mokslinis eksperimentas

Žinios

2022

Mes paaiškiname, kas yra mokslinis eksperimentas, kam jis skirtas ir jo ypatybės. Taip pat esamos rūšys ir kai kurie pavyzdžiai.

Moksliniai eksperimentai tikrina hipotezes.

Kas yra mokslinis eksperimentavimas?

Mokslinis eksperimentavimas – tai metodas ar metodai, kuriuos naudoja tyrėjai (ypač vadinamieji kietieji arba faktiniai mokslai), norėdami patikrinti savo hipotezė tiriamo reiškinio ar objekto atžvilgiu.

Tai vienas iš žingsnių mokslinis metodas ir remiasi tam tikrų gamtoje ar kontroliuojamoje laboratorijos aplinkoje stebimų reiškinių tyrimu. Eksperimentas susideda iš tiriamo reiškinio ar objekto eksponavimo tam tikriems kintamiesiems, siekiant paaiškinti arba numatyti rezultatus arba priežastis ir pasekmes.

Mokslininkai naudoja eksperimentus, norėdami parodyti, kaip tam tikri įvykiai natūralus fenomenas jūsų interesų. Tam šie reiškiniai turi būti atkartoti laboratorijoje, kontroliuojant visus kintamuosius, siekiant parodyti, kad hipotezė yra ne atsitiktinumo, o universalaus dėsnio rezultatas.

Egzistuoja sudėtingi eksperimentai, kuriems reikia ilgų studijų, ir paprastesni eksperimentai, leidžiantys greitai patikrinti arba paneigti hipotezę. Visi jie vykdomi tokiuose moksluose kaip biologija, matematika, chemija ir fizinis. Pavyzdžiui: eksperimentas, kuris atliekamas siekiant rasti problemos sprendimą, arba eksperimentas, kuris atliekamas siekiant rasti gydymą nuo ligos.

Mokslinis eksperimentas bus galiojantis, jei bus įvykdyti visi mokslinio metodo žingsniai. Mokslinis metodas yra moksle naudojama procedūra, skirta objektyviai ir patikrinamai ištirti reiškinį, ir susideda iš tam tikrų žingsnių: stebėjimas ir problemų kėlimas, hipotezės formulavimas, eksperimentavimas ir analizė duomenis ir išvadas. Mokslinis metodas atsirado XVII amžiuje per mokslo revoliucijas, kurios atnešė Šiuolaikinis amžius (vadinamas Age of Reason) ir buvo tobulinamas XIX amžiuje iki šių dienų.

Moksliniai eksperimentai naudoja technologija ir iš skirtingų žinių sričių, kad pasiektų aukščiausią reiškinių, kuriuos ji atkartoja, kontrolės ir stebėjimo laipsnį, kad būtų galima giliai suprasti, kas vyksta gamta. Tada šių patirčių rezultatus gali publikuoti ir ištirti kiti mokslininkai, kurie, pakartoję eksperimentą, turėtų gauti panašius rezultatus, nes tai yra patikrinami faktai, o ne sutapimai.

Kam skirti moksliniai eksperimentai?

Eksperimentai gali patikrinti, kas manoma apie gamtą.

Eksperimentavimas yra pagrindinis būdas patikrinti hipotetines mokslininkų žinias, tai yra, tai yra pagrindinis metodas atskirti pagrįstas teorijas nuo neteisingų. Tai nepaprastai svarbu, nes tai yra viena iš būtinų procedūrų norint sukurti naują žinių srityje mokslas.

Eksperimentavimas yra labai svarbus mokslinio metodo žingsnis, nes jis leidžia patikrinti hipotezę ir patikrinti, ar tai, kas tikima, yra teisinga ir vyksta visais atvejais, ar, priešingai, gaunami rezultatai, leidžiantys ne visais atvejais paaiškinti reiškinį. . Eksperimentuojant atliekami lauko tyrimai ir, jei hipotezė nepasitvirtina, ją reikia atmesti ir suformuluoti naują hipotezę.

Tokio tipo procedūra atsirado atsiradus moksliniam metodui, kuris buvo sukurtas kartu su italų fiziku ir filosofu Galileo Galilei XVI–XVII amžiuje. Senovėje mokslas buvo vykdomas per samprotavimus ir loginis mąstymas formalus, todėl gamtos reiškiniai buvo interpretuojami pagal įsitikinimai laiko.

Galimybė eksperimentuoti paskatino faktinį ir empirinį gamtos reiškinių patikrinimą. Anglų filosofas Francis Baconas buvo dar vienas iš XVI amžiaus mokslininkų, kurie siekė atidėti žinias, gautas per dedukciją, ir eksperimentuodami ieškoti empirinių testų.

