SC
103 สรุปวิทยาศาสตร์ทั่วไปบทที่ 1 ประวัติ
วิธีการทางวิทยาศาสตร์
วิทยาศาสตร์ คือ ความรู้ซึ่งจัดเป็นหมวดหมู่อย่างเป็นระเบียบ และจัดแยกเป็นสาขา แขนงต่าง ๆ โดยความรู้เหล่านี้จะต้องพิสูจน์ได้ด้วยการทดลองและการอนุมาน
ในตอนต้นศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์ได้เริ่มใช้การพิสูจน์หาความจริงโดยการทดลอง เพื่อให้รู้ว่าความรู้ที่ตนมีอยู่นั้นเป็นความจริงหรือไม่ซึ่งนักปรัชญาคนแรกที่ใช้การทดลองเพื่อนำไป
พิสูจน์ความจริง คือ ปราชญ์กาลิเลโอ
วิทยาศาสตร์จำแนกออกเป็นสาขาใหญ่ ๆ 2 สาขา คือ
1. วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ (Natural Science) เป็นวิทยาศาสตร์สาขาใหญ่ ซึ่งอธิบายถึงความรู้ในเรื่องวัตถุที่มีอยู่ในธรรมชาติ เช่น
- ฟิสิกส์ (Physics) กล่าวถึงความรู้ในเรื่องพลังงานและคุณสมบัติต่าง ๆ ภายนอกเนื้อวัตถุ เช่น สีของวัตถุ, การที่วัตถุหดตัวเมื่อเราบีบอัด หรือขยายตัวเมื่อเราเผาให้ร้อน เป็นต้น
- เคมี (Chemistry) กล่าวถึงคุณสมบัติภายในเนื้อวัตถุ ว่าวัตถุนั้นประกอบด้วยอะไรและมีโครงสร้างเป็นอย่างไร
- ชีววิทยา (Biology) คือ วิทยาศาสตร์ธรรมชาติที่รวบรวมความรู้เกี่ยวกับชีวิตและความเป็นอยู่ของพืชและสัตว์
นอกจากวิชาที่กล่าวมายังมีวิชาอื่น ๆ ที่สำคัญ เช่น อุตุนิยมวิทยา คณิตศาสตร์ ธรณีวิทยา สถาปัตยกรรม และดาราศาสตร์ เป็นต้น
2. วิทยาศาสตร์สังคม (Social Science) หมายถึง วิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการดำรงชีวิตทางสังคมต่าง ๆ เช่น จิตวิทยา รัฐศาสตร์ และสังคมวิทยา เป็นต้น
วิทยาศาสตร์สองสาขาดังกล่าว แบ่งออกเป็น 2 สาขาย่อย ๆ คือ
1. วิทยาศาสตร์บริสุทธิ์ (Pure Science) เป็นวิทยาศาสตร์ที่บรรยายถึงความเป็นไปของกฎเกณฑ์ต่าง ๆ เช่น วิชาฟิสิกส์ เคมี ดาราศาสตร์ รัฐศาสตร์ สังคมวิทยา เป็นต้น
2. วิทยาศาสตร์ประยุกต์ (Applied Science) เป็นวิชาที่นำเอาความรู้ทางวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์ไปใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ ที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์ เช่น วิชาแพทย์ วิศวกรรม จิตวิทยาประยุกต์ เป็นต้น
ความเจริญทางวิทยาศาสตร์ในประเทศต่าง ๆ
อียิปต์
ความเจริญในอียิปต์เห็นได้จากการสร้างพีระมิด การทำกระดาษพาไพรัส (Papyrus) ซึ่งทำจากพืชพวกหญ้า โดยนำมาเรียงซ้อนกันแล้วอัดให้แน่นเป็นแผ่น ซึ่งชาวอียิปต์จะจารึกเรื่องราวต่าง ๆ ลงบนกระดาษพาไพรัส โดยใช้อักขระโบราณที่เรียกว่า "Hieroglyphic" และในขณะเดียวกันพวก เ Assyrians ที่อยู่ในแถบเมโสโปเตเมีย (บาบิโลเนีย) ก็จารึกเรื่องราวต่าง ๆ ด้วยอักขระคูนิฟอร์ม (Cuneiform) ไว้บนอิฐเผาเช่นกัน
อียิปต์ในยุคโบราณมีการเจริญหลายด้านด้วยกัน เช่น
- ด้านคณิตศาสตร์ พบวิชาเรขาคณิต เห็นได้จากการสร้างพีระมิดซึ่งจะถูกต้องตามสัดส่วนต้องมีความรู้ด้านเรขาคณิตดี เช่น ระบบเลขฐาน 10
- ด้านถลุงโลหะ พบว่าแร่หลายชนิดถลุงผสมกันได้โลหะผสม (Alloy) เช่น ทองบรอนซ์ และทองเหลือง เป็นต้น
- ด้านการแพทย์ มีหมอคนแรกของอียิปต์ คือ อิมโฮเทพ
กรีก
เป็นอีกชนชาติหนึ่งที่เคยมีความเจริญทางวิทยาศาสตร์ และในปัจจุบันก็ยังมีการนำแนวคิดของนักวิทยาศาสตร์กรีกหลายท่านมาใช้ เช่น
1. เทลีส กล่าวว่า โลกประกอบด้วยน้ำ และทุกสิ่งทุกอย่างเกิดจากน้ำทั้งนั้น
