No seu sentido mais amplo, ciência (do Latim scientia, significando "conhecimento") refere-se a qualquer conhecimento ou prática sistemático. Num sentido mais restrito, ciência refere-se a um sistema de adquirir conhecimento baseado no método científico, assim como ao corpo organizado de conhecimento conseguido através de tal pesquisa.[1] Este artigo foca o sentido mais restrito da palavra. A ciência tal como é discutida neste artigo é muitas vezes referida como ciência experimental para diferencia-la da ciência aplicada, que é a aplicação da pesquisa científica a necessidades humanas específicas, embora as duas estejam regularmente interconectadas.

A ciência é o esforço para descobrir e aumentar o conhecimento humano de como a realidade funciona.

Ciência refere-se tanto a:

    * Investigação racional ou estudo da natureza, direccionado à descoberta da verdade. Tal investigação é normalmente metódica, ou de acordo com o método científico – um processo de avaliar o conhecimento empírico;
    * O corpo organizado de conhecimentos adquiridos por estudos e pesquisas.

A ciência é o conhecimento ou um sistema de conhecimentos que abarca verdades gerais ou a operação de leis gerais especialmente obtidas e testadas através do método científico. Nestes termos ciência é algo bem distinto de cientista, podendo ser definida como o conjunto sistematizado de todas as teorias científicas (com destaque para os paradigmas válidos), do método científico e dos recursos necessários à produção das mesmas.

Decorre que um cientista é um elemento essencial à ciência. Entretanto, como um ser humano dotado de um cérebro imaginativo, que possui sentimentos e emoções, este certamente tem suas crenças - que vão além das verdades gerais, podendo este inclusive vir a ser um teísta ou religioso. Entretanto a ciência exige expressamente que este saiba manter suas crenças longe de seus artigos científicos e das teorias científicas.

Em outras palavras, apesar da ciência não excluir os crentes, teístas e/ou religiosos do seu leque de cientistas, a ciência e por conseguinte as teorias científicas, graças aos pré-requisitos do método científico, excluem delas suas crenças, sendo estas expressamente céticas.

A etimologia da palavra ciência vem do latim scientia ("conhecimento"), o mesmo do verbo scire ("saber") que designa a origem da faculdade mental do conhecimento.[2] Esta acepção do termo se encontra, por exemplo, na expressão de François Rabelais: "Ciência sem consciência arruina a alma". Ele se referia assim a uma noção filosófica (o conhecimento puro, a acepção " de saber"), que em seguida se tornou uma noção religiosa, sob a influência do cristianismo. "A ciência instruída" referia-se então ao conhecimento dos religiosos, da exegese e das escritas, parafraseando para a Teologia, primeira ciência instituída. A raiz "ciência" reencontra-se em outros termos tais como "a consciência" (etimologicamente, "com o conhecimento"), "presciencia" ("o conhecimento do futuro"), "omnisciencia" ("o conhecimento de todo"), por exemplo.

Segundo Michel Blay,[4] a ciência é "o conhecimento claro e evidente de algo, fundado quer sobre princípios evidentes e demonstrações, quer sobre raciocínios experimentais, ou ainda sobre a análise das sociedades e dos fatos humanos." Esta definição permite distinguir os três tipos de ciência: as ciências formais, compreendendo a Matemática e as ciências matemáticas como a física teórica; as ciências físico-químicas e experimentais (ciências da natureza e da matéria, biologia, medicina); as ciências sociais, que se referem ao homem, a sua história, o seu comportamento, a língua, o social, o psicológico, a política. No entanto, os seus limites são leves; em outras palavras, não existe categorização sistemática dos tipos de ciência, o que constitui além disso um questionamento epistemológico.

A palavra ciência, no seu sentido estrito, se opõe à opinião (doxa em grego), e ao dogma, afirmação por natureza arbitrária. No entanto a relação entre a opinião de um lado e a ciência do outro, não é também sistemático; o historiador das ciências Pedra Duhem pensa com efeito que a ciência é a âncora no sentido comum, que deve salvar as aparências.

