Uzasadnianie twierdzeń naukowych to wykazywanie – zgodnie z obowiązującymi w określonym czasie i konkretnej nauce rygorami – że dany pogląd zasługuje na (przynajmniej wstępną) akceptację uczonych. Inaczej mówiąc, jest to przedstawienie argumentów, że istnieją pewne ważkie racje przemawiające za prawdziwością lub przynajmniej wiarygodnością tego poglądu przy braku znajomości racji przeciwnych. Uczony to człowiek, który nie tylko coś twierdzi, lecz zarazem uzasadnia to, co twierdzi.

Ogólnie można powiedzieć, że „uzasadnić jakieś twierdzenie to tyle, co dojść do niego na takiej drodze, która bądź gwarantuje temu twierdzeniu prawdziwość, bądź zapewnia mu przynajmniej wysoki stopień prawdopodobieństwa”K. Ajdukiewicz, Język i poznanie, rozdz. Zagadnienie uzasadniania, t. II, PWN, Warszawa 1965, s. 374.. 440px|thumb|Drzeworyt Flammariona: „Kres ziemi” lub „Średniowieczny uczony”. Jest to ilustracja nieznanego autora z okresu średniowiecza zamieszczona w 1888 r. w pracy Camille Flammariona (stąd jej nazwa) pt.: L'atmosphère: météorologie populaire. Drzeworyt przedstawia średniowiecznego uczonego – misjonarza, który dotarł do „kresu ziemi”, to znaczy do miejsca, gdzie „niebo styka się z ziemią” i zajrzał poza sferę niebieską. Zobaczył tam tajemnicze Empireum (wg Dantego Alighieri, w Boskiej komedii, było siedzibą Boga), czyli można powiedzieć – poznał cały Wszechświat. Gdyby to było możliwe, a Wszechświat byłby tak mały, jak na ilustracji, to wszystkie twierdzenia naukowe byłyby zarówno weryfikowalne jak też falsyfikowalne. Jak wynika jednak z danych współczesnej astronomii i kosmologii, Wszechświat jest olbrzymi, a być może nawet materialnie i czasoprzestrzennie nieskończony, a to uniemożliwia weryfikację lub falsyfikację niektórych rodzajów twierdzeń naukowych.

Uzasadnianie naukowe jest specyficznym rodzajem uzasadniania. Wyróżnia się racjonalnym charakterem oraz ścisłym dopasowaniem stosowanych środków do stawianych celów. Jego racjonalność polega na braniu pod uwagę jedynie argumentów i racji czysto rzeczowych, z pominięciem takim motywów, jak ślepy autorytet, nieczuła na nowe wyniki poznawcze tradycja, wiara, pragnienia („pobożne życzenia”) i inne. Procedura uzasadniania odgrywa w nauce ważną rolę selektora wiedzy naukowej: tylko te wyniki badań wchodzą do skarbnicy dojrzałej wiedzy naukowej, które uzyskują dostateczne uzasadnienie naukoweJ. Such, Co to znaczy uzasadnić coś w sposób naukowy?, w: B. Suchodolski, J. Kubin (red.), Nauka w kulturze ogólnej, Część I, Problemy upowszechniania postawy naukowej, Zakład Narodowy im. Ossolińskich, Wyd. PAN, Wrocław, Warszawa 1985, s. 87−88..

Niejednorodność wiedzy naukowej Wiedzy naukowej nie można ograniczać wyłącznie do wiedzy dojrzałej, dobrze uzasadnionej. Do nauki należą także nowo tworzone hipotezy naukowe, a nawet pierwsze luźne pomysły uczonych i swobodne przypuszczenia, które pozwalają nauce się rozwijać. Dlatego w nauce można wyróżnić dwa obszary wiedzy.

Pierwszy tworzy wiedza dojrzała, sprawdzona, dobrze i wszechstronnie uzasadniona. Występuje ona zazwyczaj w postaci rozbudowanych i utrwalonych teoretycznie i doświadczalnie systemów teoretycznych, którą to wiedzę można nazwać umownie dojrzałą wiedzą naukową. Drugi obszar wiedzy naukowej to wiedza niedojrzała, tymczasowa, jeszcze niesprawdzona, występująca w postaci domysłów, przypuszczeń i hipotez. Można ją nazwać wiedzą hipotetyczną.

Jeśli dojrzała wiedza naukowa wyróżnia się dostatecznym sprawdzeniem, czyli uzasadnieniem, to naukowa wiedza hipotetyczna powinna się odznaczać wysokim stopniem sprawdzalności, który umożliwi jej wszechstronne uzasadnienie w przyszłości. Dlatego przed uczonymi stoi podwójne zadanie: pomnażać naukową wiedzę hipotetyczną, czyli formułować nowe pomysły i hipotezy, oraz pomnażać naukową wiedzę teoretyczną, czyli sprawdzać i selekcjonować hipotezy, przekształcając w ten sposób przynajmniej niektóre z nich w dojrzałe teorie naukoweJ. Such, Co to znaczy uzasadnić coś w sposób naukowy?, w: B. Suchodolski, J. Kubin (red.), Nauka w kulturze ogólnej, Część I, Problemy upowszechniania postawy naukowej, Zakład Narodowy im. Ossolińskich, Wyd. PAN, Wrocław, Warszawa 1985, s. 88−89..

