이론을 발전시키는 방법

동영상: [강연] 초끈 이론과 양자 중력 _ by이성재ㅣ 2021 ’시간, 물질 그리고 우주’ 3강

콘텐츠

단계
1/3부: 아이디어 활용
3/2부: 가설 검정
제 3 부 3 : 이론의 확인 및 추가 개발
팁

이론은 어떤 일이 발생하는 이유 또는 서로 다른 현상이 어떻게 관련되는지 설명합니다. 관찰된 현상에 대해 묻는 "어떻게" 및 "왜" 질문에 대한 답변을 제공합니다. 이론의 발전은 과학적 방법에 따라 이루어져야 합니다. 먼저, 어떤 일이 왜 그리고 어떻게 발생하는지 설명하는 일관된 모델을 만들어야 합니다. 그런 다음 이 모델을 기반으로 실험적 검증이 가능한 예측을 해야 합니다. 그리고 마지막으로 통제 된 실험의 도움으로 이론이 예측하는 것을 확인하고 가설을 확인하거나 반박하는 것이 필요합니다.

단계

1/3부: 아이디어 활용

1 "왜?". 겉보기에 관련이 없어 보이는 현상을 자세히 살펴보십시오. 일상적인 현상의 근본 원인을 파악하고 향후 진행 방향을 예측해 보십시오. 이미 아이디어가 있다면 더 자세히 고려하고 가능한 한 많은 정보를 수집하도록 노력하십시오. 답변 "어떻게"와 "왜"라는 질문과 고려되는 현상을 서로 연결하는 관계.
- 일반적인 아이디어나 가설이 아직 없다면 현상 간의 연결을 설정하는 것으로 시작하십시오. 주변 세계를 볼 때 호기심을 보이면 분명히 흥미로운 아이디어가 떠오를 것입니다.
2 자연 법칙을 설명하는 이론을 만드십시오. 일반적으로 과학 법칙은 관찰된 현상에 대한 설명입니다. 법칙은 설명된 현상이 발생하는 이유와 원인을 설명하지 않습니다. 이런 저런 현상에 대한 설명을 과학 이론이라고 합니다. 대중적인 오해와 달리 이론은 법칙을 설명하고 확인되면 이론으로 바뀌지 않습니다.
- 예를 들어, 뉴턴의 중력 법칙은 두 물체의 중력 상호작용에 대한 최초의 수학적 설명이었습니다. 그러나 이 법칙은 중력이 왜 존재하고 어떻게 작용하는지 설명하지 않았습니다. 뉴턴 이후 알버트 아인슈타인이 상대성 이론을 만드는 데 3세기가 걸렸습니다. 덕분에 과학자들은 중력이 작용하는 이유와 원리를 이해하기 시작했습니다.
3 당신의 이론에 선행하는 과학 논문을 검토하십시오. 다른 과학자들이 이미 연구하고, 입증하고, 반증한 것을 찾아보십시오. 연구 주제에 대해 가능한 한 많이 알아보고 다른 사람이 이전에 비슷한 질문을 한 적이 있는지 알아보십시오. 반복하지 않도록 과거에 저지른 실수를 고려하십시오.
- 기존 지식을 사용하여 연구 주제를 더 잘 이해하십시오. 사용 가능한 실험 결과, 방정식 및 이미 생성된 이론을 탐색합니다. 새로운 현상을 다루고 있다면 그 현상에 가까운 현상을 설명하는 이미 입증된 이론을 기반으로 하십시오.
- 다른 사람이 당신보다 먼저 비슷한 이론을 만들었는지 알아보십시오. 이론을 진행하기 전에 이전에 개발되지 않았는지 확인하십시오. 그러한 이론을 찾지 못하면 더 발전시킬 수 있습니다. 누군가가 이미 유사한 이론을 제시했다면 관련 논문을 연구하고 그것에 기여할 수 있는지 확인하십시오.
4 가설 세우기. 가설은 많은 사실이나 자연 현상을 설명하는 것을 목적으로 하는 교육받은 추측이나 진술입니다. 관찰 결과에 따라 논리적으로 가능한 설명을 제안하십시오. 식별된 패턴을 자세히 살펴보고 원인이 무엇인지 생각하십시오. 다음과 같은 경우 사용:만약에 [X]는 사실이고, 그 다음에 [Y] "또는"도 참입니다.만약에 [X]는 사실이고, 그 다음에 [Y]가 틀립니다. "형식가설은" 독립변수와" 종속변수를 포함합니다. 독립변수는 변경 및 통제할 수 있는 가능한 원인이며 종속변수는 관찰 및 측정됩니다.
- 이론을 개발할 때 과학적 방법을 사용하려는 경우 가설은 정확하고 모호하지 않은 테스트를 수행할 수 있어야 합니다. 그렇지 않으면 이론을 증명할 수 없습니다.
- 당신의 관찰을 설명하기 위해 몇 가지 가설을 생각해보십시오. 이 가설을 비교하십시오. 그들이 어떻게 동의하고 어떻게 다른지보십시오.
- 가설의 예는 다음과 같은 진술입니다. "만약에 자외선과 관련된 피부암, 그 다음에 강렬한 자외선에 노출된 사람들은 피부암에 걸릴 가능성이 더 높아야 합니다. "또는"만약에 잎 색깔의 변화는 온도와 관련이 있으며, 그 다음에 잎은 찬 공기의 영향으로 색이 변해야 합니다."
5 처음에 모든 이론은 가설의 형태를 가지고 있습니다. 그러나 이 둘을 혼동해서는 안 됩니다. 이론은 특정 패턴에 대한 잘 검증된 설명인 반면, 가설은 이러한 패턴이 한 가지 또는 다른 이유로 관찰될 것이라는 예측일 뿐입니다. 이론은 항상 증거에 의해 뒷받침되며 가설은 가능한 결과를 예측하며 참일 수도 있고 거짓일 수도 있습니다.

