1.3:
La méthode scientifique
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La méthode scientifique
Aperçu
La méthode scientifique est un processus détaillé et empirique pour résoudre des problèmes, dont les biologistes et les scientifiques d’autres disciplines tirent profit. Cette approche itérative consiste à formuler une question basée sur l’observation, à élaborer une explication potentielle vérifiable pour l’observation (appelée hypothèse), à faire et à vérifier des prévisions basées sur l’hypothèse ainsi qu’à utiliser les résultats pour créer de nouvelles hypothèses et prévisions.
En général, les prévisions sont vérifiées à l’aide d’expériences soigneusement conçues. Sur la base des résultats de ces expériences, l’explication d’origine pourrait avoir besoin d’être affinée, et de nouvelles hypothèses et questions peuvent être générées. Fait important, cela illustre que la méthode scientifique n’est pas une recette par étapes. Il s’agit plutôt de l’affinement et du test continus d’idées basées sur de nouvelles observations, ce qui est le cœur de la recherche scientifique.
La science est mutable et change continuellement à mesure que nous en apprenons davantage sur le monde qui nous entoure. Pour cette raison, les scientifiques évitent de prétendre ‘ prouver ’ une idée précise. Au lieu de cela, ils recueillent des preuves qui appuient ou réfutent une hypothèse donnée.
Faire des observations et formuler des hypothèses
Une hypothèse est précédée d’une première observation, au cours de laquelle l’information est recueillie par les sens (par exemple, la vision, l’audition) ou à l’aide d’outils et d’instruments scientifiques. Cette observation conduit à une question qui incite à la formation d’une hypothèse initiale, une réponse possible (vérifiable) à la question. Par exemple, l’observation selon laquelle les limaces mangent certains plants de choux, mais pas des plants de choux situés près de l’ail, peut susciter la question suivante : pourquoi les limaces ignorent-elles de façon sélective les plants de choux près de l’ail ? Une hypothèse possible, ou réponse à cette question, est que les limaces ont une aversion pour l’ail. Sur la base de cette hypothèse, on pourrait prévoir que les limaces ne mangeront pas les plants de choux qui sont entourés d’un anneau de poudre d’ail.
Une hypothèse devrait être falsifiable, ce qui signifie qu’il existe des moyens de la réfuter si elle est fausse. En d’autres termes, une hypothèse devrait être testable. Les scientifiques formulent souvent et testent explicitement le contraire de l’hypothèse, qui est appelée l’hypothèse nulle. Dans ce cas, l’hypothèse nulle est que les limaces n’ont pas une aversion pour l’ail. L’hypothèse nulle serait étayée si, contrairement à la prévision, les limaces mangent des plants de choux qui sont entourés de poudre d’ail.
Tester une hypothèse
Dans la mesure du possible, les scientifiques testent des hypothèses à l’aide d’expériences contrôlées qui incluent des variables indépendantes et dépendantes, ainsi que des groupes témoins et expérimentaux.
Une variable indépendante est un élément qui devrait avoir un effet (p. ex., la poudre d’ail utilisée dans l’expérience sur la limace et le chou, ou le traitement administré dans le cas d’un essai clinique). Les variables dépendantes sont les mesures utilisées pour déterminer le résultat d’une expérience. Dans l’expérience avec les limaces, les choux et l’ail, le nombre de limaces mangeant des choux est la variable dépendante car ce nombre devrait dépendre de la présence ou de l’absence d’anneaux de poudre d’ail autour des plants de choux.
Les expériences nécessitent des groupes expérimentaux et témoins. Un groupe expérimental est traité avec ou exposé à la variable indépendante (c.-à-d. la manipulation ou le traitement). Par exemple, dans l’expérience de l’aversion pour l’ail avec les limaces, le groupe expérimental est un groupe de plants de choux qui sont entourés d’un anneau de poudre d’ail. Un groupe témoin est soumis aux mêmes conditions que le groupe expérimental, à l’exception de la variable indépendante. Les groupes témoins de cette expérience pourraient inclure un groupe de plants de choux dans la même zone qui est entouré d’un anneau de poudre non-ail (pour contrôler l’aversion pour la poudre) et un groupe qui n’est pas entouré d’une substance particulière (pour contrôler l’aversion pour le chou). Il est essentiel d’inclure un groupe témoin parce que, si tel n’est pas le cas, il n’est pas clair si le résultat est le résultat du traitement ou de la manipulation.
Affiner une hypothèse
Si les résultats d’une expérience étayent l’hypothèse, d’autres expériences peuvent être conçues et menées pour étayer l’hypothèse. L’hypothèse peut également être affinée et on peut la rendre plus spécifique. Par exemple, d’autres expériences pourraient déterminer si les limaces ont également une aversion pour d’autres plantes du genre Allium, comme les oignons.
Si les résultats n’étayent pas l’hypothèse, l’hypothèse pourrait avoir besoin d’être affinée en fonction des nouvelles observations. Les problèmes de conception expérimentale devraient être écartés aussi. Par exemple, si les limaces démontrent une aversion pour les deux types de substance en poudre, l’expérience peut être réalisée à nouveau en utilisant de l’ail frais au lieu de l’ail en poudre. Si les limaces ne présentent toujours aucune aversion pour l’ail, l’hypothèse peut être ajustée. Dans cet exemple, la nouvelle hypothèse peut être que les limaces ont une aversion pour la poudre.
Les résultats des expériences devraient être communiqués à d’autres scientifiques et au public, que les données appuient ou non l’hypothèse initiale. Cette information peut guider l’élaboration de nouvelles hypothèses et de questions expérimentales.