Phương pháp khoa học được định nghĩa là các bước mà các nhà khoa học tuân theo để tạo ra một cái nhìn về thế giới mà chính xác, đáng tin cậy và nhất quán. Đây cũng là một cách để giảm thiểu ảnh hưởng của niềm tin văn hóa và cá nhân của một nhà khoa học đến công việc của họ. Nó cố gắng làm cho nhận thức và diễn giải của một người về tự nhiên và các hiện tượng tự nhiên trở nên khoa học và trung lập nhất có thể. Nó giảm thiểu lượng thành kiến và thiên vị mà một nhà khoa học có đối với kết quả của một thí nghiệm, giả thuyết hoặc lý thuyết.
Phương pháp khoa học có thể được chia thành bốn bước:
- Quan sát và mô tả hiện tượng (hoặc nhóm các hiện tượng khác nhau).
- Tạo ra một giả thuyết giải thích các hiện tượng. Trong vật lý, điều này thường có nghĩa là tạo ra một quan hệ toán học hoặc một cơ chế nhân quả.
- Sử dụng giả thuyết này để cố gắng dự đoán các hiện tượng liên quan khác hoặc kết quả của một tập hợp quan sát khác.
- Kiểm tra hiệu suất của các dự đoán này bằng cách sử dụng các thí nghiệm độc lập.
Nếu kết quả của các thí nghiệm này ủng hộ giả thuyết, thì nó có thể trở thành một lý thuyết hoặc thậm chí là một định luật tự nhiên. Tuy nhiên, nếu chúng không ủng hộ giả thuyết, thì nó phải được thay đổi hoặc hoàn toàn bị bác bỏ. Lợi ích chính của phương pháp khoa học là nó có sức mạnh dự đoán — một lý thuyết đã được chứng minh có thể được áp dụng cho một loạt các hiện tượng. Tất nhiên, ngay cả lý thuyết được kiểm tra nhiều nhất cũng có thể, tại một thời điểm nào đó, bị chứng minh là sai vì có thể có những quan sát mới được ghi nhận hoặc thí nghiệm thực hiện mà mâu thuẫn với nó. Các lý thuyết không bao giờ có thể được chứng minh hoàn toàn, chỉ có thể bị bác bỏ hoàn toàn.
- Các bước của Phương pháp Khoa học – Giới thiệu cơ bản
- Mục từ của Wikipedia về Phương pháp Khoa học – Đi sâu vào lịch sử của phương pháp này
- Định nghĩa của Phương pháp Khoa học – Cũng bao gồm một lịch sử ngắn gọn về việc sử dụng nó
- Các bước của Phương pháp Khoa học – Chi tiết hơn về mỗi bước
Kiểm tra các giả thuyết
Kiểm tra một giả thuyết có thể dẫn đến một trong hai điều: giả thuyết được xác nhận hoặc giả thuyết bị bác bỏ, nghĩa là nó phải được thay đổi hoặc một giả thuyết mới phải được tạo mới. Điều này phải xảy ra nếu các thí nghiệm liên tục và rõ ràng cho thấy giả thuyết của họ sai. Không quan trọng lý thuyết có tinh tế hay được hỗ trợ thế nào—nếu nó có thể bị bác bỏ một lần, nó không thể được coi là một quy luật của tự nhiên. Thử nghiệm là nguyên tắc tối thượng trong phương pháp khoa học, và nếu một thí nghiệm cho thấy giả thuyết không đúng, nó sẽ chiếm ưu thế hơn tất cả các thí nghiệm trước đó đã ủng hộ nó. Những thí nghiệm này đôi khi kiểm tra trực tiếp lý thuyết, trong khi những lần khác kiểm tra lý thuyết gián tiếp thông qua logic và toán học. Phương pháp khoa học yêu cầu rằng tất cả các lý thuyết phải có khả năng kiểm tra bằng một cách nào đó—những lý thuyết không thể kiểm tra không được coi là lý thuyết khoa học.
