Obsah
The vědecká metoda je výzkumná metoda, která charakterizuje přírodní vědy od sedmnáctého století. Jedná se o přísný proces, který umožňuje popsat situace, formulovat a porovnat hypotézy.
Říct, že je vědec, znamená, že jeho cílem je produkovat znalost.
Vyznačuje se:
- Systematické pozorování: Je to záměrné, a proto selektivní vnímání. Je to záznam toho, co se děje ve skutečném světě.
- Formulace otázky nebo problému: Z pozorování vyvstává problém nebo otázka, která chce být vyřešena. Na druhé straně je formulována hypotéza, která je možnou odpovědí na položenou otázku. K formulování hypotéz se používá dedukční uvažování.
- Experimentování: Skládá se ze studia jevu prostřednictvím jeho reprodukce, obvykle v laboratorních podmínkách, opakovaně a za kontrolovaných podmínek. Experimentování je navrženo tak, aby mohlo potvrdit nebo vyvrátit navrhovanou hypotézu.
- Vydávání závěrů: Vědecká komunita má na starosti hodnocení výsledků získaných prostřednictvím peer review, to znamená, že ostatní vědci stejné specializace hodnotí postup a jeho výsledky.
Vědecká metoda může vést k vývoj teorie. Teorie jsou prohlášení, která byla alespoň částečně ověřena. Pokud je teorie ověřena jako pravdivá ve všech dobách a místech, stává se zákonem. The přírodní zákony jsou trvalé a neměnné.
Existují dva základní pilíře vědecké metody:
- Reprodukovatelnost: Je to schopnost opakovat experimenty. Proto, Vědecké publikace zahrnout všechny údaje o provedených experimentech. Pokud neposkytnou údaje umožňující opakování stejného experimentu, nepovažuje se to za vědecký experiment.
- Vyvratitelnost: Lze vyvrátit jakoukoli hypotézu nebo vědecké tvrzení. To znamená, že si musíte alespoň umět představit empiricky ověřitelné tvrzení, které je v rozporu s původním tvrzením. Například když řeknu: „všechny fialové kočky jsou fenky“, Nelze zfalšovat, protože fialové kočky nelze vidět. Tento příklad se může zdát směšný, ale veřejně se podobná tvrzení vztahují na entity, které také nelze pozorovat, jako jsou mimozemšťané.
Příklady vědecké metody
- Nákaza antraxu
Robert Koch byl německý lékař, který žil ve druhé polovině 19. a na počátku 20. století.
Když mluvíme o vědci, jeho pozorování se netýkají pouze světa kolem něj, ale také objevů jiných vědců. Koch tedy nejprve vychází z demonstrace Kazimíra Davaina, že antraxový bacil byl přenášen přímo mezi kravami.
Další věc, kterou pozoroval, byla nevysvětlitelná ohniska antraxu na místech, kde nebyl žádný jedinec s antraxem.
Otázka nebo problém: Proč je antrax nakažlivý, když není žádný jedinec, který by zahájil nákazu?
Hypotéza: Bacil nebo jeho část přežívá mimo hostitele (infikovanou živou bytost).
Experiment: Vědci často musí vymýšlet své vlastní experimentální metody, zejména když se blíží oblasti znalostí, která dosud nebyla prozkoumána. Koch vyvinul vlastní metody čištění bacilu ze vzorků krve a jeho kultivace.
Výsledek objevů: Bacily nemohou přežít mimo hostitele (hypotéza částečně vyvrácena). Bacily však vytvářejí endospory, které přežívají mimo hostitele a jsou schopné způsobit onemocnění.
Kochův výzkum měl ve vědecké komunitě několik důsledků. Na jedné straně objev přežití patogenů (které způsobují onemocnění) mimo organismy inicioval protokol o sterilizaci chirurgických nástrojů a dalších nemocničních předmětů.
Kromě toho však jeho metody používané při výzkumu antraxu byly později zdokonaleny pro studium tuberkulózy a cholery. Za tímto účelem vyvinul techniky barvení a čištění a bakteriální růstová média, jako jsou agarové plotny a Petriho misky. Všechny tyto metody se používají dodnes.
Závěry. Svou prací založenou na vědecké metodě dospěl k následujícím závěrům, které platí dodnes a řídí veškerý bakteriologický výzkum:
- Při nemoci je přítomen mikrob.
