Il metodo scientifico è definito come l’insieme dei passaggi che gli scienziati seguono per creare una visione del mondo che sia accurata, affidabile e coerente. È anche un modo per minimizzare l’influenza che le convinzioni culturali e personali di uno scienziato possono avere sul suo lavoro. Si tenta di rendere le percezioni e interpretazioni di una persona sulla natura e sui fenomeni naturali il più scientifiche e neutrali possibile. Riduce al minimo la quantità di pregiudizi e bias che uno scienziato può avere sui risultati di un esperimento, di una ipotesi o di una teoria.
Il metodo scientifico può essere suddiviso in quattro fasi:
- Osserva e descrivi il fenomeno (o il gruppo di vari fenomeni).
- Crea un’ipotesi che spieghi i fenomeni. In fisica, ciò spesso significa creare una relazione matematica o un meccanismo causale.
- Usa questa ipotesi per tentare di prevedere altri fenomeni correlati o i risultati di un altro insieme di osservazioni.
- Testa le prestazioni di queste previsioni utilizzando esperimenti indipendenti.
Se i risultati di questi esperimenti supportano l’ipotesi, allora essa può diventare una teoria o persino una legge della natura. Tuttavia, se non la supportano, allora deve essere modificata o completamente respinta. Il principale vantaggio del metodo scientifico è che possiede un potere predittivo—una teoria comprovata può essere applicata a un’ampia gamma di fenomeni. Naturalmente, anche la teoria più verificata può, a un certo punto, essere smentita perché possono essere registrate nuove osservazioni o condotti esperimenti che la contraddicono. Le teorie non possono mai essere completamente provate, ma solo completamente confutate.
- Le fasi del metodo scientifico – Un’introduzione di base
- Voce di Wikipedia sul metodo scientifico – Approfondisce la storia del metodo
- Definizione del metodo scientifico – Include anche una breve storia del suo utilizzo
- Le fasi del metodo scientifico – Maggiori dettagli su ciascuna delle fasi
Testare ipotesi
Testare un’ipotesi può portare a due risultati: l’ipotesi viene confermata oppure viene rifiutata, il che significa che deve essere modificata o deve essere creata una nuova ipotesi. Questo deve avvenire se gli esperimenti mostrano ripetutamente e chiaramente che l’ipotesi è errata. Non importa quanto sia elegante o supportata una teoria: se può essere confutata una volta, non può essere considerata una legge della natura. L’esperimento è la regola suprema nel metodo scientifico, e se un esperimento dimostra che l’ipotesi non è vera, prevale su tutti gli esperimenti precedenti che la supportavano. Questi esperimenti talvolta testano direttamente la teoria, mentre altre volte la testano indirettamente tramite logica e matematica. Il metodo scientifico richiede che tutte le teorie debbano essere in qualche modo testabili: quelle che non lo sono non sono considerate teorie scientifiche.
Se una teoria viene confutata, potrebbe ancora essere applicabile in alcuni modi, ma non è più considerata una vera legge della natura. Ad esempio, le leggi di Newton sono state confutate in casi in cui la velocità è maggiore della velocità della luce, ma possono ancora essere applicate alla meccanica che utilizza velocità inferiori. Altre teorie che sono state ampiamente considerate vere per anni, persino secoli, e che sono state confutate a causa di nuove osservazioni includono l’idea che la Terra sia il centro del nostro sistema solare o che i pianeti orbitassero attorno al sole in orbite perfettamente circolari piuttosto che nelle orbite ellittiche ora dimostrate.
Naturalmente, un’ipotesi o una teoria provata non viene sempre confutata da un singolo esperimento. Questo perché gli esperimenti possono avere errori, quindi un’ipotesi che sembra fallita una volta viene testata più volte con diversi test indipendenti. Cose che possono causare errori includono strumenti difettosi, letture errate delle misurazioni o altri dati, o il pregiudizio del ricercatore. La maggior parte delle misurazioni viene fornita con un margine di errore. Gli scienziati lavorano per rendere quel margine di errore il più piccolo possibile, stimando e calcolando tutto ciò che potrebbe causare errori in un test.
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Errori comuni nell’applicazione del metodo scientifico
Purtroppo, il metodo scientifico non è sempre applicato correttamente. Gli errori accadono, e alcuni di essi sono in realtà piuttosto comuni. Poiché tutti gli scienziati sono umani con pregiudizi e preconcetti, può essere difficile essere veramente obiettivi in alcuni casi. È importante che tutti i risultati siano il meno possibile influenzati dai pregiudizi, ma ciò non accade sempre.
Un altro errore comune è considerare qualcosa come senso comune o decidere che qualcosa sia così logico da non aver bisogno di essere testato. Gli scienziati devono ricordare che tutto deve essere testato prima che possa essere considerato un’ipotesi solida.
Gli scienziati devono anche essere disposti a esaminare ogni singolo dato, anche quelli che invalidano l’ipotesi. Alcuni scienziati credono così fortemente nella loro ipotesi che cercano di spiegare i dati che la smentiscono. Vogliono trovare qualche ragione per cui quel dato o esperimento debba essere sbagliato invece di rivedere la loro ipotesi. Tutti i dati devono essere considerati allo stesso modo, anche se vanno contro l’ipotesi.
Un altro problema comune è dimenticare di stimare tutti i possibili errori che potrebbero sorgere durante il test. Alcuni dati che contraddicono l’ipotesi sono stati spiegati come rientranti nel margine di errore, ma in realtà si trattava di un errore sistematico che i ricercatori non avevano semplicemente considerato.
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Ipotesi, modelli, teorie e leggi
Mentre alcune persone usano in modo errato parole come “teoria” e “ipotesi” in modo intercambiabile, la comunità scientifica ha definizioni molto precise di questi termini.
Ipotesi: Un’ipotesi è un’osservazione, solitamente basata su una causa ed effetto. È l’idea di base che non è stata testata. Un’ipotesi è solo un’idea che spiega qualcosa. Deve passare attraverso una serie di esperimenti progettati per provarla o confutarla.
Modello: Un’ipotesi diventa un modello dopo che sono stati eseguiti alcuni test e sembra essere un’osservazione valida. Alcuni modelli sono validi solo in casi specifici, come quando un valore rientra in un certo intervallo. Un modello può anche essere chiamato legge.
Teoria scientifica: Un modello che è stato ripetutamente testato e confermato può diventare una teoria scientifica. Queste teorie sono state testate da numerosi ricercatori indipendenti in tutto il mondo utilizzando vari esperimenti, e tutti hanno sostenuto la teoria. Le teorie possono essere confutate, ovviamente, ma solo dopo rigorosi test di una nuova ipotesi che sembra contraddirle.
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Conclusione
Il metodo scientifico è stato utilizzato per anni per creare ipotesi, testarle e svilupparle in teorie scientifiche complete. Sebbene a prima vista sembri un metodo molto semplice, è in realtà uno dei modi più complessi per testare e valutare un’osservazione o un’idea. È diverso da altri tipi di spiegazione perché cerca di eliminare ogni pregiudizio e procedere utilizzando solo la sperimentazione sistematica. Tuttavia, come qualsiasi metodo, c’è spazio per l’errore, come il pregiudizio o l’errore meccanico. Naturalmente, proprio come le teorie che testa, il metodo scientifico potrebbe un giorno essere rivisto.
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