Các lý thuyết giải thích tại sao điều gì đó xảy ra hoặc mối quan hệ giữa các sự vật. Lý thuyết là "làm thế nào" và "tại sao" của "cái gì" có thể quan sát được. Để phát triển một lý thuyết, bạn phải tuân theo phương pháp khoa học. Đầu tiên, hãy đưa ra những dự đoán có thể đo lường được về lý do và cách thức hoạt động của mọi thứ. Sau đó, kiểm tra những dự đoán đó bằng các thí nghiệm có kiểm soát, và kết luận một cách khách quan liệu kết quả có xác nhận giả thuyết hay không.
Bươc chân
Phần 1/3: Lý thuyết xây dựng
Bước 1. Hỏi “tại sao?
"Hãy tìm kiếm những hình mẫu giữa những thứ dường như không liên quan. Điều tra nguyên nhân gốc rễ đằng sau các sự kiện hàng ngày và cố gắng dự đoán điều gì sẽ xảy ra tiếp theo. Nếu bạn đã có sẵn hạt giống lý thuyết trong đầu, hãy quan sát chủ đề của ý tưởng và thu thập càng nhiều thông tin càng tốt. Lưu ý "như thế nào", "tại sao" và mối quan hệ giữa chúng.
Nếu bạn không có ý tưởng về một lý thuyết hoặc giả thuyết, hãy bắt đầu bằng cách thiết lập một mối quan hệ. Bạn có thể nảy ra ý tưởng nếu tò mò nhìn thế giới
Bước 2. Xây dựng lý thuyết để giải thích luật
Nói chung, các định luật khoa học là sự mô tả các hiện tượng đã được quan sát thấy. Các quy luật khoa học không giải thích tại sao các hiện tượng tồn tại hoặc nguyên nhân gây ra chúng. Sự giải thích các hiện tượng được gọi là một lý thuyết khoa học. Có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng lý thuyết biến thành luật với đủ nghiên cứu.
Ví dụ, định luật hấp dẫn của Newton là định luật đầu tiên mô tả về mặt toán học cách hai vật thể trong tự nhiên tương tác với nhau. Tuy nhiên, các định luật của Newton không giải thích được tại sao lại tồn tại lực hấp dẫn, hoặc cách thức hoạt động của lực hấp dẫn. Mãi đến ba thế kỷ sau, khi Albert Einstein phát triển Thuyết Tương đối, các nhà khoa học mới bắt đầu hiểu được cách thức và lý do tại sao lực hấp dẫn hoạt động
Bước 3. Tìm tiền lệ học thuật cho lý thuyết của bạn
Tìm hiểu những gì đã được kiểm tra, chứng minh và bác bỏ. Biết mọi thứ về chủ đề bạn đang nghiên cứu và xác định xem có ai đã đặt câu hỏi tương tự trước bạn hay không. Tìm hiểu để bạn không mắc phải những sai lầm tương tự.
- Sử dụng kiến thức của bạn để hiểu chủ đề. Điều này bao gồm các phương trình, quan sát và lý thuyết hiện có. Nếu bạn quan sát một hiện tượng mới, hãy cố gắng dựa trên lý thuyết có liên quan, đã được chứng minh.
- Xem liệu có ai đã phát triển lý thuyết của bạn. Trước khi tiếp tục, hãy đảm bảo càng nhiều càng tốt rằng chưa có ai khám phá chủ đề này. Nếu bạn không tìm thấy bất cứ điều gì, hãy tự do phát triển một lý thuyết. Nếu ai đó đã đưa ra một lý thuyết tương tự, hãy đọc báo cáo và xem bạn có thể xây dựng gì từ đó.
Bước 4. Tạo giả thuyết
Giả thuyết là một dự đoán hoặc mệnh đề có định hướng nhằm giải thích một tập hợp các sự kiện hoặc hiện tượng tự nhiên. Đề xuất các thực tế có thể xảy ra theo các quan sát một cách hợp lý. Tìm kiếm các mẫu và suy nghĩ về những gì có thể gây ra chúng. Sử dụng công thức "nếu thì": "Nếu [X] là đúng, thì [Y] là đúng" hoặc "Nếu [X] là đúng, thì [Y] không đúng". Giả thuyết hình thức có các biến "độc lập" và "phụ thuộc". Biến độc lập là nguyên nhân tiềm ẩn có thể thay đổi và kiểm soát được, còn biến phụ thuộc là hiện tượng được quan sát hoặc đo lường.
- Nếu bạn sử dụng phương pháp khoa học để phát triển một lý thuyết, thì giả thuyết đó phải có thể đo lường được. Bạn không thể chứng minh một lý thuyết mà không có những con số hỗ trợ.
