Was ist das? Warum macht es das? Wie führt ein System diese Aktion durch? Menschen nutzen die Wissenschaft, wenn wir die Funktionsweise der natürlichen Welt befragen wollen. Wir sind unglaublich neugierige Kreaturen.Wissenschaft ist eine Art zu studieren physikalische und natürliche Phänomene durch Beobachtung und Experimente. Es ist ein Werkzeug, mit dem Menschen das Universum, unseren Planeten und uns selbst besser verstehen können.
Wissenschaft und die wissenschaftliche Methode
Menschen betreiben Wissenschaft seit Zehntausenden von Jahren. In dieser reichen Geschichte wurde Wissenschaft auf verschiedene Weise betrieben, aber sie hatte weitgehend die gleichen Grundlagen: Versuch und Irrtum, Ergänzung des Gelernten und Entwicklung neuerTheorien und Methoden. Menschen haben vollständige Schriftsysteme entwickelt innerhalb der letzten viertausend Jahre, was unsere Fähigkeit zur Kommunikation und Bewahrung von Informationen erweitert hat. Innerhalb von tausend Jahren der Entwicklung des Schreibens sehen wir die Entwicklung robusterer philosophischer Denksysteme auf der ganzen Welt. Weil wir die Realität und die menschliche Erfahrung befragt habenAuf formalisiertere Weise sehen wir auch die Grundlagen für eine formalisiertere Art und Weise, Wissenschaft zu betreiben.
Um uns bei der Beantwortung dieser Frage zu helfen, waren ein griechischer Philosoph und ein muslimischer Mathematiker maßgeblich daran beteiligt.hilft, die Bedeutung von Beobachtung und Experimentieren zu vermitteln. Aristoteles gab uns einen der ersten systematischen Ansätze, um die Natur durch wissenschaftliche Untersuchungen zu untersuchen.Hasan Ibn al-Haytham, im Westen als Alhazen bekannt, ist einer der ersten, der sich für das Experimentieren aussprach und den zeitgenössischen Idealen widersprach, die von der aristotelischen Philosophie dominiert wurden.
Während dieser Zeit haben wir verschiedene philosophische Rahmenbedingungen weiter verfeinert und hinzugefügt, um uns zu helfen, Dinge zu verstehen. In der Stanford Encyclopedia of Philosophy, fassen sie zusammen: „Das hier identifizierte grundlegende Ziel und die hier identifizierte Untersuchungsmethode können als ein Thema angesehen werden, das sich durch die nächsten zwei Jahrtausende der Reflexion über den richtigen Weg zur Suche nach Wissen zieht: Beobachte die Natur sorgfältig und suche dann nach Regeln oder Prinzipien, die erklärenoder seinen Betrieb vorhersagen." Im 16. Jahrhundert wurde der intellektuelle Boden für die wissenschaftliche Revolution gelegt. In den nächsten zwei Jahrhunderten wurde die Wissenschaft, wie wir sie heute verstehen, etabliert.
Die Wissenschaft hat sich weiter in eine schwindelerregende Anzahl von Feldern und Nischen ausgebreitet. Es gibt viele Möglichkeiten, eine wissenschaftliche Untersuchung in einem durchzuführen.erkenntnistheoretisch konsistenter Weg. Einige wissenschaftliche Gebiete haben unterschiedliche epistemische Anforderungen; je nachdem, welche Art von Wissenschaft Sie betreiben, welche Ansätze Sie wählen können und welche Standards Sie benötigen. Im Großen und Ganzen beziehen sich Wissenschaftler auf diese Ansätze.über die „wissenschaftliche Methode“ sprechen.
Die wissenschaftliche Methode
Wenn die meisten Leute von der wissenschaftlichen Methode hören, erinnern sie sich an einen mehrstufigen Prozess, der ihnen in der Schule beigebracht wurde. Obwohl die wissenschaftliche Untersuchung den Schritten der wissenschaftlichen Methode lose folgen kann, muss sie es nicht. Die wissenschaftliche Methode ist nicht unzerbrechlichGesetz, das definiert, was Wissenschaft ist und was nicht.
InDas Wesen der Wissenschaft im naturwissenschaftlichen Unterricht, William McComas erklärt, dass die moderne Version der mehrstufigen wissenschaftlichen Methode möglicherweise entstanden ist, nachdem ein Papier von 1945 veröffentlicht wurde, in dem einige der Dinge beschrieben werden, die Wissenschaftler bei der Durchführung von Untersuchungen tun. Von dort aus haben die Leute die Liste verfeinert und eingefügtWas eine logische Reihenfolge zu sein scheint, und die neu geprägte wissenschaftliche Methode fand ihren Weg in Lehrbücher und allgemeines Wissen. McComas erklärte weiterhin seine Ansicht über die wahre wissenschaftliche Methode:, Vorwissen und Beharrlichkeit. Dies sind natürlich die gleichen Methoden, die von allen effektiven Problemlösern verwendet werden. Die Lektion, die man daraus lernen muss, ist, dass sich Wissenschaft bei der Untersuchung von Rätseln nicht von anderen menschlichen Bemühungen unterscheidet."
