Research methodology
Chapter 2 – The scientific method
Er zijn twee soorten kennis:
- What is the case -> descriptive knowledge (beschrijvende kennis)
- Why this is the case -> explanatory knowledge (verklarende kennis)
2.1 Deduction, induction, and abduction (deductive, inductie, en abductie)
2.1.1 Deductie
Deductieve logica
Een deductie argument werk van het algemene naar specifiek. Het bekendste voorbeeld van een
deductief argument is syllogisme en is ontdekt door Aristotle. Syllogisme bevat twee permises [P]
(aannamens), en één conclusie [C].
- All humans are mortal (sterfelijk) [P1]
- X is a human [P2]
- X is a mortal [C]
In P1 is aan het onderwerp een eigenschap gekoppeld. Bij syllogisme volgen de conclusies
noodzakelijkerwijs uit de 2 aannames. Als de aannames waar zijn moet de conclusie ook wel waar
zijn. Dat is de kracht van deze manier van argumentatie. Echter kun je syllogisme ook bekritiseren, de
conclusie is feitelijk ‘inbegrepen’ in de aannames. het geeft niet echt nieuwe informatie. Daarnaast
is logica een tak van filosofie waardoor het zich zodanig niet bezighoudt met de waarheid van de
aannames en conclusie. Het houdt zich voornamelijk bezig of de conclusie wel logisch uit de
aannames volgt.
Het is belangrijk dat er een goed onderscheid wordt gemaakt in een geldig argument en een ware
conclusie. Niet alle aannames zijn altijd waar, hierdoor volgt ook een onware conclusie.
Formele logica houdt zich alleen bezig met de juistheid van een argument. Naast deductieve
argumentatie kent men nog een andere veel voorkomende argumentatie: materiële implicatie.
Implicatie wilt zeggen als A waar is dan is B ook waar. Bij materiële implicatie wordt gebruik gemaakt
van de letters P en Q, P impliceert Q. Hierbinnen zijn 4 verschillende situatie
1. Hierbij geldt P is waar:
- If p then q; (p --> q)
- P holds; (p)
- Therefore q. (˧q) (Teken allen andersom)
Wat je ook voor p vervangt dat geldt ook voor q en zal altijd geldig zijn.
- Wanneer het regent wordt de straat nat
- Het regent
- Dus wordt de straat nat
Wordt modus ponens genoemd
2. Hierbij geldt P niet:
- If P then q
- Not p
- Therefore not q
Wordt bedrieglijk argument genoemd: het ontkennen van het antecedent (dat p niet is).
Vb: als het niet heeft geregend hoeft het niet zo te zijn dat de straat niet nat is, het kan
nat zijn vanwege andere factoren.
3. Hierbij geldt Q:
- If p then q
- Q holds
- Therefore p
, Het bedrieglijk argument: het bevestigen van de consequentie (dat q is).
In beide gevallen wordt de drogreden veroorzaakt door het feit dat p wordt beschouwd als
noodzakelijke voorwaarde in plaats van voldoende voorwaarde. Regen is niet de enige manier om
straten nat te maken.
4. Q geldt niet;
- If p then q
- Not q
- Therefore not p
Dit wordt modus tollens genoemd (modus die ontkent). Het argument is altijd geldig. Net
als bij Modus ponens.
- Wanneer het regent worden de straten nat
- De straten zijn droog
- Het regent niet
Deductieve wetenschappen
Deductie heeft een belangrijke rol in wetenschap. Deductieve wetenschap neemt niet een empirisch
fenomeen als uitgangspunt maar start eerder vanaf een bepaalde axioms of postulaat ( dit zijn beide
niet bewezen maar aanvaarde beweringen, en hebben geen bewijs nodig om als waar te worden
beschouwd). Meetkunde is een goed voorbeeld van deductieve wetenschap. deductieve
wetenschap is erg zeker dat heeft ertoe geleidt dat andere filosofen de axiomatica deductieve
methode ook toepassen.
2.1.2 Induction
Inductieve logica
In methodologische termen inductie betekend van het specifieke naar het algemene. Van het
observeren van empirische fenomenen naar een algemeen statement. Inductie leidt niet to algemene
statements waarvan we kunnen zeggen dat deze zeker zijn.
Complete inductie:
- All x have been studied
- All studied x have characteristic y
- Conclusion: all x have characteristic y
Quite certain, echter geeft deze form net als syllogisme niet echt veel nieuwe informatie.
