科学方法

科學方法的幾個步驟[1]

科學方法英语:scientific method)指的是檢查自然現象、獲取新知識或修正與整合先前已得的知識,所使用的一整套技術。[2][3]為了合乎科學精神,這方法必須建立於收集可觀察、可經驗(empirical)、可量度的證據,並且合乎明確的推理原則。[4]梅里亞姆-韋伯斯特辭典如此定義:[5]

科學方法是一種有系統地尋求知識的程序,涉及了以下三個步驟:問題的認知與表述、實驗數據的收集、假說的構成與測試。

科學方法是一種持續不停的過程,通常其最初步驟是仔細觀察大自然,人們天生就有一種摘三問四的習性,他們時常會對於周遭現象想出一些奇奇怪怪的問題,進而發展出一些假說來解釋這些問題。最好的假說會導致能被多樣檢試的預言。基於檢試的結果,被檢查的假說可能需要加以改善或遭到毅然駁回。這整個循環,從預測、檢試到改善,可能會重複多次,甚至會無限期地重複,直到假說被改善到能夠給出預測符合檢試的數據,這時,就可宣布一個科學理論出爐了。[1]


科學方法即是適切的驗證方法,所以在完整科學研究,以科學態度由動機發起,目的求其「真」、「實」、「存」、「在」之結果,於科學精神透過科學的過程方法,最後結果證實或證明。也就是說科學性強調的,係為過程與結果互為的真實程度。[來源請求]

概述

科學方法涉及到很多步驟,首先,需要觀察大自然並且對於自然現象提出有意義的問題,然後再想出假說來解釋自然現象,之後設計實驗來檢驗這些假說,核對從這些假說所給出的預言是否正確無誤。為了要防範在做實驗時發生錯誤或誤解,這些步驟必須具有可重複性。一個假說在被學術界廣泛接受之前,必須先通過科學方法的嚴格驗證,以有條有理的方式來將理論結果與實驗數據互相比較。只有當理論結果和實驗數據互相吻合時,這假說才能被學術界接受。涉及比較廣泛學術領域的理論,可能會融合許多獨立推出的假說在一起,配搭一致、相輔相成。通過嚴格檢驗的理論,又可以觸類旁通,幫助形成新假說,或者設定其它假說的上下文。[1][6]

為了減少獲得偏差結果的機會,科學研究通常是要越客觀越好。所有測量數據與實驗程序都必須詳細紀錄,存檔於安全的資料庫,並且可供適當學者共享。這樣,適當學者可以仔細檢查,通過複製實驗來核對結果。這種行為方式,稱為 充分公開英语full disclosure,容許建立這些數據在統計學的信度[7]

科學方法於研究過程,客觀性需可重複再現,但研究者於科學精神的研究過程,不該主觀性預見研究結果具「再現性」。[來源請求]

以同一研究者重複再現過程而言,只能作 1.平行性:「相同研究者,在前提一致,操作步驟一致的情況下,進行多個平行模型或標的間的結果對照偏差」。 2.重複性:「相同研究者在前提一致,操作步驟一致的情況下,在一段時間對同一標的或模型,重複測定結果之間的對照偏差」。 所以研究者立場上,是不該預見「研究結果具有再現性」,如果預見知道,研究恐失真實,也沒研究意義或價值。 若「研究結果具再現性」,對第三者「再現性」驗證而言,也就是「不同的研究者,在前提一致,操作步驟一致的情況下,能夠得到相同的結果」。如此,科學將被畫地自限於部分類別項目,研究者將限縮研究主題於模型或理論驗證之結果,又若驗證結果具有「再現性」,但時空及主客體條件可能不同,產生現象結果不一定相同,所以不該「研究結果具有再現性」,需「研究結果具有真實及存在性」。如此,如:社會科學應用科學,也方能相對符合科學定義:「科學在認識自然的不同層面上設法解決各種具體的問題,強調預測結果的具體性和可證偽性」,因發現或創造之「存在」,有過程與結果之「真實」,而有具體性和可證偽性,那定義所認知的自然就必須含偶然或必然的相關。在分析-綜合區別中,邏輯實證主義者相信,「只有必然為真的命題才是分析的」,係經驗過程的分析,證結果為必然。

   科學驗證是過程重要還是結果重要,重要是時空存在,因為真實必有存在,只有發現或創造「存在」才能驗證「真」、「實」,也純屬自然的存在,「自然就好,何必勒?」只因證明自然的存在、科學的合理真實,為科學之根本價值意義。

相關命題因果理論會發現:偶然或必然的現象,由區別切入而成立,不變驗「真」(已成理論,經驗真、實證而為真實)。偶然或必然的發生,亦含偶然與必然的「真」、「實」致因。偶然與必然也是自然。若以「存在」的事實命題時,已現「實」,當然從任何區別理論切入,皆為合理「驗真」之分析或綜合的命題。如;社會人文類科研究「存在」現象,分析驗「真」,並具現「實」之合理,而為科學驗證的「真實」。只有必然為真的命題才是分析的,因有了過程的求「真」而為必然,類似於「山是山,水是水」的求真邏輯與證實;縱有「山不是山,水不是水」的驗「真」過程,最後不影響「山是山,水是水」的必然結果,證明現「實」,純屬命題的「真」,只是檢查「自然」現象的「實」。假設結果具有過程分析不爭的「真」,已有現象結果的「實」當然過程方法不影響其必然為實。但過程方法失真,當然影響結果不具真實。若過程方法及結果驗證為真實,已剩科學的價值或意義及自然的存在。

故科學過程、結果真實不虛,唯有「存在」的思考過程,才是研究者於時空上的科學價值意義。相關科學分科中的試驗或實驗現象,經環境改變時空不同,會有結果無法「再現性」可能,例如;社會人文科學對問題的發現與驗證,解決或解釋,可能因時空改變,致試驗或觀察的現象消失不具結果「再現性」,只是驗證於再現的假說或理論、只是科學的應用,只是利用科學方法,驗證自然的存在。問題解釋與解決的「存在」研究也可能無法具「再現性」,但實屬自然。科學強調結果「再現性」,若失去,人類就無需科學的依賴,因為一切只是自然存在或消失,自然就好,無需狹義的將科學研究強調於結果具「再現性」,反而是理論或過程方法具「再現性」,還具真實存在價值或意義。「實現驗證」為「理論驗證」、「模型驗證」之再現性實踐與實現的應用。如一門科學果樹,根本理論相同,過程方法的枝枒再現,才有結果呈現而明實,再現的是假說或理論,存在的是過程方法,結果真實是因枝枒發展根本的存在。

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