Teorie wyjaśniają, dlaczego coś się dzieje lub związek między rzeczami. Teoria to „jak” i „dlaczego” obserwowalnego „co”. Aby rozwinąć teorię, musisz postępować zgodnie z metodą naukową. Najpierw przygotuj mierzalne prognozy dotyczące tego, dlaczego i jak to działa. Następnie przetestuj te przewidywania za pomocą kontrolowanych eksperymentów i obiektywnie oceń, czy wyniki potwierdzają hipotezę, czy nie.
Krok
Część 1 z 3: Teoria budynku
Krok 1. Zapytaj „dlaczego?
Szukaj wzorców między pozornie niepowiązanymi rzeczami. Zbadaj przyczyny leżące u podstaw codziennych wydarzeń i spróbuj przewidzieć, co będzie dalej. Jeśli masz już w głowie ziarno teorii, obserwuj temat pomysłu i zbierz jak najwięcej informacji Zwróć uwagę na „jak”, „dlaczego” i relacje między nimi.
Jeśli nie masz pomysłu na teorię lub hipotezę, zacznij od nawiązania relacji. Możesz wpaść na pomysł znikąd, jeśli spojrzysz na świat z ciekawością
Krok 2. Opracuj teorię wyjaśniającą prawo
Ogólnie prawa naukowe to opisy zaobserwowanych zjawisk. Prawa naukowe nie wyjaśniają, dlaczego zjawiska istnieją ani co je powoduje. Wyjaśnienie zjawisk nazywa się teorią naukową. Istnieje powszechne błędne przekonanie, że teoria zamienia się w prawo przy wystarczającej liczbie badań.
Na przykład prawo grawitacji Newtona jako pierwsze opisało matematycznie, w jaki sposób dwa obiekty w przyrodzie oddziałują ze sobą. Jednak prawa Newtona nie wyjaśniają, dlaczego istnieje grawitacja ani jak działa grawitacja. Dopiero trzy wieki później, kiedy Albert Einstein opracował teorię względności, naukowcy zaczęli rozumieć, jak i dlaczego działa grawitacja
Krok 3. Poszukaj precedensu akademickiego dla swojej teorii
Dowiedz się, co zostało przetestowane, sprawdzone i odrzucone. Dowiedz się wszystkiego na temat badanego przedmiotu i ustal, czy ktoś zadał przed tobą to samo pytanie. Ucz się, aby nie popełniać tych samych błędów.
- Wykorzystaj swoją wiedzę, aby zrozumieć temat. Obejmuje to istniejące równania, obserwacje i teorie. Jeśli zaobserwujesz nowe zjawisko, postaraj się oprzeć je na powiązanej, sprawdzonej teorii.
- Zobacz, czy ktoś już rozwinął twoją teorię. Zanim przejdziesz dalej, upewnij się, że nikt jeszcze nie zbadał tego tematu. Jeśli niczego nie znajdziesz, możesz rozwinąć teorię. Jeśli ktoś inny wymyślił podobną teorię, przeczytaj raport i zobacz, na czym możesz się oprzeć.
Krok 4. Stwórz hipotezę
Hipoteza to ukierunkowane zgadywanie lub propozycja, która ma na celu wyjaśnienie zestawu faktów lub zjawisk naturalnych. Zaproponuj możliwe realia, które logicznie podążają za obserwacjami. Poszukaj wzorców i zastanów się, co może je powodować. Użyj formuły „jeśli, to”: „Jeśli [X] jest prawdą, to [Y] jest prawdą” lub „Jeśli [X] jest prawdą, to [Y] nie jest prawdą”. Hipoteza formalna ma zmienne „niezależne” i „zależne”. Zmienna niezależna jest potencjalną przyczyną, którą można zmieniać i kontrolować, natomiast zmienna zależna jest zjawiskiem obserwowanym lub mierzonym.
- Jeśli użyjesz metody naukowej do opracowania teorii, hipoteza musi być mierzalna. Nie możesz udowodnić teorii bez wsparcia liczb.
