理論とは何か、科学的方法はどこにあるのか

最後に、古代の哲学者の名前に帰するならば、どんなフレーズも信じられないほど思慮深いものに変えることができるという理論があります。 プラトン（ オリジナル ）。

理論（ギリシャ語θεωρία-考察、研究）-教義、アイデアまたは原則のシステム（ wiki ）。 私たちが日常のスピーチで「理論」という言葉を使用するのは、通常のスピーチで最も広い意味でのこのことです。 たとえば、私は車が始動しないという理論を持っています-いくつかのアイデアのセットと故障を説明する結論。 しかし、科学の世界では、理論はかなり厳密で形式的な意味を持ち、必然的に重要な基準の特定のセットを満たします。



カットの下には多くの写真と例があり、公式はまったくありません。

科学的方法

（ ここから写真）



例で科学的方法の主な段階を検討し、議論してください。 この記事では、次の手順について説明します。

1. 観察と質問
2. 仮説と理論の形成と基本的な性質
3. データの解釈と結論

方法論と研究のすべての特性と詳細を網羅し、ギャップを埋め、ポータルBerkley-Undrestanding Science 101でインタラクティブな形式の資料を研究することは確かに不可能です。

観察と質問

（ ここから写真）



ニュートンとリンゴの有名な伝説でこの段階を説明します。

昼食後、天気は暖かく、庭に出てリンゴの木陰でお茶を飲みました。 彼（ニュートン）は、彼が同じように木の下に座ったときに重力の考えが彼に起こったと私に言った。 突然リンゴが枝から落ちたとき、彼は瞑想的な気分でした。 「なぜリンゴは常に地面に垂直に落ちるのですか？」と彼は考えました。

科学的方法の最初の段階は観察です：観察されたイベントに共通の特徴があり、異常な特徴がありますか、標準的な条件の下でいくつかの新しい技術を適用することができます。 質問は観察と連動して行われます。観察から必要なものと今後の研究に重要なものを選択する必要があります。 多くの点で、質問は観察によって決定されますが、観察は質問も決定します。実際、それらは一緒に排他的に考慮されるべきです。



しかし、質問と観察はもっぱら現実の世界に関係しています。 原子、人、銀河、社会、植物。 言い換えれば、「超自然的」は科学的方法の枠組みで考慮される問題の外側にあります。

科学的手法の基礎 ：仮説、データ、関係

（ ここから撮影した金星の写真）

例として、金星の表面でのカールセーガンの仮説（予測）（ wiki ）を考えてみましょう。



60年代、誰も金星の実際の状態を想像していませんでした。 それから1960年、カールセーガンは金星の表面が乾燥しており、信じられないほど高い温度にあると仮定しました。 仮説は、金星の表面が住みやすいかもしれないという他者の見解に反しました（ 金星の恐竜 ）。 仮説を立てた後、彼は金星からの利用可能なデータ（電波放射）の研究を開始し、表面の温度は500°Cであるという結論に達しました。 1962年、 マリナー2 （自動惑星間ステーション）は金星の近くを通過し、サガンの気候の予測を確認しました。



この仮説にはどのような興味深い特性がありますか？ この仮説は、検証可能な特定の予測を行うため、反論することができます。 このプロパティはfalsifiability （Popper基準とも呼ばれます）と呼ばれます。 仮説がポッパー基準を満たす場合、これは仮説が真であることを意味するものではないことに注意してください。 たとえば、「太陽はピスタチオアイスクリームだけで構成されている」という仮説はこの基準を満たしますが、仮説は正しくありません。



暫定的に、仮説を立てる際にこの基準を放棄すると、1952年にラッセルによって説明された興味深い状況になります。

ラッセル・ケトル

RussellはIllustrated Magazineに次の手紙を書きます。

多くの信者は、ドグマティストが一般に受け入れられている仮定を証明するのではないかのように振る舞いますが、反対に、懐疑論者はそれらに反論する義務があります。 これは確かにそうではありません。 地球と火星の間で磁器ティーポットが太陽の周りを楕円軌道で回転していると主張し始めた場合、誰も私の声明に異議を唱えることはできませんでした。 しかし、私はさらに、私の声明は反論することができないので、合理的な人がその真実を疑う権利を持たないことを宣言します。 しかし、古代の本でそのようなティーポットの存在が確認された場合、毎週日曜日はその真正性について確認され、この考えは子供の頃から学童の頭に打ち込まれました。異端審問。