Nie znaczy to, że wiedzę tworzoną przez uczonych można sztywno podzielić dychotomicznie na wiedzę uzasadnioną oraz wiedzę nieuzasadnioną naukowo. Niemal wszystkie podziały dychotomiczne w naukach, poza logiką i matematyką, są przybliżone i schematyczne. Wiedza jest stopniowalna także pod względem mocy uzasadnienia, a uczonych obowiązuje zasada racjonalności przekonań, która mówi – w sformułowaniu podanym przez Kazimierza Ajdukiewicza – że stopień przekonania, z jakim głosi się dany pogląd, powinien odpowiadać stopniowi jego uzasadnieniaK. Ajdukiewicz, Język i poznanie, t. II, rozdz. O wolności nauki, PWN, Warszawa 1965, s. 268−269..

Zasada powyższa – uzależniająca siłę przekonania od siły racji – zezwala uczonym formułować i głosić publicznie najbardziej śmiałe przypuszczenia i pomysły, bez czego nauka nie mogłaby się rozwijać. Karl Popper mówi krótko: „metoda nauki to metoda śmiałych hipotez oraz dociekliwych i surowych prób ich obalenia”K. Popper, Wiedza obiektywna. Ewolucyjna teoria epistemologiczna, PWN, 1992, s. 114.. Nie wolno jedynie uczonym przedstawiać swoich nowych pomysłów i hipotez jako dobrze już ugruntowanych koncepcji czy teorii, zasługujących na powszechną akceptację bez dalszego sprawdzeniaJ. Such, Co to znaczy uzasadnić coś w sposób naukowy?, w: B. Suchodolski, Jerzy Kubin (red.), Nauka w kulturze ogólnej, Cz. I: Problemy upowszechniania postawy naukowej, Wyd. Polskiej Akademii Nauk, Wrocław, Warszawa, Kraków, Gdańsk, Łódź 1985, s. 89..

Rozmaite rodzaje twierdzeń naukowych różnią się szczególnie tym, że podlegają odmiennym sposobom i rodzajom uzasadniania. „Pojęcie uzasadnienia odgrywa centralną rolę w metodologii nauk, która czyniąc twierdzenia naukowe przedmiotem swoich badań, poświęca głównie swą uwagę sposobom ich uzasadnienia i czyni te sposoby uzasadnienia zasadą podziału nauk, dzielą je na nauki dedukcyjne i indukcyjne lub na aprioryczne i empiryczne, zależnie od tego, jakimi sposobami czy też metodami uzasadniania swych twierdzeń się posługują”K. Ajdukiewicz, Język i poznanie, t. II, rozdz. Zagadnienie uzasadniania, PWN, Warszawa 1965, s. 374..

Podstawowe odmiany uzasadniania naukowego 700px|thumb|Ogólny schemat uzasadniania twierdzeń naukowych Główne odmiany uzasadniania naukowego to dowodzenie oraz sprawdzanie empiryczne. Uzasadnianie twierdzeń odbywa się na drodze odwołania się albo do ich założeń (tj. do ich racji), czyli twierdzeń, z których one wynikają, i wtedy mówi się o dowodzeniu, albo do ich implikacji (konsekwencji, następstw), czyli twierdzeń, które z nich wynikają, i wówczas dochodzi się do sprawdzania empirycznegoJ. Such, Problemy weryfikacji wiedzy, rozdz. II, § 3., Rodzaje uzasadniania. Dowodzenie i sprawdzanie empiryczne jako podstawowe odmiany uzasadniania, PWN, Warszawa 1975, s. 113−114..

Dowodzenie jest podstawową metodą uzasadniania w naukach matematycznych (logice i matematyce), zwanych też tradycyjnie naukami formalnymi, natomiast sprawdzanie empiryczne stanowi podstawową metodę uzasadniania zarówno w naukach przyrodniczych, jak i społecznych, a także praktycznych (stosowanych)Zob. J. Kmita, Wykłady z logiki i metodologii nauk, PWN, Warszawa 1973, rozdz. I, § 1. Dowodzenie twierdzeń w dyscyplinach formalnych, s. 113−119..

Dowodzenie Dowodzenie to w zasadzie rozumowanie (wnioskowanie) dedukcyjne. Polega ono na uwierzytelnianiu prawdziwości danego twierdzenia, które nie zostało uznane jeszcze za prawdziwe na podstawie innych twierdzeń uznanych za prawdziwe, np. aksjomatówAksjomat to sąd (zdanie) logiczny przyjmowany w danym systemie bez uzasadnienia ze względu na swą intuicyjną oczywistość lub prostotę. Z aksjomatów systemu wyprowadzane są na podstawie praw logiki wszystkie twierdzenia tego systemu. Prawdziwość aksjomatów gwarantuje, że dowodzone twierdzenia są także prawdziwe. [Zob. Słownik pojęć filozoficznych, W. Krajewski (red.), Wydawnictwo Naukowe Scholar, Warszawa 1996, s. 12.] wcześniej uznanych za prawdziwe. „Dowodzenie jest to proces myślowy polegający na rozwiązywaniu zadania, które domaga się, by pewne zdanie całkowicie dane w samym zadaniu wywnioskować ze zdań innych już uprzednio uznanych”K. Ajdukiewicz, Język i poznanie, t. II, rozdz. Zagadnienie uzasadniania, PWN, Warszawa 1965, s. 210..

