Wetenskaplike metode

Die wetenskaplike metode is 'n sistematiese manier om kennis te versamel. Dit is gegrond op waarnemings, metings, voorspellinge, eksperimente, bevestiging en weerlegging.

Algemeen 
Die konsekwente gebruik van die wetenskaplike metode onderskei die wetenskap van pseudowetenskap en ander vorms van kennisversameling. Die onderskeid tussen wetenskap en pseudowetenskap word ook die onderskeidingskriteria genoem en is daar uitgebreide verhandelings deur Karl Popper oor hierdie onderwerp geskryf.

Alle wetenskaplikes werk natuurlik nie op dieselfde manier om kennis uit te bou nie: sommige wetenskaplikes maak staat op inspirasie en insig, terwyl andere meer sistematies te werk gaan in hul ondersoeke. Die presiese manier waarop die wetenskaplike werkwyse uitgevoer word kan nie losgemaak word van die vakgebied en politieke konteks waarin dit uitgevoer word nie en die ekonomiese druk op die wetenskaplike kan ook nie buite rekening gelaat word nie.

Wetenskaplikes is dit eens dat die wetenskaplike metode se belangrikste rol is om seker te maak dat die versamelde kennis vry is van subjektiewe invloede en om foute daarin op te spoor.

'n Verduideliking in vereenvoudigde bewoording 
Die wetenskaplike metode behels die deurlopende gebruik van die volgende stappe tydens die insameling van kennis.

 Bestudeer die verskynsel wat jy wil beskryf. Versamel gegewens, en doen metinge.
 Dink na oor jou metinge, en stel 'n hipotese (veronderstelling) op wat die metinge en ander gegewens kan verklaar.
 Voorspel op grond van die hipotese iets wat jy nog nie vroeër gemeet het nie.
 Bevestig of toets die voorspelling deur nuwe metinge uit te voer.
 Evalueer of die hipotese reg is. As nie alle voorspellings korrek was nie, dan is die hipotese (veronderstelling) verkeerd. In die geval moet 'n nuwe hipotese opgestel word. As die voorspellings almal reg was, moet meer voorspellings gedoen word en die hipotese verder getoets word.

Hierdie stappe word voortdurend herhaal sodat daar 'n al hoe groter basis is van goed getoetste hipotese wat saam al hoe meer verskynsels kan beskryf. Die wetenskaplike metode laat 'n mens soms toe om van die stappe in 'n ander volgorde uit te voer, maar in elke geval moet al die stappe gevolg word. Teoretiese natuurkundiges bedink soms eers 'n volledige nuwe teorie voordat hulle begin dink aan watter waarnemings hulle wil maak. Dit staan bekend as rasionalisme, in teenstelling daarmee staan empirisme wat meer op eksperimente gerig is.

Die vyf primêre stappe word hieronder verder uiteengesit.

Bestudeer 
By die uitvoering van die bestudeer-stap is dit van uiterste belang dat alles volledig gedokumenteer word. Dit is nie voldoende om andere slegs op hoogte te bring van die hipotese alleen nie: die wetenskaplike metode vereis dat ander ook die hipotese self moet kan toets, en daarvoor is dit noodsaaklik dat ook die waarnemings en die presiese manier waarop die waarnemings gedoen is (en hoe dit herhaal kan word) geopenbaar word. Die herhaalbaarheid van die waarnemings is 'n belangrike vereiste voordat die evaluasie stap uitgevoer kan word en die herhaalbaarheid berus op die volledige dokumentasie van alle metinge wat tydens die studiestap gedoen is.

Tydens die beskrywing van eksperimente gebruik wetenskaplikes dikwels nie-alledaagse definisies. Dit kan noodsaaklik wees om die herhaalbaarheid te verseker. Baie terme wat in die alledaagse lewe voldoende sou wees kan vir hierdie doeleinde onvoldoende wees: Dink byvoorbeeld aan die lengte van 'n maand wat kan wissel tussen 28 en 31 dae en dat daar byvoorbeeld verskillende definisies kan wees vir die term dag en kan die noukeurigheid van sulke terme onvoldoende wees vir gebruik in 'n wetenskaplike verslag.

Dink 
Tydens die dink-stap gebruik wetenskaplikes hul kreatiwiteit om 'n verklaring te beredeneer vir die gemete verskynsels. 'n Belangrike aspek van 'n wetenskaplike teorie is dat dit moontlik moet wees om 'n meting te doen wat die hipotese verkeerd kan bewys. Met ander woorde gestel as daar geen eksperiment versin kan word om die hipotese te weerlê nie, is die hipotese miskien waar maar is dit in elk geval nie wetenskaplik nie.

Die wetenskaplike moet daarom daarteen waak om partydig te wees en slegs een gedeelte van die waarnemings in ag neem. As 'n teorie gegrond is op alle waarnemings bestaan daar 'n groter kans dat dit bruikbaar sal wees.

