科学方法

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科學方法英文:scientific method)指的是檢查自然現象、獲取新知識或修正與整合先前已得的知識,所使用的一整套技術[1][2]。為了合乎科學精神,這方法必須建立於收集可觀察、可經驗empirical)、可量度的證據,並且合乎明確的推理原則[3]梅里亞姆-韋伯斯特辭典如此定義[4]

科學方法是一種有系統地尋求知識的程序,涉及了以下三個步驟:問題的認知與表述、實驗數據的收集、假說的構成與測試。

科學研究方法與其它獲得知識的方法之間有一個不同的主要特徵:科學家設法讓事實自己說清楚、講明白,當理論的預測被確定時支持這理論,當理論的預測被否定時質疑這理論。雖然從一種學術領域到另外一種學術領域,程序或許會有所改變,科學研究擁有可辨認的特徵,能夠明顯地跟其它種學術研究做區分切割。科學研究者提出假說來解釋自然現象,然後設計實驗來檢驗這些假說,核對從這些假說所推導出的預言是否正確無誤。為了要防範在做實驗時發生錯誤或誤解,這些步驟必須具有可重複性。一個假說在被學術界廣泛接受之前,必須先通過科學方法的嚴格驗證,以有條有理的方式來將理論結果與實驗數據互相比較。只有當理論結果和實驗數據互相吻合時,這假說才能被學術界接受。涉及比較廣泛學術領域的理論,可能會融合許多獨立推出的假說在一起,配搭一致、相輔相成。通過嚴格檢驗的理論,又可以觸類旁通,幫助形成新假說,或者設定其它假說的上下文[5]:265-266

為了減少獲得偏差結果的機會,科學研究通常是要越客觀越好。所有測量數據與實驗程序都必須詳細紀錄,存檔於安全的資料庫,並且可供適當學者共享。這樣,適當學者可以仔細檢查,通過複製實驗來核對結果。這種行為方式,稱為「充分公開」(full disclosure),容許建立這些數據在統計學的信度

即使科學領域涉及廣泛,任何研究方法要被視為科學方法,則必須是客觀的。科學家們不能對於科學方法下產生的單一結果有不同的解釋或不能去改變結果的發生。 另一項基本期待,則是必須有完整的資料文件以供佐證,以及研究方法必須由第三者小心檢視,並且確認該方法可以重製。如此也才能進行統計上的可性度分析。科學方法也包含了意圖去掌控或質問在科學研究中,因人為操縱因素所導致的後果。

要素[编辑]

科學方法包括以下步驟的迭代遞歸

  1. 觀察 - 用感應器官去注意自然現象實驗中的種種轉變,並記錄下來。涉及的活動包括:看、嗅、聞和的觸摸。
  2. 解說 - 將從觀察得的事實,加以解釋。
  3. 預測 - 根據假說引申出可能的現象
  4. 確認 - 透過進一步的觀察和實驗去證實預測的結果
  5. 評估 - 根據經驗和結果主觀地評比或下結論。
  6. 發表 - 公佈成果。發表有很多形式,像是投稿或是發表會。

實踐類型包括:理想實驗控制變量分析歸納

參考文獻[编辑]

  1. ^ 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 
  2. ^ 費曼, 理查; 雷頓, 羅伯; 山德士, 馬修, 費曼物理學講義I (1)物理學與其它科學的關係, 台灣: 天下文化書, pp. 66ff, 2007, ISBN 9789864178582 
  3. ^ "[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與Anne Whitman翻譯,Julia Budenz協助翻譯, Berkeley, CA: University of California Press, pp.794–796, 1999, ISBN 978-0520088160 
  4. ^ 梅里亞姆-韋伯斯特辭典對於scientific method的定義。
  5. ^ Jevons, William Stanley, The Principles of Science: A Treatise on Logic and Scientific Method, Dover Publications, 1874, ISBN 1-4304-8775-5 

相關條目[编辑]