- Cố gắng đưa ra một số giả thuyết giải thích các quan sát. So sánh mọi thứ. Cân nhắc xem các giả thuyết trùng lặp ở đâu và chúng khác nhau ở điểm nào.
- Giả thuyết ví dụ: "Nếu ung thư da liên quan đến tia cực tím, thì những người tiếp xúc với tia cực tím thường xuyên có nguy cơ phát triển ung thư da cao hơn." hoặc "Nếu màu sắc của lá thay đổi theo nhiệt độ, việc để cây tiếp xúc với nhiệt độ sẽ làm thay đổi màu sắc của lá."
Bước 5. Nhận ra rằng tất cả các lý thuyết đều bắt đầu như giả thuyết
Hãy cẩn thận để không nhầm lẫn cả hai. Một lý thuyết là một lời giải thích đã được kiểm nghiệm về lý do tại sao một mô hình nhất định tồn tại, trong khi một giả thuyết chỉ đơn giản là một dự đoán về các lý do cho mô hình đó. Các lý thuyết luôn được hỗ trợ bởi các bằng chứng. Tuy nhiên, giả thuyết chỉ là một kết quả có thể được coi là đúng, nhưng cũng có thể không đúng, và vẫn cần được chứng minh.
Phần 2/3: Kiểm tra giả thuyết
Bước 1. Thiết kế thí nghiệm
Theo phương pháp khoa học, lý thuyết của bạn phải kiểm chứng được. Phát triển các cách để kiểm tra xem mỗi giả thuyết của bạn có đúng không. Đảm bảo rằng bạn đang thử nghiệm trong một môi trường được kiểm soát. Cố gắng tách các sự kiện và nguyên nhân bạn đang đề xuất (các biến phụ thuộc và độc lập) khỏi bất kỳ điều gì làm phức tạp kết quả. Bạn phải cẩn thận, và chú ý đến các yếu tố bên ngoài.
- Đảm bảo rằng thử nghiệm của bạn có thể lặp lại. Trong hầu hết các trường hợp, việc chứng minh một giả thuyết một lần là không đủ. Các đồng nghiệp của bạn có thể tự mình lặp lại thử nghiệm và nhận được kết quả tương tự.
- Nhờ đồng nghiệp hoặc cố vấn xem xét các quy trình kiểm tra của bạn. Yêu cầu một trong số họ nghiên cứu công việc của bạn và xác nhận rằng logic của bạn có lý. Nếu bạn đang làm việc với một đối tác, hãy đảm bảo rằng mọi người đều có ý kiến đóng góp.
Bước 2. Tìm hỗ trợ
Trong một số lĩnh vực nghiên cứu, rất khó để thực hiện các thí nghiệm phức tạp nếu không tiếp cận với một số thiết bị và tài nguyên nhất định. Thiết bị khoa học đôi khi đắt tiền và khó kiếm. Nếu bạn đang học đại học, hãy nói chuyện với các giáo sư và nhà nghiên cứu, những người có thể giúp đỡ.
Nếu bạn không phải là sinh viên, hãy cân nhắc việc liên hệ với một giáo sư hoặc nghiên cứu sinh tại một trường đại học địa phương. Ví dụ, liên hệ với khoa vật lý nếu bạn muốn khám phá vật lý lý thuyết. Nếu một trường đại học đang nghiên cứu về lĩnh vực của bạn, nhưng nó ở xa, hãy cân nhắc gửi email
Bước 3. Ghi chú chính xác
Một lần nữa, thử nghiệm phải được lặp lại. Một người khác sẽ có thể làm bài kiểm tra giống như bạn và nhận được kết quả tương tự. Ghi lại chính xác mọi thứ bạn làm trong bài kiểm tra. Đảm bảo rằng tất cả dữ liệu đã được nhập.
Nếu bạn là một nhà khoa học, bạn có thể truy cập vào kho lưu trữ dữ liệu thô được thu thập trong quá trình nghiên cứu khoa học. Nếu các nhà khoa học khác cần thí nghiệm của bạn, họ có thể tra cứu nó trong kho lưu trữ hoặc yêu cầu dữ liệu từ bạn. Đảm bảo rằng bạn có thể cung cấp tất cả các chi tiết
Bước 4. Đánh giá kết quả
So sánh tất cả các dự đoán của bạn với nhau và với kết quả thử nghiệm. Tìm kiếm các mẫu. Hãy suy nghĩ xem liệu kết quả có chỉ ra điều gì mới không và liệu bạn có bỏ qua điều gì không. Bất kể dữ liệu có xác nhận giả thuyết của bạn hay không, hãy tìm các biến ẩn hoặc "ngoại sinh" ảnh hưởng đến kết quả.
