과학적 방법 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 과학적 방법 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 과학적 방법 ( [UNK] 學 的 方 法, 프랑스어 : méthode scientifique, 영어 : scientific method ) 은 현상을 연구하고 새로운 지식을 구축하거나 이전의 지식들을 모아 통합할 때 사용되는 기법으로, [ 1 ] 경험과 측정에 근거한 증거를 사용하여 현상의 원리를 밝히는 과정이다. [ 2 ] 《 옥스퍼드 영어사전 》 은 과학적 방법을 다음과 같이 설명한다. 17세기 이후 자연과학에 의해 정형화된 계획적인 관찰, 측정, 실험, 일반화, 시험 및 가설의 변경 등의 과정으로 이루어진 방법 - Oxford English Dictionary, entry for scientific. 과학적 방법은 하나로 정형화되어 있지는 않기 때문에 여러 과학 분야에서 다양한 과정이 사용된다. 그러나, 현상을 설명하는 가설을 수립하고, 이 가설에 의한 예측이 들어맞는지를 검증하기 위해 실험을 설계한다는 점은 공통적이다. 과학적 방법에 의해 설계된 실험은 어떠한 실험자가 하여도 실수나 혼동이 없이 재현될 수 있도록 각 단계를 구체적으로 제시하여야 한다. 실험을 통해 수립된 가설은 다시 독립적인 다수의 시험을 통해
과학적 방법에 의해 설계된 실험은 어떠한 실험자가 하여도 실수나 혼동이 없이 재현될 수 있도록 각 단계를 구체적으로 제시하여야 한다. 실험을 통해 수립된 가설은 다시 독립적인 다수의 시험을 통해 동일한 조건속에서 그 결과가 같음을 검증받아야 한다. 과학계의 동료평가를 통해 검증된 가설은 해당 분야의 이론으로 받아들이게 된다. 새롭게 검증된 가설은 이론을 이루고, 이론에 따라 또다시 새로운 가설이 만들어질 수 있다. 과학적 방법을 따르는 여러 과학 분야는 결과에 대한 설명에 편견이 개입하는 것을 줄이기 위해 가능한 객관적이고자 한다. 과학적 문서는 모든 데이터, 연구와 실험 방법 등을 기록하고, 이를 공개하여 다른 과학자들로 하여금 검증할 수 있는 기회를 제공하여야 한다. 흔히'전면 공개'라 불리는 이러한 관행에 따라 공표된 데이터는 다른 시험자가 신뢰도를 평가할 수 있다. 1572년 라틴어판 《 광학의 서 》 의 삽화. 빛의 반사와 무지개를 설명하고 있다. 목차 1 개요 1. 1 역사 1. 2 특징 2 진리와 믿음 2. 1 믿음과 편견 2. 2 확신과 신화 3 과학적 방법의 요소 3. 1 특성화 3. 1. 1 정의 3. 1. 2 측정 3. 1. 3 불확정성 3.
실제 세계를 탐구하여 존재 방식을 설명할 수 있다고 가정하며, 이것은 과학적 방법의 바탕을 이룬다. 이러한 가정은 자연주의 철학에서 유래한 것이다. 경험론에서는 반증 가능성과 진리의 관계가 도입되었고, 논리실증주의는 입증할 수 있는 객관적 실체를 강조하였다. 이 외에도 여러 사상이 때로는 과학적 방법의 기반을 제공하고, 때로는 과학적 방법의 한계를 비판하면서 영향을 주었다. 토머스 쿤은 《 과학 혁명의 구조 》 에서 과학 지식은 흠없이 객관적인 것이 아니라, 역사, 문화 등 외부 요인에 의해 영향을 받는 다는 점을 지적하였고, 따라서 과학 지식은 하나의 패러다임 형태로 형성된다고 주장하였다. 토머스 쿤의 이러한 주장은 과학적 방법에 대한 상대주의적인 관점이 확산되는 계기가 되었다. 1958년 노우드 러셀 헨슨은 관찰자가 행하는 관찰과 그에 대한 설명이 그가 갖고 있는 프레임워크에 의해 어떻게 영향을 받는 지를 설명하였다. 헨슨은 골지체의 발견 과정에서 이를 인정하지 않으려 했던 기존 학계의 반응과, 티코 브라헤와 요하네스 케플러가 동일한 관측 기록을 놓고 전혀 다른 설명을 수립한 사례를 제시하고 예로 들고 있다. [ 86 ] 토머스 쿤
