Metoda științifică

Află cum este folosită metoda științifică pentru a testa o ipoteză.

Introducere

O investigație biologică începe de obicei cu o observație — adică ceva ce captează atenția biologului. De exemplu, un biolog care studiază cancerul ar putea observa că un anumit tip de cancer nu poate fi tratat cu chimioterapie și s-ar putea întreba de ce se întâmplă asta. Un ecolog marin, observând că recifele de corali din zona sa se albesc, și-ar putea propune să înțeleagă de ce.

Cum continuă biologii după aceste observații? Cum poți tu continua după observațiile tale asupra lumii naturale? În acest articol, vom parcurge metoda științifică, o abordare logică de rezolvare a problemelor folosită de biologi și mulți alți oameni de știință.

Metoda științifică

În centrul biologiei și al altor științe se află o abordare de rezolvare a problemelor numită metoda științifică. Metoda științifică are cinci pași de bază, urmați de un pas de feedback

Realizează o observație.
Pune o întrebare.
Formuleză o ipoteză sau o explicație care poate fi testată.
Fă o predicție pe baza ipotezei.
Testează predicția.
Repetă: folosește rezultatele pentru a face noi ipoteze sau predicții.

Metoda științifică este folosită în toate științele — inclusiv chimie, fizică, geologie și psihologie. Oamenii de știință din aceste domenii pun diferite întrebări și efectuează diferite experimente. Cu toate acestea, ei utilizează aceeași abordare esențială pentru a găsi răspunsuri logice și susținute de dovezi.

Exemplu de metodă științifică: Eșec la prăjire

Hai să construim o ipoteză pentru metoda științifică prin aplicarea pașilor săi la o problemă practică din viața de zi cu zi.

1. Observă!

Să presupunem că iei două felii de pâine, le pui în prăjitor și apeși butonul. Totuși, pâinea ta nu se prăjește.

2. Pune-ți o întrebare!

De ce nu s-a prăjit pâinea mea?

3. Stabilește o ipoteză!

O ipoteză este un potențial răspuns la întrebare, unul care poate fi testat cumva. De exemplu, ipoteza noastră în acest caz ar putea fi că pâinea nu s-a prăjit pentru că priza este defectă.

Această ipoteză nu este neapărat explicația corectă. În schimb, este o posibilă explicație pe care o putem testa pentru a vedea dacă este corectă sau dacă trebuie să facem o nouă ipoteză.

O ipoteză trebuie să fie testabilă și falsificabilă pentru a fi validă. De exemplu, „Pictura Nașterea lui Venus a lui Botticelli este frumoasă” nu este o ipoteză bună, pentru că nu există niciun experiment care să poată testa această afirmație și să o arate a fi falsă.

Cu toate acestea, „Oamenii consideră că pictura Nașterea lui Venus a lui Boticelli este frumoasă” este falsificabilă, pentru că ai putea să faci un experiment în care să întrebi mulți oameni de diferite profesii dacă ei consideră că pictura este frumoasă. Observă că modul în care exprimăm o ipoteză poate avea un impact major asupra validității sale.

Această întrebare apare mult, în special în ceea ce privește teoria evoluției a lui Darwin. O teorie e diferită de o ipoteză, deși cu siguranță sunt legate. O ipoteză este un posibil răspuns la o întrebare relativ mică, specifică. Pe de altă parte, o teorie abordează o întrebare mai largă și este susținută de o cantitate mare de date din surse multiple

^{1, 2}

De exemplu, „Prăjitorul de pâine nu va prăji pentru că priza este defectă” este o ipoteză, în timp ce „Aparatele electrice au nevoie de o sursă de electricitate pentru a funcționa” este mai degrabă de o teorie.

4. Fă predicții.

O predicție este un rezultat pe care ne-am aștepta să îl vedem dacă ipoteza este corectă. În acest caz, am putea prezice că, în cazul în care priza este stricată, atunci conectarea prăjitorului la o alta priză ar trebui să rezolve problema.

5. Testează predicțiile.

Pentru a testa ipoteza, trebuie să facem o observație sau să realizăm un experiment asociat cu predicția. De exemplu, în acest caz, am conecta prăjitorul de pâine la o alta priză și am vedea dacă prăjește.

Dacă prăjitorul de pâine prăjește, atunci ipoteza este acceptată — probabil corectă.
Dacă prăjitorul de pâine nu prăjește, atunci ipoteza este nu este acceptată — probabil incorectă.

