ทฤษฎีอธิบายว่าเหตุใดจึงเกิดขึ้นหรือความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งต่างๆ ทฤษฎีคือ "อย่างไร" และ "ทำไม" ของสิ่งที่สังเกตได้คือ "อะไร" ในการพัฒนาทฤษฎีคุณต้องปฏิบัติตามวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ขั้นแรก ทำการคาดคะเนที่วัดผลได้ว่าทำไมและสิ่งต่างๆ ทำงานอย่างไร จากนั้น ทดสอบการคาดคะเนเหล่านั้นด้วยการทดลองที่มีการควบคุม และสรุปอย่างเป็นกลางว่าผลลัพธ์นั้นยืนยันสมมติฐานหรือไม่
ขั้นตอน
ส่วนที่ 1 จาก 3: ทฤษฎีการสร้าง
ขั้นตอนที่ 1. ถาม "ทำไม?
มองหารูปแบบระหว่างสิ่งที่ดูเหมือนไม่เกี่ยวข้องกัน ตรวจสอบสาเหตุเบื้องหลังเหตุการณ์ในชีวิตประจำวัน และพยายามคาดการณ์ว่าจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป หากคุณมีทฤษฎีในหัวอยู่แล้ว ให้สังเกตหัวข้อของแนวคิดและรวบรวมข้อมูลให้มากที่สุด สังเกต "อย่างไร" "ทำไม" และความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขา
หากคุณไม่มีแนวคิดเกี่ยวกับทฤษฎีหรือสมมติฐาน ให้เริ่มต้นด้วยการสร้างความสัมพันธ์ คุณอาจได้ไอเดียออกมาจากสีน้ำเงินถ้าคุณมองโลกด้วยความอยากรู้
ขั้นตอนที่ 2 พัฒนาทฤษฎีเพื่ออธิบายกฎหมาย
โดยทั่วไป กฎทางวิทยาศาสตร์คือคำอธิบายของปรากฏการณ์ที่สังเกตพบ กฎหมายทางวิทยาศาสตร์ไม่ได้อธิบายว่าเหตุใดปรากฏการณ์จึงมีอยู่หรืออะไรเป็นสาเหตุ คำอธิบายของปรากฏการณ์เรียกว่าทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ มีความเข้าใจผิดทั่วไปที่ว่าทฤษฎีเปลี่ยนเป็นกฎหมายด้วยการวิจัยที่เพียงพอ
ตัวอย่างเช่น กฎแรงโน้มถ่วงของนิวตันเป็นคนแรกที่อธิบายทางคณิตศาสตร์ว่าวัตถุสองชิ้นในธรรมชาติมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร อย่างไรก็ตาม กฎของนิวตันไม่ได้อธิบายว่าเหตุใดแรงโน้มถ่วงจึงมีอยู่ หรือแรงโน้มถ่วงทำงานอย่างไร จนกระทั่งสามศตวรรษต่อมา เมื่ออัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ พัฒนาทฤษฎีสัมพัทธภาพ นักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มเข้าใจว่าแรงโน้มถ่วงทำงานอย่างไรและทำไม
ขั้นตอนที่ 3 มองหาแบบอย่างทางวิชาการสำหรับทฤษฎีของคุณ
เรียนรู้สิ่งที่ได้รับการทดสอบ พิสูจน์ และพิสูจน์หักล้าง รู้ทุกอย่างเกี่ยวกับเรื่องที่คุณกำลังค้นคว้า และพิจารณาว่ามีใครถามคำถามเดียวกันก่อนหน้าคุณหรือไม่ เรียนรู้เพื่อไม่ให้คุณทำผิดพลาดแบบเดียวกัน
- ใช้ความรู้ของคุณเพื่อทำความเข้าใจเรื่อง ซึ่งรวมถึงสมการ การสังเกต และทฤษฎีที่มีอยู่ หากคุณสังเกตเห็นปรากฏการณ์ใหม่ พยายามอิงจากทฤษฎีที่เกี่ยวข้องและได้รับการพิสูจน์แล้ว
