La méthode scientifique se définit comme les étapes que les scientifiques suivent pour créer une vision du monde qui soit précise, fiable et cohérente. C’est aussi une façon de minimiser l’impact et l’influence des croyances culturelles et personnelles d’un scientifique sur son travail. Elle tente de rendre les perceptions et les interprétations de la nature et des phénomènes naturels aussi scientifiques et neutres que possible. Elle minimise la quantité de préjugés et de parti pris d’un scientifique sur les résultats d’une expérience, d’une hypothèse ou d’une théorie.
La méthode scientifique peut être décomposée en quatre étapes :
- Observer et décrire le phénomène (ou le groupe de divers phénomènes).
- Créer une hypothèse qui explique le phénomène. En physique, cela signifie souvent la création d’une relation mathématique ou d’un mécanisme causal.
- Utiliser cette hypothèse pour tenter de prédire d’autres phénomènes connexes ou les résultats d’une autre série d’observations.
- Tester la performance de ces prédictions en utilisant des expériences indépendantes.
Si les résultats de ces expériences confirment l’hypothèse, celle-ci peut devenir une théorie, voire une loi de la nature. En revanche, s’ils ne confirment pas l’hypothèse, celle-ci doit être modifiée ou complètement rejetée. Le principal avantage de la méthode scientifique est son pouvoir prédictif : une théorie éprouvée peut être appliquée à un large éventail de phénomènes. Bien sûr, même la théorie la plus éprouvée peut, à un moment donné, se révéler fausse, car de nouvelles observations ou expériences peuvent être enregistrées et la contredire. Les théories ne peuvent jamais être entièrement prouvées, seulement entièrement réfutées.
- Les étapes de la méthode scientifique – Une introduction de base
- Entrée de Wikipédia pour la méthode scientifique – Elle entre dans l’histoire de la méthode
- Définition de la méthode scientifique – On y trouve également un bref historique de son utilisation
- Étapes de la méthode scientifique – Plus de détails sur chacune des étapes
Tester les hypothèses
Tester une hypothèse peut aboutir à l’une des deux choses suivantes : l’hypothèse est confirmée ou l’hypothèse est rejetée, ce qui signifie qu’elle doit être modifiée ou qu’une nouvelle hypothèse doit être créée. Cela doit se produire si les expériences montrent clairement et à plusieurs reprises que leur hypothèse est fausse. Peu importe l’élégance ou la solidité d’une théorie : si elle peut être réfutée une fois, elle ne peut être considérée comme une loi de la nature. L’expérimentation est la règle suprême de la méthode scientifique, et si une expérience montre que l’hypothèse est fausse, elle l’emporte sur toutes les expériences précédentes qui la soutenaient. Ces expériences testent parfois directement la théorie, tandis que d’autres fois, elles testent la théorie indirectement par la logique et les mathématiques. La méthode scientifique exige que toutes les théories soient testables d’une manière ou d’une autre – celles qui ne le sont pas ne sont pas considérées comme des théories scientifiques.
Si une théorie est réfutée, elle peut encore être applicable à certains égards, mais elle n’est plus considérée comme une véritable loi de la nature. Par exemple, les lois de Newton ont été réfutées dans les cas où la vitesse est supérieure à celle de la lumière, mais elles peuvent toujours être appliquées à la mécanique qui utilise des vitesses plus faibles. D’autres théories largement considérées comme vraies pendant des années, voire des siècles, ont été réfutées par de nouvelles observations, comme l’idée que la Terre est le centre de notre système solaire ou que les planètes tournent autour du Soleil en orbites circulaires parfaites plutôt qu’en orbites elliptiques, comme cela a été prouvé.
Bien sûr, une hypothèse ou une théorie prouvée n’est pas toujours réfutée par une seule expérience. En effet, les expériences peuvent contenir des erreurs, de sorte qu’une hypothèse qui semble avoir échoué une fois est testée plusieurs fois par plusieurs tests indépendants. Les erreurs peuvent provenir d’instruments défectueux, d’une mauvaise lecture des mesures ou d’autres données, ou du parti pris du chercheur. La plupart des mesures sont données avec un certain degré d’erreur. Les scientifiques s’efforcent de rendre ce degré d’erreur aussi faible que possible tout en estimant et en calculant tout ce qui pourrait causer des erreurs dans un test.
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Erreurs courantes dans l’application de la méthode scientifique
Malheureusement, la méthode scientifique n’est pas toujours appliquée correctement. Des erreurs se produisent, et certaines d’entre elles sont en fait assez courantes. Comme tous les scientifiques sont des êtres humains qui ont des partis pris et des préjugés, il peut être difficile d’être vraiment objectif dans certains cas. Il est important que tous les résultats soient aussi peu biaisés que possible, mais ce n’est pas toujours le cas.
Une autre erreur fréquente consiste à prendre quelque chose pour du bon sens ou à décider que quelque chose est tellement logique qu’il n’est pas nécessaire de le tester. Les scientifiques doivent se rappeler que tout doit être testé avant de pouvoir être considéré comme une hypothèse solide.
Les scientifiques doivent également être prêts à examiner toutes les données, même celles qui invalident leur hypothèse. Certains scientifiques croient tellement à leur hypothèse qu’ils tentent d’expliquer les données qui la réfutent. Ils veulent trouver une raison pour laquelle ces données ou cette expérience doivent être fausses au lieu de réexaminer leur hypothèse. Toutes les données doivent être considérées de la même manière, même si elles vont à l’encontre de l’hypothèse.
Un autre problème fréquent est d’oublier d’estimer toutes les erreurs possibles qui pourraient survenir pendant les tests. Certaines données qui contredisent l’hypothèse ont été expliquées comme tombant dans la marge d’erreur, mais en réalité, il s’agissait d’une erreur systématique que les chercheurs n’ont tout simplement pas prise en compte.
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Hypothèses, modèles, théories, et lois
Bien que certaines personnes utilisent à tort des mots comme « théorie » et « hypothèses » de manière interchangeable, la communauté scientifique a des définitions très strictes de ces termes.
Hypothèse: Une hypothèse est une observation, généralement basée sur une cause et un effet. C’est l’idée de base qui n’a pas été testée. Une hypothèse est juste une idée qui explique quelque chose. Elle doit passer par un certain nombre d’expériences destinées à la prouver ou à la réfuter.
Modèle: Une hypothèse devient un modèle après que des tests ont été effectués et qu’elle semble être une observation valide. Certains modèles ne sont valables que dans des cas spécifiques, par exemple lorsqu’une valeur se situe dans une certaine fourchette. Un modèle peut également être appelé une loi.
Théorie scientifique: Un modèle qui a été testé et confirmé à plusieurs reprises peut devenir une théorie scientifique. Ces théories ont été testées par un certain nombre de chercheurs indépendants dans le monde entier en utilisant diverses expériences, et tous ont soutenu la théorie. Les théories peuvent être réfutées, bien sûr, mais seulement après un test rigoureux d’une nouvelle hypothèse qui semble les contredire.
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Conclusion
La méthode scientifique est utilisée depuis des années pour créer des hypothèses, les tester et les développer en théories scientifiques complètes. Bien qu’elle semble être une méthode très simple à première vue, c’est en fait l’une des façons les plus complexes de tester et d’évaluer une observation ou une idée. Elle est différente des autres types d’explication car elle tente d’éliminer tout préjugé et d’avancer en utilisant uniquement l’expérimentation systématique. Cependant, comme toute méthode, il y a de la place pour l’erreur, comme le biais ou l’erreur mécanique. Bien sûr, tout comme les théories qu’elle teste, la méthode scientifique peut un jour être révisée.
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