O discurso científico se opõe à superstição e ao obscurantismo. Contudo, a opinião pode transformar-se num objeto de ciência, ou mesmo uma disciplina científica à parte. A Sociologia das ciências analisa esta articulação entre ciência e opinião; os seus relatórios são mais complexos e mais tênues, como Gaston Bachelard explica que "a opinião pensa mal, não pensa".[5] Na linguagem comum, a ciência se opõe à crença, por extensão as ciências frequentemente são consideradas como contrárias às religiões. Esta consideração é contudo frequentemente mais usada por cientistas que religiosos.[nota 1] [nota 2]

A ideia de uma produção de conhecimento é problemática; vários dos domínios reconhecidos como científicos não têm por objetivo a produção de conhecimentos, mas a de instrumentos, máquinas, de dispositivos técnicos. Terry Shinn assim propôs a noção de "investigação técnico-instrumental".[6] Os seus trabalhos com Bernward Joerges a propósito da instrumentação[7] assim permitiram destacar que o critério científico não é atribuído unicamente às ciências do conhecimento.

A palavra ciência definida no século XX e XXI é a da instituição da ciência, ou seja, o conjunto das comunidades científicas que trabalham para melhorar o saber humano e a tecnologia, na sua dimensão internacional, metodológica, ética e política. Fala-se então da ciência.

A noção, no entanto, não possui definição consensual. Segundo o epistemologista André Pichot, é "utópico querer dar uma definição a priori da ciência". O historiador das ciências Robert Nadeau explica, por seu lado, que é "impossível passar aqui em revista o conjunto dos critérios de demarcação propostos desde cem anos pelos epistemologistas, [e que] pode-se aparentemente formular um critério que exclui qualquer coisa que se queira excluir, e conserva qualquer coisa que se queira conservar."[8] O físico e filósofo das ciências Léna Soler, no seu manual de epistemologia, começa igualmente por sublinhar pelos limites da operação de definição.[9] Os dicionários propõem certamente algumas definições. Mas, como recorda Léna Soler, estas definições não são satisfatórias. As noções de universalidade, de objetividade ou de método científico (sobretudo quando este último é concebido como a uma única noção em vigor) é objeto de numerosas controvérsias para que possam constituir o pedestal de uma definição aceitável. É necessário, por conseguinte, ter em conta estas dificuldades para descrever a ciência. E esta descrição continua a ser possível tolerando certa vaporosidade epistemológicas.

De acordo com o empirismo, as teorias científicas são objetivas, empiricamente testáveis e preditivas — elas predizem resultados empíricos que podem ser verificados e possivelmente contraditos.

Mesmo na tradição empírica, há que criar o devido cuidado para compreender que "predição" refere-se ao surgimento de um experimento ou estudo, mais do que literalmente predizer o futuro. Por exemplo, dizer "um paleontólogo pode fazer predições a respeito do achado de um determinado tipo de dinossauro" é consistente com o uso empírico da predição. Por outro lado, as ciências como a geologia ou meteorologia não precisam ser capazes de fazer predições acuradas sobre terremotos ou sobre o clima para serem qualificadas como ciência. O filósofo empírico, Karl Popper também argumentou que determinada verificação é impossível e que a hipótese científica pode ser apenas falseável (falseabilidade).

O Positivismo, uma forma de empirismo, defende a utilização da ciência, tal como é definida pelo empirismo, a fim de governar as relações humanas. Em conseqüência à sua afiliação próxima, os termos "positivismo" e "empirismo" são geralmente usados intercambialmente. Ambos têm sido objetos de críticas.

Em contraste, o realismo científico define ciência em termos da ontologia: a ciência se esforça em identificar fenômenos no meio, seus poderes causais e os mecanismos através dos quais eles exercem esses poderes e as fontes de tais poderes em termos da estrutura das coisas ou natureza interna.

    * W. V. Quine demonstrou a impossibilidade de existir uma linguagem de observação independente da teoria, o que torna o conceito de testar teorias com fatos.
    * As observações são sempre carregadas de teorias. Thomas Kuhn argumentou que a ciência sempre envolve "paradigmas," grupos de regras, práticas, premissas (geralmente sem precedentes) e tais transições, de um paradigma para outro, geralmente não envolvem verificação ou falseabilidade de teorias científicas. Além disso, ele argumentou que a ciência não procedeu historicamente com a acumulação constante de fatos, como o modelo empirista expressa.

