O método científico é o processo pelo qual os cientistas, coletivamente e ao longo do tempo, esforçam-se por construir uma exata (isto é, confiável, consistente e não-arbitrária) representação do mundo.
Reconhecendo que as crenças pessoais e culturais influenciam ambas as nossas percepções e nossas interpretações de fenômenos naturais, buscamos através da utilização de procedimentos e critérios para minimizar essas influências no desenvolvimento de uma teoria. Como um cientista famoso disse certa vez: "As pessoas inteligentes (como advogados espertos) pode vir para cima com explicações muito boas para os pontos de vista equivocado." Em resumo, o método científico tenta minimizar a influência do viés ou preconceito de experimentador ao testar uma hipótese ou uma teoria.
1. Observação e descrição de um fenômeno ou grupo de fenômenos.
2. Formulação de uma hipótese para explicar os fenômenos. Em física, a hipótese muitas vezes toma a forma de um mecanismo causal ou uma relação matemática.
3. Use da hipótese de prever a existência de outros fenómenos, ou para prever quantitativamente os resultados das observações novos.
4. Realização de testes experimentais de as previsões de vários experimentadores independentes e experimentos realizados corretamente.
Se os experimentos confirmam a hipótese de que pode vir a ser considerado como uma teoria ou uma lei da natureza (mais sobre os conceitos de hipótese, o modelo de teoria, e de direito abaixo). Se os experimentos não confirmam a hipótese, deve ser rejeitado ou modificado. O que é fundamental na descrição do método científico acabado de dar é o poder preditivo (a capacidade de tirar mais proveito da teoria que você colocou no, ver Barrow, 1991) da hipótese ou teoria, como testado pela experiência. Costuma-se dizer que as teorias da ciência nunca pode ser provado, apenas refutada. Há sempre a possibilidade de que uma nova observação ou uma nova experiência vai entrar em conflito com uma teoria de longa data.
Apenas como afirmado, os testes experimentais podem conduzir quer à confirmação da hipótese de, ou para o afastar da hipótese. O método científico exige que uma hipótese ser descartada ou modificada se suas previsões são claramente e várias vezes incompatíveis com os testes experimentais. Além disso, não importa o quão elegante é uma teoria, suas previsões devem concordar com os resultados experimentais, se quisermos acreditar que é uma descrição válida da natureza. Na física, como em toda ciência experimental, "experiência é supremo" e verificação experimental das previsões hipotéticas é absolutamente necessário. Experiências pode testar a teoria directamente (por exemplo, a observação de uma nova partícula), ou podem testar para consequências derivadas da teoria usando matemática e da lógica (a taxa de um processo de decaimento radioactivo exigindo a existência da nova partícula). Note-se que a necessidade de experiência também implica que uma teoria deve ser testável. Teorias que não podem ser testados, porque, por exemplo, eles não têm ramificações observáveis (tal como, uma partícula cujas características tornam inobserváveis), não são consideradas como as teorias científicas.
Se as previsões de uma teoria de longa data encontram-se estar em desacordo com os novos resultados experimentais, a teoria pode ser descartada como uma descrição da realidade, mas pode continuar a ser aplicável dentro de uma gama limitada de parâmetros mensuráveis. Por exemplo, as leis da mecânica clássica (leis de Newton) são válidos apenas quando as velocidades de interesse são muito menores do que a velocidade da luz (isto é, na forma algébrica, quando v / c << 1).Uma vez que este é o domínio de uma grande parte da experiência humana, as leis da mecânica clássica são amplamente, útil e correctamente aplicado em uma grande variedade de problemas científicos e tecnológicos. No entanto, na natureza, observamos um domínio em que v / c não é pequena. Os movimentos de objetos neste domínio, bem como de movimento no domínio "clássica", são descritas com precisão através das equações da teoria da relatividade de Einstein. Acreditamos que, devido a testes experimentais, que a teoria relativista fornece uma descrição mais geral, e, portanto, mais precisos, dos princípios que regem nosso universo, do que a anterior teoria "clássica". Além disso, descobrimos que as equações relativísticas para reduzir as equações clássicas no limite de v / c << 1. Da mesma forma, a física clássica é válida apenas em distâncias muito maiores do que as escalas atômicas (x >> 10 -8 m). A descrição que é válido em todas as escalas de comprimento é dada pelas equações da mecânica quântica.
