科学的方法
(数理モデル,モデル (自然科学)も参照) 特に現代の科学においては、「真理とは何か」といった哲学的で捉えどころのない問題に比べ 「どのようなモデル、式、計算コードが最も現実をよく反映するのか」という問題が圧倒的に重要な意味をもつ。
このように、「現実の対象がどのように振る舞うか」に着眼する現代の科学では、結論の提示は、現実の物理現象・社会現象などを定性的/定量的に説明する具体的なモデルの提示という形で行われることが多い。モデルの良し悪しは、明確であることが求められると同時に、扱いやすさ、どれだけ多くの現実を説明できるかにかかっている。
モデル化とは、「牛を球と仮定する」という標語が教えるように、起こっている現象から本質と無関係と思われる部分をそぎ落としたものを作り、そこになんらかの法則をあてはめ、現象を再構築することである(詳細は数理モデル,モデル (自然科学)等を参照のこと。)
モデルの提示方法には、例えば以下のようなものがある
1つのモデルを挙げ、そのモデルが実験をよく説明していることを示す。
いくつかの対等なモデルをいくつか挙げ、それをいくつかの論点から比較し最もよく実験を説明しているものを選ぶ。
測定結果は、定量的であるほうがより価値が高いとされることが多い。但し、キャベンディッシュの実験(クーロンの法則に関する)や、ホイートストーンブリッジ等のNull Checkのほうが、価値が高い、とされる場合もある。また、結果の定量的な予測が出来ない理論は、価値が低く見られる傾向がある。但し、系が複雑な場合には、短時間で定性的な傾向がつかめることや、倍・半分以上の予測のずれが許容される場合もある(シンプルさとのトレードオフが存在する)。
ここ数十年、医療や食品の分野で、証拠に基づいていない説・言説は不適切、と見なされるようになってきている。特に、医療・医薬品の効果に関しては、疫学的な観察や治療結果の統計学による比較に根拠を求める根拠に基づく医療が重視されるようになってきている。また、食品、製品の安全性についても、定量的なデータに基づいた監査が強化される傾向にある(FDA等のWeb Siteを参照のこと)。このように、定量的なデータに基づくことを重視する立場を、エビデンスベースという。但し、黎明期の理論や、あたりをつけるための理論に関しては、実際のデータとは一致しない仮定を多数含んだとしても予測力が一定水準あれば、仮説として一定の価値を得ることもある。
「科学的な方法とは何か」という問題について、これまでは科学者の側あるいはそれに近い側からの議論を中心に述べてきたが、この問題は科学哲学の重要な問題の一つでもある。但し、反証可能性、オッカムの剃刀などに関する諸議論は、科学者にとっての必須教養ではない。研究開発の現場と乖離している場合もある。哲学として一定の権威を有していても、極端にそれら考えを掘り下げると全くの出鱈目に近い議論が成立することもあるので注意を要する。
科学的な方法を身に付ける上では、特に初学のうちは下手に手を出さないほうがよい事柄も多く含まれ、研究者として未熟な段階でこの手の議論にとりつかれてしまったがために、この手の話題だけには強くなり、インターネット上で教弁をふるってはいるが、研究業績はさっぱりという「研究者」もいる。
特に、哲学と自然科学が分業して以降は科学哲学の側がどうしても観念的になり、また、科学を中途半端に理解した議論が野放図に行われる状況である。具体的には、「相対論の実証により、古典力学の正しさは否定された」とか、「土星模型は、電子運の発見で意味をなくした(土星模型で説明のつく問題は土星模型を用いればよく、量子論でも、ハミルトニアンは、クーロンポテンシャルを用いて立てることが多い。)」などといった短絡的で次元が低い理解に基づき、論理の飛躍を繰り返す傾向などがある。また、宗教、オカルトといった、まったく思考様式の異なる問題と科学との線引きといった、科学者にとっては直接的には意味のない問題を延々と扱う傾向がある。
研究者レベルの素養に関しては、天才性や独創性、あるいは奇人変人であることなどの、さまざまなステレオタイプの議論があるが、 実際のところは、このような議論は、余り正しくない。研究者レベルの素養に関しては、一概に言えないが、いくつかよく言われることを列挙する。下記のことができるために必要な素養は、概ね、上記の素養と一致すると考えてよい。
自分で研究テーマを定めることができるか?
研究テーマを検証可能な問題にブレークダウン出来るか?
自分で実験手順を定めることができるか?
自分の実験結果に自信が持てるか?
上記1-2は、研究戦略のレベルである。3は、戦術のレベルである。一般に、研究には、研究テーマ全体を貫く一つあるいは複数の疑問、即ち、「リサーチクエスチョン」が存在する。
リサーチクエスチョンをどのように見つけ出すかは、一概にはいえず、個々の研究に依存する。殆どすべての素人の素朴な疑問、例えば「どうすれば頭が良くなるか」、「どうすれば長生きできるか」、「木星に旅行するにはどうすればよいのか」、「鉄を金に変えるには」などといった疑問は、ほとんどすべて、壮大な研究テーマとなり得る。しかし、大半が、現代の人類の英知全てを結集しても、手がかりすら簡単には掴めない夢物語でもある。こういった夢は、確かにモチベーションの維持という観点では需要である。