편견에 의해 잘못된 관찰이 이루어지는 경우로 오른쪽 그림과 같은 사례를 제시하였다. 즉, 말이 " 날아가듯 달린다 " 는 편견 때문에 달리는 말이 앞다리와 뒷다리를 모두 땅에서 떼고 정말 나는 것처럼 표현한 그림이 자주 등장하지만, 에드워드 마이브리지의 사진에서처럼 실제로는 같은 자세일 때 달리는 말의 네 다리 가운데 어느 하나는 땅에 닿아 있다. ( 말의 네 다리가 모두 땅에서 떨어질 때는 오히려 모든 다리가 안쪽을 향할 때이다 ) [ 23 ] 루트비그 플렉은 이러한 잘못된 인지가 인간이 갖는 자기 실현적 예언 심리 때문이라 설명한다. 즉, 인간은 기존에 갖고 있는 믿음 때문에 관찰된 사실을 혼동하거나 잘못 해석할 수 있다는 것이다. 이는 가설의 수립과 실험에도 반영될 수 있다. [ 24 ] 스티븐 제이 굴드는 《 인간에 대한 오해 》 에서 인종적 편견 때문에 뇌의 용량 측정과 같은 실험에서 잘못된 가설과 실험이 진행된 사례를 제시하고 있다. [ 25 ] 이 때문에, 가설을 검증하기 위한 실험은 실험군과 대조군에 대한 조건 통제를 명확히 하여 편견의 개입을 차단하여야 하며, 과학계의 다른 연구자들이 이를 검증할 수 있도록 하여야 한다. 필트다운 인 조작 사례는 실험에 대한 다른
변화하는 로렌즈 끌개를 발견하였고, 이를 통해 나비 효과를 비롯한 혼돈 이론을 정립하는 계기가 되었다. [ 92 ] [ 93 ] 수학과의 관계 [ 편집 ] 과학의 역사에서 수학과 과학은 서로의 발전에 많은 영향을 미쳤다. 특히 미분적분학의 발전은 고전 역학의 발전과 때어놓고 생각할 수 없을 정도로 밀접하게 관련되어 있다. [ 94 ] 그러나 수학은 공리에서 출발하여 연역적 논리의 전개에 따라 명제를 증명하는 학문이고, 과학은 귀납적 현상의 원인을 설명하기 위해 수학적 모형을 제시하는 것이다. 따라서 수학적 지식과 과학적 지식은 전혀 다른 범주의 진리이다. 하지만 실제의 현상들 가운데 많은 것들이 수학적 관계를 갖는다. [ 95 ] 과학적 방법을 통해 관찰한 내용은 수집, 비교, 평가되어 모형으로 제시된다. 모형은 시뮬레이션, 수식, 화학식, 또는 단계 등으로 나타낼 수 있다. 연구자들은 알려진 것으로 부터 알려지지 않은 것을 탐구하기 위해 종종 수학을 이용한다. 순서 수학적 방법 과학적 방법 1 이해 관찰 · 측정 2 분석 가설 설정 3 문제 해결 예측 4 평가 / 일반화 실험 및 검증 같이 보기 [ 편집 ] 자연과학 사회과학 과학철학 과학의 역사 주해 [ 편집 ] ↑ Poincar
실험 결과가 예측한 바와 다르다면 가설은 의심받게 되고, 계속하여 가설에 따른 예측과 실험 결과가 다르다면 가설은 현상을 설명하는데 부적합한 것으로 취급되어 변경되거나 폐기된다. [ 59 ] 예를 들어 한 때 연소를 설명하던 플로지스톤설은 연소 뒤에 오히려 질량이 증가하는 현상을 설명하지 못하였고 산소의 발견과 함께 폐기되었다. [ 60 ] 실험은 가설을 검증하기 위한 시험이다. 예측이 유효한 것인지를 확인하기 위해 이루어지는 실험은 다른 요인들에 의한 간섭을 배제하기 위해 통제되며, 정량적인 측정을 통해 예측을 검증한다. 실험 통제는 측정하고자 하는 변화 이외이 조건을 갖게 한 상태에서 예측되는 변인을 부가하는 실험군과 그렇지 않은 대조군을 비교함으로써 예측이 현상에 부합하는 지를 시험한다. [ 61 ] 예를 들어, 그리피스 실험에서 파괴된 r형 폐렴균과 s형 폐렴균이 혼합된 주사는 실험군이고 r형 폐렴균만으로 이루어진 주사는 대조군이 된다. 그리피스 실험의 결과 DNA가 형질전환을 일으키는 유전 물질임이 증명되었다. [ 62 ] 실험 통제의 사례 : 멘델의 실험 [ 편집 ] 멘델의 유전법칙 문서를 참고하십시오. 자가 수정된 완두콩의
