科学実験とは何か、その目的とその特徴について説明します。また、あるタイプといくつかの例。
科学実験とは何ですか？
科学実験とは、研究者（特にいわゆるハードサイエンスまたはファクトサイエンス）が自分たちの研究をテストするために使用する1つまたは複数の方法です。 仮説 研究されている現象またはオブジェクトに関して。
それはのステップの1つです 科学的方法 自然界または実験室の管理された環境で観察された特定の現象の研究に基づいています。実験は、結果または原因と結果を説明または予測するために、調査中の現象またはオブジェクトを特定の変数にさらすことで構成されます。
実験は、特定のことがどのように発生するかを実証するために科学者によって使用されます 自然現象 あなたの興味のある。そのためには、仮説が偶然の産物ではなく、普遍的な法則の産物であることを実証するために、これらの現象を実験室で再現し、すべての変数を制御する必要があります。
何年もの研究を必要とする複雑な実験と、仮説の迅速な検証または反論を可能にするより単純な実験があります。それらのすべては、次のような科学で実行されます 生物学、 算数、 化学 そしてその 物理的。例：問題の解決策を見つけるために実行される実験、または病気の治療法を見つけるために実行される実験。
科学的方法のすべてのステップが満たされれば、科学的実験は有効になります。科学的方法は、現象を客観的かつ検証可能に研究するために科学で使用される手順であり、特定のステップで構成されています。 観察 と問題提起、仮説の定式化、実験と 分析 データと 結論。科学的方法は、17世紀に科学革命の間に出現しました。 現代 （Age of Reasonと呼ばれます）そして19世紀から現在に至るまで完成されました。
科学実験では、 テクノロジー そして、知識のさまざまな分野から、それが複製する現象の最高度の制御と観察を達成し、それにより、それがで何が起こっているのかを深く理解することができます 自然。これらの経験の結果は、他の科学者が公開して研究することができます。他の科学者は、実験を繰り返した場合、それらは検証可能な事実であり、偶然ではないため、同様の結果を得るはずです。
科学実験とは何ですか？
実験は、科学者の仮説的知識をテストする主な方法です。つまり、有効な理論と無効な理論を区別するための主な方法です。これは、新しいものを生成できるようにするために必要な手順の1つであるため、非常に重要です。 知識 の分野で 理科.
実験は、仮説をテストし、信じられていることがすべての場合に有効で発生するかどうか、または逆に、すべての場合に現象を説明できない結果が生成されるかどうかを検証できるため、科学的方法の中で非常に重要なステップです。 。実験では、フィールド調査が実施され、仮説が証明されない場合は、それを破棄し、新しい仮説を立てる必要があります。
この種の手順は、16世紀から17世紀にイタリアの物理学者で哲学者のガリレオガリレイと共に開発された科学的方法の出現とともに生まれました。古代では、科学は 推論 そしてその 論理的思考 正式な、自然現象が次のように解釈されたように 信念 時間の。
実験の可能性は、自然現象の事実的および経験的検証につながりました。イギリスの哲学者フランシス・ベーコンは、16世紀の科学者の一人であり、推論によって得られた知識を脇に置いて、実験を通じて経験的なテストを求めました。
実験を利用することは、科学技術の独立した発展にとって不可欠です。なぜなら、それは私たちが生物とそれを取り巻く世界の機能をよりよく理解することを可能にするからです。実験により、 テクニック さまざまな科学の発展のためのプロセスと 規律、医学、技術、生物学など、 農業、 数学、 考古学、とりわけ。
科学実験の特徴
真実として考慮されるためには、科学実験は次のようにならなければなりません：
- 検証可能。他の科学者は、同じ条件で同じ実験を実行し、同じ結果を得ることができなければなりません。
- 整然とした実験の要素を偶然に任せることはできません。実験は秩序だった方法で実行する必要がある手順であり、問題となるすべての変数を考慮に入れる必要があります。
- 目的科学者の意見や感情、または彼の個人的な見解は考慮に入れることはできませんが、 説明 何が起こったかの目的。
- 本当です。実験の結果は、期待されているかどうかにかかわらず、受け入れられ、尊重されなければならず、いかなる場合でもそれらを改ざんすることはできません。
科学実験の種類
目的に応じて、2種類の実験があります。
- 決定論的実験。それらは、仮説の確認が求められる実験です。つまり、以前に定式化された科学的原理を実証または反駁しようとします。
- ランダムな実験。実験は、何が起こっているのかを知るため、つまり特定のトピックに関して知られていることを拡張するために行われるだけなので、得られる結果が不明な実験です。
科学実験の例
科学実験が使用されるいくつかのケースは次のとおりです。
- ワクチンのチェック。ワクチンはに与えられる準備です 人間 Y 動物 病気に対する免疫を構築します。個人への接種を開始する前に、ワクチンが病気のリスクを予防または軽減するのに安全で効果的であることを確認する必要があります。このため、ワクチンは、薬の成功の程度を観察するために、人々または動物のグループ（ケースに応じて）によってテストされる必要があります。
