科學的方法
科學方法是一種經驗方法，用於獲取至少從17世紀起（以前幾個世紀中有一個著名的從業者）來獲得科學發展的知識；請參閱科學方法的文章歷史以獲取更多細節。）它涉及仔細觀察，應用嚴格的觀察鑑於認知假設會扭曲人們的觀察方式，對觀察到的事物的懷疑。它涉及基於此類觀察的歸納來提出假設；假設，實驗和基於測量的統計測試的可檢驗性的可檢驗性。基於實驗發現的假設的細化（或消除）。這些是科學方法的原理，與適用於所有科學企業的確定步驟區別開來。
儘管過程從一個詢問領域到另一個領域，但從一個字段到另一個字段的基礎過程通常是相同的。科學方法中的過程涉及做出猜想（假設解釋），從假設作為邏輯後果得出預測，然後根據這些預測進行實驗或經驗觀察。假設是一個猜想，基於在尋求問題的答案時獲得的知識。該假設可能非常具體，或者可能很廣泛。然後，科學家通過進行實驗或研究來檢驗假設。科學假設必須是可偽造的，這意味著可以確定實驗或觀察結果的可能結果，即與假設得出的預測相衝突。否則，該假設不能進行有意義的檢驗。
實驗的目的是確定觀察結果是否與假設中得出的期望一致或衝突。實驗可以進行從車庫到遠程山頂，再到CERN的大型強子對撞機的任何地方。但是，方法的公式化陳述很難。儘管科學方法通常以固定步驟序列表示，但它代表了一組一般原則。並非所有步驟都在每個科學詢問（也沒有相同的程度）中進行，並且它們並不總是以相同的順序。
歷史
科學史上的重要辯論關注的懷疑主義是可以肯定地知道的任何事物（例如弗朗西斯科·桑切斯的觀點），理性主義（尤其是雷內·笛卡爾（RenéDescartes ）的提倡），歸納主義，經驗主義（正如弗朗西斯·培根所主張的那樣艾薩克·牛頓（Isaac Newton ）及其追隨者和假設偏愛主義的突出是在19世紀初出現的。
19世紀出現了“科學方法”一詞，當時正在進行科學的重大製度發展，並在科學和非科學之間建立了明確的界限，例如“科學家”和“偽科學”。在整個1830年代和1850年代，當時培根主義很受歡迎，例如威廉·惠韋爾（William Whewell），約翰·赫歇爾（John Herschel），約翰·斯圖爾特·米爾（John Stuart Mill）等博物學家就“歸納”和“事實”進行了辯論，並專注於如何產生知識。在19世紀末和20世紀初，關於現實主義與反現實主義的辯論是在可觀察到的強大的科學理論之外進行的強大科學理論。
通過科學方法解決問題
“科學方法”一詞在二十世紀流行。杜威（Dewey）1910年的書《我們如何思考》啟發了流行準則，在詞典和科學教科書中彈出，儘管對其含義幾乎沒有共識。儘管二十世紀中葉的增長，但到1960年代和1970年代，托馬斯·庫恩（Thomas Kuhn）和保羅·菲耶本德（ Paul Feyerabend）等眾多有影響力的科學哲學家質疑了“科學方法”的普遍性，並在很大程度上取代了科學的概念。一種同質和普遍的方法，它是一種異質和當地實踐。尤其，保羅·菲耶本德（Paul Feyerabend）在1975年的《反對方法》的第一版中反對有任何普遍的科學規則。 Popper 1963，Gauch 2003和Tow 2010不同意Feyerabend的主張；問題解決者，研究人員在查詢期間應對他們的資源保持審慎。
後來的立場包括物理學家李·斯莫林（Lee Smolin ）的2013年論文“沒有科學方法”，其中他擁護兩種道德原則，以及科學的歷史學家丹尼爾·瑟斯（Daniel Thurs）在2015年著作《牛頓的蘋果》和其他關於科學的神話中，得出的結論是科學方法是神話，或者充其量是理想化。由於神話是信仰，正如塔萊布（Taleb）指出的那樣，它們受到敘事謬誤的影響。哲學家羅伯特·諾拉（Robert Nola）和霍華德·桑基（Howard Sankey）在其2007年的《科學方法理論》一書中說，關於科學方法的辯論仍在繼續，並認為Feyerabend儘管有反對方法的標題，但仍接受了某些方法規則，並試圖用元規則證明這些規則是合理的。方法。 Staddon（2017）認為，在沒有算法科學方法的情況下嘗試遵循規則是一個錯誤。在這種情況下，“最好通過例子理解科學”。但是，自Alhacen （1027） Optics和Galileo（1638）兩種新科學以來，已經使用了算法方法，例如通過實驗對現有理論的調解，並且測定者仍然是科學方法。他們與Feyerabend的立場相矛盾。