Bước 5. Đặt sự chắc chắn
Nếu kết quả thực nghiệm không hỗ trợ giả thuyết, bác bỏ dự đoán là không chính xác. Nếu bạn có thể chứng minh một giả thuyết, thì lý thuyết của bạn sắp được xác nhận một bước nữa. Ghi lại các kết quả thí nghiệm càng chi tiết càng tốt. Nếu quy trình và kết quả thử nghiệm không thể lặp lại, thì thử nghiệm của bạn không hữu ích lắm.
- Đảm bảo kết quả không thay đổi mỗi khi thực hiện thử nghiệm. Lặp lại bài kiểm tra cho đến khi bạn chắc chắn.
- Có rất nhiều lý thuyết đã bị lãng quên sau khi bị bác bỏ bởi các thí nghiệm. Tuy nhiên, nếu lý thuyết mới của bạn giải thích được điều gì đó mà lý thuyết trước đó không thể giải thích được, thì đó có thể là một tiến bộ khoa học quan trọng.
Phần 3/3: Lý thuyết chấp nhận và mở rộng
Bước 1. Rút ra kết luận
Xác định xem lý thuyết của bạn có hợp lệ hay không và đảm bảo kết quả thực nghiệm có thể lặp lại. Lý thuyết đã được chấp nhận không thể bị tranh cãi với các công cụ và thông tin trong tầm tay. Tuy nhiên, đừng biến lý thuyết thành sự thật tuyệt đối.
Bước 2. Chia sẻ kết quả
Có lẽ bạn đã thu thập được rất nhiều thông tin trong quá trình chứng minh một lý thuyết. Khi bạn chắc chắn rằng kết quả thử nghiệm của bạn có thể lặp lại và kết luận của bạn là hợp lệ, hãy thử đưa lý thuyết của bạn vào một dạng mà người khác có thể học và hiểu. Vạch ra các quy trình bạn trải qua theo một thứ tự hợp lý. Đầu tiên, viết một bản "tóm tắt" tóm tắt lý thuyết, sau đó mô tả giả thuyết, quy trình thực nghiệm và kết quả. Cố gắng sắp xếp lý thuyết của bạn thành một chuỗi các luận điểm hoặc lập luận. Cuối cùng, kết thúc báo cáo bằng một kết luận.
- Giải thích cách bạn xác định câu hỏi, cách tiếp cận được thực hiện và cách nó được kiểm tra. Một báo cáo tốt có thể dẫn dắt người đọc đi qua những suy nghĩ và hành động có liên quan để đưa bạn đến một kết luận.
- Cân nhắc đối tượng. Nếu bạn muốn chia sẻ lý thuyết của mình với các đồng nghiệp trong cùng lĩnh vực, hãy viết một báo cáo chính thức giải thích kết quả của bạn. Cân nhắc gửi tác phẩm của bạn lên một tạp chí học thuật. Nếu bạn muốn các phát hiện của mình có thể truy cập công khai, hãy thử đưa lý thuyết của bạn vào một phương tiện dễ hiểu, chẳng hạn như sách, bài báo hoặc video.
Bước 3. Hiểu quy trình đánh giá ngang hàng
Trong cộng đồng khoa học, các lý thuyết thường không được coi là hợp lệ cho đến khi chúng được xem xét lại. Nếu bạn đưa những phát hiện của mình vào một tạp chí học thuật, các nhà khoa học khác có thể muốn xem xét chúng. Tức là họ sẽ kiểm tra, cân nhắc và lặp lại lý thuyết và quy trình đã đề xuất của bạn. Đánh giá của họ sẽ xác nhận lý thuyết của bạn, hoặc bác bỏ nó. Nếu lý thuyết vượt qua bài kiểm tra, những người khác có thể phát triển ý tưởng của bạn bằng cách áp dụng nó vào các môn học khác.
Bước 4. Tiếp tục lý thuyết của bạn
Quá trình suy nghĩ không cần phải dừng lại khi lý thuyết của bạn được chia sẻ. Khi viết báo cáo, bạn có thể bị buộc phải xem xét các yếu tố đã bị bỏ qua. Đừng ngại tiếp tục kiểm tra và sửa đổi lý thuyết cho đến khi bạn hài lòng. Có thể bạn cần nhiều nghiên cứu hơn, thử nghiệm nhiều hơn và một báo cáo khác. Nếu phạm vi lý thuyết của bạn đủ rộng, bạn có thể không xác định được toàn bộ các hàm ý.
