วามรู้่าๆ ที่นัวิทยาศาสร์้นพบไว้แล้ว สามารถเปลี่ยนแปลไ้ เมื่อนัวิทยาศาสร์มีหลัานหรือ้อมูลใหม่ๆ ที่ีว่าเิมเพิ่มเิมึ้นมา ความสัมพันธ์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่มีความสัมพันธ์กับสมมติฐาน ข้อเท็จจริง มโนทัศน์หลักการ ทฤษฎี กฎ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เป็นความรู้ที่ได้จากธรรมชาติ โดยใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์แสวงหาความรู้ จำแนกได้เป็น 6 ประเภท 1. สมมติฐาน (Hypothesis) เป็นข้อความซึ่งนักวิทยาศาสตร์สร้างขึ้น เพื่อความคาดคะเนคำตอบของปัญหาล่วงหน้า ก่อนที่จะทำการทดลอง สมมติฐานใดจะเป็นที่ยอมรับหรือไม่ ขึ้นอยู่กับหลักฐานเหตุผลที่จะสนับสนุนหรือคัดค้าน ทั้งทางตรง และทางอ้อม 2.ข้อเท็จจริง ( Fact )หมายถึง ความรู้ที่ได้จากการสังเกตโดยตรง หรือโดยอ้อม และจะต้องเป็นความจริงเสมอเมื่ออยู่ในสถานการณ์นั้น แต่การสังเกตข้อเท็จจริงอาจผิดพลาดได้ ข้อเท็จจริงถือว่าเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดของความรู้เป็นอนุภาคที่สามารถสังเกตได้ ทดลองได้ เป็นอนุภาคที่สังเกตหรือทดลองได้ผลเหมือนเดิมทุกครั้ง ข้อเท็จจริงเพียงอย่างเดียวจะไม่มีความหมายแต่อย่างใดในวิทยาศาสตร์ 3.มโนทัศน์( Concept ) หมายถึง ความคิดหลัก ( Mainidia) ของคนที่มีต่อวัตถุ เหตุการณ์ หรือปรากฏการณ์ธรรมชาติ แต่ละบุคคลนั้นอาจไม่เหมือนกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประสบการณ์ ความรู้เดิม วุฒิภาวะของบุคคลนั้น เกิดจากการนำข้อเท็จจริงมาศึกษาหรือเปรียบเทียบความเหมือน ความแตกต่างสรุปรวมลักษณะที่สำคัญ มองเห็นความสัมพันธ์ของสิ่งนั้น ๆ สร้างเป็นความคิดหลักในรูปที่แสดงถึงความเข้าใจ ทำให้นำไปใช้ในการบรรยาย อธิบาย หรือพยากรณ์เหตุการณ์ วัตถุหรือ ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องได้ ภาษาไทยอาจใช้คำศัพท์ต่างกันออกไปเช่น ความคิดรวบยอด สังกัป 4. หลักการ ( Principle )เป็นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่เกิดจากกลุ่มของมโนคติที่สังเกตและทดลองซ้ำได้ผลเหมือนเดิม ทุกคนเข้าใจตรงกัน สามารถนำไปใช้อ้างอิง พยากรณ์ และแก้ปัญหาเหตุการณ์ หรือปรากฏการณ์ ที่เกี่ยวข้องได้ หลักการเกิดจากการนำเกิดจากการนำมโนมติที่สัมพันธ์กันหลาย ๆ ข้อเท็จจริงมาผสมผสานกัน 5. ทฤษฎี (Theory ) คือ คำอธิบาย หรือความคิดที่ได้จากสมมติฐานที่ผ่านการตรวจสอบหลาย ๆ ครั้ง และใช้อ้างอิง ทฤษฎีเป็นความคิดของนักวิทยาศาสตร์ อาจจะถูกหรือผิดก็ได้ ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงได้ เมื่อได้รับข้อเท็จจริงเพิ่มขึ้นการสร้างทฤษฎี ต้องอาศัยข้อมูลที่รวบรวมได้ โดยการสังเกต การวัด การทดลอง หรือจากแหล่งข้อมูลอื่น ๆ แล้วจึงใช้วิธีอนุมานร่วมกับการสร้างจินตนาการ เพื่อกำหนดข้อความที่จะนำไปอธิบายถึงความสัมพันธ์ของเหตุและผลที่เกี่ยวข้อง บางครั้งก็ต้องอาศัยจินตนาการ ความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ทฤษฎีขึ้นมา