3/2부: 가설 검정

1 실험을 계획하십시오. 과학적 방법에 따르면 이론은 검증 가능해야 합니다. 가설을 테스트할 방법을 생각해 보세요. 실험을 복잡하게 만들 수 있는 다른 요인과 사건과 사건의 추정 원인(종속 및 독립 변수)을 분리하여 계획하는 실험이 잘 통제되고 있는지 확인하십시오. 조심하고 모든 외부 요인을 고려하십시오.
- 실험은 반복 가능해야 합니다. 대부분의 경우, 그냥 한 번 새로운 가설을 테스트하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 동료가 유사한 결과로 실험을 정확히 복제할 수 있기를 원합니다.
- 동료 또는 과학 고문은 계획된 실험의 방법론을 숙지하자. 누군가에게 귀하의 작업을 검토하고 의견을 말하도록 요청하십시오. 그룹으로 작업하는 경우 동료와 이론에 대해 토론하십시오.
2 도움을 받다. 많은 과학 분야에서 복잡한 실험에는 특정 리소스와 최신 장비에 대한 액세스가 필요합니다. 이 장비는 매우 비싸고 희귀할 수 있습니다. 대학에서 공부하고 있다면 교사와 연구자에게 도움을 요청하십시오.
- 공부를 하지 않는다면 가까운 대학의 선생님이나 대학원생에게 연락해 보세요. 예를 들어, 대학의 물리학과에 연락하여 물리학 이론을 테스트할 수 있습니다. 관심 분야에서 연구를 수행하고 있는 멀리 떨어진 대학을 발견하면 이메일로 해당 대학에 편지를 보내십시오.
3 자세한 기록을 보관하십시오. 이미 언급했듯이 실험은 반복 가능해야 합니다. 즉, 다른 사람들이 동일한 결과를 얻을 수 있도록 재현할 수 있어야 합니다. 실험 중 수행한 모든 작업을 기록합니다. 아무것도 놓치지 않으려고 노력하십시오.
- 당신이 대학에서 공부하면, 아마 과학 연구 중에 직원에 의해 만들어진 레코드를 포함 아카이브가 있습니다. 다른 과학자들이 귀하의 실험에 대해 더 알고 싶어하면 그러한 아카이브를 방문하거나 자세한 데이터를 제공하도록 요청할 것이므로 관심 있는 모든 정보를 가지고 있어야 합니다.
4 결과를 평가하십시오. 다시 한 번 주의 깊게 가설을 연구하고 실험 결과와 비교하십시오. 관찰된 패턴을 자세히 살펴보십시오. 당신이 기대했던 결과가 예상대로한다면 자신에게 물어, 당신은 계좌로했다 여부에 대해 다시 생각합니다. 이러한 결과가 가설을 확인하는지 여부에 관계없이 실험 결과에 영향을 미쳤을 수 있는 숨겨진 "외인성"(외부) 변수를 확인합니다.
5 실험의 유효성을 설정합니다. 얻은 결과가 가설을 뒷받침하지 않으면 잘못된 것으로 폐기하십시오. 결과는 앞으로 가설 넣어 동의하는 경우에, 당신은 한 걸음 더 가까이 성공적으로 이론을 증명한다. 가능한 한 자세히 결과를 기록하십시오. 실험과 그 결과를 재현 할 수없는 경우, 그들은 훨씬 가치가있을 것입니다.
- 반복된 실험으로 결과가 달라지는지 확인하세요. 결과가 올바른지 확인하면서 실험을 반복합니다.
- 그들은 실험적으로 확인되지 않은 후 많은 이론은 포기해야했다. 그러나 당신의 이론이 이전 이론들이 설명할 수 없었던 것을 밝혀준다면, 그것은 중요한 진전이 될 수 있습니다.