Uzasadnianie w naukach matematycznych ma zatem – przynajmniej w przeważającej liczbie przypadków oraz w głównym swym postępowaniu – charakter dedukcyjny, ponieważ dowodzenie – to uzasadnianie dedukcyjne, które odznacza się niezawodnością. Taki charakter ma zarówno dowodzenie wprost, jak i dowodzenie nie wprost (apagogiczne)J. Such, Problemy weryfikacji wiedzy, rozdz. II, § 3., Rodzaje uzasadniania. Dowodzenie i sprawdzanie empiryczne jako podstawowe odmiany uzasadniania, PWN, Warszawa 1975, s. 115.. O jego dedukcyjności a zarazem niezawodności logicznej świadczy fakt, że wnioskowanie to przebiega zgodnie z kierunkiem wynikania: od racji (R) do następstwa (N). Zgodnie z logiką prawdziwość racji pociąga prawdziwość następstwa: R → N.

Dowodzenie wprost polega na uzasadnieniu, że dane twierdzenie wynika logicznie (tzn. zgodnie z prawami logiki) z twierdzeń uznanych wcześniej za prawdziwe, np. z aksjomatów. Natomiast dowodzenie nie wprost polega na próbnym założeniu, że prawdziwe jest sformułowanie stanowiące zaprzeczenie twierdzenia dowodzonego oraz wykazaniu, że założenie to prowadzi do absurdu, czyli do logicznej sprzeczności (tzn. do istnienia dwóch twierdzeń sprzecznych ze sobą)K. Ajdukiewicz, Język i poznanie, t. II, rozdz. Zagadnienie uzasadnienia zdań analitycznych, PWN, Warszawa 1965, s. 308−321..

Sprawdzanie empiryczne Sprawdzanie (empiryczne) nie jest procedurą wyłącznie myślową. Polega ono na uzasadnieniu danego twierdzenia w drodze konfrontacji prognozy z faktami empirycznymi (doświadczeniem). Twierdzenia oparte bezpośrednio na doświadczeniu uzasadnia się poprzez obserwację, pomiar lub eksperyment. Obserwacja polega na dochodzeniu do sądów spostrzeżeniowychK. Ajdukiewicz, Język i poznanie, t. I, rozdz. Zagadnienie uzasadnienia zdań analitycznych, PWN, Warszawa 1965, s. 296.. Pomiar (nazywany też niekiedy obserwacją ilościową) przyporządkowuje obserwowanym przedmiotom liczby rzeczywiste, wyznaczające np. długość, odległość, wielkość masy itp.K. Ajdukiewicz, Język i poznanie, t. I, rozdz. Zagadnienie uzasadnienia zdań analitycznych, PWN, Warszawa 1965, s. 297.. Eksperyment jest to „zabieg polegający na wytworzeniu przedmiotu lub zjawiska w tym celu, by go obserwować, oraz na dokonaniu tej obserwacji”.

Weryfikacja prognozy oznacza potwierdzenie sprawdzanego twierdzenia. Wnioskowanie przebiega tu w kierunku odwrotnym niż wynikanie, czyli od następstwa do racji: N --→ R. Zatem sprawdzanie empiryczne ma charakter redukcyjny i jest procedurą logicznie zawodną, ponieważ prawdziwość następstwa (N) nie pociąga racji (R), lecz jedynie zwiększa jej wiarygodność (stopień konfirmacji)J. Such, Problemy weryfikacji wiedzy, rozdz. II, § 3. Rodzaje uzasadniania. Dowodzenie i sprawdzanie empiryczne jako podstawowe odmiany uzasadniania, Wyd. PWN, Warszawa 1975, s. 115..

Między dowodzeniem, a sprawdzaniem empirycznym zachodzą zatem trzy podstawowe różnice: odwołanie się do racji logicznej lub do następstw empirycznych charakter dedukcyjny lub redukcyjny (w szczególności indukcyjny) niezawodność lub zawodność.

Rodzaje sprawdzania empirycznego Sprawdzanie empiryczne dzieli się na pozytywne oraz negatywne.

Sprawdzanie empiryczne pozytywne może być całkowite, zwane weryfikacją albo częściowe, zwane potwierdzeniem lub konfirmacją. Z kolei sprawdzanie negatywne to bądź wykazywanie fałszywości danego twierdzenie jeszcze nieuznanego za fałszywe (falsyfikacja), bądź też postępowanie zmierzające do zmniejszenia jego pewności na podstawie jego logicznych następstw (dyskonfirmacja).

Weryfikacja