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科学方法是如何工作的

作者:威廉·哈里斯|

科学方法步骤

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科学方法的步骤。维基共享资源(CC BY-SA 4.0)

不同的来源以不同的方式描述科学方法的步骤,这进一步证明了“做”科学没有一种方法。有些列出了三个步骤,有些列出了四个步骤,有些列出了五个步骤。然而,从根本上说,它们包含相同的概念和原则。

出于我们的目的,我们将说该方法中有五个关键步骤。

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第一步:观察

几乎所有的科学探究都是从激发好奇心或提出问题的观察开始的。例如,当查尔斯·达尔文(1809-1882)访问了加拉帕戈斯群岛(位于太平洋上,厄瓜多尔以西590英里(950公里)处),他观察了几个物种每一种都能独特地适应特定的栖息地。特别是,雀类的喙变化很大,似乎在鸟类如何获得食物方面起着重要作用。

这些鸟迷住了达尔文。他想了解是什么力量让这么多不同种类的雀在这么小的地理区域内成功地共存。他的观察引起了他的好奇,而这种好奇又促使他提出了一个可以验证的问题。

第二步:问问题

问题的目的是缩小调查的焦点,以具体的方式确定问题。在看到这么多不同的雀类之后,达尔文可能会问这样一个问题:是什么导致了加拉帕戈斯群岛雀类的多样化?

以下是其他一些科学问题:

  • 是什么导致植物的根向下生长而茎向上生长?
  • 什么牌子的漱口水杀菌效果最好?
  • 哪一个体型能最有效地减少空气阻力?
  • 什么原因导致珊瑚白化?
  • 是绿色的减少氧化的影响?
  • 什么类型的建筑材料吸收声音最多?

提出科学问题并不难,也不需要科学家的训练。如果你曾经对某件事感到好奇,如果你曾经想知道是什么导致了某件事的发生,那么你可能已经提出了一个可以启动科学调查的问题。

步骤3:制定一个假设

一个问题的伟大之处在于它渴望一个答案,而科学方法的下一步就是以a的形式提出一个可能的答案假设.假设通常被定义为一种有根据的猜测,因为它几乎总是基于你对某个主题的已知知识。例如,如果你想研究上面提到的空气阻力问题,你可能已经有了一种直观的感觉,即形状像鸟的汽车比形状像盒子的汽车更能有效地减少空气阻力。你可以用这种直觉来形成你的假设。

一般来说,假设被表述为“如果……”然后“声明。在做出这样的声明时,科学家们参与了演绎推理这是归纳推理的反面。演绎要求逻辑从一般到特殊的运动。这里有一个例子:如果一辆车的车身轮廓与它产生的空气阻力有关(一般陈述),那么一辆设计成鸟的车身的汽车将比设计成盒子的汽车更符合空气动力学,更能减少空气阻力(具体陈述)。

请注意,用“如果……”来表示的假设有两个重要的特性。然后“声明。首先,它是可测试的;可以建立一个实验来检验这一说法的有效性。其次,它是可证伪的;可以设计一个实验来揭示这种想法是不正确的。如果不满足这两个品质,那么所提出的问题就不能用科学的方法来解决。

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