et finale.
Même si Alhacen savait qu'une scène imagée à travers une ouverture est inversée, il soutenait que la vision est une question de perception. Cela a été renversé par Kepler, qui a modelé l’œil avec une sphère de verre remplie d’eau, avec une ouverture devant pour modeler la pupille d’entrée. Il a découvert que toute la lumière provenant d’un seul point de la scène était captée en un seul point à l’arrière de la sphère de verre. La chaîne optique se termine sur la rétine au fond de l'œil et l'image est inversée. Kepler, Johannes (1604) Ad Vitellionem paralipomena, quibus astronomiae pars opticae traditur (Suppléments à Witelo, dans lequel la partie optique de l'astronomie est traitée) comme cité dans Smith, A. Mark (2004) « De quoi parle vraiment l'histoire de l'optique médiévale ? Actes de l'American Philosophical Society 148 (2 - juin 2004), pp. 180-194 [http://www.jstor.org/stable/1558283?seq=13#page_scan_tab_contents p.192 via JSTOR]
* La traduction du titre complet est tirée de la p.60 de James R. Voelkel (2001) Johannes Kepler et New Astronomy Oxford University Press. Kepler a été poussé à cette expérience après avoir observé l'éclipse partielle de Soleil à Graz, le 10 juillet 1600. Il a utilisé la méthode d'observation de Tycho Brahe, qui consistait à projeter l'image du soleil sur un morceau de papier à travers une ouverture en trou d'épingle, au lieu de regarder directement au soleil. Il n'était pas d'accord avec la conclusion de Brahe selon laquelle les éclipses totales de soleil étaient impossibles, car il existait des récits historiques d'éclipses totales. Au lieu de cela, il en a déduit que la taille de l'ouverture contrôle la netteté de l'image projetée (plus l'ouverture est grande, plus l'image est précise – ce fait est désormais fondamental pour la conception de systèmes optiques). Voelkel, p.61, note que les expériences de Kepler ont produit la première explication correcte de la vision et de l'œil, parce qu'il s'est rendu compte qu'il ne pouvait pas écrire avec précision sur l'observation astronomique en ignorant l'œil.
Copernic a formulé un modèle héliocentrique du système solaire contrairement au modèle géocentrique de l'Almageste de Ptolémée.
Galilée a fait un usage innovant de l'expérience et des mathématiques. Cependant, sa persécution a commencé après que le pape Urbain VIII ait béni Galilée pour qu'il écrive sur le système copernicien. Galilée avait utilisé les arguments du Pape et les avait mis dans la voix d'un simplet dans son ouvrage "Dialogue concernant les deux principaux systèmes mondiaux", ce qui l'avait beaucoup offensé.
En Europe du Nord, la nouvelle technologie de l’imprimerie a été largement utilisée pour publier de nombreux arguments, dont certains en désaccord avec le dogme de l’Église. René Descartes et Francis Bacon ont publié des arguments philosophiques en faveur d'un nouveau type de science non aristotélicienne. Descartes soutenait que les mathématiques pouvaient être utilisées pour étudier la nature, comme l'avait fait Galilée, et Bacon soulignait l'importance de l'expérimentation plutôt que de la contemplation.
Bacon a remis en question les concepts aristotéliciens de cause formelle et de cause finale et a promu l'idée selon laquelle la science devrait étudier les lois des natures « simples », comme la chaleur, plutôt que de supposer qu'il existe une nature spécifique, ou « cause formelle », de chaque type de chose complexe. Cette nouvelle science moderne a commencé à se considérer comme décrivant les « lois de la nature ». Cette approche actualisée des études sur la nature était considérée comme mécaniste. Bacon a également soutenu que la science devrait viser pour la première fois des inventions pratiques pour l'amélioration de la vie humaine.
