Зміст
- Спостереження та гіпотеза
- Прогнозування та моделювання
- Тестування та оцінка помилок
- Збір результатів та презентація
- Висновки
- Правотворення
Наукові експерименти дотримуються принципу, який називають «науковим методом», який забезпечує точні випробування, збирають достовірні результати та роблять обґрунтовані висновки. Кожен науковий експеримент повинен дотримуватися основних принципів належного дослідження, щоб результати, представлені наприкінці, були сприйняті як достовірні.
Спостереження та гіпотеза
Спостереження за новим фізичним процесом чи явищем - рідкісна подія, але є сфери науки, які до кінця не вивчені. Вчений повинен скласти свої спостереження словами, щоб виробити змістовну гіпотезу. Гіпотеза має пояснювати явище за допомогою механізму або математичного взаємозв'язку, як це описав професор фізики Франк Л. Х. Вольфс з Університету Рочестера.
Прогнозування та моделювання
Мало здогадуватися, чому щось відбувається. Вчений повинен довести, що його теорія правильна. Проводяться прогнози для перевірки спостережень за різних обставин. Мета - дізнатися більше про явище та довести його існування. Одним із способів вдосконалення наукового методу є створення «моделі». Моделі можна використовувати для надання аналогій складним, непомітним концепціям.
Тестування та оцінка помилок
Тестування нових теорій є важливим. Кожен експеримент повинен бути спланований для зменшення кількості змінних. Ніколи недостатньо сказати, що проведений експеримент і підтримує теорію, але те, що метод або результати відсутні. Кожен експеримент буде містити невелику область помилок. Якщо теорію потрібно довести за допомогою математики, до результату кожного обчислення застосовуються відхилення щодо середнього.
Збір результатів та презентація
Вчені повинні записати свої результати. Часто оригінальну теорію можна переписати після експериментів для ілюстрації нових явищ. Якщо проведені експерименти не підтримують жодної теорії, їх необхідно відкинути. Кожен результат повинен бути повторно перевірений, а ті, які явно не відповідають шаблону, аналізуються далі. Після зібрання результатів вони можуть бути представлені у вигляді таблиці, графіків, діаграм або комп’ютерної графіки. Кожне представлення повинно підтримувати оригінальну теорію.
Висновки
Коли результати знайдені і представлені змістовно, можна зробити висновки. Висновок включає інтерпретацію результатів, визнання будь-яких наявних закономірностей та опис того, що ці зразки та інтерпретації означають насправді. Будь-яке моделювання чи прогнозування повинно бути перетворене на змістовний, аргументований висновок. Висновки поодиноких експериментів можна переробити в передбачення цілої поведінки та подальші уявлення про тестування.
Правотворення
Однією з головних цілей науки є відкриття та доведення нових законів, які пояснюють, як все працює. Коли дві або три моделі формулюються на основі початкових спостережень, і теорія успішно перевірена, різні моделі можна скласти разом. Прикладом єдиного поняття закону є Перший закон термодинаміки. Прикладом об'єднаного набору теорій є "грандіозна об'єднана теорія", опис Всесвіту, яка поєднує в собі все, що ми вже знаємо.