科学的手法：科学的方法とは何か？

科学的方法とは何か、その用途や手順、科学的方法の例などをご紹介します。

科学的方法の考え方は、16世紀から17世紀にかけて始まりました。フランシス・ベーコンとレン・デカルトは、この科学的手法を形式化しました。二人の哲学者は、現実がどのように機能しているかという先入観に基づいた形而上学的な考えによって研究が導かれるべきではないと主張しました。そして、仮説を立て、現実を新たに理解するために、帰納的な推論を行うことを支持した。

科学的方法のステップ

科学的方法は、段階的な問題解決プロセスである。これらのステップには

する

科学的手法の一例

日常生活で直面する実用的な問題にも、科学的方法を適用することができます。以下はその例です。

例えば、トースターにパンを入れ、ボタンを押しても何も起こらないとします。トースターはパンを焼くことができません。

観察

この問題からあなたが得た観察は、あなたのトースターがトーストしないことです。

質問する

この場合、質問は「なぜトースターが動かないのか」です。

仮説を立てる

仮説は、質問に対する説明や答えの候補であるべきです。また、何らかの形で検証可能なものでなければならず、必ずしも正しいものである必要はありません。この場合、仮説は「コンセントが壊れている」とします。

予測

コンセントが壊れているかもしれないという仮説に基づいて、他のコンセントに変えたらトースターが作動してパンが焼けると予測します。

予測の検証

予測したことが正しいかどうか、実験することです。この場合、コンセントを入れ替えてトースターを差し込み、トーストが焼けるかどうかを確認します。

もし、うまくいってパンが焼ければ、あなたの仮説は正しい、あるいは支持されたことになります。もし、うまくいかなければ、あなたの仮説は間違っているか、支持されていない可能性があります。

基本的に、実験結果は仮説と予測を支持するか反対するかのどちらかです。仮説が支持されたからといって、その仮説が正しいという決定的な証拠にはならないことに注意しなければなりません。ただ、仮説が正しい可能性が高いということです。しかし、テスト結果が仮説に反している場合、その仮説は間違っている可能性が高いです。

予測を検証する際には、常に矛盾した結果を引き起こす可能性のある欠陥があることを考慮してください。もしそうであれば、その仮説を捨てて新しい仮説を立てる必要があります。

イテレーション

結果を振り返り、次のステップを決めます。

トースターが動いたという仮説が支持された場合、それを確認するため、あるいは仮説を修正するためにさらにテストを行うことができます。例えば、最初のコンセントの何が問題なのか、もっと調査することにしてもよいでしょう。

もしテストの結果、トースターがトーストできなかったという仮説が支持されなかった場合、新しい仮説を立てることができます。例えば、次の仮説は「トースターの線が切れている」かもしれません。

科学的Is法が使われる理由

科学的方法は、次のような様々な目的で使用することができます。

• 自然がどのように機能するかを記述する。自然がどのように機能するかを正確に記述するのは難しい。なぜなら、観察が限られている場合があり、それが間違った結論につながる可能性があるからである。ほとんどの場合、できることは仮定することだけです。科学的手法を使って、推論の欠陥を明らかにすることで、自然界に関する仮定を反証することができる。

• 科学的研究の実験。科学者は実験をするときに科学的方法を使うので、同じ装置を使って同じ手順で行えば、研究を再現できるかもしれませんね?

• 批判的思考を身につける?科学的方法を使うと、論理的に答えを見つけることに慣れるので、日常生活で批判的思考を身につけることができるかもしれません。論理的な推論ができなければ、歪んだ視点を持つ可能性が高くなるかもしれません。歪んだ視点を持つと、不正確な結論を出してしまう可能性があります。

なぜ科学的方法が重要なのか？

科学的方法が重要である理由は

• 標準化された方法である。科学的手法で用いられるステップは体系的であるため、科学者は標準化された方法で実験を行うことができます。このことは、彼らの実験がより広く普及することを意味します。

• 偏りをなくす?偏りとは、他人の意見よりも自分の意見を優先する傾向のことです。実験には客観性が求められるので、科学的手法の助けを借りて実験のバイアスを排除することができます。科学的手法では、実験の詳細を注意深く記録し、それを鏡のように映し出して公表することが求められます。そのためには、実験結果が中立であることが必要です。組織や科学者の所属によって偏りが生じる可能性がある場合にも、科学的方法は有効なのです。

• 理論の作成に役立ちます。?理論とは、事実から得られる一般的な原理で、観測結果を説明したり、将来の出来事を予測したりするために使われます。仮説が検証され、正しいことが証明されると、アインシュタインの相対性理論のような理論に変換される。

• 問題を解決できる。?科学的方法の知識があれば、重要な問題解決能力を身につけることができるかもしれません。例えば、問題を解決しようとするとき、科学的方法を用いて無関係な要因を考慮したり、排除したりして、問題を切り分けることができます。さらに、解決策を継続的に変更し、再試行する際にも役立ちます。

• 予測力を生み出す。?正しいことが証明された仮説は、ある事象が発生する可能性を高めます。つまり、科学的手法を使って、ある事象が将来再び起こるかどうかを予測することができるのです。