تُعرَّف الطريقة العلمية على أنها الخطوات التي يتبعها العلماء لصياغة رؤية دقيقة وموثوقة ومتسقة للعالم. إنها أيضًا طريقة لتقليل تأثير شخصية العالم ومعتقداته الثقافية على عمله. إنها طريقة لجعل تصورات الشخص وتفسيره للطبيعة والظواهر الطبيعية علمية وحيادية قدر الإمكان. كما أن هذه الطريقة تقلل من مقدار التحامل أو الانحياز لدى العالم بما يتعلق بنتائج التجربة أو الفرضية أو النظرية.
يمكن تقسيم المنهج العلمي إلى أربع خطوات:
- وصف وملاحظة الظاهرة (أو مجموعة الظواهر المختلفة)..
- إنشاء فرضية هذا ما يفسر الظاهرة. في الفيزياء ، يعني هذا غالبًا إنشاء علاقة رياضية أو آلية سببية.
- استخدم هذه الفرضية لمحاولة التنبؤ بظواهر أخرى ذات صلة أو نتائج مجموعة أخرى من الملاحظات.
- اختبر أداء هذه التنبؤات باستخدام تجارب مستقلة.
إذا كانت نتائج هذه التجارب تدعم الفرضية، حينها من الممكن اعتبارها نظرية أو قانونا من قوانين الطبيعة. وفي حال كانت النتائج لا تدعم الفرضية، فيجب إما تغييرها أو رفضها تمامًا. الفائدة الرئيسية للمنهج العلمي هي أنه يتمتع بقدرة تنبؤية – يمكن عكس نتائج النظريات المثبتة على مجموعة واسعة من الظواهر. لا شك أن أكثر النظريات التي تم اختبارها قد تكون في مرحلة ما خاطئة لظهور ملاحظات جديدة أو صدور نتائج لتجارب تتعارض معها. لذا فإن نتائج النظريات لا تعتبر مطلقة وحده النفي يكون مطلقا.
- خطوات المنهج العلمي – – مقدمة أساسية
- مدخل ويكيبيديا للتعريف بالمنهج العلمي يتعلق بتاريخ هذا المنهج
- تعريف المنهج العلمي – يتضمن أيضًا تاريخًا موجزًا لاستخدامه
- خطوات المنهج العلمي – تفاصيل وافية حول كل خطوة
اختبار الفرضيات
يمكن أن يؤدي اختبار الفرضية إلى أحد أمرين: إما تأكيد الفرضية أو رفضها، مما يتطلب تغييرها أو إنشاء فرضية جديدة. تلغى أو تنشأ فرضية جديدة إذا تكرر بشكل واضح من نتائج التجارب أن الفرضية خاطئة. ولا يؤخذ بعين الاعتبار مدى صلابة النظرية أو أدلتها طالما تم دحضها مرة واحدة على الأقل، بالتالي لا يمكن اعتبارها قانونًا من قوانين الطبيعة. التجربة هي القاعدة الأسمى في المنهج العلمي، وإذا أظهرت التجربة أن الفرضية غير صحيحة ، فإنها تتفوق على جميع التجارب السابقة التي دعمتها. تختبر هذه التجارب أحيانًا النظرية بشكل مباشر، أو بشكل غير مباشر عبر المنطق والرياضيات. كما يتطلب المنهج العلمي أن تكون جميع النظريات قابلة للاختبار بطريقة ما – ولا تعتبر النظريات علمية ما يمكن اختبارها بطريقة ما.
إذا تم دحض نظرية ما، فقد تظل هذه النظرية قابلة للتطبيق في بعض النواحي، لكنها لم تعد تعتبر قانونًا حقيقيًا للطبيعة. على سبيل المثال، تم دحض قوانين نيوتن في الحالات التي تكون فيها السرعة أكبر من سرعة الضوء، ولكن لا يزال من الممكن تطبيقها على الميكانيكا التي تستخدم سرعات أبطأ. مثلها مثل النظريات الأخرى التي سادت على نطاق واسع على أنها صحيحة لسنوات، وحتى لقرون ، تم دحضها بسبب ملاحظات جديدة منا النظرية التي تشمل فكرة أن الأرض هي مركز نظامنا الشمسي أو أن الكواكب تدور حول الشمس في مدارات دائرية مثالية بدلاً من مدارات بيضاوية ثبتت في يومنا هذا.
بالطبع، لا يتم دائمًا دحض الفرضية أو النظرية المثبتة من خلال تجربة واحدة. هذا لأن التجارب قد تحتوي على أخطاء فيها ، لذلك يتم اختبار الفرضية التي تبدو وكأنها فشلت مرة واحدة عدة مرات من خلال عدة اختبارات مستقلة. تشمل الأشياء التي يمكن أن تسبب أخطاء الأدوات المعيبة، أو القياسات الخاطئة ،أو البيانات الأخرى أو تحيز الباحث. يتم إعطاء معظم القياسات بدرجة من الخطأ. يعمل العلماء على جعل هذه الدرجة من الخطأ صغيرة قدر الإمكان مع الاستمرار في تقدير وحساب كل ما قد يتسبب في حدوث أخطاء في الاختبار.
