روش علمی چیست؟
مقدمه
یک تحقیق زیستشناسی معمولاً با یک مشاهده شروع میشود—یعنی چیزی که توجه زیستشناس را جلب میکند. برای مثال، یک زیستشناس سرطان ممکن است متوجه شود که نوعی خاص از سرطان با شیمیدرمانی قابل درمان نیست و تعجب کند که چرا این اتفاق میافتد. یک اکولوژیست دریایی، با دیدن اینکه صخرههای مرجانی محلهای تحقیقاتیاش در حال سفید شدن (بلچینگ) هستند، ممکن است به دنبال درک دلیل آن برود.
زیستشناسان چگونه به این مشاهدات پیگیری میکنند؟ شما چگونه میتوانید مشاهدات خود از جهان طبیعی را پیگیری کنید؟ در این مقاله، ما مراحل روش علمی را بررسی میکنیم، رویکرد منطقی حل مسئلهای که توسط زیستشناسان و بسیاری از دانشمندان دیگر استفاده میشود.
روش علمی
در هسته زیستشناسی و دیگر علوم، رویکرد حل مسئلهای به نام روش علمی قرار دارد. روش علمی دارای پنج گام اساسی است، به علاوه یک گام بازخورد:
۱. انجام مشاهده.
۲. مطرح کردن یک سؤال.
۳. تشکیل فرضیه، یا توضیح قابل آزمون.
۴. انجام پیشبینی بر اساس فرضیه.
۵. آزمون پیشبینی.
۶. تکرار: استفاده از نتایج برای ایجاد فرضیهها یا پیشبینیهای جدید.
روش علمی در تمام علوم—از جمله شیمی، فیزیک، زمینشناسی و روانشناسی—استفاده میشود. دانشمندان در این زمینهها سؤالهای متفاوتی میپرسند و آزمونهای متفاوتی انجام میدهند. با این حال، آنها از رویکرد هستهای یکسانی برای یافتن پاسخهایی که منطقی و مبتنی بر شواهد هستند، استفاده میکنند.
مثال روش علمی: ناتوانی در برشته کردن نان
بیایید با اعمال مراحل روش علمی به یک مشکل عملی از زندگی روزمره، شهود خود را نسبت به روش علمی تقویت کنیم.
۱. انجام مشاهده.
فرض کنید دو برش نان برمیدارید، آنها را در توستر قرار میدهید و دکمه را فشار میدهید. با این حال، نان شما برشته نمیشود.
۲. مطرح کردن سؤال.
چرا نان من برشته نشد؟
۳. پیشنهاد فرضیه.
فرضیه یک پاسخ بالقوه به سؤال است، یکی که به نحوی قابل آزمون باشد. برای مثال، فرضیه ما در این مورد میتواند این باشد که توستر برشته نشد زیرا پریز الکتریکی خراب است. این فرضیه لزوماً توضیح درست نیست. در عوض، این یک توضیح ممکن است که ما میتوانیم آن را آزمون کنیم تا ببینیم آیا احتمالاً درست است یا نیاز به ایجاد فرضیه جدیدی داریم.
۴. انجام پیشبینیها.
پیشبینی یک نتیجهای است که انتظار داریم اگر فرضیه درست باشد، ببینیم. در این مورد، ما ممکن است پیشبینی کنیم که اگر پریز الکتریکی خراب باشد، وصل کردن توستر به پریز دیگری مشکل را حل کند.
۵. آزمون پیشبینیها.
برای آزمون فرضیه، باید مشاهدهای انجام دهیم یا آزمایشی مرتبط با پیشبینی اجرا کنیم. برای مثال، در این مورد، ما توستر را به پریز دیگری وصل میکنیم و میبینیم آیا برشته میشود.
- اگر توستر برشته شود، فرضیه حمایت میشود—احتمالاً درست است.
- اگر توستر برشته نشود، فرضیه حمایت نمیشود—احتمالاً غلط است.
نتایج یک آزمون ممکن است یا فرضیه را حمایت کنند یا با آن تناقض داشته باشند—یعنی مخالف آن باشند. نتایجی که فرضیه را حمایت میکنند، نمیتوانند به طور قاطع ثابت کنند که درست است، اما به معنای آن است که احتمالاً درست است. از سوی دیگر، اگر نتایج با فرضیه تناقض داشته باشند، آن فرضیه احتمالاً درست نیست. مگر اینکه نقصی در آزمون وجود داشته باشد—امکانی که همیشه باید در نظر بگیریم—نتیجه تناقضدار به معنای آن است که میتوانیم فرضیه را کنار بگذاریم و به دنبال فرضیه جدیدی بگردیم.
۶. تکرار.
آخرین گام روش علمی، تأمل بر نتایج ما و استفاده از آنها برای هدایت گامهای بعدی است.
- اگر فرضیه حمایت شد، ممکن است آزمونهای اضافی برای تأیید آن انجام دهیم، یا آن را برای دقیقتر شدن بازنگری کنیم. برای مثال، ممکن است بررسی کنیم چرا پریز خراب است.
- اگر فرضیه حمایت نشد، فرضیه جدیدی ایجاد میکنیم. برای مثال، فرضیه بعدی ممکن است این باشد که سیمی شکسته در توستر وجود دارد.
در بیشتر موارد، روش علمی یک فرآیند تکرارشونده است. به عبارت دیگر، این یک چرخه است نه یک خط مستقیم. نتیجه یک دور، بازخوردی میشود که دور بعدی سؤالپرسی را بهبود میبخشد.
علی اصغر بستانی
منابع
۱. اصول کلی روش علمی
۲. مراحل روش علمی
- Sihombing, F. E. (2023). The Principles of Four Basic Steps of Scientific Stage: Problem, Hypothesis, Trial, Report. International Journal of Research and Innovation in Social Science, 7(6), 123-130.
- State University of New York at Cortland. (n.d.). An Introduction to Scientific Investigation. Biology Lab Manual.
۳. مثالها و کاربردها در زیستشناسی