6. กฎ ( Law )คือ หลักการที่มีความสัมพันธ์ระหว่างเหตุกับผล สามารถเขียนแทนด้วยสมการได้ กฎสามารถสังเกตหรือทดสอบได้ผลเหมือนเดิมทุกครั้ง แต่ถ้าผลจากการสังเกตหรือจากการทดสอบใดขัดแย้งกับกฎ กฎนั้นจะต้องยกเลิกไป องค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ องค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (2544) ได้จัดแบ่งออกเป็นลำดับขั้นไว้ 6 ประเภท คือ ข้อเท็จจริง มโนมติ หลักการ สมมติฐาน กฎ และทฤษฎี 1) ข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์ (Scientific Fact) ข้อเท็จจริง เป็นความรู้พื้นฐานเบื้องต้นทางวิทยาศาสตร์
ที่เกิดจากการสังเกตปรากฏการณ์ธรรมชาติและสิ่งต่างๆโดยตรง โดยใช้ประสาทสัมผัสทั้งห้า ได้แก่ ตา หู จมูก ลิ้น และผิวกาย หรือจากการตรวจวัดโดยวิธีการอย่างง่ายๆ โดยผลที่ได้จากการสังเกตและการวัดต้องเหมือนเดิมไม่ว่าจะกระทำกี่ครั้งก็ตาม และเป็นข้อมูลที่เป็นจริงเสมอไม่เปลี่ยนแปลงตามกาลเวลา ข้อเท็จจริงมีลักษณะเป็นข้อความเดี่ยวๆ ที่ตรงไปตรงมา ตัวอย่างของข้อเท็จจริง ได้แก่ ข้อเท็จจริง สามารถตรวจสอบเชิงปริมาณได้โดยการ ชั่ง ตวง วัด ได้ ดังนั้นสิ่งที่จะเป็นข้อเท็จจริงได้นั้น
ต้องผ่านการพิสูจน์โดยผ่านประสาทสัมผัสทั้ง 5 ของมนุษย์ ข้อเท็จจริง อาจเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาได้ หากปัจจัยที่ทำให้เกิดขึ้นมีการเปลี่ยนแปลง เป็นไปตามหลักคำสอนในศาสนาที่ว่า สรรพสิ่งย่อมเปลี่ยนแปลงอยู่เป็นนิจ เราไม่สามารถหยุดยั้งได้ สิ่งที่ปรากฏให้เห็น และเป็นไปอยู่เป็นนิจตามธรรมชาติ เคยเป็นอย่างไรก็เป็นอย่างนั้น เป็นความจริงที่เป็นสากล เราเรียกว่า ความจริง (truth) ความจริงมีความแตกต่างจากข้อเท็จจริงตรงที่ความจริงนั้น
เป็นสิ่งที่ได้รับการพิสูจน์ในเชิงเหตุผลหรือประจักษ์แล้วว่าเป็นจริงไม่อาจเป็นอย่างอื่นได้ ส่วนข้อเท็จจริงนั้นอาจเปลี่ยนแปลงไปตามปัจจัย แต่อย่างไรก็ตามข้อเท็จจริงที่ผ่านการพิสูจน์หลายๆ ครั้ง ว่าเป็นจริง จนเป็นกฏที่ไม่เปลี่ยนแปลงแล้ว ก็ยอมรับเป็นความจริงได้ 5) กฎ (Law) กฎ เป็นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ประเภทหนึ่ง มีลักษณะคล้ายกับหลักการ คือ ต้องได้รับการพิสูจน์แล้วว่าถูกต้อง ทดสอบแล้วได้ผลตรงกันทุกครั้ง