科学方法

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科學方法的幾個步驟[1]

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。[2][3]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。[4]梅里亞姆-韋伯斯特辭典如此定義:[5]

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。

科學方法是一種持續不停的過程,通常其最初步驟是仔細觀察大自然,人們天生就有一種摘三問四的習性,他們時常會對於周遭現象想出一些奇奇怪怪的問題,進而發展出一些假說來解釋這些問題。最好的假說會導致能被多樣檢試的預言。基於檢試的結果,被檢查的假說可能需要加以改善或遭到毅然駁回。這整個循環,從預測、檢試到改善,可能會重複多次,甚至會無限期地重複,直到假說被改善到能夠給出預測符合檢試的數據,這時,就可宣布一個科學理論出爐了。[1]

概述[编辑]

科學方法涉及到很多步驟,首先,需要觀察大自然並且對於自然現象提出有意義的問題,然後再想出假說來解釋自然現象,之後設計實驗來檢驗這些假說,核對從這些假說所給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。[1][6]

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,稱為充分公開英语full disclosure,容許建立這些數據在統計學的信度[7]

參考文獻[编辑]

  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19 Aug 2016). 
  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. ^ 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 
  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與Anne Whitman翻譯,Julia Budenz協助翻譯, Berkeley, CA: University of California Press: pp.794–796, 1999, ISBN 978-0520088160 
  5. ^ 梅里亞姆-韋伯斯特辭典對於scientific method的定義。
  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. 

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