- Spróbuj postawić kilka hipotez, które wyjaśniają obserwacje. Porównaj wszystko. Zastanów się, gdzie hipotezy się pokrywają, a gdzie się różnią.
- Przykładowa hipoteza: „Jeśli rak skóry jest związany ze światłem ultrafioletowym, ludzie, którzy są często narażeni na promieniowanie UV, mają większe ryzyko zachorowania na raka skóry”. lub „Jeśli kolor liści zmienia się wraz z temperaturą, wystawienie rośliny na działanie temperatury zmieni kolor liści”.
Krok 5. Rozpoznaj, że wszystkie teorie zaczynają się jako hipotezy
Uważaj, aby ich nie pomylić. Teoria to przetestowane wyjaśnienie, dlaczego istnieje pewien wzór, podczas gdy hipoteza jest po prostu przewidywaniem przyczyn tego wzoru. Teorie są zawsze poparte dowodami. Jednak hipoteza jest tylko możliwym wynikiem, który jest uważany za prawdziwy, ale może nie być prawdziwy i nadal wymaga udowodnienia.
Część 2 z 3: Testowanie hipotez
Krok 1. Zaprojektuj eksperyment
Zgodnie z metodą naukową twoja teoria musi być sprawdzalna. Opracuj sposoby sprawdzania, czy każda z Twoich hipotez jest prawdziwa. Upewnij się, że testujesz w kontrolowanym środowisku. Spróbuj oddzielić proponowane zdarzenia i przyczyny (zmienne zależne i niezależne) od wszystkiego, co komplikuje wynik. Trzeba być ostrożnym i zwracać uwagę na czynniki zewnętrzne.
- Upewnij się, że eksperyment jest powtarzalny. W większości przypadków nie wystarczy raz udowodnić hipotezę. Twoi koledzy powinni być w stanie samodzielnie powtórzyć eksperyment i uzyskać te same wyniki.
- Poproś współpracownika lub doradcę o sprawdzenie procedur testowych. Niech jeden z nich przestudiuje twoją pracę i potwierdzi, że twoja logika ma sens. Jeśli pracujesz z partnerem, upewnij się, że każdy ma wkład.
Krok 2. Znajdź wsparcie
Na niektórych kierunkach trudno jest przeprowadzać złożone eksperymenty bez dostępu do określonego sprzętu i zasobów. Sprzęt naukowy jest czasem drogi i trudny do zdobycia. Jeśli jesteś na studiach, porozmawiaj z profesorami i badaczami, którzy mogą być w stanie Ci pomóc.
Jeśli nie jesteś studentem, rozważ skontaktowanie się z profesorem lub doktorantem na lokalnym uniwersytecie. Na przykład skontaktuj się z wydziałem fizyki, jeśli chcesz poznać fizykę teoretyczną. Jeśli uniwersytet prowadzi badania w Twojej dziedzinie, ale jest daleko, rozważ wysłanie e-maila
Krok 3. Rób dokładne notatki
Znowu eksperyment musi być powtarzalny. Ktoś inny powinien być w stanie wykonać ten sam test co ty i uzyskać ten sam wynik. Dokładnie zapisuj wszystko, co robisz w teście. Upewnij się, że wprowadzono wszystkie dane.
Jeśli jesteś naukowcem, masz dostęp do archiwów surowych danych zebranych w trakcie badań naukowych. Jeśli inni naukowcy potrzebują twojego eksperymentu, mogą go wyszukać w archiwum lub poprosić o dane. Upewnij się, że możesz podać wszystkie szczegóły
Krok 4. Oceń wyniki
Porównaj wszystkie swoje przewidywania ze sobą iz wynikami eksperymentalnymi. Poszukaj wzorów. Zastanów się, czy wyniki wskazują na coś nowego i czy jest coś, co przegapiłeś. Niezależnie od tego, czy dane potwierdzają Twoją hipotezę, czy nie, szukaj ukrytych lub „egzogenicznych” zmiennych, które wpływają na wyniki.
