觀察
自然科學中的觀察是注意到或感知的行為或實例，也是從主要來源獲取信息。在生物中，觀察採用感官。在科學中，觀察還可以通過使用科學工具來涉及數據的感知和記錄。該術語還可以指科學活動期間收集的任何數據。觀察結果可以是定性的，即只能注意到財產的不存在或存在，或者如果通過計數或測量將數值附加到觀察到的現象上，則定量。
科學
- 問一個關於自然現象的問題
- 觀察現象
- 提出一個暫定回答問題的假設
- 預測尚未研究的假設的邏輯，可觀察的後果
- 通過實驗，觀察性研究，現場研究或模擬測試假設的預測
- 從實驗中收集的數據中得出結論，或修改假設或形成新的假設並重複該過程
- 寫下一種描述性觀察方法以及得出的結果或結論
- 擁有研究相同現象的經驗的同齡人評估結果
觀測在科學方法的第二和第五步中起作用。但是，對可重複性的需求要求不同觀察者的觀察可以是可比的。人類的印象是主觀的和定性的，使它們難以記錄或比較。開發了測量的使用，以允許在不同時間和地方，不同人的不同時間和地方進行觀察。該測量包括使用觀察結果將觀察到的現象與標准單位進行比較。標准單元可以是所有觀察者可以復製或共享的工件，過程或定義。在測量中，計數等於觀察值的標准單元數量。測量可將觀察結果降低到可以記錄的數字，並且在過程的分辨率下，導致相同數字的兩個觀察值相等。
人類感官受到限制，並且會在感知中出現錯誤，例如光學幻覺。開發科學儀器是為了幫助人類的觀察能力，例如稱重量表，時鐘，望遠鏡，顯微鏡，顯微鏡，溫度計，相機和磁帶記錄器，還可以轉化為可感知的形式事件，這些事件無法通過感官，例如指示劑，電壓染色器，電壓儀，電壓染料等感官。 ，光譜儀，紅外攝像頭，示波器，干涉儀，蓋革計數器和無線電接收器。
整個科學領域遇到的一個問題是，觀察結果可能會影響觀察到的過程，從而與未觀察到的過程不同。這稱為觀察者效應。例如，通常不可能檢查汽車輪胎中的氣壓而不會放出一些空氣，從而改變壓力。但是，在大多數科學領域，可以通過使用更好的儀器來減少觀察對微不足道的影響。
被視為一個物理過程本身，所有形式的觀察（人類或工具）都涉及放大，因此在熱力學上不可逆的過程中增加了熵。
悖論
在某些特定的科學領域，觀察結果取決於在日常觀察中並不重要的因素。這些通常用明顯的“悖論”來說明，其中事件從兩種不同的觀點觀察到，似乎違反了“常識”。
- 相對論：在涉及接近光速速度的相對論物理學中，發現不同的觀察者可以觀察到對象的長度，時間速率，質量和許多其他特性的不同值，取決於觀察者的速度相對於觀察者的速度物體。例如，在雙胞胎悖論中，一個雙胞胎在光速附近旅行，比待在家裡的雙胞胎年輕。這不是一個悖論：從相關對象移動的框架中測量時，時間會較慢。在相對論物理學中，必須始終通過指定觀察者的運動狀態（其參考框架）來限定觀察。
- 量子力學：在處理非常小物體的行為的量子力學中，不可能在不更改系統的情況下觀察系統，並且必須將“觀察者”視為觀察到的系統的一部分。孤立地，量子對象由通常存在於不同狀態的疊加或混合物中的波函數表示。但是，當進行觀察以確定對象的實際位置或狀態時，它總是在單個狀態下找到對象，而不是“混合物”。觀察過程的相互作用似乎將波函數“崩潰”到單個狀態。因此，導致這種波函數崩潰的孤立波函數與外部世界之間的任何相互作用稱為觀察或測量，無論它是否是故意觀察過程的一部分。
偏見
人類感官不像視頻攝像機那樣起作用，公正地記錄了所有觀察結果。人類的看法是通過一個複雜的，無意識的抽象過程發生的，在這種過程中，注意到和記住了傳入的感覺數據的某些細節，其餘的被遺忘了。保存的東西和扔掉的東西取決於心理學家稱為世界的內部模型或世界的代表，這是我們一生中建立的。數據安裝在此模式中。稍後，當事件被記住時，內存差距甚至可以通過“合理”數據填充，以適合模型。這稱為重建內存。給出各種感知數據的關注程度取決於內部價值系統，該系統判斷它對個人的重要性。因此，兩個人可以查看同一事件，並以完全不同的看法消失，甚至不同意簡單事實。這就是為什麼目擊者證詞眾所周知不可靠的原因。
下面給出了幾種更重要的觀測方式。
確認偏見
人類的觀察偏向於確認觀察者對世界的意識和無意識的期望和看法。我們“看到我們期望看到的”。在心理學中，這稱為確認偏見。由於科學研究的目的是發現新現象，因此這種偏見可以並且導致新發現被忽略了。一個例子是發現X射線。另一方面，這也可能導致對廣泛擁有的文化神話的科學支持，就像在20世紀初支持種族優勢觀念的科學種族主義中一樣。正確的科學技術強調仔細記錄觀察結果，將實驗觀測與從中得出的結論分開，以及盲人或雙盲實驗等技術，以最大程度地減少觀察偏見。
處理偏見
現代的科學儀器可以在將它們呈現給人類感官之前，尤其是使用計算機工具之前廣泛處理“觀察”，有時有一個問題，即數據處理鏈中的位置“觀察”結尾和“得出結論”開始。最近，這已成為科學期刊中論文中作為實驗數據發表的數字增強圖像的問題。這些圖像得到了增強，以提出研究人員想要強調的功能，但這也具有支持研究人員的結論的影響。這是一種難以量化的偏差形式。一些科學期刊已經開始為研究結果中允許哪種類型的圖像處理設定詳細標準。在處理前，計算機儀器通常會從傳感器中保留“原始數據”的副本，這是針對處理偏見的最終防禦，同樣，科學標準需要保留原始未增強的“原始”版本的圖像用作研究數據。
哲學
“始終觀察一切都是變化的結果，並習慣於認為大自然所愛的東西沒有什麼可以改變現有形式並製造出新形式的東西。”
-冥想。 iv。 36. - Marcus Aurelius