Nós todos estamos familiarizados com as teorias que tiveram que ser descartadas em face da evidência experimental. No campo da astronomia, a descrição centrada na terra das órbitas planetárias foi derrubado pelo sistema de Copérnico, em que o sol foi colocado no centro de uma série de círculos concêntricos, órbitas planetárias circulares. Mais tarde, esta teoria foi modificada, pois as medidas dos movimentos dos planetas foram encontrados para ser compatível com o elíptico, não circular, órbitas, e ainda mais tarde movimento planetário foi encontrado para ser derivável das leis de Newton.
Erro em experimentos têm várias fontes. Primeiro, há erro intrínseco aos instrumentos de medição. Porque este tipo de erro tem igual probabilidade de produzir uma medida maior ou menor numericamente que o valor "true", ele é chamado de erro aleatório. Segundo, não é não-aleatória ou erro sistemático, devido a fatores que influenciam o resultado em uma direção. N medição, e portanto não há experiência, pode ser perfeitamente preciso. Ao mesmo tempo, na ciência temos formas padrão de estimativa e, em alguns casos reduzir erros. Assim, é importante para determinar a precisão de uma medida particular e, ao afirmar resultados quantitativos, para citar o erro de medição. Uma medida sem erro citado é sem sentido. A comparação entre experiência e teoria é feita no contexto de erros experimentais. Cientistas perguntar, quantos desvios-padrão são os resultados da previsão teórica? Ter todas as fontes de erros sistemáticos e aleatórios foi devidamente estimada? Isso é discutido mais detalhadamente no apêndice em Análise de erro e em Estatística Lab 1.
Como afirmado anteriormente, o método científico tenta minimizar a influência do viés do cientista sobre o resultado de um experimento. Ou seja, ao testar uma hipótese ou uma teoria, o cientista pode ter uma preferência por um resultado ou outro, e é importante que essa preferência não enviesar os resultados ou sua interpretação. O erro mais fundamental é que se confunda a hipótese para a explicação de um fenômeno, sem a realização de testes experimentais. Às vezes o "senso comum" e "lógica" tentar-nos a acreditar que nenhum teste é necessário. Há inúmeros exemplos disto, que datam dos filósofos gregos até os dias atuais.
Outro erro comum é ignorar ou excluir dados que não suportam a hipótese. Idealmente, o experimentador está aberto à possibilidade de que a hipótese é correta ou incorreta. Às vezes, porém, um cientista pode ter uma crença forte de que a hipótese é verdadeira (ou falsa), ou sente a pressão interna ou externa para obter um resultado específico. Nesse caso, pode haver uma tendência psicológica para encontrar "algo errado", como efeitos sistemáticos, com dados que não suportam as expectativas do cientista, enquanto os dados que estejam de acordo com essas expectativas não podem ser controlados com o mesmo cuidado. A lição é que todos os dados devem ser manuseados da mesma maneira.
Outro erro comum surge da incapacidade de estimar quantitativamente erros sistemáticos (e todos os erros). Há muitos exemplos de descobertas que foram perdidas por pesquisadores cujos dados continha um fenómeno novo, mas que explicou-la como um fundo sistemático. Por outro lado, há muitos exemplos de supostas "novas descobertas", que mais tarde provou ser devido a erros sistemáticos não contabilizados pelos "descobridores".
Em um campo onde há experimentação ativa e comunicação aberta entre os membros da comunidade científica, os vieses de indivíduos ou grupos podem cancelar, porque os testes experimentais são repetidos por cientistas diferentes que podem ter tendências diferentes. Além disso, diferentes tipos de configurações experimentais têm diferentes fontes de erros sistemáticos. Ao longo de um período que vai de uma variedade de testes experimentais (normalmente pelo menos vários anos), desenvolve um consenso na comunidade como a que resultados experimentais têm resistido ao teste do tempo.
Em física e outras disciplinas de ciência, as palavras "hipótese", "modelo", "teoria" e "lei" têm conotações diferentes em relação à fase de aceitação ou de conhecimento sobre um grupo de fenômenos.
