როგორ გამოვიყენოთ სამეცნიერო კვლევის მეთოდი ჰიპოთეზის შესამოწმებლად.

შესავალი

ბიოლოგიური კვლევა ძირითადად აღმოჩენით იწყება, ანუ, იმ დროს, როდესაც რაღაც მიიქცევს ბიოლოგის ყურადღებას. მაგალითად, სიმსივნეზე მომუშავე ბიოლოგმა შეიძლება შეამჩნიოს, რომ სიმსივნის ზოგიერთ ტიპს ქიმიოთერაპია ვერ კურნავს და ამის მიზეზის გამოკვლევა გადაწყვიტოს. თუ ოკეანოლოგი შეამჩნევს, რომ მარჯნის რიფები უფერულდება, ის დაინტერესდება ამის მიზეზით.
როგორ იკვლევენ ბიოლოგები თავიანთი აღმოჩენების მიზეზებს? როგორ უნდა გამოვიკვლიოთ ცოცხალ სამყაროზე ჩვენი დაკვირვებების მიზეზები? ამ სტატიაში განვიხილავთ სამეცნიერო კვლევის მეთოდს, რომელსაც ბიოლოგები და სხვა მეცნიერები იყენებენ და რომელიც ლოგიკურ, ამოცანის ამოხსნაზე ორიენტირებულ პროცესს გულისხმობს.

სამეცნიერო კვლევის მეთოდი

ბიოლოგიისა და სხვა მეცნიერებების საფუძველია ამოცანის ამოხსნაზე ორიენტირებული მიდგომა, ანუ, სამეცნიერო კვლევის მეთოდი. სამეცნიერო კვლევის მეთოდი ხუთი ძირითადი საფეხურისგან და პლუს ერთი უკუკავშირის საფეხურისგან შედგება:
  1. გააკეთეთ აღმოჩენა.
  2. დასვით კითხვა.
  3. ჩამოაყალიბეთ ჰიპოთეზა ან შემოწმებადი ახსნა.
  4. ჰიპოთეზაზე დაყრდნობით, გააკეთეთ მომავლის პროგნოზი.
  5. შეამოწმეთ ეს პროგნოზი.
  6. გაიმეორეთ: გამოიყენეთ შედეგები, რომ ჩამოაყალიბოთ ახალი ჰიპოთეზები ან პროგნოზები.
სამეცნიერო კვლევის მეთოდი გამოიყენება მეცნიერების ყველა დარგში — ქიმიაში, ფიზიკაში, გეოლოგიასა და ფსიქოლოგიაშიც. ამ დარგების მეცნიერები განსხვავებულ კითხვებს სვამენ და განსხვავებულ ექსპერიმენტებს ატარებენ, თუმცა ამ კითხვებზე ლოგიკური პასუხების ძიების მეთოდი საერთო აქვთ.

სამეცნიერო მეთოდის მაგალითი: პური ვერ გავხუხეთ

იმისთვის, რომ ინტუიციურად გავიგოთ, რას ნიშნავს სამეცნიერო კვლევის მეთოდი, განვიხილოთ პრაქტიკული ამოცანა ყოველდღიური ცხოვრებიდან და მოვარგოთ მას მეთოდის საფეხურები.

1. აღმოაჩინეთ.

ვთქვათ, აიღეთ პურის ორი ნაჭერი, ჩადეთ ტოსტერში და დააწექით ღილაკს. მაგრამ პური არ გაიხუხა.
  1. აღმოჩენა: ტოსტერი პურს არ ხუხავს.

2. დასვით კითხვა.

რატომ არ გაიხუხა პური?
  1. შეკითხვა: რატომ არ მუშაობს ტოსტერი?

3. ჩამოაყალიბეთ ჰიპოთეზა.