Siècle des Lumières
Aux XVIIe et XVIIIe siècles, le projet de modernité, tel qu’il avait été promu par Bacon et Descartes, a conduit à des progrès scientifiques rapides et au développement réussi d’un nouveau type de sciences naturelles, mathématiques, méthodiquement expérimentales et délibérément innovantes. Newton et Leibniz ont réussi à développer une nouvelle physique, désormais appelée physique newtonienne, qui pourrait être confirmée par l'expérience et expliquée par les mathématiques. Leibniz a également incorporé des termes de la physique aristotélicienne, mais maintenant utilisés d'une nouvelle manière non téléologique, par exemple « énergie » et « potentiel » (versions modernes de « energeia et potentia » aristotélicienne). Dans le style de Bacon, il supposait que différents types de choses fonctionnent tous selon les mêmes lois générales de la nature, sans causes formelles ou finales particulières pour chaque type de chose. C'est au cours de cette période que le mot « science » est progressivement devenu plus couramment utilisé pour désigner un type de recherche d'un type de connaissance, en particulier la connaissance de la nature – se rapprochant dans son sens de l'ancien terme « philosophie naturelle ».
19ème siècle
John Herschel et William Whewell ont tous deux systématisé la méthodologie : ce dernier a inventé le terme scientifique. Lorsque Charles Darwin a publié Sur l'origine des espèces, il a établi la filiation avec modification comme l'explication évolutionniste dominante de la complexité biologique. Sa théorie de la sélection naturelle a fourni une explication naturelle de l’origine des espèces, mais elle n’a été largement acceptée qu’un siècle plus tard. John Dalton a développé l'idée des atomes. Les lois de la thermodynamique et la théorie électromagnétique ont également été établies au XIXe siècle, ce qui a soulevé de nouvelles questions auxquelles il était difficile de répondre en utilisant le cadre de Newton. Les phénomènes qui permettront la déconstruction de l'atome ont été découverts dans la dernière décennie du XIXe siècle : la découverte des rayons X a inspiré celle de la radioactivité. L’année suivante fut la découverte de la première particule subatomique, l’électron.
20ème siècle et au-delà
La théorie de la relativité d'Einstein et le développement de la mécanique quantique ont conduit au remplacement de la physique newtonienne par une nouvelle physique contenant deux parties décrivant différents types d'événements dans la nature.
Dans la première moitié du siècle, le développement des engrais artificiels a rendu possible la croissance de la population humaine mondiale. Dans le même temps, la structure de l'atome et de son noyau a été élucidée, conduisant à la libération de « l'énergie atomique » (énergie nucléaire). En outre, l'utilisation intensive de l'innovation scientifique, stimulée par les guerres de ce siècle, a conduit à l'apparition d'antibiotiques et à une augmentation de l'espérance de vie, à des révolutions dans les transports (automobiles et avions) et au développement des ICBM, à une course à l'espace et à une course aux armements nucléaires. – tout cela donnant une large appréciation au public de l’importance de la science moderne.
L'utilisation généralisée des circuits intégrés au cours du dernier quart du XXe siècle, combinée aux satellites de communication, a conduit à une révolution dans les technologies de l'information et à l'essor de l'Internet mondial et de l'informatique mobile, y compris les smartphones.
Plus récemment, il a été avancé que le but ultime de la science est de donner un sens aux êtres humains et à notre nature – par exemple dans son livre Consilience, EO Wilson a déclaré : « La condition humaine est la frontière la plus importante des sciences naturelles. »
La méthode scientifique
La méthode scientifique cherche à expliquer les événements de la nature de manière reproductible. : « Ce qui est étonnant, c'est que pour la première fois depuis la découverte des mathématiques, a été introduite une méthode dont les résultats ont une valeur intersubjective ! (Sponctuation de l'auteur) Une expérience de pensée ou une hypothèse explicative est avancée, à titre d'explication, en utilisant des principes tels que la parcimonie (également connue sous le nom de « rasoir d'Occam ») et est généralement censée rechercher la cohérence, ce qui correspond bien à d'autres faits acceptés liés au phénomène. Cette nouvelle explication est utilisée pour faire des prédictions falsifiables qui peuvent être testées par expérience ou observation. Les prédictions doivent être publiées avant qu'une expérience ou une observation de confirmation ne soit recherchée, comme preuve qu'aucune falsification n'a eu lieu. La réfutation d'une prédiction est une preuve de progrès. : « On apprend dans un laboratoire ; on apprend à faire des expériences seulement en expérimentant, et on apprend à travailler avec ses mains seulement en les utilisant. La première et fondamentale forme d'expérimentation en physique est d'apprendre aux jeunes à travailler avec leurs mains. Ensuite, ils devraient être emmenés dans un laboratoire et apprendre à travailler avec des instruments de mesure – chaque étudiant réalisant de véritables expériences de physique. Cette forme d'enseignement est indispensable et ne peut pas être lue dans un livre. " : "Quelle que soit leur discipline, les scientifiques prétendaient partager une méthode scientifique commune qui ... les distinguait des non-scientifiques." Cela se fait en partie par l'observation de phénomènes naturels, mais aussi par l'expérimentation, qui tente de simuler des événements naturels dans des conditions contrôlées, adaptées à la discipline (dans les sciences d'observation, comme l'astronomie ou la géologie, une observation prédite peut remplacer une expérience contrôlée). L’expérimentation est particulièrement importante en science pour aider à établir des relations causales (afin d’éviter l’erreur de corrélation).