Wenn man bedenkt, dass Beobachtung und Replikation der Kern der Wissenschaft sind, ist die wissenschaftliche Methode eine Möglichkeit, wissenschaftliche Untersuchungen durchzuführen. Sie bietet einen grundlegenden Rahmen dafür, wie wir Informationen gewinnen und die Realität testen können.ist nicht in Stein gemeißelt – es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, wissenschaftliche Untersuchungen durchzuführen.
Was sind die Schritte der wissenschaftlichen Methode?
Schritt 1: Stellen Sie eine Frage
Der Entdeckungsprozess beginnt mit Neugier. Menschen, die diese innere menschliche Sehnsucht anzapfen, um mehr über diesen Ort zu erfahren, den wir Heimat nennen. Seit Tausenden von Jahren begeben sich Menschen auf diese Reise, indem sie Fragen stellen. Im Allgemeinen verwenden wir Fragen, dieBeginnen Sie mit der Frage, wie, was, wann, wo, was oder warum wir das Interessante, das uns aufgefallen ist, hinterfragen sollen – einschließlich der Dinge, die wir bei den wissenschaftlichen Bemühungen anderer bemerkt haben. Eine gute Frage zu stellen ist sehr wichtig, weil sie den Rahmen für Ihre Herangehensweise legtbeantworten. Es gibt viele Möglichkeiten, eine gute Frage zu stellen. Im Allgemeinen ist eine gute Frage eine spezifische Frage, die durch Experimente analysiert werden kann.
Beispiele:
Umkreisen die Planeten die Erde oder die Sonne?
Fällen Objekte unterschiedlicher Masse gleich schnell?
Gibt es Außerirdische?
Schritt 2: Literaturrecherche
Jetzt, da Ihre Neugier geweckt ist, ist es gut zu sehen, was andere Leute auf diesem Gebiet gemacht haben. Menschen führen seit Tausenden von Jahren wissenschaftliche Untersuchungen durch, und wir sind viel besser darin geworden, dies im Laufe der Zeit zu dokumentieren und zu diskutierenWir alle arbeiten zusammen in einer Kette, die sich über die Jahrtausende erstreckt, um unser Verständnis der Welt zu verbessern. Sir Issac Newton hat einmal geschrieben, „Wenn ich weiter gesehen habe, dann durch das Stehen auf den Schultern von Riesen.“ In dieser Phase ist es wichtig, so viele Informationen wie möglich zu sammeln, damit Sie eine angemessene Grundlage für Ihre eigenen Forschungen und Experimente schaffen können, undSehen Sie, was andere bereits getan haben, um Ihre oder ähnliche Fragen zu beantworten. Vielleicht gibt es bereits eine Antwort – oder vielleicht hat sich jemand auf den Weg dorthin gemacht. Der nächste Schritt ist entscheidend und einer der grundlegendsten Aspekte der Wissenschaft: Die Etablierung eines GutsHypothese.
Schritt 3: Aufstellung einer Hypothese
Eine Hypothese ist eine Art von fundierter Vorhersage, eine Aussage darüber, was Ihrer Meinung nach passiert. Eine gute Hypothese kann getestet und falsifiziert werden. Die Möglichkeit, die Hypothese zu testen, bedeutet, dass wir Bedingungen schaffen können, um sie durch Experimente oder Beobachtungen zu überprüfeneine falsifizierbare Hypothese bedeutet, dass es möglich ist, ihr in einem Experiment zu widersprechen oder sie falsch zu beweisen. Es ist möglich, wissenschaftliche Untersuchungen durchzuführen, ohne eine falsifizierbare Hypothese zu haben, aber Sie müssen bei der Interpretation Ihrer Daten vorsichtiger sein.
Beispiele:
Ein sonnenzentriertes Modell liefert mehr Genauigkeit über die Bewegung der Planeten als ein erdzentriertes Modell?
Wenn ich zwei Kugeln fallen lasse, eine doppelt so schwer wie die andere, fällt die schwerere Kugel doppelt so schnell wie die leichtere Kugel?
Wenn ich zuhöre für schmalbandige Funkübertragungen ist der Weltraum, würde das auf die Existenz technisch hoch entwickelter Wesen an anderer Stelle in der Galaxie hinweisen?