- ดูว่ามีใครพัฒนาทฤษฎีของคุณแล้วหรือยัง ก่อนดำเนินการต่อ ตรวจสอบให้แน่ใจให้มากที่สุดว่ายังไม่มีใครสำรวจหัวข้อนี้ หากคุณไม่พบสิ่งใด อย่าลังเลที่จะพัฒนาทฤษฎี หากมีคนอื่นคิดทฤษฎีที่คล้ายคลึงกัน ให้อ่านรายงานและดูว่าคุณสามารถสร้างอะไรได้จากที่นั่น
ขั้นตอนที่ 4 สร้างสมมติฐาน
สมมติฐานคือการเดาโดยตรงหรือข้อเสนอที่มีจุดมุ่งหมายเพื่ออธิบายชุดของข้อเท็จจริงหรือปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เสนอความเป็นจริงที่เป็นไปได้ซึ่งเป็นไปตามการสังเกตอย่างมีเหตุมีผล มองหารูปแบบและคิดถึงสิ่งที่อาจเป็นสาเหตุ ใช้สูตร "if แล้ว": " ถ้า [X] เป็นจริง ดังนั้น [Y] จะเป็น true" หรือ "ถ้า [X] เป็นจริง ดังนั้น [Y] จะไม่เป็นจริง" สมมติฐานที่เป็นทางการมีตัวแปร "อิสระ" และ "ตาม" ตัวแปรอิสระเป็นสาเหตุที่เป็นไปได้ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงและควบคุมได้ ในขณะที่ตัวแปรตามเป็นปรากฏการณ์ที่สังเกตหรือวัดได้
- หากคุณใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์เพื่อพัฒนาทฤษฎี สมมติฐานจะต้องสามารถวัดได้ คุณไม่สามารถพิสูจน์ทฤษฎีโดยไม่สนับสนุนตัวเลขได้
- พยายามตั้งสมมติฐานหลายข้อที่อธิบายการสังเกต เปรียบเทียบทุกอย่าง พิจารณาว่าสมมติฐานซ้อนทับกันที่ใดและต่างกันที่ใด
- ตัวอย่างสมมติฐาน: "หากมะเร็งผิวหนังเกี่ยวข้องกับแสงอัลตราไวโอเลต ผู้ที่ได้รับรังสียูวีบ่อยๆ จะมีความเสี่ยงสูงที่จะเป็นมะเร็งผิวหนัง" หรือ “ถ้าสีของใบไม้เปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ การให้พืชสัมผัสกับอุณหภูมิจะทำให้สีของใบไม้เปลี่ยนไป”
ขั้นตอนที่ 5. รับรู้ว่าทฤษฎีทั้งหมดเริ่มต้นจากการตั้งสมมติฐาน
ระวังอย่าสับสนทั้งสอง ทฤษฎีเป็นคำอธิบายที่ผ่านการทดสอบแล้วว่าเหตุใดรูปแบบหนึ่งจึงมีอยู่ ในขณะที่สมมติฐานเป็นเพียงการคาดคะเนเหตุผลของรูปแบบนั้น ทฤษฎีได้รับการสนับสนุนจากหลักฐานเสมอ อย่างไรก็ตาม สมมติฐานเป็นเพียงผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ซึ่งถือว่าจริง แต่อาจไม่จริง และยังจำเป็นต้องได้รับการพิสูจน์
ส่วนที่ 2 จาก 3: การทดสอบสมมติฐาน
ขั้นตอนที่ 1 ออกแบบการทดลอง
ตามวิธีการทางวิทยาศาสตร์ ทฤษฎีของคุณต้องสามารถทดสอบได้ พัฒนาวิธีทดสอบว่าสมมติฐานแต่ละข้อของคุณเป็นจริงหรือไม่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณกำลังทดสอบในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม พยายามแยกเหตุการณ์และสาเหตุที่คุณกำลังเสนอ (ตัวแปรตามและตัวแปรอิสระ) ออกจากสิ่งที่ทำให้ผลลัพธ์ซับซ้อน คุณต้องระวังและให้ความสนใจกับปัจจัยภายนอก