Eksperimentų naudojimas yra būtinas savarankiškam mokslo ir technikos vystymuisi, nes leidžia geriau ir geriau suprasti gyvų būtybių ir jas supančio pasaulio funkcionavimą. Eksperimentavimas leidžia atrasti technikos ir procesai, skirti įvairių mokslų plėtrai ir disciplinas, pavyzdžiui, medicina, technologijos, biologija, ūkininkavimas, matematika, archeologija, tarp daugelio kitų.

Mokslinio eksperimentavimo ypatumai

Kad mokslinis eksperimentas būtų laikomas tikru, jis turi būti:

  • Patikrinama. Kiti mokslininkai turi sugebėti atlikti tą patį eksperimentą tokiomis pačiomis sąlygomis ir gauti tą patį rezultatą.
  • Metodinis Nė vienas eksperimento elementas negali būti paliktas atsitiktinumui, eksperimentavimas yra procedūra, kuri turi būti atliekama tvarkingai ir turi būti atsižvelgta į visus kintamuosius.
  • Tikslas Negalima atsižvelgti į mokslininko nuomonę ar jausmus ar asmenines pažiūras, tačiau turi būti a apibūdinimas tikslas to, kas įvyko.
  • Tiesa. Eksperimento rezultatai turi būti priimti ir gerbti, nesvarbu, ar jų tikimasi, ar ne, ir jokiu būdu negalima jų falsifikuoti.

Mokslinių eksperimentų rūšys

Deterministiniais eksperimentais siekiama patikrinti arba paneigti jau iškeltą hipotezę.

Atsižvelgiant į siekiamą tikslą, yra dviejų tipų eksperimentai:

  • Deterministinis eksperimentas. Tai tie eksperimentai, kurių metu ieškoma hipotezės patvirtinimo, tai yra, siekiama įrodyti arba paneigti anksčiau suformuluotą mokslinį principą.
  • Atsitiktinis eksperimentavimas. Tai yra tie eksperimentai, kurių metu gautinas rezultatas nežinomas, nes eksperimentuojama tiesiog norint sužinoti, kas vyksta, ty išplėsti tai, kas žinoma konkrečia tema.

Mokslinių eksperimentų pavyzdžiai

Kai kurie atvejai, kai naudojami moksliniai eksperimentai, yra šie:

