หลักฐานทางวิทยาศาสตร์

หลักฐานทางวิทยาศาสตร์ () เป็นหลักฐานที่สนับสนุนหรือคัดค้านทฤษฎีหรือสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์
ซึ่งจะต้องเป็นหลักฐานเชิงประสบการณ์ (empirical evidence) ตามระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์
มาตรฐานของหลักฐานต่างกันในสาขาวิชาต่าง ๆ แต่ความเข้มแข็งของหลักฐานโดยทั่วไปมีมูลฐานอยู่ที่กำลังของการวิเคราะห์ทางสถิติ (statistical analysis) และกำลังของกลุ่มควบคุม (scientific control) ที่ใช้ในการหาและอธิบายหลักฐาน

ข้อสมมุติหรือความเชื่อที่บุคคลมีเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของสิ่งที่สังเกตเห็นกับสมมติฐานหนึ่ง ๆ จะมีผลว่า บุคคลนั้นจะเห็นสิ่งที่สังเกตว่าเป็นหลักฐานหรือไม่
และจะมีผลว่าบุคคลนั้นจะใช้สังเกตการณ์ที่ได้เป็นหลักฐานอย่างไร
ยกตัวอย่างเช่น ความรู้สึกว่าโลกอยู่นิ่ง ๆ อาจจะใช้เป็นหลักฐานของสมมติฐานว่าโลกเป็นศูนย์กลางจักรวาล
แต่ว่า หลังจากที่ได้หลักฐานพอสมควรเกี่ยวกับจักรวาลที่มีพระอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง และหลังจากที่ได้อธิบายว่าทำไมโลกจึงดูเหมือนนิ่ง สังเกตการณ์ที่ได้ในตอนแรกนั้นก็จะยกเลิกใช้เป็นหลักฐาน

เมื่อผู้สังเกตการณ์แม้มีเหตุผลมีพื้นเพความเชื่อต่าง ๆ กัน พวกเขาอาจจะสรุปได้ต่าง ๆ กันแม้ใช้หลักฐานเดียวกัน
ยกตัวอย่างเช่น โจเซ็ฟ พริสต์ลีย์ อธิบายการสลายตัวของเมอร์คิวรี(II) ออกไซด์โดยใช้ทฤษฎี phlogiston ที่ตนเชื่อ ในขณะที่อ็องตวน ลาวัวซีเยอธิบายสิ่งที่สังเกตเห็นโดยใช้ทฤษฎีธาตุเกี่ยวกับออกซิเจน

ให้สังเกตว่า ความเป็นเหตุผลระหว่างสิ่งที่สังเกตกับสมมติฐานจริง ๆ ไม่มี ที่จะให้สิ่งที่สังเกตได้การยอมรับว่าเป็นหลักฐาน
แต่ว่า เป็นบุคคลที่ต้องการจะแสดงว่าสิ่งที่สังเกตว่าเป็นหลักฐาน ที่ให้ความเป็นเหตุผล

วิธีการแบบรูปนัยที่สามารถใช้แสดงผลของพื้นเพความเชื่อก็คือ การอนุมานแบบเบย์ (Bayesian inference)
คือ ความเชื่อจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ว่ามั่นใจว่าถูกต้องแค่ไหน
โดยเริ่มจากค่าความน่าจะเป็นเบื้องต้น (คือ ความน่าจะเป็นก่อน) แล้วอัพเดตความน่าจะเป็นนี้โดยใช้ทฤษฎีความน่าจะเป็นแบบเบย์หลังจากที่ได้สังเกตเห็นหลักฐาน
และดังนั้น ผู้สังเกตการณ์สองคนที่ไม่เกี่ยวข้องกัน ที่เห็นเหตุการณ์เดียวกัน จะถึงข้อสรุปที่ต่างกันถ้าค่าความน่าจะเป็นก่อนต่างกัน
แต่ว่า ถ้าติดต่อสื่อสารกันได้ ผู้สังเกตการณ์สองคนอาจจะตกลงกันได้