Het toevoegen van nieuwe kennis heeft als keerzijde dat we er niet zeker van kunnen zijn dat de
conclusie waar is. = inductie probleem
De inductieve strategie van kennisverwerving bestaat uit de volgende stappen:
a. Alle feiten worden waargenomen en vastgelegd zonder selectie van hun relatieve
belangrijkheid
b. Deze feiten worden geanalyseerd, vergeleken en geclassificeerd zonder het gebruik
van hypothesen
c. Uit deze anlayse, generalisaties zijn inductief gemaakt door onderlinge relaties
d. Deze generalisaties (conclusies) zijn onderwerpen voor volgende toetsen
Inductieve wetenschap
Alle soorten wetenschap dat empirische realiteit gebruiken zijn inductieve wetenschap in fact.
Deductieve wetenschap vertrouwd op logica en argumenten om de kennis te bouwen uit de axioms,
en inductieve wetenschap erg vertrouwd op het observeren van empirische fenomenen.
, Door observeren van een empirisch fenomeen probeert men patronen of
regelmatigheden te vinden.
..
Inductie ondervindt sommige problemen
1. David Hume: Het probleem van de inductie betekent in feite de vraag hoe we ooit kunnen
rechtvaardigen dat we blijven redeneren op zo'n manier.
2. Openhartige of onbevooroordeelde observatie: menselijke waarneming worden
desalniettemin onbewust beïnvloed.
3. Het misverstand waarbij wordt gedacht dat de verklaring van de hypothese automatisch naar
voren zou komen. Echter is dit niet altijd zo. Het vinden van de patronen en de verklaring
vergt nadenken en reflectie en creativiteit.
Dit brengt ons tot het derde belangrijke element in het verkrijgen van kennis
2.1.3 abductie
Inductie is een vorm van redeneren waarbij algemene conclusies worden getrokken op basis van
specifieke waarnemingen of voorbeelden.
Deductie is een proces waarbij specifieke conclusies worden afgeleid uit algemene principes of
premissen.
Abductie (of retroductie) is een vorm van redeneren waarbij potentiële hypothesen worden
gecreëerd om een empirisch fenomeen te verklaren. Het staat bekend als 'gevolgtrekking naar de
beste verklaring' en is geïntroduceerd door filosoof Charles Sanders Peirce.
Voorbeeld van Abductie in Astronomie:
In het voorbeeld van dag en nacht worden twee concurrerende hypothesen voorgesteld: het
geocentrische model (aarde stilstaand, zon beweegt) en het heliocentrische model (aarde draait om
haar eigen as en om de zon).
Beide modellen kunnen hetzelfde fenomeen, namelijk dag en nacht, verklaren, maar ze leiden tot
verschillende conclusies over de bewegingen van de aarde en de zon.
Toepassing van Abductie in de Copernicaanse Revolutie:
Copernicus introduceerde het heliocentrische model waarin de aarde om haar eigen as draait en om
de zon beweegt.
Dit model was in competitie met het geocentrische model van Ptolemaeus, dat ook complexe
epicykels gebruikte om planetenbewegingen te verklaren.
Uiteindelijk verving het heliocentrische model het geocentrische model, hoewel het niet zonder
controverse was en vragen opriep over de fysieke werking van de aarde en het universum.
Voorbeeld van Abductie in Economie (Adam Smith):
Smith stelde de vraag hoe een samenleving kan functioneren zonder centrale planning, gezien het feit
dat individuen hun eigenbelang nastreven.
Hij formuleerde het idee van vraag, aanbod en prijs als coördinatiemechanismen in een
marktsysteem, waarbij prijzen fluctueren op basis van vraag en aanbod.
Smith's hypothese bood een verklaring voor het paradoxale gedrag van een samenleving waarin
individuen hun eigenbelang najagen en toch een zekere mate van sociale orde handhaven.
Conclusie:
Abductie, of het vormen van hypotheses om empirische fenomenen te verklaren, speelt een cruciale
rol in wetenschappelijke ontdekkingen en het begrijpen van complexe verschijnselen, zowel in de
astronomie als in de sociale wetenschappen. Het betrekt het bedenken van potentiële verklaringen
en het testen ervan tegen de beschikbare gegevens, wat leidt tot de ontwikkeling van nieuwe kennis
en inzichten.
Context van ontdekking: Dit verwijst naar de situatie waarin ideeën en hypothesen worden
gegenereerd om bepaalde fenomenen te verklaren. Dit proces is vaak intuïtief, creatief en
onvoorspelbaar.