  • Tikrinant vakcinas. Vakcinos yra preparatai, kurie skiriami Žmonės Y gyvūnai sukurti imunitetą nuo ligų. Prieš pradedant skiepyti asmenis, turi būti patikrinta, ar vakcinos yra saugios ir veiksmingos siekiant užkirsti kelią ligoms arba sumažinti jų riziką. Tam vakciną turi išbandyti žmonių arba gyvūnų grupės (priklausomai nuo atvejo), kad būtų galima stebėti vaisto sėkmę.
  • Geologinio amžiaus nustatymas. Siekiant išsiaiškinti, kiek laiko praėjo nuo tam tikrų fosilijų susidarymo, atliekamas mokslinis eksperimentas, kurio metu išmatuojami iškastiniuose liekanuose likę anglies 14 (anglies izotopo) pėdsakai. Šis procesas vadinamas radioaktyviosios anglies datavimu ir plačiai naudojamas archeologijoje.
  • Pasterizacijos atradimas. Pasterizavimas yra procesas, kurio metu atliekama a skystis aukštas temperatūros kad pašalintų jame esančius patogenus. Šią procedūrą atrado prancūzų chemikas Louisas Pasteuras, atlikęs daugybę eksperimentų, kurių metu jis siekė gaminti fermentuotus gėrimus, tokius kaip vynas, nepakeičiant jų skonio ar savybių. Jo eksperimentai apėmė gėrimų palaikymą skirtingomis temperatūromis ir patikrinimą, kaip buvo pašalinta vienos rūšies cheminė medžiaga. mielės Tai turėjo įtakos vyno kokybei.
  • Penicilino vystymasis. Penicilinas yra antibiotikas, sudarytas iš grybelis kuri leidžia pašalinti bakterijos. Peniciliną atrado anglų mokslininkas Aleksandras Flemingas, kuris, grįžęs iš atostogų, jo laboratorijoje stebėjo, kaip grybelis veikė prieš bakterijų kultūrą. Remiantis tuo, buvo atlikti bandymai ir eksperimentai, siekiant išskirti pelėsį išskiriančią medžiagą, kuri veikė prieš bakterijas. Oksfordo universiteto komanda iš pradžių dirbo su gyvūnais, o paskui su žmonėmis, kad išbandytų šios medžiagos poveikį. Penicilinas buvo pradėtas vartoti Antrasis pasaulinis karas ir tai vienas pagrindinių komponentų, kovojančių su bakterinėmis infekcijomis.
  • Radiologijos raida. Radiologija yra medicinos šaka, kuri spinduliais stebi kūno vidų ir kontroliuoja tinkamą jo funkcionavimą. Rentgeno spindulių panaudojimo galimybes atrado vokiečių fizikas Vilhelmas Konradas Rentgenas, atlikęs eksperimentus su spinduliais ir išsiaiškinęs, kad jie prasiskverbia per daugybę objektų ir medžiagų.
  • Sąlyginis refleksas. Sąlyginis refleksas yra veiksmas arba poveikis, atsirandantis asmeniui prieš tam tikrą neutralų stimulą. Savo atradimui rusų fiziologas Ivanas Pavlovas atliko eksperimentus su šunimis ir pastebėjo, kad šunys seilėjosi net tada, kai maistas nebuvo priešais, nes jie susiejo tam tikrus neutralius dirgiklius su mintimi apie maisto artumą. Taigi Pavlovas pristatė metronomą, kuriuo grojo prieš pristatydamas maistą, ir po kelių dienų sužinojo, kad šunims seilėtekis. garsas metronomo ir kad jie galėtų susieti stimulą, kuris iš pradžių buvo neutralus, su poveikiu: maistu.
  • Dirbtinis klonavimas. The klonavimas dirbtinė yra mokslinė procedūra, kurios metu siekiama sukurti genetiškai lygią individo kopiją. Šio proceso metu audiniai gali būti klonuojami, vienaląsčiai organizmai, genai, ląstelės Ir iki žinduoliai negabaritinis, kaip arkliai. Po ilgus metus trukusių eksperimentų 1997 m. buvo klonuotas pirmasis žinduolis – avis, vardu Dolly, kuri buvo klonuota iš suaugusios ląstelės. Nuo tada daugelis organizmų buvo klonuoti naudojant skirtingas procedūras.
  • Poincaré spėjimas. Henri Poincaré buvo prancūzų fizikas ir matematikas, iškėlęs vieną iš labiausiai pripažintų topologijos, matematikos šakos, hipotezių, vadinamų Puankarės spėjimu arba hipoteze. Ši hipotezė buvo iškelta XX amžiaus pradžioje ir joje buvo nagrinėjama trimatė sfera. Šimtmetį tyrinėtojai negalėjo nei patikrinti, nei atmesti hipotezės, iki 2003 m., kai problemą išsprendė rusų matematikas Grigorijus Perelmanas.
  • Anestezijos vystymasis. Anestezija yra medžiaga, naudojama siekiant slopinti asmens diskomfortą ar skausmą, kurį gali sukelti chirurginė intervencija ar kita procedūra. Per visą istoriją buvo naudojama daug medžiagų, sukeliančių organizmo anestezijas ir mažinančias jautrumą, pvz alkoholio, opiumas, chloroformas ir eteris. Pirmuosius eksperimentus, kai dujos buvo naudojamos kaip anestetikai, mokslininkai atliko XIX a. Šio tipo anestezija išsivystė iki šių dienų, o šiandien, be kita ko, naudojami įvairūs vaistai, tokie kaip propofolis, halotanas ir ketaminas.
  • Dirbtinių palydovų kūrimas. The dirbtiniai palydovai Tai objektai, paleidžiami į Žemės orbitą arba į kitų dangaus kūnų orbitą. Palydovai atlieka įvairias funkcijas, pvz telekomunikacijų, tyrimai, meteorologija, tarp kitko. Palydovai pradėti kurti XX amžiaus pradžioje ir pirmasis sėkmingai išsiųstas palydovas buvo SSRS 1957 metais paleistas Sputnik. Nuo tada daugelis šalių sėkmingai paleido skirtingų funkcijų palydovus.

Mokslinis metodas

Eksperimentavimas yra vienas iš mokslinio metodo žingsnių, procedūra, naudojama kuriant ir tikrinant naujas mokslo žinias ir teorijas.

The mokslinio metodo žingsniai yra:

  • Stebėjimas. Stebimas tam tikras reiškinys ar situacija ir išgaunami duomenys bei informacija.
  • Problemos iškėlimas. Galima išspręsti problemą ar klausimą, kuris buvo pastebėtas. Šiame žingsnyje keliami klausimai.
  • Hipotezių siūlymas. Pateikiamas galimas atsakymas į tuos klausimus, kurie buvo gauti iš stebėjimo.
  • Eksperimentavimas. Hipotezė patikrinama atliekant eksperimentą.
  • Duomenų registras. Duomenys, gauti patikrinus hipotezę, analizuojami ir registruojami.
  • Išvados. The išvadas kuriame atsižvelgiama į tai, ar hipotezė buvo įrodyta, ar ne. Jei hipotezė nepasitvirtina, procedūra gali būti kartojama, iškeliant naują hipotezę. Jei hipotezė pasitvirtina, galima pasidalyti rezultatais ir pasiūlyti teoriją.
!-- GDPR -->