มีลักษณะที่เป็นจริงเสมอ แต่กฎเป็นหลักการที่มักจะเน้นในเรื่องของความสัมพันธ์ระหว่างเหตุและผล ซึ่งอาจเขียนสมการแทนได้ เช่น กฏของบอยล์ ซึ่งกล่าวว่า “ถ้าอุณหภูมิคงที่ ปริมาตรของแก๊สจะเป็นปฏิภาคผกผันกับความดัน” อยู่ในรูปสมการ คือ (ถ้า T คงที่)กฎมักจะเป็นหลักการหรือข้อความจริงทางวิทยาศาสตร์ที่ได้รับการพิสูจน์มาเป็นเวลายาวนานในระดับหนึ่ง จนมีหลักฐานสนับสนุนมากเพียงพอ ไม่มีหลักฐานอื่นที่คัดค้าน จนกระทั่งข้อความนั้นเป็นที่ยอมรับว่าถูกต้องสมบูรณ์ ข้อความนั้นก็จะเปลี่ยนจากหลักการหรือทฤษฎี กลายเป็นกฎ อย่างไรก็ตาม แม้กฎจะถูกตั้งมาจากข้อความที่ได้รับการยอมรับมานานก็ตาม แต่ในช่วงยุคต่อมา เมื่อความรู้ทางวิทยาศาสตร์เจริญขึ้น ซึ่งอาจทำให้มีความรู้ใหม่ ๆ เกิดขึ้นและขัดแย้งกับกฎเดิมๆ และหากพิสูจน์ได้ว่าความรู้ใหม่มีความถูกต้องมากกว่า กฎที่มีอยู่แล้วอาจต้องมีข้อยกเว้นหรือถูกยกเลิกไป เช่น กฎทรงมวล (Law of Conservation of Mass) ซึ่งกล่าวว่า “ในปฏิกิริยาเคมี สสารไม่สามารถถูกสร้างหรือถูกทำลายได้” แปลความได้ว่า ในปฏิกิริยาเคมี มวลของสารก่อนทำปฏิกิริยา จะเท่ากับมวลของสารหลังทำปฏิกิริยา เช่น เมื่อเผาเมอร์คิวริกออกไซด์ (HgO) จะได้ปรอท(Hg) และก๊าซออกซิเจน(O2) ดังสมการ 2HgO + Energy -> 2Hg + O2 ซึ่งมวลของปรอทและก๊าซออกซิเจนที่ได้หลังจากการปฏิกิริยาเคมีจะมีค่าเท่ากับมวลของเมอร์คิวริกออกไซด์ กฎข้อนี้เป็นกฎพื้นฐานที่ใช้อยู่ทั่วไป ในการศึกษาวิทยาศาสตร์เป็นระยะเวลานาน แต่หลังจากได้ศึกษาปฏิกิริยานิวเคลียร์จึงพบว่า กฎนี้ไม่สามารถใช้ได้กับปฏิกิริยานิวเคลียร์ ซึ่งมวลของสารที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์จะน้อยกว่ามวลของสารก่อนทำปฏิกิริยา โดยมวลที่สูญหายไปจะถูกเปลี่ยนไปเป็นพลังงานจำนวนมหาศาล ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ที่เสนอโดยอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ซึ่งได้กล่าวถึงมวลและพลังงานไว้ว่า มวลและพลังงานแปรเปลี่ยนสภาพเข้าหากันได้ในภาวะที่เหมาะสมตามสมการ E = mc2 เมื่อ E เป็นพลังงานมีหน่วยเป็น จูล, m เป็นมวลมีหน่วยเป็นกิโลกรัม, c เป็นความเร็วแสงมีค่าเท่ากับ 3 X 108 เมตรต่อวินาที จากการที่พบว่ามวลและพลังงานสามารถเปลี่ยนจากสภาพหนึ่งไปยังอีกสภาพหนึ่งได้นั้น ขัดกับกฎทรงมวลเดิมที่ว่า มวลไม่สามารถสร้างใหม่หรือทำให้สูญหายได้ ต่อมากฎทรงมวลนี้ได้ถูกเปลี่ยนเป็นกฎทรงมวลและพลังงาน (Law of Conservation of Mass - Energy) ซึ่งกล่าวว่า “the total amount of mass and energy in the universe is constant : ผลรวมระหว่างมวลและพลังงานในจักรวาลเป็นค่าคงที่” ซึ่งหมายถึง “มวลและพลังงานเป็นสิ่งที่ไม่สูญหายและมีอยู่เท่าเดิม แต่สามารถแปรเปลี่ยนจากสภาพหนึ่งไปอีกสภาพหนึ่งได้” ถึงแม้ว่ากฎ จะเป็นหลักการที่มีความสัมพันธ์ระหว่างเหตุกับผล และเขียนเป็นสมการแทนได้ แต่กฎไม่สามารถอธิบายให้เข้าใจได้ว่า ทำไมความสัมพันธ์ระหว่างเหตุกับผลจึงเป็นเช่นนั้น สิ่งที่สามารถอธิบายความสัมพันธ์ภายในตัวกฎได้ก็คือ ทฤษฏี ซึ่งจะกล่าวถึงต่อไป 6) ทฤษฏี (Theories) ทฤษฎี คือ ความเห็น ลักษณะที่คิด คาดเอาตามหลักวิชาการเพื่อเสริมเหตุผล และรากฐานให้แก่ปรากฏการณ์หรือข้อมูลในภาคปฏิบัติ ซึ่งเกิดขึ้นมาอย่างมีระเบียบ ทฤษฎี เป็นความรู้วิทยาศาสตร์ประเภทหนึ่ง มีลักษณะเป็นข้อความที่ใช้ในการอธิบายข้อเท็จจริง หลักการ และกฎต่างๆ หรือกล่าวได้ว่า ทฤษฏีเป็นข้อความที่ใช้อธิบายปรากฏการณ์ทั้งหลาย ในการแสวงหาความจริงของนักวิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์ใช้การสังเกตการสรุปรวมข้อมูล การคาดคะเนซึ่งทำให้เกิดความรู้วิทยาศาสตร์ต่างๆ ตั้งแต่ข้อเท็จจริง หลักการ สมมติฐาน และกฎ แต่การจะรู้แต่เพียงว่าข้อเท็จจริงหรือหลักการเกี่ยวกับสิ่งใดสิ่งหนึ่งเป็นอย่างไร เท่านั้นยังไม่พอ นักวิทยาศาสตร์จะต้องสามารถอธิบายข้อเท็จจริงหรือหลักการนั้นได้ด้วยว่า ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามสร้างแบบจำลอง (model) ขึ้น และเขียนคำอธิบายกว้างๆเกี่ยวกับสิ่งนั้น โดยที่คิดว่าแบบจำลองที่สร้างขึ้นจะใช้อธิบายข้อเท็จจริงย่อยในขอบเขตที่เกี่ยวข้องนั้นได้และสามารถทำนายปรากฏการณ์ที่ยังไม่เคยพบในขอบเขตของแบบจำลองนั้นได้ เราเรียกแบบจำลองที่สร้างขึ้นนี้ว่า ทฤษฎี ความสัมพันธ์ระหว่างทฤษฎีกับกฎ กฎนั้นอธิบายโดยใช้ความสัมพันธ์ระหว่างเหตุกับผลเป็นหลัก คือบอกได้แต่เพียงว่าผลที่ปรากฏให้เห็นนี้มีสาเหตุอะไร หรือเหตุกับผลสัมพันธ์กันอย่างไร แต่ไม่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมจึงเป็นเช่นนั้น ส่วนทฤษฎีนั้นสามารถอธิบายความสัมพันธ์ในกฎได้ เช่น “ถ้าเอาขั้วแม่เหล็กที่เหมือนกันมาวางใกล้กันมันจะผลักกันแต่ถ้าขั้วต่างกันมันจะดูดกัน” นี่คือความสัมพันธ์ที่อยู่ในรูปของกฎ ถ้าจะถามว่าทำไมขั้วแม่เหล็กเหมือนกันจึงผลักกัน การอธิบายความสัมพันธ์นี้ต้องใช้ทฤษฏีโมเลกุลแม่เหล็กมาอธิบายจึงจะเข้าใจ ทฤษฎี ที่ได้รับการตรวจสอบและทดลองหลายครั้งหลายหนจนสามารถอธิบายข้อเท็จจริงสามารถคาดคะเนทำนายเหตุการณ์ทั่วๆไป ที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์นั้นอย่างถูกต้อง และมีเหตุผลเป็นที่ยอมรับของคนทั่วไป เช่น ทฤษฎีเซลล์ (Cell theory) ทฤษฏีวิวัฒนาการ (the evolution theory) เป็นต้น |