몇 가지 특별한 예측을 발표하였다. 그 중에 하나는 빛이 중력장에 의해 휠 수 있다는 것이다. 일반 상대성 이론에 따르면 강력한 중력장은 시공간 자체를 변형시키기 때문에 빛 자체로서는 직진한다고 하더라도 제3의 관찰자 입장에서 보았을 때 진행 경로가 곡선일 수 있는 것이다. 예를 들어 블랙홀과 같은 매우 큰 중력장은 배경에 있는 천체에서 나온 빛의 진행에 영향을 주어 제3의 관찰자가 보기에 마치 렌즈를 통해 보는 것처럼 천체의 상 ( [UNK] ) 이 여러 개로 보일 수 있다. 이를 중력 렌즈라고 한다. [ 57 ] 아서 에딩턴은 1919년 개기 일식 때 실제로 중력 렌즈 현상을 관측하여 이를 입증하였다. [ 58 ] 실험 [ 편집 ] 이 부분의 본문은 실험입니다. 가설에 입각한 예측은 실험을 통하여 검증되어야 한다. 만약 시험 결과가 예측과 일치한다면 가설은 보다 타당한 설명으로 인정되며, 여러 차례의 실험 결과 가설에 따른 예측이 계속하여 들어맞는다면 가설은 이론으로 받아들여지게 된다. 반대로, 실험 결과가 예측한 바와 다르다면 가설은 의심받게 되고, 계속하여 가설에 따른 예측과 실험 결과가 다르다면 가설은 현상을 설명하는데 부적합한 것으로 취급되어 변경되거나 폐기된다. [
방법 과학적 방법 1 이해 관찰 · 측정 2 분석 가설 설정 3 문제 해결 예측 4 평가 / 일반화 실험 및 검증 같이 보기 [ 편집 ] 자연과학 사회과학 과학철학 과학의 역사 주해 [ 편집 ] ↑ Poincaré ( 1905, p. 142 ) 에서는 프랜시스 베이컨이 과학적 기록의 조건을 도입하였고, 외르스테드가 사고 실험의 조건을 도입하였다고 지적하고 있다. 물론, 갈릴레오는 베이컨이나 외르스테드가 이러한 조건을 정의하기 이전에 그의 저서에서 이것들을 사용하였다. ↑ 표준과학적 연구 방법에 대한 보다 자세한 내용은 《 과학적 방법론과 통계기법의 활용 》 ( 최종후 외, 자유아카데미, 1994년 ISBN 2 - 00 - 5630065 - 7 ) 을 볼 것 ↑ 조작적 ( [UNK] 作 的 ) 이란 계량적으로 측정될 수 있다는 의미이다. ↑ 조작적 정의란 해당 연구 분야에서 다루는 개념을 정량화하여 측정할 수 있도록 정의하는 것을 의미한다. - 어빙코피 외, 박만준 역, 논리학입문, 경문사, 2000년, ISBN 89 - 420 - 0166 - 1, 89 - 90쪽 ↑ 과학과 비과학에 대한 보다 자세한 비교는 《 하리하라의 과학블로그 2 》 ( 이은희, 살림, 2005년, IS
과학 저널에 수록된 논문이라도 간혹 잘못된 것일 수 있다. 또한, 동일한 패러다임을 공유하는 과학계의 집단사고는 기존의 이론을 반증하는 새로운 연구 결과를 쉽게 받아들이지 못하는 경우도 있다. [ 85 ] 재현 [ 편집 ] 실험 결과는 때때로 오류에 의해 왜곡될 수 있다. 이렇게 왜곡된 시험 결과를 토대로 수립된 가설을 확신하는 것은 병적 과학과 같은 잘못된 과학 지식이 만들어지는 원인이 된다. 예를 들어, 프로스페 - 르네 브롱드로는 X선에 대한 편광 분석을 하다 일어난 실험 오류를 객관적 관찰로 착각하여 새로운 전자기파인 N선을 발견하였다고 주장하였다. 