Lorsqu’une hypothèse s’avère insatisfaisante, elle est soit modifiée, soit rejetée. Si l’hypothèse a survécu aux tests, elle peut être adoptée dans le cadre d’une théorie scientifique. Il s’agit d’un modèle ou d’un cadre logiquement raisonné et cohérent pour décrire le comportement de certains phénomènes naturels. Une théorie décrit généralement le comportement d’ensembles de phénomènes beaucoup plus larges qu’une hypothèse ; généralement, un grand nombre d’hypothèses peuvent être logiquement liées entre elles par une seule théorie. Ainsi, une théorie est une hypothèse expliquant diverses autres hypothèses. Dans cette optique, les théories sont formulées selon la plupart des mêmes principes scientifiques que les hypothèses. En plus de tester des hypothèses, les scientifiques peuvent également générer un modèle basé sur des phénomènes observés. Il s'agit d'une tentative de décrire ou de représenter le phénomène en termes de représentation logique, physique ou mathématique et de générer de nouvelles hypothèses pouvant être testées.
Lorsqu’ils réalisent des expériences pour tester des hypothèses, les scientifiques peuvent avoir une préférence pour un résultat plutôt qu’un autre. Il est donc important de garantir que la science dans son ensemble puisse éliminer ce biais. Ceci peut être réalisé grâce à une conception expérimentale minutieuse, à la transparence et à un processus approfondi d’examen par les pairs des résultats expérimentaux ainsi que de toutes conclusions. Une fois les résultats d’une expérience annoncés ou publiés, il est normal que des chercheurs indépendants revérifient la façon dont la recherche a été réalisée et effectuent un suivi en réalisant des expériences similaires pour déterminer dans quelle mesure les résultats pourraient être fiables. Prise dans son ensemble, la méthode scientifique permet une résolution de problèmes très créative tout en minimisant les effets de biais subjectifs de la part de ses utilisateurs (à savoir le biais de confirmation).
Mathématiques et sciences formelles
Les mathématiques sont essentielles aux sciences. Une fonction importante des mathématiques en science est le rôle qu’elles jouent dans l’expression de modèles scientifiques. L'observation et la collecte de mesures, ainsi que l'hypothèse et la prévision, nécessitent souvent un recours intensif aux mathématiques. L'arithmétique, l'algèbre, la géométrie, la trigonométrie et le calcul, par exemple, sont tous essentiels à la physique. Pratiquement toutes les branches des mathématiques ont des applications scientifiques, y compris des domaines « purs » comme la théorie des nombres et la topologie.
Les méthodes statistiques, qui sont des techniques mathématiques permettant de résumer et d'analyser des données, permettent aux scientifiques d'évaluer le niveau de fiabilité et l'étendue des variations des résultats expérimentaux. L'analyse statistique joue un rôle fondamental dans de nombreux domaines des sciences naturelles et des sciences sociales.
La science informatique utilise la puissance de calcul pour simuler des situations du monde réel, permettant ainsi une meilleure compréhension des problèmes scientifiques que les mathématiques formelles seules ne peuvent permettre. Selon la Society for Industrial and Applied Mathematics, le calcul est désormais aussi important que la théorie et l’expérience pour faire progresser les connaissances scientifiques.