実際、ラッセルのケトルは、その定式化には、それ自体の相反性が含まれているという仮説を示しています。 偽証性とは何ですか？ これは、この仮説に反論する実験を行うための基本的な機会です。 これは仮説の性質に関する単なる声明であるように思われますが、暗黙の形式では、別の重要な性質も含まれています-仮説を立てて予測する能力、すなわち いくつかの新しい未知の特性および/または現象を説明します。



仮説の能力は、偽造可能性に関連する何かをどのように予測するのですか？ 仮説が何かが起こると予測する場合、それは何かが起こらないと予測することを意味します。 偽造された仮説は、いくつかのイベントが発生しないと予測しています-これは非常に反論的な実験です（イベントAが発生しない場合、AなどのイベントBが発生することを意味します-金星の温度は50°C以下、イベントB-金星の温度は50度以上です）。

データと結果の解釈

（NASA Data.GISSから取得したグラフ）



あなたの仕事は、地球の温度の経時的な上昇（変化）を評価することだと想像してください。 ソースデータは何になりますか？ どのパラメーターを推定する必要がありますか？ どの地域を平均する必要がありますか？ この場合の平均とはどういう意味ですか？



実際、得られたデータは予測と決して一致しません-まず第一に、これはさまざまな不正確さ、ランダムな（そしてそれだけではない）要因によるものです。 したがって、まず、結果の信頼度について話し、結果に特定の信頼区間を与えます。 たとえば、次のステートメントを提示できます。夏のサマラの平均気温が21〜26度の間にあるという95％の信頼がある。 これは、年をランダムに選択し、都市の1年間の平均気温を測定すると、ケースの95％で平均値がこの間隔にあることを意味します。 したがって、データを操作するときは、データの適用性と信頼の境界を常に示します。



一般に、データの解釈と操作のタスクには単一の普遍的なアプローチはありませんが、注意すべき一般的なルールがあります：データの信頼度に関する推定の利用可能性、統計誤差の計算の存在、常識へのデータの等しく重要な対応。 古典的な例を挙げます。

地球温暖化のカリブ海の海賊の数への依存

この例は、データ間の相関が因果関係の存在と等価ではないことを示しています（150年前に有名な統計学者Fisherが示したように）。



原因と結果の関係の検索は別の問題であり、このプロセスははるかに時間がかかり、常に可能とは限らないことに注意する価値があります。

そしてここで進化とメディア

古典的なフレーズ：「進化は単なる理論」であり、まったく異なる文脈で聞こえますが、これは主に科学で使用される「理論」という用語の誤解によるものです。 進化論は、ニュートンの重力および量子力学と同じ意味での理論です（法則と理論の違いはここに書かれています ）。



しかし、私たちにとってさらに重要なのは、さまざまな情報リソースに関して「理論」という用語を使用することです。 声明（たとえば、「 新しい年代学 」やヴェリコフスキーの大惨事の「理論」）を受け入れる前に、この理論が方法論に従って実際に開発されていることを確認する必要があります。

おわりに

私たちが感じることができる最も美しいものは、未知と謎です。 これがまさに芸術と科学の源です。 この感覚が異質な人、驚いたことに凍結できない人は、すべて同じように死にました-彼の目は閉じられています。

（ ソース ）





この方法の主な特徴と特徴は、周囲の世界の考え方を変える能力です。世界の知識と認識は静的ではなく、常に変化し、未知の境界線を少し押し上げます。 これが、彼を他のすべてと区別するものです。彼は、私たちがまだ多くを知らないこと、そして私たちが発見するのに長い道のりがあることを認めています。