Uma hipótese é uma declaração limitada em relação de causa e efeito em situações específicas, mas também se refere ao nosso estado de conhecimento antes do trabalho experimental foi realizado e, talvez, antes mesmo de novos fenômenos ter sido previsto. Para dar um exemplo de vida diária, suponha que você descobre que seu carro não irá iniciar. Você pode dizer: "Meu carro não começa porque a bateria está fraca." Esta é a sua primeira hipótese. Você pode, então, verificar se as luzes foram deixadas, ou se o motor faz um som especial quando você gira a chave de ignição. Você pode realmente verificar a tensão nos terminais da bateria.Se você descobrir que a bateria não está baixa, você pode tentar outra hipótese ("A partida está quebrado", ". Esta não é realmente meu carro")
A palavra modelo é reservada para situações em que é sabido que a hipótese tem pelo menos validade limitados. Um exemplo frequentemente citada disto é o modelo de Bohr do átomo, em que, em analogia com o sistema solar, os electrões são descritos tem movendo-se em órbita circular em torno do núcleo. Esta não é uma descrição exata do que um átomo "parece", mas o modelo consegue representar matematicamente as energias (mas não o momenta angular correta) de estados quânticos do elétron no caso mais simples, o átomo de hidrogênio. Outro exemplo é a Lei de Hook (que deve ser chamado princípio de Hook, ou o modelo de Hook), que indica que a força exercida por uma massa ligado a uma mola é proporcional à quantidade da mola é esticada. Sabemos que este princípio é válido apenas para pequenas quantidades de alongamento. A "lei" falha quando a mola é esticada além do seu limite elástico (pode quebrar). Este princípio, no entanto, conduz a predição de movimento harmónico simples, e, como um modelo do comportamento de uma mola, tem sido versátil em uma gama muito ampla de aplicações.
Uma teoria científica ou lei representa uma hipótese, ou um grupo de hipóteses relacionadas, o que foi confirmado através de repetidos testes experimentais. Teorias da física são muitas vezes formuladas em termos de alguns conceitos e equações, que são identificados com "leis da natureza", sugerindo a sua aplicabilidade universal. Aceites teorias científicas e as leis se tornam parte de nossa compreensão do universo e da base para explorar as áreas menos bem entendidos do conhecimento. Teorias não são facilmente descartados, novas descobertas são assumiu pela primeira vez para se encaixar no quadro teórico existente. É somente quando, após repetidos testes experimentais, o novo fenômeno não pode ser acomodado que os cientistas questionam seriamente a teoria e tentar modificá-lo. A validade que atribuímos às teorias científicas como representando realidades do mundo físico deve ser contrastado com a invalidação fácil implícita a expressão: "É apenas uma teoria." Por exemplo, é improvável que uma pessoa vai sair de um prédio alto na suposição de que eles não vão cair, porque "A gravidade é apenas uma teoria."
Mudanças no pensamento científico e as teorias ocorrer, é claro, às vezes revolucionar nossa visão do mundo (Kuhn, 1962). Mais uma vez, a força-chave para a mudança é o método científico, e sua ênfase na experiência.
Enquanto o método científico é necessária para o desenvolvimento do conhecimento científico, também é útil em todos os dias a resolução de problemas. O que você faz quando o telefone não funciona? O problema está no conjunto de mão, o cabeamento dentro de sua casa, a conexão de fora, ou no funcionamento da empresa de telefonia? O processo que você pode passar para resolver esse problema poderia envolver o pensamento científico, e os resultados podem contradizer suas expectativas iniciais.
Como qualquer bom cientista, você pode questionar a gama de situações (fora da ciência), em que o método científico pode ser aplicado. Do que foi dito acima, nós determinamos que o método científico funciona melhor em situações onde se pode isolar o fenômeno de interesse, eliminando ou responsáveis por fatores externos, e onde se pode repetidamente testar o sistema em estudo depois de fazer alterações limitadas, controladas nele.
Há, é claro, as circunstâncias, quando não se pode isolar os fenômenos ou quando não se pode repetir a medição e outra vez. Em tais casos, os resultados podem depender, em parte sobre a história de uma situação. Isso geralmente ocorre nas interações sociais entre as pessoas. Por exemplo, quando um advogado faz argumentos na frente de um júri no tribunal, ela ou ele não pode tentar outras abordagens, repetindo o processo uma e outra vez na frente do mesmo júri. Em um novo julgamento, a composição do júri será diferente. Mesmo o júri mesmo ouvir um novo conjunto de argumentos que não se pode esperar que esquecer o que ouviu antes.
O método científico está intimamente associada com a ciência, o processo de investigação humana que permeia a era moderna em muitos níveis. Enquanto o método parece simples e lógico na descrição, talvez não haja questão mais complexa do que a de saber como chegamos a conhecer as coisas. Nesta introdução, temos enfatizado que o método científico distingue a ciência de outras formas de explicação, devido à sua exigência de experimentação sistemática. Temos também tentou apontar alguns dos critérios e práticas desenvolvidas por cientistas para reduzir a influência do viés individual ou social em descobertas científicas. Outras investigações do método científico e outros aspectos da prática científica podem ser encontradas nas referências listadas abaixo.
