了解有关科学方法的更多信息
由Wm。布鲁斯·韦弗博士
蒙特雷天文学研究所主任
致力于天文学研究和教育30多年。
所以,我证明了我的假设......
这可能是科学博览会上最常听到(或读过)的短语。而且,这是错的!
在我解释为什么这是错误的之前,让我说我非常喜欢评判科学博览会。不是塑料太阳能系统,火山模型和其他罐头科学书籍的主要内容,而是对于许多学生在展会上解决的基本科学和工程问题的令人兴奋的新观点。最好的项目是由那些对他们的主题有很多了解的学生而不是他们根据该学科的既定协议制定标准结果。相反,他们制定了他们自己的,通常是新颖的方法或观点,这使我们的法官能够认真思考所选主题的基本基础。结论是否正确或假设是否“被证实”确实是次要的。
如果获得“正确”答案不是大多数法官的主要判断标准,那么重要的标准是什么?它们是将科学方法 - 训练有素的思维 - 应用于科学问题和/或应用新方法或技术来解决这个问题。
那么,科学方法是什么?许多科学博览会都非常具体:陈述假设,收集一些数据,并试图证明你的假设是正确的。这种方法通常也由监督教师采用。国际科学博览会更为明智,指的是“正在解决的问题”和“假设/问题/工程目标”。加利福尼亚州规则要求您说明您的“目标,目标或假设”,但稍后会要求您说明“您的结果是否支持您的假设或使您获得目标”。
问题的真相是,尽管人们长期从事科学工作,但没有普遍接受和实践的科学方法。最有影响力的方法是卡尔波普尔(1902-1994),他在1938年至1963年之间撰写了关于科学方法的观点。这可能看起来很久以前但记得人们在基督诞生之前就做了很好的科学研究。 。
波普尔关于做科学的想法是你制定一个假设,试图证明它是错误的,并且从你的结果中,提出一个新的假设。为什么不尝试证明这一点?因为你做不到; 你永远不知道是否还有一个实验证明它是错的。作为一个简单的例子,让我们假设你的假设是罐中的所有球都是白色的。你拉出一个,它是白色的。你证明了你的假设吗?不,你只是没有反驳它。但是,如果你拿出一个粉红色的,你就知道你的假设是错误的。当然,你可以从罐子里取出所有球,但你不能在科学主题上做所有可能的实验。这被称为伪造方法。
当然,许多科学都不是这样的。如果您刚刚发明了第一台显微镜,第一台望远镜,或者刚刚发射了第一颗X射线探测卫星,那么您就没有假设,只是在科学发现之旅中。通常,科学家会对恒星或森林或水下峡谷进行调查; 再次,铸造宽网,寻找发现。
您可以,甚至应该证明您的假设正确的想法通常会对科学公平项目产生不良影响。我看到很多学生将他们的项目从科学公平争论中拉出来,因为他们证明了他们的假设是错误的。难以让他们相信,根据许多科学博览会规定的方法,反驳你的假设是正确的答案。
如果你是Isaac Newton,开始研究引力理论,你就没有假设。(事实上,牛顿表示他不需要任何假设)。但你确实拥有加利福尼亚州科学博览会所称的“目标或目标”,而国际科学博览会称之为“一个问题”。确实,科学方法的所有版本都需要训练有素的思维,为了获得最佳结果,你应该尽可能地集中一个目标。很多时候,您的项目将适用于一个假设。如果是这样,很好; 如果没有,那么明确说明你的目标或问题,并开始工作。
2003年7月24日
参考文献列表
图片来自Thornton,S。和Zalta,EN(编辑)。(2002年10月22日)。卡尔波普尔。斯坦福哲学百科全书,2002年冬季版。2003年9月27日检索自http://plato.stanford.edu/archives/win2002/entries/popper/。