理論を発展させる方法

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ステップ
パート1/3：アイデアの活用
パート2/3：仮説検定
パート3/3：理論の確認とそのさらなる発展
チップ

理論は、なぜ何かが起こるのか、または異なる現象が互いにどのように関連するのかを説明します。観察された現象について尋ねられた「方法」と「理由」の質問に対する回答を提供します。理論の発展は科学的方法によって導かれるべきです。まず、何かが起こる理由と方法を説明する一貫したモデルを作成する必要があります。次に、このモデルに基づいて、実験的検証に適した予測を行う必要があります。そして最後に、制御された実験の助けを借りて、理論が何を予測するかを確認し、提唱された仮説を確認または反論する必要があります。

ステップ

パート1/3：アイデアの活用

1 「なぜ？"。一見無関係に見える現象を詳しく調べます。日常の現象の根底にある根本原因を特定し、それらのさらなる経過を予測してみてください。すでにアイデアがある場合は、それをより詳細に検討し、できるだけ多くの情報を収集してください。回答「どのように」そして「なぜ」という質問、そして考えられている現象を互いに結びつける関係に。
- 一般的なアイデアや仮説がまだない場合は、現象間の接続を確立することから始めます。あなたの周りの世界を見るときに好奇心を示してください、そしてあなたは確かに面白い考えを持っているでしょう。
2 自然の法則を説明する理論を作成します。 一般に、科学法則は観察された現象の説明です。法律は、記述された現象が発生する理由とそれを引き起こした理由を説明していません。この現象またはその現象の説明は、科学理論と呼ばれます。一般的な誤解とは反対に、理論は法律を説明し、それらが確認されたときにそれらに変わることはありません。
- たとえば、ニュートンの重力の法則は、2つの物体の重力相互作用の最初の数学的記述でした。しかし、この法則は、重力引力が存在する理由とそれがどのように機能するかを説明していませんでした。ニュートンからアルバートアインシュタインが相対性理論を作成するのに3世紀かかりました。そのおかげで、科学者たちは重力がなぜ、どのように機能するのかを理解し始めました。
3 あなたの理論に先行する科学論文を調べてください。 他の科学者によってすでに研究され、証明され、反証されているものを見つけてください。あなたの研究テーマについてできるだけ多くのことを調べ、他の誰かがあなたの前に同様の質問をしたかどうかを調べてください。過去に犯した間違いを考慮して、繰り返さないようにします。
- あなたの研究の主題をよりよく理解するためにあなたの既存の知識を使用してください。利用可能な実験結果、方程式、およびすでに作成された理論を調べてください。新しい現象を扱っている場合は、それに近い現象を説明するすでに証明された理論に基づいて構築してみてください。
- 他の誰かがあなたの前に同様の理論を作成したかどうか調べてください。理論を進める前に、それが以前に開発されていないことを確認してください。そのような理論が見つからない場合は、さらに発展させることができます。誰かがすでに同様の理論を提唱している場合は、関連する論文を調べて、それに貢献できるかどうかを確認してください。
4 仮説を立てる. 仮説は、多くの事実や自然現象を説明することを目的とした、知識に基づいた推測またはステートメントです。あなたの観察から論理的に続く可能な説明を提案してください：識別されたパターンを詳しく見て、それらを引き起こすかもしれないものについて考えてください。次の場合に使用します。もしも [X]は本当です、 それから [Y]も真の「または」もしも [X]は本当です、 それから [Y]は正しくありません。「正式な仮説には、「独立」変数と「従属」変数が含まれています。独立変数は、変更および制御できる考えられる原因であり、従属変数が観察および測定されます。
- 理論の開発において科学的方法を使用する場合、仮説は正確で明確なテストに適している必要があります。そうでない場合、理論を証明することは不可能です。
- あなたの観察を説明するためにいくつかの仮説を考え出すようにしてください。これらの仮説を比較してください。彼らがどのように同意し、どのように互いに異なるかをご覧ください。
- 仮説の例は次のステートメントです： "もしも 紫外線に関連する皮膚がん、 それから 強い紫外線にさらされた人は、皮膚がんになる可能性が高いはずです。もしも 葉の色の変化は温度に関連しています、 それから 冷気の影響で葉の色が変わるはずです。」
5 最初の理論はすべて仮説の形をしています。 ただし、この2つを混同しないでください。理論は特定のパターンの十分にテストされた説明ですが、仮説はこれらのパターンが何らかの理由で観察されるという予測にすぎません。理論は常に証拠によって裏付けられており、仮説は起こりうる結果を予測し、真と偽の両方になる可能性があります。