La question de savoir si les mathématiques elles-mêmes sont correctement classées parmi les sciences a fait l'objet d'un certain débat. Certains penseurs considèrent les mathématiciens comme des scientifiques, considérant les expériences physiques comme inessentielles ou les preuves mathématiques comme équivalentes aux expériences. D’autres ne considèrent pas les mathématiques comme une science, car elles ne nécessitent pas de test expérimental de leurs théories et hypothèses. Les théorèmes et formules mathématiques sont obtenus par des dérivations logiques qui supposent des systèmes axiomatiques, plutôt que par la combinaison de l'observation empirique et du raisonnement logique, connue sous le nom de méthode scientifique. En général, les mathématiques sont classées parmi les sciences formelles, tandis que les sciences naturelles et sociales sont classées parmi les sciences empiriques.
Communauté scientifique
La communauté scientifique est le groupe de tous les scientifiques en interaction. Il comprend de nombreuses sous-communautés travaillant dans des domaines scientifiques particuliers et au sein d'institutions particulières ; les activités interdisciplinaires et interinstitutionnelles sont également importantes.
Branches et champs
Les domaines scientifiques sont généralement divisés en deux grands groupes : les sciences naturelles, qui étudient les phénomènes naturels (y compris la vie biologique), et les sciences sociales, qui étudient le comportement humain et les sociétés. Ces regroupements sont des sciences empiriques, ce qui signifie que les connaissances doivent être fondées sur des phénomènes observables et pouvoir être testées pour leur validité par d'autres chercheurs travaillant dans les mêmes conditions. Il existe également des disciplines connexes regroupées en sciences appliquées interdisciplinaires, comme l'ingénierie et la médecine. Au sein de ces catégories se trouvent des domaines scientifiques spécialisés qui peuvent inclure des parties d’autres disciplines scientifiques mais possèdent souvent leur propre nomenclature et expertise.
Les mathématiques, qui sont classées parmi les sciences formelles, présentent à la fois des similitudes et des différences avec les sciences empiriques (sciences naturelles et sociales). Elle s'apparente aux sciences empiriques dans la mesure où elle implique une étude objective, minutieuse et systématique d'un domaine de connaissances ; elle s'en distingue par sa méthode de vérification de ses connaissances, utilisant des méthodes a priori plutôt qu'empiriques. Les sciences formelles, qui comprennent également les statistiques et la logique, sont essentielles aux sciences empiriques. Les progrès majeurs de la science formelle ont souvent conduit à des progrès majeurs dans les sciences empiriques. Les sciences formelles sont essentielles à la formation d’hypothèses, de théories et de lois, tant pour découvrir et décrire le fonctionnement des choses (sciences naturelles) que la manière dont les gens pensent et agissent (sciences sociales).
Outre son sens large, le mot « Science » peut parfois faire spécifiquement référence aux seules sciences fondamentales (mathématiques et sciences naturelles). Les écoles ou facultés de sciences au sein de nombreux établissements sont distinctes de celles de médecine ou d'ingénierie, qui sont une science appliquée.
Établissements
Des sociétés savantes de communication et de promotion de la pensée et de l'expérimentation scientifiques existent depuis la Renaissance. La plus ancienne institution survivante est l'institution italienne, créée en 1603. Les académies nationales des sciences respectives sont des institutions distinguées qui existent dans un certain nombre de pays, à commencer par la British Royal Society en 1660 et la française en 1666.
Des organisations scientifiques internationales, telles que le Conseil international pour la science, ont depuis été créées pour promouvoir la coopération entre les communautés scientifiques de différentes nations. De nombreux gouvernements ont des agences dédiées au soutien de la recherche scientifique. Parmi les organisations scientifiques de premier plan figurent la National Science Foundation aux États-Unis, le Conseil national de la recherche scientifique et technique en Argentine, les académies des sciences de nombreux pays, le CSIRO en Australie, en France, la Société Max Planck et en Allemagne, et en Espagne, le CSIC. .
Littérature
Une vaste gamme de littérature scientifique est publiée. Les revues scientifiques communiquent et documentent les résultats des recherches menées dans les universités et divers autres instituts de recherche, servant ainsi d’archives scientifiques. Les premières revues scientifiques, le Journal des Sçavans suivi des Philosophical Transactions, commencèrent à paraître en 1665. Depuis lors, le nombre total de périodiques actifs n'a cessé d'augmenter. En 1981, on estimait à 11 500 le nombre de revues scientifiques et techniques en cours de publication. La Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis indexe actuellement 5 516 revues contenant des articles sur des sujets liés aux sciences de la vie. Bien que les revues soient en 39 langues, 91 pour cent des articles indexés sont publiés en anglais.