- اختبار فرضيات البرمجيات – كيفية تطبيق المنهج العلمي على اختبار البرمجيات
- اختبار الأفكار العلمية – بما في ذلك رسم بياني للعملية
- اختبار فرضية البحث – ما هي وكيف يتم اختبارها؟
- كل المعلومات حول اختبار الفرضيات – نظرة مختلفة على الاختبار
الأخطاء الشائعة في تطبيق المنهج العلمي
لسوء الحظ ، لا يتم تطبيق المنهج العلمي بشكل صحيح دائما. تحدث الأخطاء ، وبعضها في الواقع شائع إلى حد ما. نظرًا لأن جميع العلماء بشر لديهم تحيز او تحامل ، وقد يكون من الصعب أن تكون موضوعيًا حقًا في بعض الحالات. من المهم أن تكون جميع النتائج غير ملوثة بالتحيز قدر الإمكان ، لكن هذا لا يحدث دائمًا.
خطأ شائع آخر هو اتخاذ شيء ما على أنه الفطرة السليمة أو اتخاذ قرار بأن شيئًا ما منطقي جدًا بحيث لا يحتاج إلى اختبار. يجب على العلماء أن يتذكروا أنه يجب اختبار كل شيء قبل اعتباره فرضية قوية.
يجب أن يكون العلماء أيضًا على استعداد للنظر في كل جزء من البيانات ، حتى تلك التي تبطل الفرضية. يؤمن بعض العلماء بشدة في فرضيتهم لدرجة أنهم يحاولون تفسير البيانات التي تدحضها بعيدًا. إنهم يريدون العثور على سبب لضرورة أن تكون هذه البيانات أو التجربة خاطئة بدلاً من النظر في فرضيتهم مرة أخرى. يجب النظر إلى جميع البيانات بنفس الطريقة ، حتى لو كانت تتعارض مع الفرضية.
هناك مشكلة شائعة أخرى وهي نسيان تقدير جميع الأخطاء المحتملة التي قد تنشأ أثناء الاختبار. تم تفسير بعض البيانات التي تتعارض مع الفرضية على أنها تقع في نطاق الخطأ ، ولكن في الحقيقة ، كان ذلك خطأ منهجيًا لم يفسره الباحثون ببساطة.
- أخطاء يقع فيها الباحثون الشباب – 15 خطأ شائعا قد يرتكبها العلماء الجدد
- الخطأ التجريبي – نظرة على الإيجابيات الكاذبة والسلبيات الكاذبة
- السيطرة على أخطاء القياس – كيفية تقليل الأخطاء في القياس إلى الحد الأدنى
- الأخطاء في التجارب العلمية – ما هي وكيفية التعامل معها
الفرضيات والنماذج والنظريات والقوانين
في حين أن بعض الناس يستخدمون كلمات مثل “نظرية” و “فرضيات” بشكل غير صحيح في المحادثات العامية ، فإن المجتمع العلمي لديه تعريفات صارمة للغاية لهذه المصطلحات.
الفرضية: الفرضية هي ملاحظة تستند عادةً إلى السبب والنتيجة. إنها الفكرة الأساسية التي لم يتم اختبارها. الفرضية هي مجرد فكرة تشرح شيئًا ما. يجب أن يمر بعدد من التجارب المصممة لإثبات ذلك أو دحضه.
النموذج: تصبح الفرضية نموذجًا بعد إجراء بعض الاختبارات ويبدو أنها ملاحظة صحيحة. بعض النماذج صالحة فقط في حالات معينة، مثل عندما تقع قيمة ضمن نطاق معين. قد يسمى النموذج أيضًا قانونًا.
النظرية العلمية قد يصبح النموذج الذي تم اختباره وتأكيده بشكل متكرر نظرية علمية. تم اختبار هذه النظريات من قبل عدد من الباحثين المستقلين حول العالم باستخدام تجارب مختلفة، وجميعهم دعموا النظرية. قد يتم دحض النظريات، بالطبع، ولكن فقط بعد اختبار صارم لفرضية جديدة يبدو أنها تتعارض معها.
- ما هي الفرضية؟ – تعريف الفرضية ووظيفتها في المنهج العلمي
- الفرضية والنظرية والقانون – تعاريف لكل منها
- 10 قوانين ونظريات علمية -بعض الأمثلة
الخلاصة
لقد تم استخدام المنهج العلمي لسنوات في وضع الفرضيات واختبارها وتطويرها إلى نظريات علمية كاملة. على الرغم من أنها تبدو طريقة بسيطة جدًا للوهلة الأولى ، إلا أنها في الواقع إحدى أكثر الطرق تعقيدًا لاختبار وتقييم ملاحظة أو فكرة. إنه يختلف عن أنواع التفسير الأخرى لأنه يحاول إزالة جميع التحيزات والمضي قدمًا باستخدام التجارب المنهجية فقط. ومع ذلك ، مثل أي طريقة ، هناك مجال للخطأ ، مثل التحيز أو الخطأ الميكانيكي. بالطبع ، تمامًا مثل النظريات التي تختبرها ، قد يتم مراجعة المنهج العلمي يومًا ما.
