科学的方法

作者: Laura McKinney
创建日期: 5 四月 2021
更新日期: 15 可能 2024
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科学研究方法与论文写作(全)-卢宝荣(复旦大学)
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内容

科学的方法 是一种表征 自然科学 自十七世纪以来。这是一个严格的过程,可以描述情况,制定和对比假设。

说他是一位科学家意味着他的目标是生产 知识.

其特点是:

  • 系统观察:这是有意的,因此是选择性的感知。它记录了现实世界中发生的事情。
  • 问题或问题的表述:从观察来看,出现了需要解决的问题。反过来,提出了一个假设,这是对提出的问题的可能答案。演绎推理用于提出假设。
  • 实验性:它包括通过现象的再现来研究现象,通常是在实验室条件下,在受控条件下反复再现这种现象。实验设计得可以证实或反驳所提出的假设。
  • 结论发布:科学界负责评估通过同行评审获得的结果,也就是说,同一专业的其他科学家也会评估该过程及其结果。

科学的方法可以导致 理论发展。理论是已经至少部分被验证的陈述。如果一个理论在任何时候和任何地方都被证明是正确的,那么它就成为法律。的 自然定律 它们是永久不变的。


科学方法有两个基本支柱:

  • 重现性:重复实验的能力。因此, 科学出版物 包括所进行实验的所有数据。如果他们不提供允许重复进行相同实验的数据,则不视为科学实验。
  • 可引用性:可以驳斥任何假设或科学陈述。也就是说,您至少必须能够想象出与原始陈述相矛盾的经验可检验的陈述。例如,如果我说“所有的紫罗兰色猫都是雌性”,无法伪造,因为您看不到紫猫。这个示例看似荒谬,但是公开地也公开了关于同样不可观察的实体(例如外星人)的类似主张。

科学方法的例子

  1. 炭疽传染

罗伯特·科赫(Robert Koch)是一位德国医师,他生活在19世纪下半叶和20世纪初。


当我们谈到一位科学家时,他的观察不仅是他周围的世界,而且是其他科学家的发现。因此,科赫首先从卡西米尔·达瓦因(Casimir Davaine)的证明开始,即炭疽杆菌直接在母牛之间传播。

他观察到的另一件事是在没有个人患有炭疽的地方发生了无法解释的炭疽暴发。

问题:在没有个人发起传染的情况下,炭疽会被传染吗?

假设:芽孢杆菌或其一部分在宿主(被感染的生物)之外存活。

实验:科学家经常不得不发明自己的实验方法,特别是在接近尚未探索的知识领域时。 Koch开发了他自己的方法来从血样中纯化细菌并进行培养。

发现的结果:芽孢杆菌无法在宿主外部存活(假说被部分反驳)。然而,细菌产生的孢子确实能在宿主体外存活并能够引起疾病。


科赫的研究在科学界产生了多种后果。一方面,生物体外部病原体(引起疾病)的生存的发现引发了外科器械和其他医院物品的灭菌方案。

但是除此之外,他在炭疽病研究中使用的方法后来被完善用于结核病和霍乱的研究。为此,他开发了染色和纯化技术以及细菌生长培养基,例如琼脂平板和培养皿。所有这些方法今天仍在使用。

结论。通过基于科学方法的工作,他得出了以下结论,这些结论在今天仍然有效,并适用于所有细菌学研究:

  • 如果生病,则存在微生物。
  • 微生物可以从宿主中获取并独立生长(培养)。
  • 该疾病可通过将微生物的纯培养物引入健康的实验宿主中而产生。
  • 可以在被感染的宿主中鉴定出相同的微生物。

  1. 天花疫苗

爱德华·詹纳(Edward Jenner)是一位科学家,他在17至19世纪之间生活在英国。

当时,天花对人类来说是一种危险的疾病,杀死了30%的感染者,并在幸存者身上留下了疤痕,或者使他们失明。

但是,天花在 韩元 它温和,可以通过位于乳腺上的疮从牛传播到人。詹纳(Jenner)发现,许多乳业工人声称,如果他们从牛身上抓到天花(很快就治愈了),他们就不会因人类天花而生病。

观察:从牛天花传染获得的免疫力信念。从这个观察中,詹纳继续进行科学方法的下一步,坚持这一信念是正确的假设,并开发了必要的实验来证明或否定它。

假设:牛痘的传染使人天花具有免疫力。

实验:由于詹纳的实验是在人体上进行的,因此今天不被接受。尽管当时没有其他方法可以检验假设,但今天仍然完全不能允许对孩子进行实验。詹纳从被感染的挤奶女工手中从牛痘疮中取走了材料,并将其涂在了园丁儿子的一个男孩的手臂上。这个男孩病了好几天,但后来完全康复了。詹纳后来从人类天花疮中取出了材料,并将其涂在了同一个孩子的手臂上。但是,男孩没有染上这种疾病。在进行首次测试后,詹纳与其他人重复了该实验,然后发表了他的发现。

结论:证实的假设。因此(推导方法)用牛痘感染人可以防止人类天花感染。后来,科学界得以重复詹纳的实验并获得了相同的结果。

通过这种方式,发明了第一批“疫苗”:使用一种较弱的病毒株,使人免疫最强,最有害的病毒。当前,相同的原理用于各种疾病。术语“疫苗”来自用牛病毒进行免疫的第一种形式。

  1. 你可以运用科学的方法

科学方法是检验假设的一种方法。为了被应用,必须能够进行实验。

例如,假设您在上数学课时总是很困。

您的观察是:我在数学课上做梦。

一种可能的假设是:您在数学课上很困,因为前一天晚上睡眠不足。

为了进行证明或反驳这一假设的实验,除了睡眠时间以外,您不要改变自己的行为,这一点非常重要:您应该吃相同的早餐,坐在班上的同一地方,与同一个人交谈。

实验:数学课开始前一晚,您将比平时早睡一小时。

如果您在反复进行实验后在数学课上不再感到困倦(别忘了多次进行实验的重要性),该假设将得到确认。

如果继续困倦,应该发展 新假设.

例如:

  • 假设1.一小时的睡眠不足。重复实验以增加两个小时的睡眠时间。
  • 假设2.另一个影响睡眠的因素(温度,白天食用的食物)。将设计新的实验来评估其他因素的发生率。
  • 假设3.数学会让您困倦,因此无法避免。

从这个简单的例子中可以看出,得出结论时,尤其是当我们的第一个假设没有得到证明时,科学方法是很苛刻的。


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