Содержание
- Что изучает биология
- Методология научного исследования
- Принципы эксперимента
- Уменьшение ошибок и предвзятости в научных исследованиях
- Обсуждение и публикация результатов
- Важные моменты для запоминания
Что изучает биология
Биология представляет собой научную область, которая занимается изучением живых организмов. Биологи выявляют общие характеристики, присущие всем известным нам живым организмам. При этом некоторые из этих свойств могут наблюдаться у неживых объектов. Поэтому чтобы считаться живым, объект должен соответствовать всем перечисленным характеристикам:
- Организация: Живые существа характеризуются высокой степенью организации, что означает наличие специализированных и взаимосвязанных структур, состоящих из одной или нескольких клеток.
- Метаболизм: Живые организмы должны использовать энергию и питательные вещества для проведения химических реакций, поддерживающих их жизнь. Совокупность таких биохимических процессов в организме называется обменом веществ.
- Гомеостаз: Живые организмы регулируют внутреннюю среду для поддержания узкого диапазона условий, необходимых для нормального функционирования клеток.
- Рост: Живые организмы растут и развиваются, и это происходит благодаря регулируемому увеличению размеров отдельных клеток и клеточному делению у многоклеточных организмов.
- Размножение: Живые организмы способны к воспроизводству, создавая новых потомков.
- Реакция: Живые организмы реагируют на различные раздражители и изменения в окружающей среде.
- Эволюция: Популяции живых организмов могут подвергаться эволюции, что означает изменение генетического состава популяции со временем.
Подробнее читай в статье — «Что такое жизнь? Вечный поиск определения»
Методология научного исследования
В научной методологии ключевую роль играют наблюдение и постановка вопросов. Ученые исходят из собранных данных при формулировании гипотез, которые затем подвергаются проверке через проведение контролируемых экспериментов с последующим анализом полученных результатов. Основываясь на этих данных, исследователи могут сделать выводы и сформулировать новые вопросы, которые могут стать отправной точкой для дальнейших научных исследований.
Пример научного метода: проблема с тостером
Результаты множества экспериментов применяются для более глубокого осмысления структуры мира и формирования научных теорий.
Подробнее читай в статье — «Как использовать научный метод для проверки гипотезы»
Принципы научного эксперимента
Эксперимент - непременный элемент научного исследования. Ученые формулируют вопросы, собирают доказательства, обмениваются идеями и анализируют данные.
При разработке эксперимента сначала необходимо четко сформулировать конкретный вопрос (или вопросы), на которые исследование должно дать ответы. Кроме того, необходимо идентифицировать независимую и зависимую переменные, так как цель эксперимента заключается в понимании, как одна переменная воздействует на другую.
Простой эксперимент следует строить так, чтобы иметь только одну независимую переменную. Все остальные факторы, которые могут повлиять на результат эксперимента, должны быть контролируемыми или должны оставаться постоянными. Кроме того, в эксперименте должна быть предусмотрена контрольная группа, которая служит эталоном для сравнения. В данной группе не будет воздействия на управляемую независимую переменную.
Уменьшение ошибок и предвзятости в научных исследованиях
Для достижения наиболее точных результатов важно тщательно планировать эксперимент. Ученые, хотя и стремятся к объективности, несмотря на это, остаются людьми со своими симпатиями, антипатиями и личными предубеждениями. Вследствие этого научные данные могут интерпретироваться по-разному разными исследователями.
Существует несколько способов уменьшить подобные факторы:
- Увеличение объема выборки: Включение большего числа участников в эксперимент позволяет учесть малейшие различия между ними, которые могут влиять на результаты.
- Повторение эксперимента: Многократное проведение испытаний помогает ученому учесть ошибки в методологии, а также малозаметные различия, которые могут повлиять на результаты.
- Включение всех данных: Важно сохранить все данные, включая те, которые могут не соответствовать ожиданиям гипотезы. Это способствует достоверности исследования.
- Использование плацебо: В тех случаях, когда это необходимо, применение плацебо позволяет скрыть от испытуемых информацию о том, получили они реальное лечебное средство или нет, что помогает ученым оценить реальный эффект вещества.
- Проведение двойных слепых исследований: Важно использовать двойное слепое исследование там, где это необходимо, чтобы исключить предвзятость исследователей. Это подразумевает, что ни исследователь, ни участник не знают статус конкретного участника, что устраняет влияние субъективных оценок.
Подробнее читай в статье — «Как ученые проводят эксперименты для проверки гипотез»
Важные моменты для запоминания
1. Гипотеза не обязательно является окончательным объяснением. Это скорее предположение, которое подлежит проверке, чтобы определить, верно ли оно, или, возможно, потребуется формулировать новую гипотезу.
2. Не все утверждения могут быть признаны гипотезами. Чтобы быть научной, гипотеза должна быть проверяемой и поддающейся опровержению. Например, утверждение "Вселенная прекрасна" не является научной гипотезой, так как нет способа провести эксперимент и доказать его ложность.
3. Научный метод, как правило, является итеративным процессом. Это означает, что это скорее циклический процесс, а не линейный. Результат одного эксперимента часто порождает новые вопросы, которые становятся отправной точкой для последующих исследований.
4. Ученые используют термин "теория" с отличием от его обыденного значения. Когда обычные люди говорят "У меня есть теория", они обычно имеют в виду предположение. Научные теории, напротив, представляют собой хорошо обоснованные и надежные объяснения природных явлений, которые объединяют множество повторяющихся наблюдений и данные, полученные в ходе множества экспериментов.
