Tartalom
- Megfigyelés és hipotézis
- Jóslás és modellezés
- Tesztelés és hibabecslés
- Eredménygyűjtés és bemutatás
- Következtetések
- Törvényképzés
A tudományos kísérletek a „tudományos módszer” elvet követik, amely biztosítja a pontos tesztek elvégzését, a megbízható eredmények összegyűjtését és az ésszerű következtetések levonását. Minden tudományos kísérletnek meg kell felelnie a megfelelő vizsgálat alapelveinek, hogy a végén bemutatott eredmények hitelesnek tekinthetők.
Megfigyelés és hipotézis
Egy új fizikai folyamat vagy jelenség megfigyelése ritka esemény, de vannak olyan tudományterületek, amelyeket nem értek meg teljesen. A tudósnak észrevételeit szavakba kell állítania, hogy értelmezhető hipotézist dolgozzanak ki. A hipotézisnek meg kell magyaráznia a jelenséget egy mechanizmus vagy egy matematikai kapcsolat felhasználásával, ahogyan azt a fizikai professzor, Frank L. H. Wolfs, a Rochesteri Egyetemen ismertette.
Jóslás és modellezés
Nem elég kitalálni, hogy miért történik valami. A tudósnak bizonyítania kell, hogy elmélete helyes. Előrejelzések készülnek a megfigyelések különböző körülmények közötti tesztelésére. A cél többet megismerni a jelenségről és bizonyítani azt. A tudományos módszer továbbfejlesztésének egyik módja egy „modell” létrehozása. A modellek analógiákat nyújthatnak a nehéz, nem megfigyelhető koncepciókhoz.
Tesztelés és hibabecslés
Az új elméletek tesztelése elengedhetetlen. Minden egyes kísérletet meg kell tervezni a változók számának csökkentése érdekében. Soha nem elég azt mondani, hogy egy kísérletet elvégeztek, és támogatja az elméletet, de hogy a módszer vagy az eredmények nem állnak rendelkezésre. Minden kísérletnek tartalmaznia kell egy kis hibát. Ha az elméletet matematikai módszerrel kell bebizonyítani, akkor az egyes számítások eredményéhez az átlagtól való eltéréseket kell alkalmazni.
Eredménygyűjtés és bemutatás
A tudósoknak rögzíteniük kell az eredményeket. Az eredeti elméletet a kísérletek után gyakran átírhatják új jelenségek szemléltetésére. Ha az elvégzett kísérletek semmilyen elméletet nem támasztanak alá, azokat el kell utasítani. Minden eredményt kétszer ellenőrizni kell, és azokat, amelyek egyértelműen nem felelnek meg a mintának, tovább kell elemezni. Az eredmények összegyűjtése után táblázatok, grafikonok, diagramok vagy számítógépes grafikák formájában is bemutathatók. Minden reprezentációnak támogatnia kell az eredeti elméletet.
Következtetések
Ha az eredmények be vannak mutatva és értelmes módon bemutatásra kerülnek, következtetéseket lehet levonni. Következtetés az eredmények értelmezése, a jelen lévő minták felismerése és annak leírása, amelyeket ezek a minták és értelmezések a valóságban jelentenek. Bármely modellezést vagy előrejelzést érdemi, indokolt következtetéské kell alakítani. Az egyes kísérletek következtetései a viselkedés teljes előrejelzésévé és a tesztelésre vonatkozó további ötletekké alakíthatók.
Törvényképzés
A tudomány egyik fő célja új törvények felfedezése és bebizonyítása, amelyek magyarázzák a dolgok működését. Ha két vagy három modellt fogalmazunk meg az első megfigyelések alapján, és az elmélet sikeresen tesztelésre kerül, a különböző modelleket össze lehet vonni. Az egyetlen fogalomtörvény példája az első termodinamikai törvény. Az elméletek összevonódásának példája a „nagy egységes elmélet”, a világegyetem leírása, amely összekapcsol mindent, amit már tudunk.