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการทดสอบของคุณทำซ้ำได้ ในกรณีส่วนใหญ่ การพิสูจน์สมมติฐานเพียงครั้งเดียวไม่เพียงพอ เพื่อนร่วมงานของคุณควรทำการทดลองซ้ำได้ด้วยตัวเองและได้ผลลัพธ์แบบเดียวกัน
- ให้เพื่อนร่วมงานหรือที่ปรึกษาทบทวนขั้นตอนการทดสอบของคุณ ให้หนึ่งในนั้นศึกษางานของคุณและยืนยันว่าตรรกะของคุณสมเหตุสมผล หากคุณกำลังทำงานกับพันธมิตร ตรวจสอบให้แน่ใจว่าทุกคนมีข้อมูล
ขั้นตอนที่ 2 ค้นหาการสนับสนุน
ในบางสาขาวิชา การทำการทดลองที่ซับซ้อนโดยไม่สามารถเข้าถึงอุปกรณ์และทรัพยากรบางอย่างเป็นเรื่องยาก อุปกรณ์วิทยาศาสตร์บางครั้งมีราคาแพงและหาซื้อได้ยาก หากคุณอยู่ในวิทยาลัย ให้พูดคุยกับอาจารย์และนักวิจัยที่อาจช่วยได้
หากคุณไม่ใช่นักศึกษา ให้ลองติดต่ออาจารย์หรือนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่มหาวิทยาลัยในท้องถิ่น ตัวอย่างเช่น ติดต่อแผนกฟิสิกส์ หากคุณต้องการสำรวจฟิสิกส์เชิงทฤษฎี หากมหาวิทยาลัยกำลังทำวิจัยในสาขาของคุณแต่อยู่ไกล ให้พิจารณาส่งอีเมล
ขั้นตอนที่ 3 จดบันทึกที่ถูกต้อง
อีกครั้ง การทดลองจะต้องทำซ้ำได้ คนอื่นควรจะสามารถทำแบบทดสอบเดียวกันกับคุณได้และได้ผลลัพธ์แบบเดียวกัน บันทึกทุกสิ่งที่คุณทำในการทดสอบอย่างแม่นยำ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าป้อนข้อมูลทั้งหมด
หากคุณเป็นนักวิชาการ คุณสามารถเข้าถึงคลังข้อมูลดิบที่เก็บรวบรวมในกระบวนการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ได้ หากนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ต้องการการทดลองของคุณ พวกเขาสามารถค้นหาได้ในที่เก็บถาวรหรือขอข้อมูลจากคุณ ตรวจสอบว่าคุณสามารถให้รายละเอียดทั้งหมดได้
ขั้นตอนที่ 4. ประเมินผลลัพธ์
เปรียบเทียบการคาดคะเนทั้งหมดของคุณกับผลการทดลอง มองหารูปแบบ ลองคิดดูว่าผลลัพธ์บ่งชี้ว่ามีอะไรใหม่หรือไม่ และมีสิ่งใดที่คุณพลาดไปหรือไม่ ไม่ว่าข้อมูลจะยืนยันสมมติฐานของคุณหรือไม่ ให้มองหาตัวแปรที่ซ่อนอยู่หรือ "ภายนอก" ที่ส่งผลต่อผลลัพธ์
ขั้นตอนที่ 5. กำหนดความแน่นอน
หากผลการทดลองไม่สนับสนุนสมมติฐาน ให้ปฏิเสธการคาดคะเนว่าไม่ถูกต้อง หากคุณสามารถพิสูจน์สมมติฐานได้ แสดงว่าทฤษฎีของคุณใกล้จะได้รับการยืนยันแล้ว บันทึกผลการทดลองอย่างละเอียดที่สุด หากขั้นตอนการทดสอบและผลการทดสอบไม่สามารถทำซ้ำได้ แสดงว่าการทดสอบของคุณไม่มีประโยชน์มากนัก
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าผลลัพธ์ไม่เปลี่ยนแปลงทุกครั้งที่ทำการทดสอบ ทดสอบซ้ำจนกว่าจะแน่ใจ
