Как пользоваться научным методом

Научный метод - это основа всех точных научных исследований. Научный метод, который представляет собой комплекс методик и принципов, созданных для продвижения научного исследования и дальнейшего накопления знаний, постепенно развивался и оттачивался многими учеными: от древнегреческих философов до современных научных работников. Несмотря на то, что существует несколько вариаций научного метода, а также некоторые разногласия по поводу его использования, основные его положения легкодоступны и представляют ценность не только для научных исследователей, но и при решении повседневных проблем.

Шаги

1. 1 Наблюдайте. Любопытство порождает новое знание. Процесс наблюдения, иногда называемый "формулировкой вопроса", очень прост. Вы наблюдаете за чем-то, что невозможно объяснить на основе имеющихся у вас знаний, или за явлением, которое объясняет современная наука, но для которого у вас может быть совершенно другое объяснение. В этом случае вопрос в том, каким образом вы можете объяснить данное явление - что является его первопричиной?
2. 2 Проведите анализ существующих знаний о предмете. Предположим, посредством наблюдения вы определили, что ваша машина не заводится. Вы сформулировали вопрос: почему она не заводится? У вас могут быть какие-то знания в области ремонта автомобилей, поэтому вы можете покопаться в своей машине и попытаться выяснить причины. Вы также можете обратиться к инструкции по эксплуатации автомобиля или поискать информацию о проблеме в интернете. Если бы вы были ученым, пытающимся разобраться в каком-то странном явлении, вы могли бы просмотреть научные журналы, в которых опубликованы результаты уже проведенных другими учеными исследований. Вам следовало бы просмотреть как можно больше материалов по вашему вопросу, поскольку он может быть уже решен до вас. Кроме того, вы можете найти информацию, которая поможет вам сформулировать гипотезу.
3. 3 Сформулируйте гипотезу. Гипотеза - это возможное объяснение наблюдаемого вами явления. Гипотеза - это больше, чем просто догадка, поскольку она основывается на тщательном анализе существующих знаний по интересующему вас предмету. Гипотеза - это, скорее, обоснованная догадка. Гипотеза должна постулировать причинно-следственное отношение. Например: "Моя машина не заводится, потому что в баке закончился бензин". Она должная предполагать возможную причину наблюдаемого следствия, а также представлять собой что-то, что можно проверить, а затем использовать для прогнозирования. Вы можете залить бензин в бак и проверить гипотезу "в баке закончился бензин". Если данная гипотеза верна, вы можете спрогнозировать, что машина заведется сразу после того, как вы ее заправите. Подтверждение предполагаемого следствия будет означать, что гипотеза действительна. Если вам все еще тяжело разобраться в этом, воспользуйтесь утверждением "если" - "тогда": Если я попытаюсь завести машину и у меня ничего не выйдет, тогда в баке закончился бензин.
4. 4 Испытайте свою гипотезу. Спланируйте эксперимент, который либо подтвердит, либо не подтвердит гипотезу. Эксперимент должен быть спланирован таким образом, чтобы выделить явление и предполагаемую причину. Другими словами, эксперимент должен проводиться в контролируемых условиях. Возвращаясь к нашему простому вопросу о машине, мы может испытать нашу гипотезу, залив в бак бензин. Но если мы зальем бензин и заменим топливный фильтр, мы не будем знать наверняка, что было причиной проблемы: отсутствие бензина или фильтр. Для сложных проблем могут быть сотни и тысячи причин, и выделить их в одном эксперименте бывает очень сложно, а иногда - невозможно.
   • Ведите безупречно выверенные записи. Эксперименты должны быть хорошо воспроизводимыми. Иначе говоря, другие люди должны суметь поставить эксперимент так же, как это сделали вы, и получить такие же результаты. Поэтому очень важно вести точные записи всего того, что вы делали в своем эксперименте, и хранить все полученные данные. Сегодня существуют целые архивы, в которых хранятся исходные данные, полученные в ходе научных исследований. Если другим ученым понадобится узнать о ваших экспериментах, они смогут воспользоваться этими архивами или попросят вас поделиться вашими данными. Очень важно, чтобы вы могли предоставить все детали.
5. 5 Проанализируйте ваши результаты и сделайте выводы. Проверка гипотезы - это простой способ получить данные, которые помогут вам либо подтвердить, либо не подтвердить вашу гипотезу. Если ваша машина завелась после того, как вы заправили ее, анализ данных будет довольно простым: ваша гипотеза подтверждена. Однако в случае более сложных экспериментов вам не всегда будет так легко выяснить, подтвердилась ваша гипотеза или нет: зачастую вам придется затрачивать значительное время, анализируя собранные данные. И еще, независимо от того, подтверждают данные гипотезу или нет, вам следует следить за другими явлениями - так называемыми "скрытыми", или "экзогенными" переменными, которые могут влиять на результаты. Предположим, что ваша машина завелась после того, как вы заправили ее. Но одновременно изменилась погода, температура воздуха, которая была ниже точки замерзания, повысилась и стала значительно выше точки замерзания. Можете ли вы утверждать, что именно заправка, а не изменение температуры воздуха, позволила машине завестись? Вы также можете обнаружить, что ваш тест не является достаточным. Например после того, как вы заправите машину, она может проехать несколько секунд, а потом снова заглохнуть.
6. 6 Сообщите о ваших результатах. Обычно ученые сообщают о результатах своих исследований в научных журналах или в опубликованных тезисах докладов на конференциях. Они сообщают не только о результатах, но также о методологии и о проблемах или вопросах, которые возникли в процессе проверки гипотезы. Публикация ваших результатов позволит другим опираться на них.
7. 7 Проводите дальнейшие исследования. Если данные не подтверждают вашу первоначальную гипотезу, пришло время придумать новую и испытать ее. Хорошая новость заключается в том, что первый эксперимент уже дал вам ценную информацию, которая поможет вам сформулировать новую гипотезу. Даже если гипотеза оказалась верной, дальнейшие исследования необходимы для подтверждения воспроизводимости результатов и исключения совпадений. Такие исследования зачастую выполняют другие ученые, но вы можете продолжить исследовать явление самостоятельно.

Советы

• Обратите внимание, что вы не доказываете или опровергаете гипотезу, а, скорее, подтверждаете или не подтверждаете ее. Если вопрос в том, почему ваша машина не заводится, подтверждение гипотезы (у вас закончился бензин) и ее доказательство - это по большому счету одно и то же. Но в случае более сложных вопросов, которые могут иметь гораздо больше объяснений, один или два эксперимента не могут доказать или опровергнуть гипотезу.
• Существует множество способов проверить гипотезу, и эксперимент, описанный выше, - это один из наиболее простых примеров. Проверка гипотезы может принять форму двойного слепого исследования, сбора статистических данных или информации, которая может быть использована для проверки гипотезы.
• Необходимо понимать отличие корреляции от причинно-следственной связи. Если вы подтвердили вашу гипотезу - вы нашли корреляцию (отношение между двумя переменными). Если другие люди также подтвердят вашу гипотезу, корреляция будет сильнее. Но лишь факт того, что существует корреляция, не означает, что одна переменная является причиной для другой. Чтобы проект получился стоящим, придется использовать все перечисленные процедуры.

Предупреждения

• Остерегайтесь экзогенных переменных. Факторы окружающей среды могут закрасться даже в простейшие эксперименты и повлиять на ваши результаты.
• Пусть результаты всегда говорят сами за себя. Ученые не должны допускать того, чтобы их предубеждения, ошибки или самомнение приводили к недостоверным результатам. Всегда сообщайте о своих результатах правдиво и максимально подробно.