- 地質年代の決定。特定の化石が形成されてからどれくらいの時間が経過したかを調べるために、化石の残骸に残っている炭素14（炭素の同位体）の痕跡を測定する科学実験が行われます。このプロセスは放射性炭素年代測定と呼ばれ、考古学で広く使用されています。
- 低温殺菌の発見。低温殺菌は、あなたが受けるプロセスです 液体 高い 温度 含まれている可能性のある病原体を排除します。この手順は、フランスの化学者ルイ・パスツールが、味や特性を変えずにワインなどの発酵飲料を製造しようとした一連の実験の後に発見されました。彼の実験は、飲み物をさまざまな温度にさらし、ある種類の化学物質がどのように排除されたかを確認することで構成されていました。 酵母 それはワインの品質に影響を及ぼしました。
- ペニシリンの開発。ペニシリンは一種の抗生物質で構成されています 真菌 それはの排除を可能にします バクテリア。ペニシリンは、休暇から戻った英国の科学者アレクサンダーフレミングによって発見されました。彼は、彼の研究室で真菌が細菌培養に対してどのように作用したかを観察しました。これに基づいて、バクテリアに対して作用するカビを分泌する物質を分離するための試験と実験が行われました。オックスフォード大学のチームは、最初に動物で、次に人間でこの物質の影響をテストしました。ペニシリンはで使用され始めました 第二次世界大戦 そしてそれは細菌感染と戦う主要な構成要素の1つです。
- 放射線医学の発展。放射線科は、光線を使用して体内を観察し、その正しい機能を制御する医学の一分野です。 X線に使用できる可能性があるのは、ドイツの物理学者ヴィルヘルム・コンラッド・レントゲンが光線を使った実験を行ったときに発見され、光線が多数の物体や物質を通過したことを発見しました。
- 条件反射。条件反射は、特定の中性刺激の前に個人で発生する行動または効果です。彼の発見のために、ロシアの生理学者イワン・パブロフは犬を使って実験を行い、食べ物が食べ物の近くにあるという考えに特定の中立的な刺激を関連付けていたため、食べ物が目の前にない場合でも犬が唾液を分泌していることに気づきました。このように、パブロフは食べ物を届ける前に演奏したメトロノームを紹介し、数日後、犬が 音 メトロノームの、そしてそれらが最初は中立であった刺激を効果と関連付けることができたということ：食物。
- 人工クローニング。 The クローン作成 人工は、個人の遺伝的に等しいコピーを作成することが求められる科学的手順です。このプロセスの下で、組織をクローン化することができます。 単細胞生物, 遺伝子, 細胞 そしてまで 哺乳類 特大のように 馬。何年にもわたる実験の後、1997年に最初の哺乳類がクローン化されました。これは、成体の細胞からクローン化されたドリーという名前の羊でした。それ以来、多くの生物が異なる手順を使用してクローン化されました。
- ポアンカレ予想。アンリ・ポアンカレはフランスの物理学者であり数学者であり、トポロジー内で最も認識されている仮説の1つである、ポアンカレ予想または仮説と呼ばれる数学の一分野を提起しました。この仮説は20世紀初頭に提起され、3次元球を扱っていました。ロシアの数学者グリゴリー・ペレルマンによって問題が解決された2003年まで、1世紀の間、研究者は仮説を検証も拒否もできませんでした。
- 麻酔の開発。麻酔は、外科的介入または他の手順によって引き起こされる可能性のある個人の不快感または痛みを抑制するために使用される物質です。歴史を通して、多くの物質が体内で麻酔を引き起こし、感度を低下させるために使用されてきました。 アルコール、アヘン、クロロホルム、エーテル。ガスを麻酔薬として使用した最初の実験は、19世紀に研究者によって実施されました。この種の麻酔は今日に至るまで進化し、今日では、プロポフォール、ハロタン、ケタミンなどのさまざまな薬剤が、とりわけ静脈または呼吸経路で使用されています。
- 人工衛星の開発。 The 人工衛星 それらは、地球の軌道または他の天体の軌道に打ち上げられるオブジェクトです。衛星には、次のようなさまざまな機能があります 電気通信、 リサーチ、 気象学、とりわけ。衛星の開発は20世紀初頭に始まり、最初に成功裏に送られた衛星は1957年にソ連によって打ち上げられたスプートニクでした。それ以来、多くの国がさまざまな機能を備えた衛星の打ち上げに成功しました。
科学的方法
実験は、科学的方法のステップの1つであり、新しい科学的知識と理論を生成してテストするために使用される手順です。
The 科学的方法のステップ それは：
- 観察。ある現象や状況を観察し、データや情報を抽出します。
- 問題のポーズ。観察されたものには、解決すべき問題や疑問があります。このステップで質問が発生します。
- 仮説の提案。観察から得られた質問に対して、考えられる答えが提示されます。
- 実験。仮説は、実験を実行することによってテストされます。
- データレジスタ。仮説を検証した後に得られたデータは分析され、記録されます。
- 結論。 The 結論 仮説が証明されたかどうかが考慮されます。仮説が検証されていない場合は、手順を繰り返して、新しい仮説を立てることができます。仮説が証明された場合、結果を共有し、理論を提案することができます。