Die wissenschaftliche Methode

Lasst uns die wissenschaftliche Methode anschauen, die auf den ersten Blick etwas einschüchternd wirken kann. Aber wenn wir mehr über sie erfahren, wirst du merken, dass sie nur Art und Weise ist, mit Menschenverstand auf die Welt zu schauen und mehr von der Welt zu verstehen und uns gut dabei zu fühlen, mehr von der Welt zu verstehen. Lass uns ein konkretes Beispiel nehmen, und dann Schritt für Schritt die wissenschaftliche Methode anwenden. Die Schritte werden manchmal anders bezeichnet, aber sie laufen alle auf dasselbe hinaus. Du beobachtest irgendwas in der Realität und du sagst dir: Lass mich einen Grund finden, warum das, was ich beobachtet habe, passiert. Dann überprüfst du die Erklärung. Es ist wichtig, dass du eine überprüfbare Erklärung findest, So kannst du sehen, ob sie korrekt sind. Wenn sie korrekt ist, wiederholst du die Überprüfung nochmal. Wenn sie falsch ist, suchst du eine andere Erklärung. Ist sie richtig, erklärt aber nicht alles, versuchst du noch mehr zu erklären. Also, als konkretes Beispiel nehmen wir an, dass du vielleicht in Kanada oder so lebst. Du lebst in der Nähe des Strandes. Aber es gibt auch einen Teich in der Nähe deines Hauses. Du stellst fest, dass der See im Winter früher als der Ozean zufriert. Er friert schneller und sogar bei höheren Temperaturen zu als der Ozean. Das kannst du als deine Beobachtung nehmen. Der erste Schritt ist: Eine Beobachtung machen. In unserem speziellen Fall ist sie: Der Teich friert früher und bei höheren Temperaturen zu als der Ozean. Und er friert früher im Winter zu. Der nächste Schritt, den du machen willst, oder der nächste Schritt der wissenschaftlichen Methode ist Es muss nicht so streng sein, aber das ist eine strukturierte Weise, darüber nachzudenken. Gut, stell dir eine Fragen. Eine Frage stellen. In diesem speziellen Beispiel ist das: Warum friert der Teich schneller und bei höheren Temperaturen als der Ozean zu? Und dann versuchst du, diese Frage beantworten. Dies ist der wichtigste Teil der wissenschaftlichen Methode. In diesem dritten Schritt versuchst du, eine Erklärung zu finden. Wichtig ist, dass es sich um eine überprüfbare Erklärung handeln muss. Du findest eine überprüfbare Erklärung. Dies ist eine der zentralen Säulen der wissenschaftlichen Methode. Und diese überprüfbare Erklärung wird Hypothese genannt. Hypothese. Und in diesem speziellen Beispiel könnte eine überprüfbare Erklärung lauten: Der Ozean enthält Salzwasser, der Teich Süßwasser. Eine überprüfbare Erklärung könnte lauten: Salzwasser hat einen niedrigeren Gefrierpunkt. Es braucht also geringere Temperaturen, um zuzufrieren, als Süßwasser. Das hier wäre eine gute Hypothese. Es spielt keine Rolle, ob die Hypothese korrekt ist oder nicht. Wir haben sie noch nicht überprüft. Sie ist gut, weil wir ein Experiment entwerfen können, mit dem wir sie sehr gut überprüfen können. Was wäre ein Beispiel für eine schlechte Hypothese für etwas, was man nicht unbedingt als Teil der wissenschaftlichen Methode sehen würde? Du kannst sagen: Es gibt eine Fee, die den Teich verzaubert, damit er schneller zufriert. Der Grund, warum das keine gute Hypothese ist, ist, dass sie nicht überprüfbar ist, denn sie hängt von der Fee ab und du weißt nicht, wie du sie davon überzeugen kannst, es nochmal zu machen. Du hast die Fee nicht gesehen. Du hast die Fee nicht beobachtet. Sie basiert nicht auf Beobachtungen. Daher ist dies hier keine gute Hypothese für die wissenschaftliche Methode. Daher streichen wir sie durch. Zurück zu unserer überprüfbaren Erklärung, unserer Hypothese. Salzwasser hat einen niedrigeren Gefrierpunkt als Süßwasser. Der nächste Schritt wäre, eine Vorhersage basierend hierauf zu machen Das ist der Teil, an dem wir wirklich ein Experiment entwerfen. Du kannst das also alles als "Entwerfen" bezeichnen. Ein Experiment entwerfen. Und das Experiment besteht aus zwei Schritten... Upps. Ich habe etwas vermasselt. Ich bin auf "Rückgängig" gekommen. Also, der nächste Schritt ist das Experiment. Und los geht's. Das erste ist, sagen wir, es gibt alle möglichen Dinge, die draußen vor sich gehen. Der Ozean hat Wellen. Vielleicht fahren Schiffe vorbei, die das Eis möglicherweise aufbrechen. Deshalb will ich eine Variable isolieren, die mich interessiert, ob etwas Salz- oder Süßwasser enthält. Und ich will alles andere kontrollieren. Ich will kontrollieren, ob es Wellen gibt oder nicht, ob es Wind gibt oder irgendeine andere mögliche Erklärung, warum der Teich schneller zufriert. Also nehme ich in einer sehr kontrollierten Umgebung zwei Tassen. Und ich fülle Wasser in die Tassen. Ich fange an mit destilliertem Wasser. In der ersten hier bleibt es bei destilliertem Wasser. Das bedeutet, dass durch Verdunstung alle Verunreinigungen entfernt wurden. Und in der zweiten gebe ich dem destilliertem Wasser Salz