科學方法中無處不在的元素是經驗主義。這與嚴格的理性主義形式相反：科學方法體現了這樣的立場，即僅理性無法解決特定的科學問題。科學方法的強烈表述並不總是與經驗數據形式的經驗數據或其他抽象的知識形式形式提出的形式。然而，在當前的科學實踐中，通常接受科學建模和對抽像類型和理論的依賴。科學方法反駁說，啟示，政治或宗教教條，呼籲傳統，通常持有信仰，常識或當前持有的理論是證明真理的唯一可能手段。
經驗主義和科學方法的不同早期表達都可以在整個歷史中找到，例如與古老的斯托克斯（ Epicurus ），伊普利庫魯斯（Epicurus），阿爾哈森（ Alhazen） ，阿維森納（ Avicenna），艾爾·比魯尼（Al-Biruni），羅傑·培根（ Al-Biruni） ，羅傑·培根（ Roger Bacon ）和奧卡姆（Ockham）的威廉（William） 。從16世紀開始，弗朗西斯·培根（Francis Bacon）提倡實驗，並由Giambattista Della Porta ， Johannes Kepler和Galileo Galilei進行。弗朗西斯科·桑切斯（Francisco Sanches） ，約翰·洛克（John Locke ），喬治·伯克利（ George Berkeley ）和戴維·休姆（David Hume）的理論作品有特殊的發展。
從美國到歐洲的海上航行為CS Peirce提供了距離，以澄清他的想法，逐漸導致了假設的脫離模型。該模型於20世紀成立，自首次提出以來進行了重大修訂（有關更正式的討論，請參閱科學方法的§元素）。
概述
科學方法是進行科學的過程。與其他探究領域一樣，科學（通過科學方法）可以基於先前的知識，並對隨著時間的推移對研究主題有更複雜的理解。可以看出該模型是科學革命的基礎。
過程
總體過程涉及做出猜想（假設），從中得出預測作為邏輯後果，然後根據這些預測進行實驗，以確定原始猜想是否正確。但是，方法的公式化陳述很難。儘管科學方法通常以固定步驟序列表示，但這些動作被更好地視為一般原則。並非所有步驟都在每個科學詢問（也沒有相同的程度）中進行，並且並非總是以相同的順序完成。正如科學家兼哲學家威廉·惠韋爾（ William Whewell ，1794- 1866年）所指出的那樣，“發明，智慧，[和]天才都需要在每個步驟中。
提出問題
問題可以指的是特定觀察的解釋，例如“為什麼天藍色？”但是也可以是開放式的，例如“我如何設計藥物來治愈這種特殊疾病？”這個階段經常涉及從以前的實驗，個人科學觀察或斷言以及其他科學家的工作中找到和評估證據。如果答案已經知道，則可以提出基於證據的另一個問題。在將科學方法應用於研究時，確定一個好問題可能非常困難，它將影響調查的結果。
假設
假設是基於在製定問題時獲得的知識的猜想，可以解釋任何給定的行為。該假設可能非常具體。例如，愛因斯坦的等價原理或弗朗西斯·克里克（ Francis Crick ）的“ DNA MAKE RNA製成蛋白質”，或者可能很廣泛；例如，“未知的生命種類居住在未開發的海洋深處”。參見§假設發展
統計假設是關於給定統計人群的猜想。例如，人口可能是患有特定疾病的人。一個猜想可能是，新藥可以治愈該人群中某些人的疾病，例如在該藥物的臨床試驗中。零假設將猜想統計假設是錯誤的。例如，新藥什麼都沒做，並且人口中的任何治愈方法都會是由機會引起的（一個隨機變量）。
可以偽造的零假設的替代方法必須說，使用該藥物的治療程序比機會更好。為了測試用藥物的治療計劃比機會更好，設計了一部分人群（對照組）應不進行治療，而另一部分則應處理。然後， t檢驗可以指定經過處理的組的大小以及對照組的大小，以推斷每個組中的某些人群的某些治療方法是否導致了其中一些人的治療方法。研究人員又通過協議對這些小組進行了檢查。