ჰიპოთეზა არის პოტენციური პასუხი კითხვაზე, პასუხი, რომლის სისწორეც შეგვიძლია, რაიმე გზით შევამოწმოთ. მაგალითად, ამ შემთხვევაში ჩვენი ჰიპოთეზა შეიძლება იყოს, რომ პურის არ გახუხვის მიზეზი როზეტის გაუმართავობაა.
  1. ჰიპოთეზა: როზეტი ხომ არაა გაფუჭებული?
ჰიპოთეზა აუცილებლად სწორი ახსნა არ არის. ის სავარაუდო ახსნაა, რომლის სისწორე-მცდარობაც შეგვიძლია შევამოწმოთ. მისი მცდარობის შემთხვევაში, ახალი ჰიპოთეზა უნდა მოვიფიქროთ.
ჰიპოთეზა შემოწმებადი და უარყოფადი უნდა იყოს, რათა მეცნიერულად ჩაითვალოს. მაგალითად, "ბოტიჩელის "ვენერას დაბადება"ლამაზი ნახატია", კარგი ჰიპოთეზა არ არის, რადგან არ არსებობს ექსპერმენტი, რომელიც შეამოწმებდა ამ მტკიცებულების სისწორეს და უარყოფდა მას.
თუმცაღა, მტკიცებულება "ხალხის აზრით ბოტიჩელის "ვენერას დაბადება" ლამაზი ნახატია" უარყოფადია, რადგან შეგიძლიათ, ჩაატაროთ ექსპერიმენტი და მრავალ სხვადასხვა ადამიანს ჰკითხოთ, მიაჩნიათ თუ არა ეს ნახატი ლამაზად. ყურადღება მიაქციეთ, რომ ჰიპოთეზის სიტყვიერად ჩამოყალიბებას დიდი მნიშვნელობა აქვს იმისთვის, მისაღები იქნება იგი თუ არა.
ამ შეკითხვას ხშირად სვამენ, განსაკუთრებით კი დარვინის ევოლუციის თეორიასთან დაკავშირებით. თეორია და ჰიპოთეზა ერთმანეთთან დაკავშირებულია, თუმცა სხვადასხვა რამაა. ჰიპოთეზა შედარებით მცირე მასშტაბის, კონკრეტული კითხვის პოტენციური პასუხია. თეორია კი უფრო ფართო შეკითხვებს სცემს პასუხს და მას საფუძვლად მრავალი წყაროდან აღებული მონაცემების დიდი რაოდენობა უდევს1,2^{1,2}.
მაგალითად, "ტოსტერი იმიტომ არ მუშაობს, რომ როზეტია გაფუჭებული", ჰიპოთეზაა, ხოლო მტკიცებულება "ელექტრულ დანადგარებს ელექტრობის წყარო ესაჭიროებათ სამუშაოდ", უფრო მეტად შეესაბამება თეორიას.

4. ჩამოაყალიბეთ ვარაუდები.

საჭიროა ჩამოვაყალიბოთ პროგნოზი, თუ რა შედეგს მივიღებთ ჰიპოთეზის სისწორის შემთხვევაში. ამ შემთხვევაში ვვარაუდობთ, რომ თუ როზეტი გაფუჭებულია, ტოსტერის სხვა როზეტში შეერთების შემთხვევაში პრობლემაც გადაიჭრება.
  1. პროგნოზი: თუ ტოსტერს სხვა როზეტში შევაერთებ, იგი ამუშავდება და პური გაიხუხება.