- มีหลายทฤษฎีที่ถูกลืมไปหลังจากถูกหักล้างโดยการทดลอง อย่างไรก็ตาม หากทฤษฎีใหม่ของคุณอธิบายบางสิ่งที่ทฤษฎีก่อนหน้านี้ไม่สามารถอธิบายได้ อาจเป็นความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ
ส่วนที่ 3 ของ 3: การยอมรับและการขยายทฤษฎี
ขั้นตอนที่ 1 วาดข้อสรุป
ตรวจสอบว่าทฤษฎีของคุณถูกต้องหรือไม่ และตรวจดูให้แน่ใจว่าผลการทดลองสามารถทำซ้ำได้ ทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับไม่สามารถโต้แย้งกับเครื่องมือและข้อมูลที่อยู่ในมือได้ อย่างไรก็ตาม อย่าเปลี่ยนทฤษฎีให้เป็นความจริงเด็ดขาด
ขั้นตอนที่ 2 แบ่งปันผลลัพธ์
บางทีคุณอาจรวบรวมข้อมูลมากมายในการพิสูจน์ทฤษฎี เมื่อคุณแน่ใจว่าผลการทดลองของคุณสามารถทำซ้ำได้และข้อสรุปของคุณถูกต้อง ให้ลองวางทฤษฎีของคุณในรูปแบบที่คนอื่นสามารถเรียนรู้และเข้าใจได้ สรุปกระบวนการที่คุณดำเนินการตามลำดับตรรกะ ขั้นแรก เขียน "นามธรรม" โดยสรุปทฤษฎี จากนั้นอธิบายสมมติฐาน ขั้นตอนการทดลอง และผลลัพธ์ พยายามจัดระเบียบทฤษฎีของคุณเป็นชุดของประเด็นหรือข้อโต้แย้ง สุดท้าย ปิดท้ายรายงานด้วยข้อสรุป
- อธิบายว่าคุณกำหนดคำถาม วิธีการดำเนินการ และวิธีการทดสอบอย่างไร รายงานที่ดีสามารถนำผู้อ่านไปสู่ความคิดและการกระทำที่เกี่ยวข้องซึ่งจะนำคุณไปสู่ข้อสรุป
- พิจารณาผู้ฟัง หากคุณต้องการแบ่งปันทฤษฎีของคุณกับเพื่อนร่วมงานในสาขาเดียวกัน ให้เขียนรายงานที่เป็นทางการซึ่งอธิบายผลลัพธ์ของคุณ พิจารณาส่งงานของคุณไปยังวารสารวิชาการ หากคุณต้องการให้การค้นพบของคุณเข้าถึงได้แบบสาธารณะ ให้ลองใส่ทฤษฎีของคุณลงในสื่อที่ย่อยง่าย เช่น หนังสือ บทความ หรือวิดีโอ
ขั้นตอนที่ 3 ทำความเข้าใจกระบวนการตรวจสอบโดยเพื่อน
ในชุมชนวิทยาศาสตร์ โดยทั่วไปแล้วทฤษฎีต่างๆ จะถือว่าไม่ถูกต้องจนกว่าจะได้รับการตรวจสอบโดยเพื่อน หากคุณใส่สิ่งที่คุณค้นพบลงในวารสารวิชาการ นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ อาจต้องการทบทวน นั่นคือพวกเขาจะทดสอบ พิจารณา และทำซ้ำทฤษฎีและกระบวนการที่คุณเสนอ การตรวจสอบของพวกเขาจะยืนยันทฤษฎีของคุณหรือพิสูจน์หักล้างมัน หากทฤษฎีผ่านการทดสอบ คนอื่นๆ สามารถพัฒนาแนวคิดของคุณได้โดยนำไปประยุกต์ใช้กับวิชาอื่นๆ
ขั้นตอนที่ 4 ดำเนินการต่อทฤษฎีของคุณ
กระบวนการคิดไม่จำเป็นต้องหยุดเมื่อทฤษฎีของคุณถูกแบ่งปัน เมื่อเขียนรายงาน คุณอาจถูกบังคับให้พิจารณาปัจจัยที่มองข้ามไป อย่ากลัวที่จะทดสอบและแก้ไขทฤษฎีต่อไปจนกว่าคุณจะพอใจ บางทีคุณอาจต้องการการวิจัยเพิ่มเติม การทดลองเพิ่มเติม และรายงานอื่น หากขอบเขตของทฤษฎีของคุณกว้างพอ คุณอาจไม่สามารถอธิบายความหมายโดยรวมได้