이러한 오류를 방지하기 위해서 과학적 방법에 따른 실험은 그 결과가 언제나 재현될 수 있어야 한다. 즉, 동일한 실험 통제 아래서 동일한 실험 과정을 거치면 언제나 동일한 결과가 나와야한다. 기록 [ 편집 ] 과학적 방법에 의해 얻어진 새로운 가설이나 이론, 또는 실험 결과 등은 과학 저널이나 전문학술지를 통해 발표된 후, 여러 가지 방법으로 보관된다. 20세기 후반 이후 컴퓨터와 인터넷이 발달하면서 과학 지식을 전자적 데이터베이스로 보관하는 것이 가능하게 되었다. 과학계에서는 기록되어 보관된 기존의 지식을 검토하거나 인용하여 새로운 과학
확고부동한 것이 아니며, 언제나 반증될 가능성이 있다. 즉, 새롭게 얻어진 연구 결과에 따라 과거의 과학 지식이 수정되거나 폐기될 수 있는 것이다. [ 14 ] 이 때문에, 아인슈타인은 " 아무리 많은 실험을 하더라도 내가 옳다고 단정할 수는 없다. 단 하나의 실험으로도 내가 틀렸다는 것이 드러날 수 있기 때문이다 " 라고 하였다. [ 15 ] 한편, 카를 구스타프 [UNK] ( 1905년 - 1997년 ) 이 지적한 것처럼 과학적 방법은 귀납에 의지하기 때문에, 도출된 결론은 통계적인 것이며 [ 16 ] 가설을 보강하기 위해서는 베이즈 정리에 따른 엄격한 분석이 필요하다. [ 주해 1 ] 루트비그 플렉 ( 1896년 - 1961년 ) 을 비롯한 과학자들은 과학자의 경험 자체가 편향된 것일 수 있으므로 보다 신중하게 접근할 필요가 있다는 점을 지적하였다. [ 17 ] F. N. 컬린저 ( F. N. Kerlinger ) 는 과학적 방법의 특징을 다음과 같이 정리하였다. [ 18 ] 문제의 해결은 상식적 접근보다 논리적 접근을 통해 이루어진다. 이론이나 가설은 체계적이고 경험적으로 검증된다. 체계적이고 표준화된 관찰이나 실험은 통제를 통하여 이루어진다. 사상
과학적 방법(科學的方法, 프랑스어: méthode scientifique, 영어: scientific method)은 현상을 연구하고 새로운 지식을 구축하거나 이전의 지식들을 모아 통합할 때 사용되는 기법으로, 경험과 측정에 근거한 증거를 사용하여 현상의 원리를 밝히는 과정이다. 《옥스퍼드 영어사전》은 과학적 방법을 다음과 같이 설명한다. 17세기 이후 자연과학에 의해 정형화된 계획적인 관찰, 측정, 실험, 일반화, 시험 및 가설의 변경 등의 과정으로 이루어진 방법 과학적 방법은 하나로 정형화되어 있지는 않기 때문에 여러 과학 분야에서 다양한 과정이 사용된다. 그러나, 현상을 설명하는 가설을 수립하고, 이 가설에 의한 예측이 들어맞는지를 검증하기 위해 실험을 설계한다는 점은 공통적이다. 과학적 방법에 의해 설계된 실험은 어떠한 실험자가 하여도 실수나 혼동이 없이 재현될 수 있도록 각 단계를 구체적으로 제시하여야 한다. 실험을 통해 수립된 가설은 다시 독립적인 다수의 시험을 통해 동일한 조건속에서 그 결과가 같음을 검증받아야 한다. 과학계의 동료평가를 통해 검증된 가설은 해당 분야의 이론으로 받아들이게 된다. 새롭게 검증된 가설은 이론을 이루고, 이론에 따라 또다시 새로운 가설이 만들어질 수 있다. 과학적 방법을 따르는 여러 과학 분야는 결과에 대한 설명에 편견이 개입하는 것을 줄이기 위해 가능한 객관적이고자 한다. 과학적 문서는 모든 데이터, 연구와 실험 방법 등을 기록하고, 이를 공개하여 다른 과학자들로 하여금 검증할 수 있는 기회를 제공하여야 한다. 흔히 '전면 공개'라 불리는 이러한 관행에 따라 공표된 데이터는 다른 시험자가 신뢰도를 평가할 수 있다.