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科學不僅是事實的集合,更是一種基於證據和邏輯的系統性思維方式。儘管它可能並不完美,卻是我們所擁有認識宇宙萬物的最佳方法。

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科學是什麼?

《科學運作圖解百科》內頁

科學是一種發現和理解自然及社會的方式,是對已獲得知識的利用過程。科學持續更新著我們的資訊,並改變我們對世界的認知。科學建基於可量度的證據,而且必須循著邏輯的步驟以歸納出這個證據,並利用它來作出更多的預測。「科學」一詞也會被用來描述我們透過上述程式而累積起來的知識系統。

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科學方法

《科學運作圖解百科》內頁

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觀察:科學常常始於對世界的觀察,既包含僅在實驗室環境下才可觀測到的非常規現象,也包含日常現象,例如果籃中的桃子比冰箱中的桃子腐爛得快這一現象。

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問題:這些觀察會轉化為問題。例如,一個科學家可能想要發現,為甚麼某種細菌在一種培養基中比在另一種培養基中生長得更好,或者為甚麼放在果籃中的桃子總是壞得較快。

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研究:研究的目的是瞭解別人有否提出(及回答了)類似的問題。相關的工作可能會引發靈感。例如,或許別人已研究過很多其他水果(除桃子外)的成熟過程。

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制定假設:下一階段是提出一個可被測試的假設,即預測出現這一結果的原因。假設可以是:冰箱裡較低的溫度減緩了桃子的腐爛速度。

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建立驗證預測:預測必須透過假設進行邏輯推理而來,需要很具體,且可透過實驗驗證。例如,如果溫度會影響桃子的成熟過程,那麼儲存在22°C 下的桃子將會比儲存在8°C 下的桃子腐爛得快。

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收集實驗資料:收集實驗資料來觀察是否和假設相一致。實驗必須經過仔細設計,以確保實驗結果沒有你感興趣的解釋之外的其他合理解釋。

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分析資料:實驗的發現必須經過系統分析來確保它們不是隨機形成的。為了減少隨機性,實驗的取樣數要足夠多。

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假設是否被支援:如果結果支援預測,則假設的可信度就會增加。假設不能被完全證明,因為將來的實驗也許會否定它,但是被越多的實驗結果支援,我們就對它就越有信心。

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完善、修改或否定:如果實驗初步結果和預測不完全一致,則要考慮為何會有這樣的結果,據此,你可以完善、修改或否定你的假設,並作出新的假設。

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同行評議及發表:科學家把他們的發現寫成文章。文章由其他專家進行評議,並審查實驗方法中存在的問題和從中得出的結論。如果文章被接受就可以發表,並可被他人閱讀。

tips:

重要術語

假設:假設是基於現有知識而對觀測結果的一種可能解釋。基於科學性,它必須可被檢驗。

理論:理論是解釋已知事實的方式。它們是從很多相關假設發展而來的,且有證據支援。

定律:定律不能解釋所有事物它只是一種對我們觀察到並且每次測試都為真的事件的簡單描述。

假設的特點

範圍:廣義的假設能解釋一類現象。相對而言,狹義的假設只能解釋某些特例。

可測試性:假設必須經過測試。除非有證據支援,否則假設不成立。

可證偽性:假設是可被證偽的。例如,「鬼魂存在論」絕不科學,因為它不可以被任何實驗證偽。

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《科學運作圖解百科》

譯者:何小月

ISBN9789620734540

出版時間:2021年3月

出版社:香港商務印書館

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