Nếu một lý thuyết bị bác bỏ, lý thuyết đó có thể vẫn áp dụng được ở một số phương diện, nhưng không còn được coi là một quy luật tự nhiên thực sự. Ví dụ, các Định luật Newton bị bác bỏ trong các trường hợp mà vận tốc lớn hơn tốc độ ánh sáng, nhưng chúng vẫn có thể áp dụng cho cơ học sử dụng vận tốc chậm hơn. Các lý thuyết khác được cho là đúng trong nhiều năm, thậm chí hàng thế kỷ, đã bị bác bỏ do những quan sát mới, bao gồm ý tưởng rằng trái đất là trung tâm của hệ mặt trời của chúng ta hoặc rằng các hành tinh quay quanh mặt trời theo quỹ đạo tròn hoàn hảo thay vì quỹ đạo hình elip như hiện nay đã được chứng minh.
Tất nhiên, một giả thuyết hoặc lý thuyết đã được chứng minh không phải lúc nào cũng bị bác bỏ bởi một thí nghiệm duy nhất. Điều này là do các thí nghiệm có thể có lỗi, vì vậy một giả thuyết có vẻ như đã thất bại một lần sẽ được kiểm tra nhiều lần bởi nhiều thử nghiệm độc lập. Những điều có thể gây ra lỗi bao gồm dụng cụ bị hỏng, đọc sai các phép đo hoặc dữ liệu khác, hoặc thành kiến của nhà nghiên cứu. Hầu hết các phép đo đều được đưa ra với một mức độ sai số. Các nhà khoa học làm việc để làm cho mức độ sai số đó nhỏ nhất có thể trong khi vẫn ước lượng và tính toán mọi thứ có thể gây ra lỗi trong một thử nghiệm.
- Kiểm tra các giả thuyết phần mềm – Cách áp dụng phương pháp khoa học vào kiểm thử phần mềm
- Kiểm tra các ý tưởng khoa học – Bao gồm một biểu đồ của quá trình
- Kiểm tra giả thuyết nghiên cứu – Nó là gì và được kiểm tra thế nào?
- Kiểm tra giả thuyết là gì – Một góc nhìn khác về việc kiểm tra
Các lỗi thường gặp khi áp dụng phương pháp khoa học
Thật không may, phương pháp khoa học không phải lúc nào cũng được áp dụng đúng cách. Lỗi có thể xảy ra, và một số trong số đó khá phổ biến. Vì tất cả các nhà khoa học đều là con người với những thiên kiến và định kiến, nên trong một số trường hợp, rất khó để thực sự khách quan. Điều quan trọng là tất cả các kết quả phải càng ít bị ảnh hưởng bởi thiên kiến càng tốt, nhưng điều đó không phải lúc nào cũng xảy ra.
Một lỗi phổ biến khác là coi điều gì đó là lẽ thường hoặc quyết định rằng điều gì đó quá logic đến mức không cần phải kiểm tra. Các nhà khoa học phải nhớ rằng mọi thứ phải được kiểm tra trước khi có thể được coi là một giả thuyết vững chắc.
Các nhà khoa học cũng phải sẵn sàng xem xét mọi dữ liệu, ngay cả những dữ liệu làm vô hiệu giả thuyết. Một số nhà khoa học tin tưởng mạnh mẽ vào giả thuyết của họ đến mức họ cố gắng giải thích dữ liệu bác bỏ nó. Họ muốn tìm một lý do để giải thích tại sao dữ liệu hoặc thí nghiệm đó phải sai thay vì xem xét lại giả thuyết của mình. Tất cả dữ liệu phải được xem xét theo cách giống nhau, ngay cả khi nó mâu thuẫn với giả thuyết.
Một vấn đề phổ biến khác là quên ước lượng tất cả các lỗi có thể phát sinh trong quá trình thử nghiệm. Một số dữ liệu mâu thuẫn với giả thuyết đã được giải thích là nằm trong phạm vi lỗi, nhưng thực ra, đó là một lỗi hệ thống mà các nhà nghiên cứu đơn giản không tính đến.
