科学方法如何工作

第5部分

科学是一种智力追求。进行观察和收集数据不是最终目标。必须分析数据并用于了解我们周围的世界。这需要归纳推理，或基于特定观察结果得出概括的能力。在整个科学史上，有许多归纳推理的经典例子，但让我们看一个人以了解这种智力运动的工作方式。

1919年埃德温哈勃（的哈勃太空望远镜成名）到达加利福尼亚的威尔逊山（Mount Wilson），使用100英寸（254厘米）的妓女望远镜，然后是世界上最大的天文学家，通常认为整个宇宙由一个银河系组成，这是银河系。

但是，随着哈勃开始与妓女望远镜进行观察，他注意到被称为“星云”的物体被认为是银河系的组成部分，远远超出了其边界。同时，他观察到这些“星云”正在迅速远离银河系。哈勃使用这些观察结果在1925年进行了开创性的概括：宇宙不是由一个星系组成，而是数百万。哈勃认为，不仅如此，由于宇宙的统一扩张，所有星系都彼此移开。

第6部分

科学做出预测并测试这些预测实验。概括是强大的工具，因为它们使科学家能够做出预测。例如，一旦哈勃断言宇宙远远超出了银河系，因此天文学家应该能够观察其他星系。随着望远镜的改善，他们确实发现了星系 - 成千上万的形状和尺寸。如今，天文学家认为宇宙中大约有1250亿个星系。多年来，他们还能够进行许多实验，以支持哈勃关于宇宙正在扩展的观念。

一个经典实验是基于多普勒效应。大多数人都知道多普勒效应是声音发生的现象。例如，随着救护车在街上经过我们的声音，它的警笛声似乎改变了音调。随着救护车的临近，音高增加。当它通过时，音高会减少。发生这种情况是因为救护车要么更靠近其创建的声波（这会降低波峰之间的距离并增加螺距之间的距离），要么远离它们（这增加了波峰之间的距离并减少螺距之间的距离）。

天文学家假设由天体物体创造的光波将以相同的方式行为。他们做出了以下经过教育的猜测：如果一个遥远的星系冲向我们的星系，它将更接近其产生的光波（这会降低波峰之间的距离，并将其颜色转移到光谱的蓝色端）。如果一个遥远的星系远离我们的星系，它将远离它所产生的光波（这增加了波峰之间的距离，并将其颜色转移到光谱的红色端）。

测试假设，天文学家使用称为光谱仪的工具来查看光谱，或彩色光带，由各种天体物体产生。他们记录了光谱线的波长及其强度，收集了最终证明该假设是正确的数据。

第7部分

科学是系统。它是严格且有条不紊的，要求重复测试，以便可以验证结果。上述假设的红移已在重复实验中得到了证明。实际上，它的记录很好，以至于它已成为大爆炸，一种描述宇宙如何从极其密集和炎热的状态扩展的理论。

因此，可以将科学视为一种思维方式，也可以作为一种工作方式 - 一个过程，需要科学家提出问题，提出假设并通过实验检验其假设。今天，这个过程被称为科学方法，其基本原理在世界各地的每个学科中都被研究人员使用。

然而，并非总是如此 - 随着时间的流逝，转向科学探究的转变得以缓慢发展。在下一节中，我们将更加仔细研究科学方法的历史，以更好地了解其发展方式。