นักปรัชญาวิทยาศาสตร์เช่น ดร.คาร์ล ป็อปเปอร์ ได้ให้ทฤษฎีทรงอิทธิพลเกี่ยวกับระเบียบวิธีทางวิทยาศาสตร์ที่หลักฐานทางวิทยาศาสตร์มีบทบาทสำคัญ
ซึ่งโดยสรุปก็คือ นักวิทยาศาสตร์เป็นผู้ที่พยายามพัฒนาทฤษฎีที่สามารถพิสูจน์ว่าเป็นเท็จได้อย่างสร้างสรรค์ โดยทดสอบทฤษฎีกับหลักฐานการทดลองหรือความเป็นจริงที่มีอยู่ก่อนแล้ว
ทฤษฎีของ ดร.ป็อปเปอร์แสดงความอสมมาตรของหลักฐานที่สามารถพิสูจน์ทฤษฎีว่าผิดจากความเป็นจริงได้
โดยเพียงแต่แสดงความเป็นจริงที่ไม่สอดคล้องกับทฤษฎี
แต่โดยเปรียบเทียบกัน หลักฐานจะไม่สามารถพิสูจน์ว่าทฤษฎีเป็นจริงได้ เพราะว่า อาจจะมีหลักฐานอื่น ๆ ที่พบในอนาคตที่ไม่สอดคล้องกับทฤษฎี

กลุ่มนักปรัชญาได้ตรวจสอบเกณฑ์ทางตรรกะที่จำเป็นต่อการเป็นหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ โดยตรวจความสัมพันธ์ระหว่างหลักฐานกับสมมติฐาน เทียบกับวิธีทางวิทยาศาสตร์ที่พุ่งความสนใจไปที่ความจริงและบริบทของความจริงนั้น
ยกตัวอย่างเช่น วิธีทางวิทยาศาสตร์จะให้องค์ประกอบต่าง ๆ เช่น ความชัดเจนของข้อมูล การทำซ้ำได้โดยผู้อื่น การได้ผลที่เสมอกันโดยวิธีการอื่น และความคล้องจองกับทฤษฎีที่เป็นประเด็น โดยใช้เป็นตัวพิจารณาว่า สังเกตการณ์นั้นจัดเป็นหลักฐานทางวิทยาศาสตร์หรือไม่

แต่มีวิธีการทางปรัชญาหลายอย่างเพื่อกำหนดว่าสังเกตการณ์นั้นจัดว่าเป็นหลักฐานได้หรือไม่
และหลายอย่างพุ่งความสนใจไปที่ความสัมพันธ์ระหว่างหลักฐานกับสมมติฐาน
นักปรัชญาผู้หนึ่งเสนอให้แยกแยะวิธีการเหล่านี้ออกเป็น 3 ประเภท คือ

โดยมีมูลฐานที่ Strong Church-Turing Universe Thesis ได้มีการเสนอเกณฑ์ทางคณิตเพื่อตัดสินว่าอะไรเป็นหลักฐาน ซึ่งโดยสรุปแล้ว เกณฑ์มีกฎคล้ายกับมีดโกนอ็อกคัมคือว่า คำอธิบายเกี่ยวกับหลักฐานที่ครอบคลุมแต่ง่ายที่สุดมีโอกาสสูงสุดที่จะถูกต้อง

แม้ว่าจะมีสื่อที่กล่าวถึงหลักฐานพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์
มีนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากที่อ้างว่า ไม่สามารถมีอะไรอย่างนั้น
ยกตัวอย่างเช่น นักปรัชญาวิทยาศาสตร์ ดร.คาร์ล ป็อปเปอร์ ได้เขียนไว้ว่า "ในวิทยาศาสตร์เชิงประสบการณ์ ซึ่งเป็นวิธีการศึกษาเดียวที่สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับโลกที่เราอยู่ได้จริง ๆ หลักฐานพิสูจน์จะไม่เกิดขึ้น ถ้าคำว่าหลักฐานพิสูจน์หมายถึงพจน์ (หรือข้ออ้าง) ที่สามารถยืนยันความจริงของทฤษฎีหนึ่ง ๆ ตลอดชั่วกาลนาน"