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科学方法的几个步骤[1]

科学方法(英语:scientific method)指的是检查自然现象、获取新知识或修正与整合先前已得的知识,所使用的一整套技术。[2][3]为了合乎科学精神,这方法必须建立于收集可观察、可经验(empirical)、可量度的证据,并且合乎明确的推理原则。[4]梅里亚姆-韦伯斯特辞典如此定义:[5]

科学方法是一种有系统地寻求知识的程序,涉及了以下三个步骤:问题的认知与表述、实验数据的收集、假说的构成与测试。

科学方法是一种持续不停的过程,通常其最初步骤是仔细观察大自然,人们天生就有一种摘三问四的习性,他们时常会对于周遭现象想出一些奇奇怪怪的问题,进而发展出一些假说来解释这些问题。最好的假说会导致能被多样检试的预言。基于检试的结果,被检查的假说可能需要加以改善或遭到毅然驳回。这整个循环,从预测、检试到改善,可能会重复多次,甚至会无限期地重复,直到假说被改善到能够给出预测符合检试的数据,这时,就可宣布一个科学理论出炉了。[1]

概述

科学方法涉及到很多步骤,首先,需要观察大自然并且对于自然现象提出有意义的问题,然后再想出假说来解释自然现象,之后设计实验来检验这些假说,核对从这些假说所给出的预言是否正确无误。为了要防范在做实验时发生错误或误解,这些步骤必须具有可重复性。一个假说在被学术界广泛接受之前,必须先通过科学方法的严格验证,以有条有理的方式来将理论结果与实验数据互相比较。只有当理论结果和实验数据互相吻合时,这假说才能被学术界接受。涉及比较广泛学术领域的理论,可能会融合许多独立推出的假说在一起,配搭一致、相辅相成。通过严格检验的理论,又可以触类旁通,帮助形成新假说,或者设定其它假说的上下文。[1][6]

为了减少获得偏差结果的机会,科学研究通常是要越客观越好。所有测量数据与实验程序都必须详细纪录,存档于安全的数据库,并且可供适当学者共享。这样,适当学者可以仔细检查,通过复制实验来核对结果。这种行为方式,称为充分公开英语full disclosure,容许建立这些数据在统计学的信度[7]

参考文献

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Garland, Jr., Theodore. The Scientific Method as an Ongoing Process. U C Riverside. (原始内容存档于2016-08-19).
  2. ^ Goldhaber, Alfred Scharff; Nieto, Michael Martin, Photon and graviton mass limits, Review of Modern Physics (American Physical Society), January–March 2010, 82: pp. 940, doi:10.1103/RevModPhys.82.939
  3. ^ 费曼, 理查; 雷顿, 罗伯; 山德士, 马修, 費曼物理學講義I (1)物理學與其它科學的關係, 台湾: 天下文化书: pp. 66ff, 2007, ISBN 9789864178582
  4. ^ "[4] Rules for the study of natural philosophy", Newton, Isaac, 自然哲学的数学原理 3rd edition (1726); I. Bernard Cohen与Anne Whitman翻译,Julia Budenz协助翻译, Berkeley, CA: University of California Press: pp.794–796, 1999, ISBN 978-0520088160
  5. ^ 梅里亚姆-韦伯斯特辞典对于scientific method的定义。
  6. ^ Rooney, Anne. The History of Physics. The Rosen Publishing Group. 2012: pp. 9. ISBN 9781448873715.
  7. ^ Grant, Andrew. Disputed dark-matter result gets put to the test. Physics Today (AIP Publishing). Jul 2016, 69 (7): pp. 28–30. doi:10.1063/PT.3.3229.

参见


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