, Context van rechtvaardiging: Dit verwijst naar de situatie waarin ideeën, hypothesen en theorieën
worden getoetst aan logisch en/of empirisch bewijs. Het draait om het rechtvaardigen van kennis
door middel van methoden zoals de wetenschappelijke methode.
Het stuk benadrukt dat ontdekking vaak creatief en intuïtief is, en niet altijd volgens een strikte
logische methode verloopt. Wetenschappelijke ontdekkingen komen vaak voort uit intensief denken
en langdurig onderzoek over een bepaald onderwerp. Het illustreert het belang van zowel de
creatieve aspecten van denken als de methoden om kennis te rechtvaardigen
2.2.3 experiment
Onderzoek niet gaat over het begrijpen van de aard van de dingen, maar over het kennen van de
relaties tussen dingen. Het gaat niet om het begrijpen waarom objecten vallen, maar om het
begrijpen hoe ze vallen. In feite begreep hij dat hij de diepere oorzaken van fenomenen misschien
niet volledig kon begrijpen, maar dat hij wel nauwkeurig en kwantitatief kon beschrijven hoe de
dingen gebeurden.
Een van de beroemdste experimenten die Galilei uitvoerde, was het rollen van ballen op een hellend
vlak. Hij ontdekte dat de versnelling van een vallend object constant is, wat betekent dat de snelheid
van het object constant toeneemt. Hij ontwikkelde ook de wet van vallende lichamen, die stelt dat
alle objecten, ongeacht hun massa, met dezelfde versnelling naar beneden vallen in de afwezigheid
van luchtweerstand. Dit werd later geformaliseerd in de tweede wet van Newton, die stelt dat de
versnelling van een object evenredig is met de resulterende kracht die erop wordt uitgeoefend, en
omgekeerd evenredig met de massa van het object.
Galilei's experimenten met hellingen en vallende objecten waren cruciaal voor het ontwikkelen van
de wetenschappelijke methode zoals we die vandaag de dag kennen. Hij combineerde observatie,
wiskunde en experimenten om natuurkundige wetten te formuleren, waardoor hij de grondslagen
legde voor de moderne natuurwetenschappen.
Het is belangrijk op te merken dat experimenten in de wetenschap niet altijd fysieke handelingen in
een laboratorium betekenen. In sommige gevallen zijn experimenten ook observaties van natuurlijke
fenomenen in de natuurlijke omgeving, waarbij wetenschappers proberen patronen te identificeren
en verbanden te begrijpen. Experimenten kunnen ook bestaan uit het analyseren van gegevens, het
uitvoeren van simulaties, of het testen van hypotheses met behulp van statistische methoden
2.2.4 hypothese
In de context van ontdekking en wetenschappelijk onderzoek worden hypotheses gebruikt als
werkhypotheses, waarbij wetenschappers vermoedens hebben die ze vervolgens als aannames
aannemen. Deze aannames worden getest door te kijken of ze overeenkomen met bekende feiten.
Een bekend voorbeeld is de hypothese van Abraham Ortelius dat Amerika ooit verbonden was met
Afrika en Europa, wat later werd ondersteund door geologisch bewijs.
Er is ook een andere betekenis van het woord 'hypothese', waarbij het wordt gebruikt als een
voorwaardelijke verklaring die direct kan worden getoetst aan de empirische werkelijkheid.
Bijvoorbeeld, uit de theorie van atmosferische luchtdruk kan een hypothese worden afgeleid dat de
luchtdruk afneemt met de hoogte in de atmosfeer. Deze hypothese kan worden getest door
bijvoorbeeld een barometer naar verschillende hoogten te brengen en de lengte van de kwikkolom te
meten. Als experimenten niet mogelijk zijn, kunnen hypotheses nog steeds worden getest door
gevallen te zoeken waarin de gespecificeerde omstandigheden zich voordoen en te controleren of het
verwachte resultaat plaatsvindt.
Een voorbeeld hiervan is de voorspelling van Einstein's speciale relativiteitstheorie dat het licht van
sterren zou worden afgebogen door het zwaartekrachtveld van een zware ster als deze er dichtbij
passeert. Deze voorspelling kon pas veertien jaar na de publicatie van de theorie worden bevestigd,
omdat specifieke omstandigheden nodig waren, zoals de juiste uitlijning van sterren en een
zonsverduistering. In 1919 werden deze omstandigheden vervuld en werd de voorspelling van
Einstein experimenteel bevestigd. Dit voorbeeld illustreert hoe hypotheses en theoretische
