Научният метод

Нека да разгледаме какво представлява научният метод. Отначало може да ти се стори малко плашещ, но после ще видиш, че всъщност това е един много рационален начин да разглеждаме и да разбираме света, и да се чувстваме уверени в нашето разбиране за него. Нека започнем с един реален пример и да разгледаме стъпките, които смятаме, че съставляват научния метод. Ще срещаш различните стъпки, обяснени по няколко различни начина, но всичко се свежда до едно и също нещо. Забелязваш нещо в реалния свят и си казваш: Добре, нека да опитам да намеря причината защо това нещо се случва. После се опитваш да провериш предположението си на практика. Много е важно да имаш предположения, които да можеш да провериш на практика и да видиш дали са верни, а после – въз основа на това дали са верни, или не, продължаваш да опитваш. Ако не са верни, измисляш друго предположение. Ако са верни, но не дават пълно обяснение, опитваш да обясниш нещата по-добре. Като пример да кажем, че живееш – знам ли, в северна Канада или някъде там, да речем някъде близо до плажа, но близо до къщата ти има и езеро и ти прави впечатление, че езерото замръзва по-рано през зимата, отколкото океана. Езерото замръзва по-бързо и при по-високи температури, отколкото океана. Така, да приемем това за наблюдението. Първата стъпка е да имаш наблюдение. Наблюдение. В нашия случай това е, че езерото замръзва при по-високи температури, отколкото океана и освен това през зимата замръзва по-рано от океана. Следващият въпрос, който може би искаш да зададеш, или следващата стъпка от научния метод – Не е задължително да е точно така строго разпределено, но това е един по-прегледен начин да го обясня – задаваш въпрос. В този случай: защо езерото замръзва по-бързо и при по-високи температури от океана? След това се опитваш да отговориш на този въпрос и това е основната част от научния метод. Това, което правиш в стъпка три, е да се опиташ да формулираш предположение, но важното е това предположение да може да бъде проверено на практика. Опитай да направиш предположение, което да може да бъде проверено на практика. Обяснение, което да може да бъде проверено. Това е основата – един от основните стълбове на научния метод, а това предположение, което може да бъде проверено на практика, се нарича хипотеза. И така, в нашия случай, едно предположение, което може да бъде проверено на практика, е, че например океанът е пълен със солена вода, а езерото – с прясна вода, затова предположението може да бъде, че солената вода има по-ниска точка на замръзване, затова трябва да стане по-студено, за да замръзне солената вода, отколкото за да замръзне прясната вода. Ето това може да е една добра хипотеза. Няма значение дали хипотезата е вярна, или не е. Още не сме провели експеримент, но това е една добра хипотеза, защото можем да проведем експеримент, който да провери валидността ѝ много добре. Как би изглеждала една лоша хипотеза или нещо, което не бихме разглеждали като част от научния метод? Ако кажем, че има една фея, която благославя, не, която омагьосва, езерото, за да го накара да замръзне по-бързо. Причината тази хипотеза да не е добра, е, че не можем да я проверим на практика, защото зависи от феята и не знаем как да убедим феята да направи магията отново. Не сме виждали феята. Не сме я наблюдавали. Хипотезата не се основава на наблюдение и затова това тук не може да бъде добра хипотеза от гледна точка на научния метод, затова направо ще я задраскаме. Да се върнем на предположението, което можем да проверим, на нашата хипотеза. Солената вода има по-ниска точка на замръзване от прясната вода. Следващата ни стъпка ще бъде да направим предположение въз основа на това твърдение. И това е моментът, когато вече измисляме експеримент. Така че можем да гледаме на всичко досега като на разсъждение. Нека да напиша това с друг цвят. Искаме да планираме експеримент. А при тези експерименти ще видим какви са следващите две стъпки, които са част от експеримента. Опа-а! Сбърках! Добре, натиснах бутона "назад". Така, следващото нещо, което ще направя, е експериментът. Експеримент. Започваме. Първо, да кажем, че взимам предвид, че има всякакви неща, които се случват навън. Океанът има вълни. Може дори да има лодки, които да плават и евентуално да трошат леда. Затова искам да изолирам онази променлива, която ме интересува, а именно – дали едно нещо е солена вода или не, и искам да имам пълен контрол върху всичко останало. Искам да контролирам дали ще има вълни, или вятър, или каквото и да е друго, поради което езерото да замръзва по-бързо. Затова в контролирана среда вземам две чаши. Това е едната чаша, а това е втората. Наливам вода в чашите. Наливам вода... Сега, ако предположим, че използвам дестилирана вода, тогава в първата чаша ще има дестилирана вода, а дестилирана вода значи, че съм отделил от водата всички примеси чрез дестилация, докато във втората чаша към тази дестилирана вода добавям