제 3 부 3 : 이론의 확인 및 추가 개발

1 결론을 짓다. 당신의 이론이 잘 기초가 되었는지 확인하고 얻은 실험 결과가 재현 가능한지 확인하십시오. 이론이 당신의 처분 수단으로 논박될 수 있는지 확인하십시오. 동시에 그것을 궁극적인 진리로 내세우려 하지 마십시오.
2 결과를 공유하세요. 이론을 연구하고 실험적으로 테스트하는 과정에서 그것을 확인하는 많은 양의 데이터가 축적될 것입니다. 얻은 결과가 재현 가능하고 도출된 결론이 정확한지 확인한 후 이론을 연구하고 이해하기 쉬운 가느다란 형태로 만드십시오. 논리적 순서로 제시하십시오. 먼저 이론에 대한 간략한 설명이 포함된 "요약"을 작성한 다음 가설을 세우고 실험 방법과 얻은 결과를 설명하십시오. 설명을 일관된 부분으로 나누십시오. 마지막으로 정보에 입각한 결론으로 연구 논문을 마무리합니다.
- 어떤 목표를 설정했는지, 어떤 방법을 사용했는지, 가설을 어떻게 테스트했는지 설명하십시오. 좋은 과학 기사는 논리적 구조를 가지고 있으며 독자가 결론에 이르는 일련의 생각과 행동을 쉽게 따를 수 있도록 합니다.
- 청중을 고려하십시오. 같은 분야에서 일하는 동료들과 자신의 이론을 공유하려면 결과를 요약한 엄격한 과학 기사를 작성하여 전문 과학 저널에 제출하십시오. 일반 대중에게 자신의 발견을 알리고 싶다면 이론을 더 단순한 형태로 제시하십시오. 인기 있는 과학 책이나 기사를 작성하고 비디오를 만드십시오.
3 과학적 동료 검토 절차를 확인하십시오. 과학계에서 이론은 원칙적으로 동료 검토 후에만 신뢰할 수 있는 것으로 인식됩니다. 동료 심사를 거친 저널에 기사를 제출하면 한 명 또는 여러 명의 다른 과학자(검토자)가 해당 기사에 익숙해지며, 이들은 귀하가 제시한 이론, 이를 입증하는 데 사용된 실험 방법, 얻은 결과 및 결론을 주의 깊게 연구합니다. 그들에게서 뽑혔습니다. 결과적으로 그들은 당신의 이론의 진실성을 확인하거나 의문을 제기할 것입니다. 이론이 시간의 시험을 견뎌낸다면, 다른 연구자들은 그것을 다른 현상으로 확장하려고 할 것입니다.
4 계속해서 이론을 발전시키십시오. 다른 사람들과 공유한 후에 이론을 포기할 필요는 전혀 없습니다. 기사를 작성하면서 이론을 정리하다 보면 이전에 발견하지 못한 측면과 새로운 아이디어가 떠오를 수 있습니다. 노력의 결과에 완전히 만족할 때까지 이론을 테스트하고 수정하는 것을 두려워하지 마십시오. 이를 위해서는 새로운 연구, 실험 및 과학 기사가 필요할 수 있습니다. 당신의 이론이 매우 광범위하다면, 그 결과와 의미를 모두 다루지 못할 수도 있습니다.
- 협력하는 것을 두려워하지 마십시오. 소유 본능에 굴복하지 마십시오. 동료와 친구들이 당신의 이론에 새 생명을 불어넣을 수 있습니다.