Enquanto a investigação empírica do mundo natural tem sido descrita desde a antiguidade (por exemplo, por Aristóteles, Teofrasto e Caio Plínio Segundo), e o método científico tenha sido usado desde a Idade Média (por exemplo, por Ibn al-Haytham, Abu Rayhan Biruni e Roger Bacon), o surgimento da ciência moderna é normalmente traçado até o início da Idade Moderna, durante o que ficou conhecido como Revolução Científica dos séculos XVI e XVII. Essa foi uma época coincidindo com o final da Idade Média e através da Renascença, quando as ideias científicas em física, astronomia, e biologia evoluíram rapidamente.[

O pensamento científico surgiu na Grécia Antiga com os pensadores pré-socráticos que foram chamados de Filósofos da Natureza e também Pré-cientistas. Nesse período a sociedade ocidental, saiu de uma forma de pensamento baseada em mitos e dogmas, para entrar no pensamento científico baseado no Ceticismo.

O pensamento dogmático coloca as ideias como sendo superiores ao que se observa. O Pensamento Cético coloca o que é observado como sendo superior às ideias. Por mais que se observe fatos que destruam o dogma, uma pessoa com pensamento dogmático preservará o seu dogma. Para a ciência uma teoria é uma ideia, mas se observarmos fatos que comprovem a falsidade da ideia, o cientista tem a obrigação de destruir ou modificar a teoria.

Na época de Sócrates e seu contemporâneos, o pensamento científico se consolidou, principalmente com o surgimento do conceito de prova científica, ou repetição do fato observado na natureza.

Tanto as religiões como a ciência tentam descrever a natureza. A diferença está na forma de pensar. O cientista não aceita descrever o natural com o sobrenatural, para ele é necessária a observação de provas que eventualmente destroem as ideias. Para um cientista a ciência é uma só, pois a natureza é apenas uma. Sendo assim, as ideias da física devem complementar as ideias da química, da paleontologia, geografia e assim por diante. Embora a ciência seja dividida em áreas, para facilitar o estudo, ela ainda continua sendo apenas uma.

Durante a Idade Média, os filósofos escolásticos criaram uma visão dogmática de ciência que ainda hoje pode ser encontrada em alguns livros e enciclopédias. Estes pensadores não admitiam o uso da matemática, aceitavam somente a dialética e a lógica aristotélica como formas de análise científica. O resultado disso é que nada de científico foi produzido durante a Idade Média.

Na Renascença, os pensadores retomaram o pensamento científico pré-socrático, usando a matemática como forma de análise científica. Galileu Galilei e Descartes são exemplos. Após a retomada do pensamento científico pré-socrático, voltou-se a evoluir cientificamente.

Já na Grécia Antiga, os filósofos pré-socráticos, discutiam se iriam atingir a verdade através das palavras ou dos números. Os sofistas, defendiam que iriam atingir a verdade através das palavras. Os pitagóricos, seguidores de Pitágoras, defendiam que atingiriam a verdade através dos números.

Aristóteles, um sofista, criou o pensamento lógico dedutivo. Na Idade Média, o pensamento lógico dedutivo foi usado abundantemente pelos filósofos escolásticos e o resultado foi um total vazio científico durante essa época. Francis Bacon, na Renascença, afirmava que A lógica de Aristóteles é ótima para criar brigas e contendas, mas totalmente incapaz de produzir algo de útil para a humanidade.

Sócrates, Platão e Demócrito, que eram pitagóricos, defendiam que somente a Matemática traz clareza ao pensamento.

O pensamento lógico já se demonstrou ineficiente para criação de teorias científicas e para descrever a natureza. René Descartes, já afirmava que: Matemática é uma ferramenta para se fazer ciência, mas não é uma ciência.

Isso ocorre, pois palavras e números não existem na natureza, portanto não são ciência. Mas, a matemática já se mostrou ótima ferramenta para o estudo e formulação de teorias científicas.