과학적 방법의 요소
다른 과학 분야들은 다른 기술을 사용합니다. 그러므로, 과학 커뮤니티와 과학 철학에서 일반적으로 받아들여지는 일반적인 요소들은 과학 방법의 근본적인 요소들입니다.
과학적인 방법의 기본 요소들은 자연과학뿐만 아니라 사회과학에도 똑같이 적용됩니다. 즉, 현상을 관찰하고, 가설을 정립하고, 실험을 통해 가설을 검증하는 것입니다.
과학적 방법은 ‘지식 순환’이라 불리는 기본적인 요소들의
반복적 귀납적, 삽입 또는 반복, 혹은 그 배열의 일부를 이루는 부분적인 배열의 반복으로 구성됩니다.
20세기 이후에 일반적으로 확립된 과학적 방법인 가상 연역법은 네 가지 기본적인 요소로 이루어져 있습니다.그것들은 다뤄질 주체의 특성화, 측정 단위의 특성화, 관측과 측정에서
얻은 정보에 기초하여 설명하려는 가설 설정, 가설이나 이론에 비추어 논리적이고 연역적인 원인을 추정하는 예측, 그리고 예측되는 것을 증명하기 위한 실험을 포함합니다.
가설로과학적 방법의 각 요소는 동료 평가를 통해 가능한 오류를 검증합니다.
비록 위에 기술된 요인들이 모든 과학 분야에 동등하게 적용되지는 않지만, 물리, 화학, 생물학, 그리고 경제, 사회학과 같은 사회과학에 포함된 대부분의 과학은
이러한 요인과 각 분야의 특성에 맞는 사용 방법을 기반으로 합니다.게다가, 과학적 방법은 교육이 다루는 교육 학습 콘텐츠의 중요한 부분입니다.
그 과학적 방법에는 단 하나의 비밀도 없습니다. 과학적 방법을 수행하기 위해서는 지능, 상상력, 그리고 창의력이 필요합니다.
이런 점에서 과학적 방법은 단순한 의도적인 순서가 아니라, 각 요소를 더 유용하게 개발하고, 모델과 방법을 개선하며, 현상을 설명하기에 더 적절한 이론을 검증하는 지속적인 순환 시스템입니다.
예를 들어, 아인슈타인이 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론을 개발했을 때, 그는 아이작 뉴턴의 “상대성의 원리”의 권위에 반하는 새로운 이론을 증명해야 했습니다.
한편, 아인슈타인의 상대성 이론은 뉴턴의 고전역학을 부정하지 않고 오히려 그것을 더 일반적으로 설명할 수 있는 이론으로 확장시킵니다.
관찰된 사실을 설명할 가설을 세운입니다.실험 및 테스트 가설을 통한 데이터 수집데이터로 분석된 데이터를 기반 가설을 평가하고 새로운 가설을 설정합니다
재검사(종종 다른 과학자가 발표한 가설을 검증함))반복적인 실험에 의해 검증된 가설은 이론으로 받아들여집니다.
위의 순서에서 3에서 6까지의 숫자는 만족스러운 결과를 얻을 때까지 반복됩니다.
이것은 특히 가설-검정 방법이라고 알려져 있습니다.폴 파이어 어벤트와 같은 과학 철학자들은 과학이 어느 정도 실기능력과 관련이 있다고 말하며 이러한 과학적 방법의 설명을 비판했습니다.과학적 방법이 “조작적”이어야 한다는 패러다임[연구 3]에는 운용 정의, 도구주의, 효율성 등의 개념이 포함됩니다.
특성화
여러 가지 측정 도구특성화는 연구[연구 4]에서 주체의 정의를 조작하고, 그 현상에 대한 측정 단위와 방법을 정의하는 것과 같은 작업입니다. 과학적 방법은 연구 주제의 정교한 특성화에 의존합니다.
이 연구 주제는 그 분야에서 풀리지 않은 문제이거나 알려지지 않은 사실일 수 있습니다.
예를 들어 벤자민 프랭클린은 세인트루이스를 증명하고 싶었습니다. 엘모의 불은 자연 방전이었습니다.
그러나 이를 입증하기 위해서는 정확한 관찰, 측정 방법의 개발 및 관련 주제의 정의가 수반되어야 합니다.
과학적 방법에서, 특성화는 필연적으로 관찰된 현상으로부터 정량적이고
추상적인 개념을 추출하는 것을 포함합니다. 예를 들어, 만유인력의 법칙에 의해
두 물체 사이의 중력을 측정할 때, 물체의 질량과 거리만 고려됩니다.
현재, 지구의 중력에 의해 떨어지는 사과가 파란색인지 빨간색인지는 논의되지 않고 있습니다.
반면에, 파장과 빛의 색깔을 다룰 때는, 물론, 사과 크기나 무게에 상관없이, 오직 색깔만이 연구 대상이 됩니다.
특성화 과정을 통해 조작되는 수량의 측정은 몇 가지 이유로 불확실성이 있습니다.
첫째로, 금액 자체가 비합리적인 숫자의 형태라면, 적절한 오차범위의 근사치를 사용하는 것이 효율적입니다.