2. เดโมคริตัส อธิบายว่า สสารต่าง ๆ ประกอบด้วยอะตอม และการเรียงตัวกันของอะตอมทำให้เกิดสสาร สมัยนั้นพวกที่เชื่อเรื่องของอะตอมจะเรียกตัวเองว่า พวกอะตอมมิสต์ (Atomist)
3. ฮิปโปเครติส เป็นผู้นำเอาวิทยาศาสตร์ไปใช้ในทางการแพทย์
4. อริสโตเติล เป็นผู้ที่จำแนกพืชและสัตว์ออกเป็นพวก ๆ จึงนับได้ว่าเป็นนักชีววิทยาที่ยิ่งใหญ่มากในสมัยนั้น
5.ยุคลิด เป็นนักคณิตศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่
6. อาร์คิมิดีส เป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่นำเอาความรู้ที่ได้จากการสังเกตในทางวิทยาศาสตร์ไปใช้ให้เป็นประโยชน์ เช่น นำเอาความรู้ทางกลศาสตร์มาประยุกต์
7. ปโทเลมี ได้เขียนตำราทางดาราศาสตร์ที่เขาค้นคว้าขึ้นมาถึง 13 เล่ม จัดได้ว่าเป็น
นักดาราศาสตร์ที่สำคัญมากคนหนึ่ง
จีน
ความเจริญก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ของจีนอยู่ในยุคมนุษย์บรอนซ์ โดยดูจากการขุดพบโบราณวัตถุ เครื่องมือทางยา ค้นพบการทำกระดาษ การทำเข็มทิศเพื่อใช้ในการเดินเรือ มีการใช้แม่เหล็ก มีการใช้รอก และอื่น ๆ แต่ไม่เจริญเท่าที่ควรเป็นเพราะผู้ที่ศึกษาวิทยาการและผู้ลงมือปฏิบัติหรือพวกช่างฝีมือไม่ร่วมมือกัน เนื่องจากถือชั้นวรรณะว่าช่างฝีมือเป็นพวกที่ไม่มีเกียรติ
วิธีการทางวิทยาศาสตร์ ประกอบด้วยขั้นตอนต่าง ๆ ดังนี้
1. สังเกตและตั้งปัญหา
2. ตั้งสมมติฐาน
3. ศึกษาค้นคว้าและรวบรวมข้อมูล
4. ทดลอง มี 2 แบบ คือ
1) การวิเคราะห์ (Analysis) คือ การทดลองโดยแยกชิ้นส่วนเดิม ซึ่งเป็นชิ้นใหญ่ให้ย่อยลงมาเป็นส่วนเล็ก ๆ
2) การสังเคราะห์ (Synthesis) คือ การสร้างสรรค์ หรือการผลิต หรือการเตรียมสาร ซึ่งใช้เป็นประโยชน์สำหรับมนุษย์นานาประการ
5. สรุปผล
ผลสรุปจากการทดลอง นักวิทยาศาสตร์จะเสนอเป็นข้อมูลในรูปต่าง ๆ เช่น
- ทฤษฎี คือ ข้อมูลหลัก ซึ่งอ้างได้เป็นความจริง ใช้กันมาเป็นเวลานานจนเกิดประโยชน์นานาประการต่อความรู้อื่น ๆ และต่อมนุษย์ เช่น ทฤษฎีอะตอมของดาลตัน
- สมมติฐาน คือ ความรู้ซึ่งเป็นข้อมูลหลัก และยังขาดข้อพิสูจน์ว่าเป็นความจริง แต่เอามาใช้เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์และต่อวิทยาการได้ดี เช่น สมมติฐานของอโวกาโดร
- กฎ คือ การนำทฤษฎีหรือสมมติฐานมาพิสูจน์หรือทดสอบโดยการทดลอง หรือโดยทางคำนวณและอนุมานว่าเป็นจริงแล้ว เช่น กฎของบอยล์ กฎของชาร์ลส์
สาระสำคัญของบทที่ 1 ที่เคยออกสอบ
1. นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่เริ่มพิสูจน์หาความจริงโดยการทดลองคือ กาลิเลโอ
2. วิทยาศาสตร์ประยุกต์ ได้แก่ วิชาวิศวกรรม, วิชาแพทย์, วิชาวิศวกรรมเหมืองแร่, วิชาจิตวิทยาประยุกต์, วิชาเคมีประยุกต์ เป็นต้น
3. กระดาษพาไพรัส (Papyrus) ทำจากพืชพวกหญ้านำมาอัดให้แน่นเป็นแผ่น ใช้จดเรื่องราวต่าง ๆ ในอดีต เกิดขึ้นในประเทศ อียิปต์
4. นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ได้นำเอาความรู้ทางวิทยาศาสตร์มาใช้ให้เป็นประโยชน์คือ อาร์คิมิดีส
5. พวก Assyrian จารึกอักขระโบราณไว้บนอิฐเผาที่เรียกว่า คูนิฟอร์ม (Cuneiform)
6. ชนชาติที่ไม่สนใจค้นคว้าศึกษาหาความรู้ให้กว้างขวางขึ้น และเชื่อว่าปรากฏการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดในธรรมชาติเป็นไปตามความประสงค์ของพระเจ้าคือ ชาวโรมัน
7. ระเบียบการศึกษาวิทยาศาสตร์ ประกอบด้วยขั้นตอนต่าง ๆ ตามลำดับดังนี้ ตั้งปัญหา ตั้งสมมติฐาน ศึกษาหาข้อมูล ทดลอง และสรุปผล
8. ข้อมูลหลักซึ่งสามารถอ้างได้ว่าเป็นจริงเรียกว่า ทฤษฎี