1. Wilson, E. Bright. Uma Introdução à Investigação Científica (McGraw-Hill, 1952).
2. Kuhn, Thomas. A Estrutura das Revoluções Científicas (Univ. of Chicago Press, 1962).
3. Barrow, John. Teorias de Tudo (Oxford Univ. Press, 1991
fonte: https://teacher.nsrl.rochester.edu/phy_labs/AppendixE/AppendixE.html
O que é o método científico?Há sempre muitas perguntas gerais sobre o que é o método científico e a natureza do método científico. Algumas são:
Orientação para aqueles que fazem as perguntas acimaEste site inteiro fornece uma resposta para estas perguntas. De ajuda especial é o meu livro O Método Científico Hoje, o que explica, descreve, apresenta indica a finalidade, e dá a ordem etapa ou fase. SM-14 é a mais moderna fórmula de modelo científico método disponível hoje. Foi dito que para definir o método científico é definir ciência.Aqui encontra informação sobre O que é ciência eo que é o método científico.
Definição Método CientíficoCiência e Método CientíficoHoje, o termo ciência passou a ter três significados principais (Fonte: Veja o meu Relatório de Pesquisa # 1, "O que é Ciência?") : 1. Os domínios de atividades chamadas de "ciências" - o termo "ciência" é usado para identificar as várias ciências, ou domínios de atividade. Primeiro a ser reconhecido eram as ciências naturais, como a física, astronomia, química, geologia e biologia. As ciências humanas e sociais também foram denominadas ciências.Alguns destes são psicologia, economia, educação, geografia e sociologia. Mas a minha pesquisa levanta a questão de saber se ainda não atingiram o status de ciências baseado em uma interpretação estrita da palavra ciência. Suas sociedades profissionais ainda não reconhecidos e solicitou a utilização do método científico. 2. Ciência tem sido observado como representando corpos de conhecimento acumulado em vários domínios. 3. "A ciência é o seu método." "A ciência é fundamentalmente método." "A ciência é um processo." "A ciência é um método de pensamento". Declarações Estas e outras são encontrados em toda a ciência que descreve a literatura, com menção frequente, a partir dos 19 º século, que seu método é o método científico ou método científico. Conclusão.O significado mais importante das três é que a ciência é fundamentalmente método, por seu método é o que produz os corpos de conhecimento confiável em vários domínios. Uma breve definição boa do método científico é: O método científico é o método básico, guia e sistema pelo qual nos originamos, aperfeiçoamos, ampliamos e aplicamos o conhecimento em todos os campos. Definir Método CientíficoEnquanto o método foi largamente desenvolvido por cientistas, é também um método geral para todos os domínios.Assim, é:
O método completo de Resolução de Problemas e Tomada de Decisão para todos os campos
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Algumas citações que embasar os itens acimaCampbell (1952): Primeiro, a ciência é um corpo de conhecimento útil e prático e um método de sua obtenção. Calder (1962): Não, a ciência não é apenas conhecimento, é conhecimento prático para a sua vida, corrigindo-se, e adicionando a si mesmo. Ciência, portanto, é um processo. Feibleman (1972): Assim, a ciência serve a dois propósitos humanos: saber e fazer. O primeiro é uma questão de entendimento, este último uma questão de ação. Nourse (1969) dá esta excelente imagem do método científico: Não há mágica em tal método de encontrar uma resposta para um problema. Na verdade, é tão simples e lógico que todos nós, cientistas ou não, usá-lo em algum grau ou a cada dois dias de nossas vidas para resolver problemas cotidianos. É o método testado pelo tempo de dizer a verdade do nonsense e prová-lo. Como tal, é o método que tem sido usado na descoberta praticamente tudo o que sabemos sobre o nosso universo eo modo em que trabalha. Mas, se o método científico é tão simples e lógico, por que foi uma idéia tão impressionante quando apareceu pela primeira vez? Provavelmente porque foi uma inversão completa do modo como os cientistas e filósofos antigos tinham feito coisas por séculos. Antes de o método científico foi criado, estes homens começaram com as conclusões que havia chegado com com base na observação de meditação, casual, pura e conjecturas . . . . Levou séculos para descobrir que este era um beco sem saída, produzindo respostas mais e mais errado o tempo todo. . . . Não foi até que o método científico tornou-se firmemente estabelecido que o conhecimento da ciência começou a crescer e que a nossa compreensão das leis da natureza começou a se expandir. |
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