известно количество сол вътре. Така в първата чаша има чиста, прясна вода, всъщност, много по-чиста, отколкото в което и да е езеро, защото е дестилирана вода. Във втората чаша имаме солена вода. Ние не виждаме солта, но аз я нарисувах. Правим предположение и след това – дори можем да гледаме на това като на стъпка четири – нашето предположение. Предполагаме, че чистата вода ще замръзне при по-висока температура, отколкото солената вода. Затова да предположим, че прясната вода замръзва при нула градуса по Целзий, а солената вода не замръзва. Опа-а-а, не се пише така. Солената вода не замръзва при нула градуса по Целзий. След това проверяваме предположението си. Проверяваме. Как точно проверяваме? Можем да имаме много точен фризер, който замразява точно при нула градуса по Целзий, и слагаме и двете чаши вътре. Те трябва да са абсолютно еднакви и да имаме пълен контрол върху всичко друго. Контролираме площта. Контролираме материала, от който е направена чашата. Контролираме колко точно вода има вътре в чашата. И след това тестваме. А после проверяваме какво се е получило от теста. Оставяме ги вътре за една вечер и после проверяваме. Ако видим, че прясната вода е замръзнала, а солената не е, тогава предположението, което искаме да проверим, е потвърдено, т.е. солената вода има по-ниска точка на замръзване от прясната вода, а ако не е замръзнала, тогава можем да кажем, че няма особена разлика, може и двете да не са замръзнали, или и двете чаши да са замръзнали, което означава, че нашето предположение не е добро. Ще трябва да намерим друго обяснение защо океанът замръзва при по-ниска температура. Или, може да кажа, че това е само част от обяснението, но само по себе си не обяснява феномена или пък мога да си задам още въпроси, за да кажа кога точно замръзва солената вода и от какво зависи това. Дали вълните имат влияние? Дали вятърът има влияние? След това мога да се върна към процеса на проверка и на прецизиране на тезата. След това прецизираме тезата, усъвършенстваме, усъвършенстваме и повтаряме процеса. Като казвам "повтаряме", имам предвид, че го правим наново, но този път въз основа на нещата, които вече знаем. Затова може да измислим по-добро предположение или да измислим повече експерименти, които да ни помогнат по-добре да видим разликата между прясна и солена вода, или пък може да измислим нови експерименти какво точно има в солената вода, което я кара да замръзва по-трудно. Това е основата на научния метод и искам да подчертая, че това не е нещо странно. Това е просто логическо мислене. Да имаш проверимо обяснение за нещо, което наблюдаваш в реалния свят и което можеш да провериш на практика, и после го проверяваш и виждаш дали това предположение подкрепя тезата въз основа на събраните данни, или не я подкрепя, а после продължаваш и продължаваш да усъвършенстваш предположението, да учиш нови неща за света. Причината това да е по-добро от просто да кажеш: Ами причината езерото да е замръзнало, а океанът – не, е в солената вода, и съм убеден в този факт. Но не можеш просто да си убеден хей така. Има хиляди причини, поради които не бива да разчиташ само на интуицията си, защото може да имаш право в 90% от случаите, но в другите 10% да разпространяваш възгледи и предположения, които да не са верни, а други хора да се позоват на това и тогава цялото знание ще се гради на много слаба основа, а научният метод гарантира, че основата е здрава. Сега ще те запозная с човека, който често е смятан за бащата, или за един от бащите на научния метод. Живял в Кайро и в земите на днешен Ирак преди около 1000 години и е бил известен астроном, физик и математик. Този цитат е много добър, защото е актуален дори днес: "Дългът на човека, който изследва писанията на други учени, ако целта му е да научи истината... Ще започна отначало, за да стане по-драматично. "Дългът на човека, който изследва писанията на другите учени, ако целта му е да научи истината, е да стане враг на всичко онова, което чете, и да го атакува от всяка възможна страна. Трябва да подозира сам себе си, докато дава своята критична оценка на прочетеното, за да избегне предразсъдъците и снизхождението." Хасан ибн ал-Хайтам, или както е латинизираното му име Алхазен. Той казва, че трябва да сме скептични, но не просто скептични към онова, което другите пишат или четат, а и към себе си, което е друг аспект на научния метод. Това е много важно, защото показва, че има хипотеза, която е била проверена, и след това е получен резултат, но за да бъде той валиден, а хипотезата добра, експериментът трябва да може да бъде повторен. Някой ще каже, че има неща, които се случват веднъж на 100 години, и така се е получило в деня на експеримента. Трябва да може да бъде повторен, а повторяемостта е ключов фактор, когато друг скептичен учен като теб реши да види дали може да го повтори. Нека не вярваме в нещо или на някого, само защото те изглеждат много умни и логични и твърдят, че това е истината.