強有力的推論可以替代地提出在隨機對照試驗中體現的多種替代假設，治療A，B，C，...（在具有不同劑量的盲目實驗中或生活方式變化等等，以便不引入確認偏向於特定的治療過程。可以使用道德考慮，以最大程度地減少未經處理的組中的數字，例如，使用每個組中幾乎所有治療方法，但分別不包括A，B，C，...作為對照。
預言
預測步驟推斷出在結果之前的假設的邏輯後果。這些預測是對測試結果的期望。如果結果已經知道，則可以將其視為接受或拒絕假設的證據。如果尚不知道預測性測試的實際結果，則證據也更加強大，因為可以排除對測試的篡改，也可以排除事後觀察偏見（請參閱dostdiction ）。理想情況下，預測還必須將假設與可能的替代方案區分開。如果兩個假設做出相同的預測，則觀察到正確的預測不是一個證據。 （這些關於證據相對強度的陳述可以使用貝葉斯的定理來數學得出）。
因此，應同時或在假設陳述之後簡要說明結果，但在已知實驗結果之前。
同樣，在執行測試之前，應在執行測試方面陳述測試協議。這些要求成為防止篡改的預防措施，並有助於實驗的可重複性。
測試
假設的合適檢驗將假設的檢驗與這些檢驗的實際結果進行了比較。然後，科學家（和其他人）可以通過進行合適的實驗來確保或丟棄其假設。
分析
分析從實驗的結果中決定了下一個要採取的動作。將替代假設檢驗的預期值與無效假設產生的預期值進行了比較（即現狀無差異的預測）。預期與實際之間的差異表明哪種假設更好地解釋了實驗中產生的數據。在重複多次實驗的情況下，可能需要進行統計分析，例如卡方檢驗，是否需要零假設。
來自其他科學家和經驗的證據可在此過程中的任何階段合併。根據實驗的複雜性，可能需要進行過程的迭代以收集足夠的證據以自信地回答問題，或者建立對高度特定問題的其他答案，以回答一個更廣泛的問題。
當證據偽造替代假設時，需要一個新的假設。如果證據不能確定地證明丟棄替代假設的合理性，則可以考慮替代假設的其他預測。務實的考慮因素，例如可以繼續查詢的資源，可能會指導調查的進一步課程。當假設的證據強烈支持假設時，可以進一步質疑，以深入了解所研究的更廣泛的詢問。
DNA示例
科學方法的基本要素通過以下示例（從1944年至1953年發生）來說明DNA結構：
- 問題：先前對DNA的研究確定了其化學成分（四個核苷酸），每個核苷酸的結構和其他特性。 DNA在1944年被Avery -Macleod -McCarty實驗鑑定為遺傳信息的載體，但是尚不清楚遺傳信息如何存儲在DNA中的機制。
- 假設： Linus Pauling ， Francis Crick和James D. Watson假設DNA具有螺旋結構。
- 預測：如果DNA具有螺旋結構，則其X射線衍射圖將是X形的。該預測是使用Cochran，Crick和Vand（由Stokes獨立）得出的螺旋變換的數學來確定的。該預測是一種數學結構，完全獨立於手頭的生物學問題。
- 實驗：羅莎琳德·富蘭克林（Rosalind Franklin）使用純DNA執行X射線衍射以產生照片51 。結果顯示X形。
- 分析：當沃森看到詳細的衍射模式時，他立即將其視為螺旋。然後，他和克里克（Crick）使用這些信息以及先前已知的有關DNA組成的信息，尤其是夏爾加夫（Chargaff）的基本配對規則。
該發現成為許多涉及遺傳物質的進一步研究的起點，例如分子遺傳學領域，並於1962年獲得諾貝爾獎。該示例的每個步驟均在文章後面更詳細地進行了詳細檢查。
其他組件
即使上述步驟的所有迭代已經完成，科學方法也包括所需的其他組件：
複製
如果無法重複實驗以產生相同的結果，則意味著原始結果可能是錯誤的。結果，單個實驗多次進行是常見的，尤其是當存在不受控制的變量或其他實驗誤差的指示時。對於重大或令人驚訝的結果，其他科學家也可以嘗試自己複製結果，尤其是如果這些結果對自己的工作很重要。在社會和生物醫學科學中，複製已成為一個有爭議的問題，在該科學中，對個人進行了治療。通常，實驗組得到治療，例如藥物，對照組得到安慰劑。 John Ioannidis在2005年指出，所使用的方法導致了許多無法複製的發現。