- Lỗi mà các nhà nghiên cứu trẻ mắc phải – 15 lỗi phổ biến mà các nhà khoa học mới có thể mắc phải
- Lỗi thử nghiệm – Nhìn vào các kết quả dương tính giả và âm tính giả
- Kiểm soát lỗi đo lường – Cách giữ cho lỗi đo lường ở mức tối thiểu
- Lỗi trong các thí nghiệm khoa học – Chúng là gì và cách xử lý chúng
Các giả thuyết, mô hình, lý thuyết và định luật
Trong khi một số người sử dụng sai các từ như “lý thuyết” và “các giả thuyết” có thể thay thế cho nhau, cộng đồng khoa học có những định nghĩa rất nghiêm ngặt về các thuật ngữ này.
Giả thuyết: Giả thuyết là một quan sát, thường dựa trên nguyên nhân và kết quả. Đó là ý tưởng cơ bản chưa được kiểm tra. Một giả thuyết chỉ là một ý tưởng giải thích điều gì đó. Nó phải trải qua một số thí nghiệm được thiết kế để chứng minh hoặc bác bỏ nó.
Mô hình: Giả thuyết trở thành mô hình sau khi một số thử nghiệm đã được thực hiện và nó dường như là một quan sát hợp lệ. Một số mô hình chỉ hợp lệ trong các trường hợp cụ thể, chẳng hạn khi một giá trị nằm trong một phạm vi nhất định. Một mô hình cũng có thể được gọi là định luật.
Lý thuyết khoa học: Một mô hình đã được thử nghiệm nhiều lần và được xác nhận có thể trở thành một lý thuyết khoa học. Các lý thuyết này đã được thử nghiệm bởi một số nhà nghiên cứu độc lập trên khắp thế giới sử dụng các thí nghiệm khác nhau, và tất cả đều hỗ trợ cho lý thuyết. Dĩ nhiên, các lý thuyết có thể bị bác bỏ, nhưng chỉ sau khi kiểm tra kỹ lưỡng một giả thuyết mới có vẻ mâu thuẫn với chúng.
- Giả thuyết là gì? – Định nghĩa của giả thuyết và chức năng của nó trong phương pháp khoa học
- Giả thuyết, lý thuyết, và định luật – Định nghĩa của từng cái
- 10 định luật và lý thuyết khoa học – Một số ví dụ
Kết luận
Phương pháp khoa học đã được sử dụng trong nhiều năm để tạo ra các giả thuyết, kiểm tra chúng và phát triển chúng thành các lý thuyết khoa học đầy đủ. Mặc dù thoạt nhìn có vẻ là một phương pháp rất đơn giản, nhưng thực ra đây là một trong những cách phức tạp nhất để kiểm tra và đánh giá một quan sát hoặc ý tưởng. Nó khác biệt với các loại giải thích khác vì nó cố gắng loại bỏ mọi sự thiên lệch và tiến tới chỉ bằng cách thử nghiệm có hệ thống. Tuy nhiên, giống như bất kỳ phương pháp nào, vẫn có chỗ cho sai sót, chẳng hạn như thiên lệch hoặc lỗi cơ học. Tất nhiên, giống như các lý thuyết mà nó kiểm tra, phương pháp khoa học có thể sẽ được sửa đổi trong tương lai.
BSC Designer là phần mềm thực thi chiến lược với Thẻ điểm cân bằng làm cốt lõi. Phần mềm giúp các tổ chức chuyển các kế hoạch chiến lược thành một kiến trúc chiến lược được kết nối bằng cách liên kết các mục tiêu, KPI, sáng kiến, rủi ro và sơ đồ chiến lược trong một nơi. Hệ thống triển khai chiến lược của chúng tôi giải thích cách đưa chiến lược vào thực tiễn, và mẫu hội thảo thực thi chiến lược giúp các nhóm áp dụng trong các phiên làm việc chiến lược nội bộ.