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1.3: 과학적 방법
목차

JoVE Core
Biology

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과학적 방법
 
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1.3: 과학적 방법

개요

과학적인 방법은 생물학자와 다른 분야의 과학자에 의해 활용 상세한, 경험적, 문제 해결 프로세스입니다. 이 반복적 인 접근 방식은 관찰에 따라 질문을 공식화하고, 관측에 대한 테스트 가능한 잠재적 설명 (가설이라고 함), 가설에 따라 예측을 만들고 테스트하며, 연구 결과를 사용하여 새로운 가설과 예측을 만드는 것을 포함합니다.

일반적으로 예측은 신중하게 설계된 실험을 사용하여 테스트됩니다. 이러한 실험의 결과에 따라 원래 설명을 구체화해야 할 수 있으며 새로운 가설과 질문을 생성할 수 있습니다. 중요한 것은, 이것은 과학적인 방법이 단계적 조리법이 아니라는 것을 보여줍니다. 대신, 그것은 과학적 탐구의 핵심인 새로운 관찰에 기초한 아이디어의 지속적인 개선 및 테스트입니다.

과학은 우리 주변의 세계에 대해 더 많이 배울 때 변할 수 있고 지속적으로 변화합니다. 이러한 이유로 과학자들은 특정 아이디어를 '증명'한다고 주장하는 것을 피합니다. 대신, 그들은 주어진 가설을 지원하거나 반박하는 증거를 수집합니다.

관찰 및 가설 을 공식화

가설은 초기 관찰에 선행되며, 그 동안 정보는 감각(예: 비전, 청각)에 의해 수집되거나 과학적인 도구와 악기를 사용합니다. 이 관찰은 초기 가설의 형성을 묻는 질문으로 이어집니다. 예를 들어, 슬러그는 일부 양배추 식물을 먹고 있지만 마늘 근처에 있는 양배추 식물이 아니라는 관측은 왜 슬러그가 마늘 근처에 양배추 식물을 선택적으로 예비합니까? 이 질문에 대한 한 가지 가능한 가설, 또는 이 질문에 대한 대답은 슬러그가 마늘에 대한 혐오감을 가지고 있다는 것입니다. 이 가설에 기초하여, 하나는 민달팽이 마늘 분말의 반지에 둘러싸여 양배추 식물을 먹지 않을 것이라고 예측할 수 있습니다.

가설은 위조될 수 있어야 하며, 이는 사실이 아니라면 반증할 수 있는 방법이 있다는 것을 의미합니다. 즉, 가설을 테스트할 수 있어야 합니다. 과학자들은 종종 null 가설이라고 불리는 가설의 반대를 명료하고 명시적으로 테스트합니다. 이 경우, null 가설은 슬러그가 마늘에 대한 혐오감을 가지고 있지 않다는 것입니다. 예측과는 달리 슬러그가 마늘 분말로 둘러싸인 양배추 식물을 먹는다면 null 가설이 지원됩니다.

가설 테스트

가능하면 과학자들은 독립적이고 의존적인 변수뿐만 아니라 제어 및 실험 그룹을 포함하는 통제 된 실험을 사용하여 가설을 테스트합니다.

독립적인 변수는 효과가 있을 것으로 예상되는 항목이다(예를 들어, 슬러그 및 양배추 실험에 사용되는 마늘 분말, 또는 임상 시험에서 주어진 치료). 종속 변수는 실험의 결과를 결정하는 데 사용되는 측정값입니다. 민달팽이, 양배추 및 마늘실험에서 양배추를 먹는 민달팽이의 수는 의존변수이며, 이 수는 양배추 식물 주변에 마늘 분말 링의 존재 또는 부재에 의존할 것으로 예상되기 때문이다.

실험에는 실험 및 제어 그룹이 필요합니다. 실험군은 독립적인 변수(즉, 조작 또는 치료)로 처리되거나 노출된다. 예를 들어, 민달팽이를 사용하는 마늘 혐오 실험에서 실험 군은 마늘 분말 링으로 둘러싸인 양배추 식물의 그룹입니다. 대조군은 독립적인 변수를 제외하고 실험그룹과 동일한 조건을 적용한다. 이 실험에서 대조군은 비 마늘 분말 링 (분말 혐오에 대한 제어) 및 특정 물질 (양배추 혐오에 대한 제어)에 의해 포위되지 않은 그룹에 의해 둘러싸인 동일한 영역에 양배추 식물의 그룹을 포함 할 수있다. 하나없이 결과가 치료 또는 조작의 결과인지 불분명하기 때문에 대조군을 포함하는 것이 필수적이다.

가설 정제

실험결과가 가설을 뒷받침하는 경우, 가설을 지원하기 위해 추가 실험이 설계및 수행될 수 있다. 가설은 또한 정제되고 더 구체적으로 만들 수 있습니다. 예를 들어, 추가 실험은 슬러그도 양파와 같은 알륨 속의 다른 식물에 대한 혐오감을 가지고 있는지 여부를 결정할 수 있습니다.

결과가 가설을 지원하지 않는 경우, 가설은 새로운 관찰에 따라 조정될 필요가 있을 수 있습니다. 실험 설계에 대한 문제도 배제해야 합니다. 예를 들어, 슬러그가 두 가지 유형의 분말 물질에 대한 혐오감을 입증하는 경우 분말 마늘 대신 신선한 마늘을 사용하여 실험을 다시 수행 할 수 있습니다. 민달팽이가 여전히 마늘에 대한 혐오감을 나타내지 않으면 가설이 조정 될 수 있습니다. 이 예에서, 새로운 가설은 슬러그가 분말에 대한 혐오감을 가질 수 있습니다.

실험의 결과는 데이터가 원래가설을 지원하는지 여부에 관계없이 다른 과학자와 대중에게 전달되어야합니다. 이 정보는 새로운 가설과 실험적 질문의 개발을 안내 할 수 있습니다.


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