パート2/3：仮説検定

1 実験を計画します。 科学的方法によれば、理論は検証可能でなければなりません。仮説をテストする方法を考え出します。イベントとその想定される原因（従属変数と独立変数）を、実験を複雑にする可能性のある他の要因から分離することにより、計画する実験が適切に制御されていることを確認してください。注意して、すべての外部要因を考慮に入れるようにしてください。
- 実験は再現可能でなければならないことに注意してください。ほとんどの場合、新しい仮説を1回だけテストするだけでは十分ではありません。同僚が同じような結果で実験を正確に再現できるようにする必要があります。
- 同僚や科学顧問に、計画された実験の方法論をよく理解してもらいます。誰かにあなたの仕事をレビューして彼らの意見を述べるように頼んでください。グループで作業している場合は、理論について同僚と話し合ってください。
2 支持を得ます。 科学の多くの分野では、複雑な実験には特定のリソースと最新の機器へのアクセスが必要です。この機器は非常に高価でまれな場合があります。大学で勉強している場合は、教師や研究者に助けを求めてください。
- 勉強していない場合は、最寄りの大学の先生や大学院生に連絡してみてください。たとえば、大学の物理学部に連絡して、物理理論をテストすることができます。あなたが興味のある分野で研究を行っているあなたから離れた大学を見つけた場合は、それらに電子メールで書いてください。
3 詳細な記録を保管してください。 すでに述べたように、実験は再現可能でなければなりません。つまり、他の人がそれを再現して同じ結果を得ることができるようにする必要があります。実験中に行ったすべてのことを書き留めます。何も見逃さないようにしてください。
- 大学で勉強している場合、おそらく科学研究中にその従業員によって作成された記録を含むアーカイブがあります。他の科学者があなたの実験についてもっと知りたい場合、彼らはそのようなアーカイブに目を向けるか、詳細なデータを提供するようにあなたに頼むでしょう、それであなたが彼らが興味を持っているすべての情報を持っていることが不可欠です。
4 結果を評価します。 もう一度、仮説を注意深く研究し、実験の結果と比較します。観察されたパターンを詳しく見てください。期待した結果が期待どおりであったかどうかを自問し、それらを考慮に入れたかどうかをもう一度考えてください。これらの結果が提唱された仮説を確認するか反証するかに関係なく、実験の結果に影響を与えた可能性のある隠れた「外因性」（外部）変数を確認します。
5 実験の妥当性を確立します。 得られた結果があなたの仮説を支持しない場合は、それを正しくないものとして破棄してください。結果が提唱された仮説と一致する場合、あなたはあなたの理論を首尾よく証明することに一歩近づいています。結果をできるだけ詳細に記録します。実験と得られた結果を再現できない場合、それらの価値ははるかに低くなります。
- 繰り返し実験を行っても結果が変化するかどうかを確認してください。結果が正しいことを確認して、実験を繰り返します。
- 多くの理論は、実験的に確認されなかったため、放棄されなければなりませんでした。しかし、あなたの理論が以前の理論では説明できなかった何かに光を当てるなら、それは重要な前進かもしれません。

パート3/3：理論の確認とそのさらなる発展

1 結論を導き出します。 理論が十分に確立されているかどうかを判断し、得られた実験結果が再現可能であることを確認します。理論があなたの自由に使える手段で反駁できるかどうか確かめるためにチェックしてください。同時に、それを究極の真実として提示しようとしないでください。
2 結果を共有します。 理論に取り組み、実験的にテストする過程で、それを確認する大量のデータが蓄積される可能性があります。得られた結果が再現可能であり、導き出された結論が正しいことを確認した後、研究と理解が容易な細い形を理論に与えるようにしてください。それを論理的な順序で提示します。最初に理論の簡単な説明を含む「要約」を書き、次に仮説を立て、実験方法と得られた結果を説明します。説明をまとまりのある部分に分割してみてください。最後に、情報に基づいた結論で研究論文を締めくくります。
- 設定した目標、使用した方法、および提唱された仮説をどのようにテストしたかを説明します。優れた科学論文は論理的な構造を持っており、読者は結論に至った一連の思考と行動を簡単にたどることができます。
- あなたの聴衆を考慮してください。同じ分野で働いている同僚とあなたの理論を共有しようとしているなら、あなたの結果を概説する厳密な科学論文を書いて、それを専門の科学雑誌に提出してください。発見したことを一般の人々に伝えたい場合は、理論をより簡単な形で提示してみてください。人気のある科学の本や記事を書き、ビデオを作成します。
3 科学的査読手順を確認してください。 科学界では、原則として、理論は査読後にのみ信頼できるものとして認識されています。査読付きジャーナルに記事を投稿すると、他の1人または数人の科学者（査読者）がその記事に精通し、提唱した理論、それを証明するために使用した実験方法、得られた結果、結論を注意深く研究します。それらから引き出された。その結果、彼らはあなたの理論の信憑性を確認するか、それを疑問視するでしょう。理論が時の試練に耐えるならば、他の研究者はそれを他の現象に拡大しようとするかもしれません。
4 あなたの理論を発展させ続けてください。 他の人と共有した後、理論を放棄する必要はまったくありません。記事を書いているときに理論をレイアウトすると、以前は気づかなかった側面を発見し、新しいアイデアが思い浮かびます。あなたがあなたの労働の成果に完全に満足するまで、あなたの理論をテストしてそれを修正することを恐れないでください。これには、新しい研究、実験、科学記事が必要になる場合があります。あなたの理論が非常に広範であるならば、あなたはその結果と含意のすべてをカバーすることさえできないかもしれません。
- 協力することを恐れないでください。所有格の本能に屈しないでください。同僚や友人があなたの理論に新しい命を吹き込む可能性があります。