- Mikrob může být odebrán od hostitele a pěstován nezávisle (kultivace).
- Nemoc může být produkována zavedením čisté kultury mikrobu do zdravého experimentálního hostitele.
- Stejný mikrob lze identifikovat v infikovaném hostiteli.
- Vakcína proti neštovicím
Edward Jenner byl vědec, který žil v Anglii mezi 17. a 19. stoletím.
V té době byly neštovice nebezpečnou chorobou pro člověka, zabily 30% infikovaných a zanechaly na jizvách jizvy nebo jim způsobily slepotu.
Ovčí neštovice v vyhrál Bylo to mírné a dalo by se šířit z krávy na člověka vředy umístěnými na vemene krávy. Jenner zjistil, že mnoho mlékárenských pracovníků tvrdilo, že kdyby chytili neštovice z dobytka (který byl rychle vyléčen), neochoreli by z lidských neštovic.
Pozorování: Víra na imunitu získanou z nákazy neštovicemi skotu. Z tohoto pozorování pokračoval Jenner k dalšímu kroku vědecké metody, držel hypotézu, že tato víra je pravdivá, a provedl nezbytné experimenty, aby ji dokázal nebo vyvrátil.
Hypotéza: Nákaza neštovic skotu dodává imunitu proti lidským neštovicím.
Experiment: Jennerovy experimenty by dnes nebyly přijaty, protože byly prováděny na lidech. I když v té době neexistoval jiný způsob, jak tuto hypotézu otestovat, experimentování s dítětem by dnes bylo stále zcela nepřípustné. Jenner vzala materiál z bolavých neštovic z ruky infikované dojičky a aplikovala ho na paži chlapce, syna jejího zahradníka. Chlapec byl několik dní nemocný, ale poté se úplně uzdravil. Jenner později vzal materiál z bolavých neštovic člověka a aplikoval ho na paži stejného dítěte. Chlapec však tuto chorobu nedostal. Po tomto prvním testu Jenner zopakoval experiment s jinými lidmi a poté zveřejnil své nálezy.
Závěry: potvrzená hypotéza. Proto (deduktivní metoda) infikování osoby kravskými neštovicemi chrání před infekcí lidskými neštovicemi. Později byla vědecká komunita schopna zopakovat Jennerovy experimenty a dosáhnout stejných výsledků.
Tímto způsobem byly vynalezeny první „vakcíny“: aplikace slabšího kmene viru k imunizaci osoby proti nejsilnějšímu a nejškodlivějšímu viru. V současné době se stejný princip používá pro různé nemoci. Termín „vakcína“ pochází z této první formy imunizace bovinním virem.
- Můžete použít vědeckou metodu
Vědecká metoda je způsob testování hypotéz. K uplatnění je nutné mít možnost provést experiment.
Předpokládejme například, že jste během hodiny matematiky vždy velmi ospalí.
Vaše postřeh zní: sním ve třídě matematiky.
Jedna z možných hypotéz je: Na hodině matematiky jste ospalí, protože jste předtím noc nespali.
K provedení experimentu, který potvrzuje nebo vyvrací hypotézu, je velmi důležité, abyste ve svém chování nic nezměnili, kromě hodin spánku: musíte mít stejnou snídani, sedět na stejném místě ve třídě, mluvit se stejnými lidmi.
Experiment: Noc před hodinou matematiky půjdete spát o hodinu dříve než obvykle.
Pokud po opakování experimentu přestanete během hodiny matematiky ospalý (nezapomeňte na důležitost opakování experimentu), hypotéza se potvrdí.
Pokud budete i nadále ospalí, měli byste se rozvíjet nové hypotézy.
Například:
- Hypotéza 1. Jedna hodina spánku nestačila. Opakujte experiment a zvyšte dvě hodiny spánku.
- Hypotéza 2. Další faktor zasahuje do pocitu spánku (teplota, jídlo konzumované během dne). Budou navrženy nové experimenty k hodnocení výskytu dalších faktorů.
- Hypotéza 3. Ospalost vás dělá právě z matematiky, a proto se jí nelze vyhnout.
Jak je vidět na tomto jednoduchém příkladu, vědecká metoda je náročná na vyvozování závěrů, zejména když není prokázána naše první hypotéza.