外部審查
同行評審的過程涉及專家對實驗的評估，他們通常會匿名發表意見。一些期刊要求實驗者提供可能的同行評審列表，尤其是如果該領域高度專業化。同行評審沒有證明結果的正確性，只是在審稿人看來，實驗本身是正確的（基於實驗者提供的描述）。如果工作通過同行評審，這可能需要審稿人要求的新實驗，則將在經過同行評審的科學雜誌上發表。發布結果的特定期刊表明工作的質量。
數據記錄和共享
科學家通常會謹慎記錄他們的數據，這是Ludwik Fleck （1896-1961）等提倡的要求。儘管通常不需要，但可能會要求他們向希望復制其原始結果（或原始結果的一部分）的其他科學家提供此數據，並擴展到可能難以獲得的任何實驗樣本的共享。參見§通訊和社區。
儀器
機構研究人員可能會獲得一項工具來制度化其測試。這些工具將使用對現實世界的觀察，這些觀察可能與他們的假設中得出的預測一致或可能與他們的預測相抵觸。因此，這些機構將研究功能降低到成本/收益，以金錢表示，而研究人員的時間和注意力則被花費在其選民的報告中。
當前的大型儀器，例如CERN的大型強子對撞機（LHC）， LIGO或國家點火設施（NIF），或國際空間站（ISS）或James Webb太空望遠鏡（JWST），預計數十億美元數十年來延長的美元和時間表。這類機構在國家甚至國際基礎上影響公共政策，研究人員將需要共同訪問此類機器及其輔助基礎設施。參見感知控制理論， §開環和閉環反饋
科學方法的要素
有不同的方法可以概述用於科學探究的基本方法。科學的科學界和哲學家通常就方法組成部分的以下分類達成共識。這些方法論要素和程序的組織往往比社會科學更具有實驗科學的特徵。但是，制定假設，測試和分析結果並製定新假設的循環將類似於下面所述的循環。
科學方法是一個迭代，週期性的過程，通過它不斷修訂信息。普遍認為，通過以下要素，不同的組合或貢獻來發展知識的進步：
- 特徵（探究主題的觀察，定義和測量）
- 假設（理論上的，假設的解釋和對象的測量值）
- 預測（來自假設或理論的歸納和演繹推理）
- 實驗（以上所有測試）
科學方法的每個元素都需要進行同行評審，以獲取可能的錯誤。這些活動並沒有描述科學家所做的所有事情，而是主要應用於實驗科學（例如物理學，化學，生物學和心理學）。上面的元素通常在教育系統中教授為“科學方法”。
科學方法不是一個食譜：它需要智力，想像力和創造力。從這個意義上講，它不是一組無意識的標準和程序，而是一個持續的周期，不斷地開發更有用，準確和全面的模型和方法。例如，當愛因斯坦（Einstein）發展了相對論的特殊和一般理論時，他沒有以任何方式駁斥牛頓的原則。相反，如果從愛因斯坦的理論中消除了天文學，羽毛和極快的羽毛 - 牛頓的所有現象，那麼牛頓的方程就是剩下的。愛因斯坦的理論是牛頓理論的擴展和改進，因此增加了對牛頓作品的信心。
上述四個點的迭代，務實的方案有時是作為程序的指南提供的：
- 定義一個問題
- 收集信息和資源（觀察）
- 形成解釋性假設
- 通過執行實驗並以可重複的方式收集數據來檢驗假設
- 分析數據
- 解釋數據並得出結論，這些結論是新假設的起點
- 發布結果
- 重新測試（其他科學家經常完成）
此分步方法中固有的迭代循環再次從點3到6回到3。
儘管該模式概述了一種典型的假設/測試方法，但包括Paul Feyerabend在內的許多哲學家，歷史學家和社會學家聲稱，科學方法的這種描述與科學實際實踐的方式幾乎沒有關係。
特徵
科學方法取決於對研究主題的越來越複雜的特徵。 （這些受試者也可以稱為未解決的問題或未知數。）例如，本傑明·富蘭克林（Benjamin Franklin）猜想，正確地認為，聖埃爾莫（St. Elmo）的火是本質上是電氣的，但是它已經進行了一系列的實驗和理論上的更改來確定這一點。在尋求受試者的相關特性的同時，仔細的思想也可能需要一些定義和觀察。觀察結果通常需要仔細的測量和/或計數。