4. შეამოწმეთ ვარაუდები

ჰიპოთეზის შესამოწმებლად, უნდა დავაკვირდეთ ან ჩავატაროთ ექსპერიმენტი, რომელიც ჩვენს ვარაუდს შეამოწმებს. ამ შემთხვევაში, შეგვიძლია, ტოსტერი სხვა როზეტში შევაერთოთ და ვნახოთ, იმუშავებს თუ არა.
  1. პროგნოზის შემოწმება: შეაერთეთ ტოსტერი სხვა როზეტში და თავიდან სცადეთ პურის გახუხვა.
  • თუ ტოსტერი ამუშავდა, მაშინ ჰიპოთეზა გამართლდა და ის, სავარაუდოდ, სწორია.
  • თუ ტოსტერი არ ამუშავდა, მაშინ ჰიპოთეზა არ გამართლდა და ის, სავარაუდოდ, არასწორია.
ექსპერიმენტის შედეგები ან გაამყარებს, ანდაც უარჰყოფს ჰიპოთეზას. შედეგები, რომლებიც ჰიპოთეზას ამყარებს, არ ამტკიცებს, რომ ეს ჰიპოთეზა აუცილებლად ჭეშმარიტია, თუმცა გვაძლევს საფუძველს, რომ სავარაუდოდ ჭეშმარიტად მივიჩნიოთ ის. მეორე მხრივ, თუ შედეგები ჰიპოთეზას უარჰყოფს, ეს ჰიპოთეზა სავარაუდოდ არ არის სწორი. თუ ექსპერიმენტის ჩატარების დროს რამე არ შეგვეშალა — ყოველთვის უნდა გავითვალისწინოთ ამის ალბათობა — ჰიპოთეზის უარმყოფი შედეგი ნიშნავს, რომ ეს ჰიპოთეზა მცდარია და ახალი უნდა მოვიფიქროთ.
რატომ არ შეგვიძლია, რომ ერთიანად დავამტკიცოთ ჰიპოთეზა? და შეგვიძლია კი საერთოდ, რომ დავამტკიცოთ ჰიპოთეზის სიმცდარე?
ერთ-ერთი მთავარი განსხვავება აქ არის ის, თუ რა არის ლოგიკურად შესაძლებელი და რა - პრაქტიკულად. ლოგიკის მიხედვით, შეუძლებელია ჰიპოთეზის ჭეშმარიტების დამტკიცება, თუმცა მისი უარყოფა შესაძლებელია. პრაქტიკული თვალსაზრისით, ჰიპოთეზის დამტკიცებაც რთულია და მისი უარყოფაც.

ლოგიკური შესაძლებლობა

ვთქვათ, წამოვაყენეთ ჰიპოთეზა, რომ ყველა ვაშლი წითელია და გადავწყვიტეთ, შევამოწმოთ იგი ათი ვაშლის ფერის დადგენით. თუ ყველა ვაშლი წითელი აღმოჩნდა, ეს შედეგი ჰიპოთეზას მხარს დაუჭერს, მაგრამ არ დაადასტურებს მას: კიდევ უფრო მეტი ვაშლის შესწავლის შემთხვევაში შესაძლოა, აღმოგვეჩინა, რომ ზოგი მათგანი მწვანეა. მეორე მხრივ, ათიდან ერთი ვაშლიც რომ აღმოჩნდეს მწვანე - უშეცდომო, იდეალური ინფორმაციის სამყაროში - ჩვენი ჰიპოთეზის მცდარობა დადასტურდება, იგი უარყოფილი იქნება.

პრაქტიკული შესაძლებლობა

პრაქტიკულად რომ ვთქვათ - ანუ, "რეალობაში" - ჰიპოთეზას ვერ დავამტკიცებთ, რადგან ეს ლოგიკური თვალსაზრისითაც კი შეუძლებელია, თუმცაღა, რეალურად, ყოველდღიურ ცხოვრებაში ჰიპოთეზის სრულიად, უეჭველად უარყოფაც კი რთულია.
ვთქვათ, დავათვალიერეთ ვაშლები ჩვენს მაგალითში და აღმოვაჩინეთ, რომ ერთი მათგანი მწვანეა. თუ ეს შედეგი ნამდვილია, ჩვენი ჰიპოთეზა სწორი ვერ იქნება. თუმცაღა, შესაძლებელია, რომ ვაშლი მართლა მწვანე კი არ იყო, კვლევისთვის მნიშვნელოვანი თვალსაზრისით, არამედ, ჩვენ შეგვეშალა და მწვანედ ჩავთვალეთ შეცდომის ან არასწორი დაშვების გამო. მაგალითად, იქნებ ეს მწვანე ვაშლი ხელოვნურია და ვიღაცამ შეღება იგი. ან იქნებ ეს ვაშლი სინამდვილეში წითელია და მწვანე ობითაა დაფარული, რის გამოც დათვალიერებისას მწვანე გვეგონა.