La plupart des revues scientifiques couvrent un seul domaine scientifique et publient les recherches dans ce domaine ; la recherche est normalement exprimée sous la forme d'un article scientifique. La science est devenue si omniprésente dans les sociétés modernes qu’elle est généralement considérée comme nécessaire de communiquer les réalisations, les actualités et les ambitions des scientifiques à une population plus large.
Les magazines scientifiques tels que New Scientist, Science & Vie et Scientific American répondent aux besoins d'un lectorat beaucoup plus large et fournissent un résumé non technique de domaines de recherche populaires, y compris des découvertes et des avancées notables dans certains domaines de recherche. Les livres scientifiques suscitent l’intérêt d’un plus grand nombre de personnes. Tangentiellement, le genre de la science-fiction, principalement de nature fantastique, engage l'imagination du public et transmet les idées, sinon les méthodes, de la science.
Les efforts récents visant à intensifier ou à développer des liens entre la science et des disciplines non scientifiques telles que la littérature ou, plus précisément, la poésie, incluent la ressource Creative Writing Science développée par le biais du Royal Literary Fund.
Science et société
Les femmes et les sciences
La science est traditionnellement un domaine dominé par les hommes, à quelques exceptions notables près. Les femmes scientifiques comprennent :
* Hypatie (vers 350-415 CE), de la Bibliothèque d'Alexandrie.
* Trotula de Salerne, médecin c. 1060 CE.
* Caroline Herschel l'une des premières astronomes professionnelles des XVIIIe et XIXe siècles.
* Christine Ladd-Franklin, doctorante de C. S. Peirce, qui a publié la proposition 5.101 de Wittgenstein dans sa thèse, 40 ans avant la publication par Wittgenstein du Tractatus Logico-Philosophicus.
* Henrietta Leavitt, informaticienne humaine et astronome professionnelle, qui a été la première à publier la relation significative entre la luminosité des étoiles variables céphéides et leur distance à la Terre. Cela a permis à Hubble de faire la découverte de l’univers en expansion, ce qui a conduit à la théorie du Big Bang.
* Emmy Noether, qui a prouvé la conservation de l'énergie et d'autres constantes de mouvement en 1915.
* Marie Curie, qui a fait des découvertes liées à la radioactivité avec son mari et qui a donné son nom à Curium.
* Rosalind Franklin, qui a travaillé sur la diffraction des rayons X. Historiquement, les femmes ont été confrontées à une discrimination considérable dans le domaine scientifique, tout comme dans d'autres domaines de sociétés dominées par les hommes, par exemple en se voyant souvent écartées des opportunités d'emploi et en se voyant refuser la reconnaissance de leur travail.Nina Byers,[http://cwp.library.ucla .edu/ Contributions of 20th Century Women to Physics] qui fournit des détails sur 83 femmes physiciennes du 20e siècle. En 1976, davantage de femmes étaient physiciennes, et aux 83 personnes répertoriées ont été rejointes par d'autres femmes en nombre sensiblement plus important. Par exemple, Christine Ladd (1847-1930) a pu entreprendre un doctorat. programme comme 'C. Garçon'; Christine "Kitty" Ladd a satisfait aux exigences en 1882, mais n'a obtenu son diplôme qu'en 1926, après une carrière qui couvrait l'algèbre de la logique (voir table de vérité), la vision des couleurs et la psychologie. Ses travaux ont précédé des chercheurs notables comme Ludwig Wittgenstein et Charles Sanders Peirce. Les réalisations des femmes scientifiques ont été attribuées à leur mépris de leur rôle traditionnel de travailleuses dans la sphère domestique.
À la fin du XXe siècle, le recrutement actif de femmes et l'élimination de la discrimination institutionnelle fondée sur le sexe ont considérablement augmenté le nombre de femmes scientifiques, mais de grandes disparités entre les sexes subsistent dans certains domaines ; plus de la moitié des nouveaux biologistes sont des femmes, tandis que 80 % des doctorats en physique sont décernés à des hommes. Les féministes prétendent que c'est le résultat de la culture plutôt que d'une différence innée entre les sexes, et certaines expériences ont montré que les parents remettent en question et