'n Belangrike ekstra reël wat geld vir 'n nuwe teorie is dat hy nie meer ingewikkeld moet wees as wat noodsaaklik is om die waarnemings te verklaar nie. Om 'n voorbeeld te noem: as 'n boom tydens 'n storm omval, kan een moontlike teorie daarvoor wees Hierdie boom is deur die weerlig getref. Hierdie teorie is slegs één aanname, naamlik dat dit 'n weerligstraal was wat die boom laat omval het en nie 'n olifant of 'n sterk wind wat die boom omgestoot het nie. 'n Ander moontlike hipotese sou wees dat die boom deur reuse buite-aardse wesens van 200 meter lank, tydens 'n besoek omgestoot is. Hierdie teorie maak 'n groot klomp aannames, onder ander dat daar buite-aardse wesens bestaan, die feit dat intersterre reise moontlik is, en die feit dat hulle biologie hulle in staat stel om so enorm groot te word. Selfs met die reël so eenvoudig moontlik kan dit gebeur dat 'n mens 'n lang lys hipoteses versin. Sommige verskynsels kan so ingewikkeld wees dat hulle ongemaklik baie aannames benodig 'n bevredigende hipotese saam te stel ter verklaring daarvan. As die reël so eenvoudig moontlik gevolg word, sal die kans dat die hipotese later bruikbaar sal wees vergroot word. Daar bestaan egter nie 'n streng reël waaraan voldoen moet word om aan die wetenskaplike metode in hierdie verband te voldoen nie.

Voorspel 
Hipotese word ook gesien as beter as andere hipotese as die voorspellende krag daarvan sterker is, dit wil sê as meer waarneming daarmee verklaar kan word en daar dus meer moontlike waarnemings is wat die hipotese kan weerlê. Die hipotese Alles verander in sjokolade as niemand kyk nie en verander weer terug sodra iemand daarna kyk kan nooit werklik weerlê word nie, want die hipotese is sodanig geformuleer dat bevestiging verbied word. Die hipotese het egter ook geen voorspellende krag nie en is nie 'n wetenskaplike hipotese nie. Die hipotese wat veronderstel dat lig deur 'n sterk swaartekragveld gebuig word ('n onderdeel van Einstein se Relatiwiteitsteorie) is 'n sterk hipotese, omdat hy duidelik uitgespel het welke metinge gedoen kan word om dit te toets. As ons weer terugkeer na die omgevalle boom, dan voorspel die weerlighipotese dat daar brandvlekke op die stam van die boom te vinde moet wees en dat die weerligradar 'n sein moes gegee het.

Om 'n voorspelling wat aan 'n willekeurige hipotese behoort te versin kan 'n mens gebruik maak van as-dan tipe redenasies. 'n Mens begin met die aanname dat die hipotese waar is, en bedink dan die gevolge daarvan as dit waar sou wees. Die oomblik as 'n mens dan 'n gevolg bedink wat nie voor-die-hand-liggend is nie, dan het 'n mens 'n moontlike voorspelling beding van die nuwe hipotese. Byvoorbeeld: Einstein se vergelykings dat horlosies hulle nie gedra soos mense gedink het nie. Deur vanuit die aanname te redeneer dat die vergelykings waar is, kom 'n mens tot die gevolgtrekking dat 'n akkurate horlosie in 'n vinnige ruimteskip anders sou loop as 'n soortgelyke horlosie op die aarde. In 1905 toe Einstein se teorieë gepubliseer is, was ruimteskepe bloot fantasieë, maar intussen is verskeie toetse uitgevoer en almal is in ooreenstemming met Einstein se voorspellings.

Bevestiging 
Elke hipotese moet getoets word deur die uitvoer van eksperimente en die meting van die resultate daarvan. Omdat metinge inherente onakkuraat is en omdat apparatuur steeds beter word is nuwe metinge dikwels meer presies as ouer metinge. Soms kom afwyking van bestaande teorieë deur herhaalde metinge aan die lig. In die ideale geval moet die eksperimente so beskryf word dat elkeen wat wil, die metinge herhaaldelik met dieselfde resultaat kan uitvoer. Dit staan bekend as reproduseerbaarheid.

'n Goeie wetenskaplike eksperiment moet aan 'n aantal reëls voldoen. Daar moet so min moontlik vryheid wees in die interpretasie van die resultate: vryheid kan lei tot 'n sien wat ek wil sien. Bowendien word 'n goeie eksperiment so opgestel dat ander moontlike invloede uitgesluit word. Byvoorbeeld tydens die toets van die werking van 'n nuwe medisyne moet die plasebo-effek van die aandag wat die pasiënt by die dokter kry, uitgesluit word.

Evalueer 
Elke hipotese moet onmiddellik verwerp word as daar betroubaar aangetoon kan word dat dit nie altyd geldig is nie, hoe belangrik of oud die teorie ookal mag wees. Volgens die beginsel bly alle wetenskaplike kennis kontinu aan die verander: daar kan immers op elke oomblik 'n nuwe meting gedoen word wat 'n ou hipotese omverwerp. In die eersgenoemde voorbeeld van die boom wat omgeval het sou die afwesigheid van brandmerke of die afwesigheid van 'n sein op die weerligradar die ou teorie onwaarskynlik maak en in samehang met 'n verslag van orkaanwinde in die omgewing, kan 'n nuwe teorie (byvoorbeeld dat die wind die boom omgewaai het) voorgestel word.

'n Ander belangrike aspek is dat eksperimente wat lei tot die verwerping van 'n hipotese deur verskillende wetenskaplikes uitgevoer moet word om te voorkom dat die resultate gegrond is op vooroordele, verwarring of bedrog. Wetenskaplike tydskrifte gebruik om die rede verwysings: wetenskaplikes stuur hul studies in vir publikasie, maar voordat die studies gepubliseer word gaan 'n onafhanklike paneel van deskundiges eers die resultate en gevolgtrekkings ter evaluasie na. Die nadeel van hierdie metode is dat die onafhanklikheid van die lede van die paneel ook in twyfel getrek kan word. Studies wat sonder verwysings gepubliseer word, kan egter slegs na publikasie ongeldig bewys word; dit lei soms tot groot skandale soos tydens die publikasie oor koue kernfusie deur Fleischmann en Pons.

Verwysings 

Epistemologie
Navorsing
Wetenskap