De wetenschappelijke methode

De wetenschappelijke methode is een systematische benadering die door alle wetenschappelijke disciplines wordt gevolgd. Het volgt zes hoofdstappen een observatie doen, een vraag stellen, een hypothese opstellen, experimenten uitvoeren, gegevens interpreteren en tot slot het afleiden van een conclusie. De wetenschappelijke methode begint met een observatie en een vraag om die observatie te helpen begrijpen.

De Franse chemicus Antoine Lavoisier observeerde bijvoorbeeld het fenomeen verbranding. Hij formuleerde een vraag om te begrijpen wat er gebeurt als iets wordt verbrand. Waar gaat de materie heen?

De derde stap in de wetenschappelijke methode is het opstellen van een hypothese een voorlopige verklaring voor de observatie in kwestie, die kan worden getest. In antwoord op zijn vraag waar gaat de materie heen? stelde Lavoiser de hypothese op dat tijdens een chemische reactie de materie niet werd gecreëerd of vernietigd.

Een goede hypothese is ook toetsbaar en falsifieerbaar. Een toetsbare hypothese is er een die voorspellingen doet die kunnen worden bevestigd door experimenten of observaties. Het is falsifieerbaar als het door experimenten kan worden weerlegd.

De vierde stap in de wetenschappelijke methode is experimenteren en gegevens verzamelen. Experimenten zijn observaties of metingen die worden uitgevoerd onder gecontroleerde omstandigheden zoals temperatuur, druk of volume. Deze stap onderzoekt hoe goed de echte wereld past bij die voorspeld was door de hypothese.

Sommige experimenten en observaties zijn kwalitatief ze beschrijven hoe een proces verloopt. Anderen zijn kwantitatief iets meten of kwantificeren over het proces. Lavoisier testte zijn hypothese door kwik te verhitten in een gesloten omgeving.

Dit leidde tot de vorming van een roodachtige substantie. Zijn experimenten waren kwantitatief, dus nam hij zorgvuldig de massa op van reactanten en de producten in het gesloten systeem en afzonderlijk. De vijfde stap is de interpretatie en analyse van gegevens evalueren of de resultaten de hypothese ondersteunen of weerleggen en of verder experimenteren nodig is.

Lavoisier merkte op dat de totale massa van de pot en zijn inhoud voor en na de reactie hetzelfde bleef, hoewel de massa van het rode product groter was dan die van het oorspronkelijke kwik. De laatste stap is om een logische conclusie te trekken en te beslissen om de hypothese te accepteren of te verwerpen. Als de resultaten de hypothese sterk ondersteunen, wordt deze geaccepteerd.

Deze kan ook verder worden getest of worden verfijnd door nieuwe vragen te stellen en nieuwe experimenten uit te voeren. Uit zijn experimenten concludeerde Lavoisier dat, aangezien de totale massa van de pot ongewijzigd bleef tijdens de reactie, de zuurstof in de pot zich had gecombineerd met het kwik om het nieuwe product te vormen, nu bekend als kwik oxide. Deze conclusie ondersteunde zijn hypothese sterk over het behoud van massa dat de totale massa van de objecten ongewijzigd blijft tijdens het verbrandingsproces.

Als een hypothese echter wordt weerlegd, kunnen wetenschappers een nieuwe hypothese formuleren door aanwijzingen te nemen van de mislukte experimenten en opnieuw beginnen. Ook al zien we de wetenschappelijke methode als een reeks stappen, nieuwe informatie of ideeën kunnen ertoe leiden dat een wetenschapper teruggaat en stappen herhaalt op elk moment tijdens het proces. De wetenschappelijke methode is dus een iteratief proces.