Rezultatele unui test pot susține sau contrazice — opune — o ipoteză. Rezultatele care susțin o ipoteză nu pot demonstra în mod concludent că este corectă, dar înseamnă că e probabil să fie corectă. Pe de altă parte, dacă rezultatele contrazic o ipoteză, această ipoteză probabil nu este corectă. Dacă nu a existat o eroare în test — o posibilitate pe care ar trebui să o luăm întotdeauna în considerare — un rezultat contradictoriu înseamnă că putem să renunțăm la ipoteză și să căutăm una nouă.

De ce nu putem dovedi în mod concludent o ipoteză? Și putem cu adevărat să demonstrăm falsitatea unei ipoteze?

O distincție cheie aici este între ceea ce este logic posibil și ceea ce este practic posibil. Logic vorbind, este imposibil să dovedești o ipoteză, dar este posibil să invalidezi una. Practic vorbind, este dificil să dovedești sau să respingi o ipoteză dincolo de cea mai mică îndoială.

Posibilitatea logică

Ca exemplu, să presupunem că avem ipoteza că toate merele sunt roșii și testăm această ipoteză examinând un grup de zece mere și văzând ce culoare sunt. Dacă toate cele zece mere sunt roșii, ipoteza noastră are susținere, dar nu este dovedită: dacă ne uităm la mai multe mere, unele dintre ele s-ar putea dovedi verzi. Pe de altă parte, dacă unul dintre cele zece mere ale noastre este verde — într-o lume cu informație perfectă și fără erori — ne-am infirmat ipoteza.

Posibilitatea practică

Practic vorbind — „în viața reală” — este încă imposibil să dovedești o ipoteză, deoarece nici măcar nu este logic posibil să se dovedească o ipoteză. Cu toate acestea, în cazul scenariilor din viața reală, devine de asemenea dificil să infirmi o ipoteză dincolo de orice îndoială imaginabilă.

De exemplu, să presupunem că examinăm merele din scenariul de mai sus și aflăm că unul dintre ele este verde. Dacă mărul verde este de bună credință, ipoteza nu poate fi corectă. Cu toate acestea, este posibil ca mărul să nu fie de fapt verde, în sensul care ne interesează, și că l-am clasificat ca un măr verde din cauza unei erori sau a unei presupuneri greșite. De exemplu, poate mărul verde este un măr decorativ pictat de cineva. Sau poate este un măr roșu acoperit cu mucegai verde, care îl face să arate verde la prima examinare.

Construirea unui corp de dovezi

Într-un fel, nu putem niciodată să demonstrăm în mod concludent ipoteza că toate merele sunt roșii în lumea reală, deoarece nu putem exclude minuscula posibilitate a unui anumit tip de eroare, presupunere greșită sau coincidență bizară.

Cu toate acestea, să presupunem că investigăm cu atenție fiecare explicație alternativă la care ne putem gândi — mere pictate, mere mucegăite etc. — și nu găsim susținere pentru niciuna dintre ele. În plus, să zicem că repetăm experimentul uitându-ne la un număr mult mai mare de mere și găsim o proporție consistentă de mere verzi. În plus, oamenii de la fermele vecine raportează că și ei văd adesea mere verzi.

În acest caz, deși ipoteza noastră conform căreia toate merele sunt roșii poate să nu fie infirmată dincolo de orice îndoială imaginabilă, este atât de puternic contrazisă încât este practic infirmată. Cu alte cuvinte, nimeni nu va fi înclinat să o considere corectă, să proiecteze experimente în jurul său ori să bazeze supoziții pe ea.

Mulțumiri: Exemplul cu mere pentru testarea ipotezei vine de la KA Guardian Andrew M., care l-a folosit într-o explicație în secțiunea de comentarii a acestui articol. Multe mulțumiri lui Andrew M., precum și altor cititori pentru discuția interesantă despre ipoteze, demonstrare și infirmare, care au condus la revizuirea și extinderea acestei secțiuni.

6. Repetă.

Ultimul pas al metodei științifice este analiza rezultatelor noastre și folosirea lor în pașii următori.

Dacă ipoteza a fost verificată, am putea face teste suplimentare pentru a o confirma sau să o revizuim pentru a fi mai specifică. De exemplu, am putea investiga de ce este defectă priza.
Dacă ipoteza nu ar fi acceptată, am veni cu o nouă ipoteză. De exemplu, următoarea ipoteză ar putea fi că există un fir rupt în prăjitor.

În cele mai multe cazuri, metoda științifică este un proces iterativ. Cu alte cuvinte, este mai degrabă un ciclu decât o linie dreaptă. Rezultatul unei singure runde devine un feedback care îmbunătățește următoarea rundă de întrebări.

Vrei să te alături conversației?

Conectare

Ordonare după:

Nici o postare încă.

Înțelegi engleza? Dă clic aici pentru a vedea mai multe discuții care au loc pe site-ul în limba engleză al Khan Academy.