Krok 5. Ustaw pewność
Jeśli wyniki eksperymentalne nie potwierdzają hipotezy, odrzuć prognozę jako nieprawidłową. Jeśli możesz udowodnić hipotezę, twoja teoria jest o krok bliżej potwierdzenia. Dokumentuj wyniki eksperymentów tak szczegółowo, jak to możliwe. Jeśli procedura testowa i wyniki nie są powtarzalne, eksperyment nie jest zbyt przydatny.
- Upewnij się, że wyniki nie zmieniają się za każdym razem, gdy przeprowadzasz eksperyment. Powtarzaj test, aż będziesz pewien.
- Istnieje wiele teorii, o których zapomniano po obaleniu ich eksperymentami. Jeśli jednak twoja nowa teoria wyjaśnia coś, czego poprzednia nie mogła wyjaśnić, może to być ważny postęp naukowy.
Część 3 z 3: Przyjmowanie i rozszerzanie teorii
Krok 1. Wyciągnij wnioski
Sprawdź, czy twoja teoria jest słuszna i upewnij się, że wyniki eksperymentów są powtarzalne. Teoria, która została przyjęta, nie może być kwestionowana przy użyciu dostępnych narzędzi i informacji. Jednak nie zamieniaj teorii w absolutny fakt.
Krok 2. Podziel się wynikami
Być może w trakcie udowadniania teorii zebrałeś dużo informacji. Gdy będziesz już pewien, że Twoje wyniki eksperymentalne są powtarzalne, a wnioski są słuszne, spróbuj umieścić swoją teorię w formie, którą inni ludzie będą mogli nauczyć się i zrozumieć. Opisz procesy, przez które przechodzisz, w logicznej kolejności. Najpierw napisz „streszczenie” podsumowujące teorię, a następnie opisz hipotezę, procedurę eksperymentalną i wyniki. Spróbuj uporządkować swoją teorię w serię punktów lub argumentów. Na koniec zakończ raport wnioskiem.
- Wyjaśnij, w jaki sposób zdefiniowałeś pytanie, jakie podejście zostało przyjęte i jak zostało przetestowane. Dobry raport może poprowadzić czytelnika przez odpowiednie przemyślenia i działania, które prowadzą do wniosku.
- Rozważ publiczność. Jeśli chcesz podzielić się swoją teorią z kolegami z tej samej dziedziny, napisz oficjalny raport wyjaśniający Twoje wyniki. Rozważ przesłanie swojej pracy do czasopisma akademickiego. Jeśli chcesz, aby Twoje odkrycia były publicznie dostępne, spróbuj umieścić swoją teorię w łatwym do strawienia medium, takim jak książka, artykuł lub wideo.
Krok 3. Zrozumienie procesu recenzowania
W środowisku naukowym teorie na ogół nie są uznawane za ważne, dopóki nie zostaną zrecenzowane. Jeśli umieścisz swoje odkrycia w czasopiśmie akademickim, inni naukowcy mogą chcieć je przejrzeć. Oznacza to, że przetestują, rozważą i powtórzą twoją proponowaną teorię i proces. Ich przegląd potwierdzi twoją teorię lub ją obali. Jeśli teoria zda test, inni mogą rozwinąć Twój pomysł, stosując go do innych przedmiotów.
Krok 4. Kontynuuj swoją teorię
Proces myślowy nie musi być zatrzymany, gdy podzielisz się swoją teorią. Pisząc raport, możesz być zmuszony do wzięcia pod uwagę czynników, które zostały przeoczone. Nie bój się kontynuować testowania i poprawiania teorii, dopóki nie będziesz zadowolony. Może potrzebujesz więcej badań, więcej eksperymentów i kolejnego raportu. Jeśli zakres twojej teorii jest wystarczająco szeroki, możesz nie być w stanie przedstawić implikacji jako całości.