hinzu. Dies ist Süßwasser, süßer tatsächlich als du es in einem Teich finden würdest. Es ist destilliertes Wasser. Und das hier ist Salzwasser. Natürlich siehst du das Salz normalerweise nicht. Dann würdest du eine Vorhersage machen. Das wäre Schritt 4. Unsere Vorhersage. Wir sagen voraus, dass Süßwasser bei höheren Temperaturen gefrieren wird als das Salzwasser. Also, unsere Vorhersage ist: Süßwasser gefriert bei 0°C, aber Salzwasser nicht. Als nächstes überprüfst du deine Vorhersage. Überprüfung. Und wie würdest du sie überprüfen? Du könntest einen sehr genauen Gefrierschrank mit exakt 0°C nehmen. In den könntest du beide Tassen stellen, die identisch sein müssen. Und alles andere könnte unter deiner Kontrolle sein. Du kontrollierst die Oberfläche. Du kontrollierst das Material der Tassen. Du kontrollierst, wie viel Wasser in ihnen ist. Und dann machst du den Test. Und dann siehst du, was in deinem Test passiert. Lass die Tassen über Nacht im Gefrierschrank. Und wenn du siehst, dass das Süßwasser gefroren ist, aber das Salzwasser nicht, sieht es so aus, als wäre deine überprüfbare Erklärung bestätigt. Das Salzwasser hat einen niedrigeren Gefrierpunkt als Süßwasser. Und wenn es nicht gefroren ist oder wenn kein Unterschied zwischen den Tassen ist, entweder sind beide oder keine gefroren, dann kannst du sagen: Ok, das war keine gute Erklärung. Ich muss eine andere finden, warum der Ozean bei einer niedrigeren Temperatur gefriert. Oder du sagst dir, dass das Teil der Eklärung ist, aber es erklärt noch nicht alles. Oder du hast vielleicht weitere Fragen dazu. Wann gefriert das Salzwasser? Was spielt noch eine Rolle? Haben die Wellen einen Einfluss? Hat der Wind einen Einfluss? Und als nächstes wiederholst und präzisierst du. Du präzisierst. Präzisieren und wiederholen. Wiederholen bedeutet, dass du es nochmal machst, basierend auf dem, was du bereits kennst. So erhälst du vielleicht eine genauere überprüfbare Erklärung. Oder du findest Experimente, mit denen du den Unterschied zwischen Süß- und Salzwasser besser verstehst Oder du findest Versuche, die dir zeigen, warum genau das Salzwasser langsamer gefriert. Das ist im Wesentlichen die Essenz der wissenschaftlichen Methode. Und ich möchte betonen, dass das keine seltsame Sache ist. Es ist logisches Denken. Stelle eine überprüfbare Erklärung für etwas auf, das du in der Welt beobachtest. Überprüfe es und schau, ob deine Erklärung basierend auf deinen Ergebnissen korrekt ist. Und je nachdem, ob sie korrekt oder nicht ist, mach weiter und präzisiere. Und du wirst immer mehr über die Welt lernen. Und sag nicht einfach: Okay, der Teich ist gefroren und der Ozean nicht. Das muss am Salzwasser liegen. Ich fühle mich mit dieser Erklärung gut. Aber das solltest du nicht. Es gibt 1 Million verschiedene Gründe. Du solltest nicht nur auf dein Bauchgefühl hören. Denn zu 90 % liegt dein Bauch vielleich richtig, aber zu 10 % nicht. Und dann gibst du Wissen oder Vermutungen über die Welt weiter, die nicht korrekt sind, andere Menschen verlassen sich darauf. Und schließlich ist all unser Wissen auf einem wackeligen Fundament gebaut. Die wissenschaftliche Methode sorgt dafür, dass unser Fundament stark ist. Und ich schließe mit einem Mann, der als einer der Väter der wissenschaftlichen Methode benannt wird. Er lebte vor etwa 1.000 Jahren in Kairo und in dem heutigen Irak, Er war ein berühmter Astronom, Physiker und Mathematiker. Und sein Zitat ist sehr stark, denn es gilt auch heute noch: "Die Pflicht eines Menschen, der wissenschaftliche Schriften untersucht und die Wahrheit finden möchte, ..." Ich fange nochmal an, um den dramatischen Effekt richtig hinzubekommen. "Die Pflicht eines Menschen, der wissenschaftliche Schriften untersucht und die Wahrheit finden möchte, liegt darin, sich selbst als Feind von allem, was er liest, zu betrachten und es von allen Seiten anzugreifen. Er soll auch sich selbst als verdächtig betrachten, wenn er seine kritische Untersuchung durchführt, sodass er nicht in Vorurteile oder Nachsicht verfällt." Hasan Ibn al-Haytham oder mit seinem latenisierten Namen Alhazen. Seid also spektisch, und nicht nur skeptisch gegenüber dem, was andere geschrieben und gelesen haben, auch skeptisch gegenüber uns selbst. Ein anderer, wichtiger Aspekt der wissenschaftlichen Methode ist, wenn man eine Hypothese aufstellt, überprüft und Ergebnisse erhält, dann muss dieses Experiment reproduzierbar sein, damit es ein gutes Experiment und eine gute Hypothese ist. Man kann nicht einfach sagen, dass ist etwas, was nur einmal alle 100 Jahre passiert, und deshalb ist es damals passiert. Es muss reproduzierbar sein. Und das ist sehr wichtig, weil dann skeptische Wissenschafler wie du, versuchen können, es zu reproduzieren. Ich werde es nicht einfach glauben, nur weil jemand, der schlau aussieht, sagt, dass es richtig ist.