მტკიცებულებების შეგროვება

შეიძლება ითქვას, რომ რეალურ სამყაროში ჩვენ სრული სიზუსტით ვერასდროს უარვყოფთ იმ ჰიპოთეზას, რომ ყველა ვაშლი წითელია, რადგან არ შეგვიძლია, გამოვრიცხოთ რამენაირი შეცდომის, არასწორი დაშვების ან უჩვეულო დამთხვევის უმცირესი შესაძლებლობა.
თუმცაღა ვთქვათ, ყურადღებით გამოვიკვლიეთ მწვანე ფერის ყველა სავარაუდო ახსნა - შეღებილი ვაშლი, ობიანი ვაშლი და სხვ. - და მათი მტკიცებულებები ვერ აღმოვაჩინეთ. ამასთანავე, ვთქვათ, ჩვენი ექსპერიმენტი გავიმეორეთ, ბევრად დიდი რაოდენობის ვაშლი გამოვიყენეთ და მათი განსაზღვრული წილი ისევ მწვანე აღმოჩნდა. ამასთანავე, მეზობელი ფერმერების თქმით, მათაც სულ ხვდებათ მწვანე ვაშლები.
ამ შეთხვევაში, ჩვენი ჰიპოთეზა, რომ ყველა ვაშლი წითელია, ვერ დამტკიცდება სრულიად უეჭველად, მაგრამ მის საწინააღმდეგოდ იმდენი რამ მეტყველებს, რომ ეფექტურად უარყოფილად შეიძლება ჩავთვალოთ. სხვანაირად რომ ვთქვათ, სავარაუდოდ, არავინ მიიჩნევს მას სწორად, არ დაიწყებს მასზე ექსპერიმენტების ტარებას და არ დააფუძნებს მასზე დაშვებებს.
მადლობის ნიშნად: ჰიპოთეზის შემოწმებასთან დაკავშირებით ვაშლების მაგალითი ეკუთვნის KA Guardian-ს Andrew M., რომელმაც იგი ამ სტატიის კომენტარებში გამოიყენა ასახსნელად. დიდ მადლობას ვუხდით ენდრიუ მ.-სა და სხვა მკითხველებს ჰიპოთეზების, დამტკიცებისა და უარყოფის განხილვისთვის, რის შემდეგაც სექცია გადაიხედა და გაფართოვდა.

6. გაიმეორეთ.

სამეცნიერო კვლევის მეთოდის ბოლო საფეხურია მიღებული შედეგების შემდეგ ნაბიჯებში გამოყენება.
შედეგები:
მარცხნივ: პური გაიხუხა! ჰიპოთეზა დასაბუთებულია. მარჯვნივ: პური მაინც არ გაიხუხა. ჰიპოთეზა დასაბუთებული არ არის.
  1. გამეორების დროა!
მარცხნივ (ამ შემთხვევაში ჰიპოთეზა დასაბუთდა): და რა სჭირს როზეტს? მარჯვნივ (ამ შემთხვევაში ჰიპოთეზა არ დასაბუთდა): ჰმმ..იქნებ ტოსტერის სადენია გაფუჭებული.
  • თუ ჩვენი ჰიპოთეზა გამართლდა, შეგვიძლია დამატებითი კვლევები ჩავატაროთ მის დასადასტურებლად ან კიდევ ერთხელ განვიხილოთ იგი და უფრო დავაკონკრეტოთ. მაგალითად, შეგვიძლია, გამოვიკვლიოთ, რატომაა როზეტი გაფუჭებული.
  • თუ ჰიპოთეზა არ დადასტურდა, ახალი ჰიპოთეზა უნდა მოვიფიქროთ. მაგალითად, მეორე ჰიპოთეზა შეიძლება ის იყოს, რომ ტოსტერის სადენია გაფუჭებული.
შემთხვევების უმეტესობაში, სამეცნიერო კვლევის მეთოდი განმეორებადი პროცესია. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ის ციკლი უფროა, ვიდრე წრფე. პირველი "რაუნდის" შედეგები გვაძლევს უკუკავშირს, რომელიც აუმჯობესებს კითხვების დასმის შემდეგ რაუნდს.
იტვირთება