Schritt 4: Testen Sie Ihre Hypothese durch Experimentieren
Eine gute Hypothese zu haben ist genauso wichtig wie ein gutes Experiment zu entwerfen. Ihr Experiment sollte ein fairer Test Ihrer Hypothese sein, damit Sie nützliche Daten sammeln können. Es sollte reproduzierbar sein, damit Sie und andere das Experiment mit ähnlichen Ergebnissen wiederholen können.Diese Fähigkeit für andere, die gleichen Ergebnisse zu erzielen, indem sie dasselbe Experiment mit ähnlichen Geräten und Bedingungen durchführen, ist ein Kernelement der Wissenschaft. Auf diese Weise überprüfen wir die Genauigkeit der Ergebnisse. Während der Durchführung eines Experiments können Sie möglicherweise verschiedene Variablen anpassensehen Sie, ob es das Ergebnis beeinflusst. Sie sollten immer nur eine Variable ändern und Ihre Aktionen dokumentieren.
Beispiele:
Entwickeln Sie ein Modell mit allen Planeten und der Erde, die die Sonne umkreisen, und sehen Sie, ob Sie die scheinbare "Rückwärtsbewegung" der Planeten am Himmel erreichen können.
Führen Sie eine Reihe von Falltests durch, bei denen Sie zwei Objekte, eines doppelt so schwer wie das andere, aus verschiedenen Höhen fallen lassen
Benutze Radioteleskope, um Umfrage zu roten Zwergsternen, die viele Eigenschaften aufweisen, die sie zu erstklassigen Orten auf der Suche nach intelligentem Leben machen.
Schritt 5: Analysieren Sie Ihre Daten und interpretieren Sie Ihre Ergebnisse
Dies ist der spaßige Teil der Wissenschaft, wenn Sie sich Ihre Daten ansehen und versuchen herauszufinden, was tatsächlich passiert ist und ob es das unterstützt oder widerlegt, was Sie dachten, was passieren würde – Ihre Hypothese. Es ist wichtig, dabei ehrlich mit den Daten zu seinSchritt und es nicht zu manipulieren, um etwas zu sagen, was es nicht sagt. Offensichtlich könnten die Daten die Hypothese unterstützen oder widerlegen, aber es könnte auch keines tun. Von hier aus durchlaufen Sie die Schritte drei bis fünf, während Sie es versuchen.um bessere Daten zu sammeln und Ihre Hypothese zu verfeinern, bis Sie ein signifikantes Ergebnis haben. Denken Sie auch daran, dass selbst wenn ein Experiment die Hypothese nicht unterstützt, es zum Gesamtwissen über eine Frage beiträgt.
Beispiele:
Da die Planeten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten umkreisen, bewegen sich einige schneller als andere, wodurch sie sich aus der Perspektive eines Beobachters auf einem Punkt auf einer flachen Ebene aneinander „vorbeiziehen“. Diese scheinbare rückläufige Bewegung kann genauer durch die Relativbewegung erklärt werdenvon jedem Planeten und nicht von Epizykeln. Dies unterstützt die Hypothese, dass ein sonnenzentriertes System eine bessere Erklärung als ein erdzentriertes System ist.
Unabhängig von der Höhe, in der Sie den Falltest durchführen, beide Objekte fallen mit der gleichen Geschwindigkeit und treffen gleichzeitig auf den Boden. Dies widerlegt die Hypothese, dass schwerere Objekte schneller fallen als leichtere.
Nachdem Sie ein Jahr lang zugehört haben, konnten Sie kein fremdes Funksignal empfangen. Dies widerlegt die Vorstellung, dass das Auffinden der Signale einfach wäre. Obwohl dies bedeuten kann, dass keine Funksignale zu erkennen sind, ist dies auch nicht der Fall.nicht auszuschließen. Brauchen Sie einen empfindlicheren Funkempfänger? Gibt es eine Erklärung dafür, warum Funkkommunikation im Universum seltener ist als angenommen? Gibt es überhaupt Funksignale zu erkennen?
Schritt 6: Präsentieren Sie Ihre Ergebnisse
Jetzt erzählen Sie allen, was Sie gemacht haben. Je nachdem, in welchem Wissenschaftsbereich Sie forschen, gibt es verschiedene Möglichkeiten, Ihre Ergebnisse zu kommunizieren. Sie können sie in einer wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlichen, auf einer Schulmesse für Wissenschaft präsentieren oder kommunizierenSie durch einen Vortrag vor anderen Wissenschaftlern. Ein Hauptziel der Wissenschaft ist es, andere darüber zu informieren, wie die Welt funktioniert, damit sie Ihre Arbeit testen und darauf aufbauen können. Um dies zu erreichen, sind Informationen wichtig, und desto mehr gute Daten haben wirhaben, desto besser ist unser Verständnis. Informationen wollen frei sein, wissenschaftliche Ergebnisse sollten offen und für alle zugänglich sein.