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科学実験は「科学的方法」と呼ばれる原則に従い、正確なテストが実行され、信頼できる結果が収集され、合理的な結論が導き出されることを保証します。すべての科学実験は、最後に提示される結果が信頼できると見なされるように、適切な調査の基本原則に従う必要があります。
観察と仮説
新しい物理的なプロセスまたは現象を観察することはまれなイベントですが、完全に理解されていない科学分野もあります。科学者は、意味のある仮説を立てるために、観察結果を言葉にしなければなりません。ロチェスター大学のフランク・L・H・ウルフ物理学教授が説明したように、仮説はメカニズムまたは数学的関係を使用して現象を説明する必要があります。
予測とモデリング
何かが起こっている理由を推測するだけでは不十分です。科学者は彼の理論が正しいことを証明しなければなりません。さまざまな状況下で観測をテストするために予測が行われます。目的は、現象についてさらに発見し、それが存在することを証明することです。科学的方法を強化する1つの方法は、「モデル」を作成することです。モデルを使用して、困難で観察できない概念の類推を提供できます。
テストとエラー推定
新しい理論をテストすることは不可欠です。変数の数を減らすために、各実験を計画する必要があります。実験が行われ、理論を支持していると言うだけでは決して十分ではありませんが、方法または結果は利用できません。すべての実験には小さなエラー領域が含まれます。数学を使用して理論を証明する場合、平均に関する偏差が各計算の結果に適用されます。
結果の収集とプレゼンテーション
科学者は結果を記録する必要があります。多くの場合、元の理論は、実験後に新しい現象を説明するために書き直すことができます。実施された実験がいかなる理論も支持しない場合、それらは拒否されなければなりません。各結果をダブルチェックする必要があり、明らかにパターンに適合しない結果はさらに分析されます。結果が照合されると、表、グラフ、図、またはコンピューターグラフィックスとして表示できます。各表現は、元の理論をサポートする必要があります。
結論
結果が意味のある方法で提示されている場合、結論を引き出すことができます。結論には、結果の解釈、存在するパターンの認識、およびそれらのパターンと解釈の実際の意味の説明が含まれます。モデリングまたは予測は、意味のある合理的な結論に変換する必要があります。単一の実験の結論は、行動全体の予測とテストに関するさらなるアイデアに発展することができます。
法の形成
科学の主な目的の1つは、物事の仕組みを説明する新しい法律を発見して証明することです。最初の観察に基づいて2つまたは3つのモデルが定式化され、理論が正常にテストされると、異なるモデルを一緒に描くことができます。単一の概念法則の例は、熱力学の第一法則です。統合された一連の理論の例は、「大統一理論」です。これは、私たちがすでに知っているすべてを結びつける宇宙の記述です。