系統的測量或相關數量計數的系統仔細收集通常是偽 - 史學（例如煉金術）和科學（例如化學或生物學）之間的關鍵差異。通常對科學測量進行表，繪製或映射，以及對它們進行的統計操作，例如相關性和回歸。測量可能是在受控的環境中進行的，例如實驗室，或以或多或少的無法接近或無法操縱的物體（例如恆星或人類種群）進行。這些測量值通常需要專門的科學儀器，例如溫度計，光譜儀，粒子加速器或電壓，並且科學領域的進度通常與它們的發明和改進密切相關。
我不習慣於僅一兩次觀察後可以肯定地說任何事情。
-安德里亞斯·維薩里烏斯（Andreas Vesalius） ，（1546年）
不確定
科學工作中的測量通常還伴隨著其不確定性的估計。通常通過對所需數量進行重複測量來估計不確定性。不確定性也可以通過考慮所使用的個體基本數量的不確定性來計算。由於數據收集限制，事物的計數，例如特定時間的人數，也可能存在不確定性。或計數可能代表所需數量的樣本，其不確定性取決於所使用的採樣方法和採集的樣品數量。
定義
測量需要使用相關數量的操作定義。也就是說，科學數量是通過如何測量的，而不是更含糊，不精確或“理想化”的定義來描述或定義的。例如，以安培測量的電流可以在操作上定義在一定時間內沉積在電化裝置中的電極上的銀質量，並在電化器件中描述了一些細節。事物的操作定義通常依賴於與標準的比較：“質量”的操作定義最終依賴於使用工件，例如在法國的實驗室中保存的特定鉑金iridium。
一個術語的科學定義有時與其自然語言使用範圍有很大不同。例如，質量和體重在普通話語中的意義重疊，但在力學中具有不同的含義。科學數量通常以其度量單位為特徵，後來可以用傳統的物理單位來描述，在傳達工作時。
有時在意識到某些術語以前沒有得到充分明確定義之後，有時會開發新的理論。例如，阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）關於相對論的第一篇論文首先定義同時性和確定長度的手段。艾薩克·牛頓（Isaac Newton）跳過了這些想法：“我沒有定義時間，空間，地點和動作，這是所有人都知道的。”然後，愛因斯坦的論文證明它們（即，絕對時間和長度與運動無關）是近似值。弗朗西斯·克里克（Francis Crick）警告我們，當描述一個主題時，在不被理解時定義某些內容可能為時過早。在克里克（Crick）對意識的研究中，他實際上發現研究視覺系統中的意識更容易，而不是研究自由意志。他的警示例子就是基因。在沃森（Watson）和克里克（Crick）開創了DNA結構之前，該基因對此知之甚少。花很多時間在基因的定義上，這是適得其反的。
DNA-ChaCterization
DNA結構發現的歷史是科學方法元素的一個經典例子：在1950年，眾所周知，遺傳遺傳具有數學描述，從Gregor Mendel的研究開始，DNA包含遺傳信息（奧斯瓦爾德·艾弗里（Oswald Avery）的轉變原則）。但是，在DNA中存儲遺傳信息（IE，基因）的機制尚不清楚。劍橋大學Bragg實驗室的研究人員製作了各種分子的X射線衍射圖片，從鹽晶體開始，然後開始使用更複雜的物質。從幾十年來，從其化學成分開始，使用艱苦的線索組裝，確定應該可以表徵DNA的物理結構，X射線圖像將是車輛。 .. 2. DNA-hypothes
另一個例子：汞的進步
表徵元素可能需要擴展和廣泛的研究，甚至需要幾個世紀。從迦勒底人，印度，波斯語，希臘語，阿拉伯語和歐洲天文學家進行了數千年的測量，才能充分記錄地球的運動。牛頓能夠將這些測量結果包括在其運動定律的後果中。但是，正如萊弗里爾（ Leverrier）在1859年指出的那樣，牛頓的運動定律（請參閱右圖）表現出無法完全解釋的動物，無法完全解釋。阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）發生的一件事可能是對他的一般相對論理論的早期檢驗。他的相對論計算比牛頓理論更接近觀察。差異約為每一世紀的43弧秒。
假設發展
假設是對現象的建議解釋，或者是一項合理的建議，表明一組現象之間或之間可能存在相關性。
通常，假設具有數學模型的形式。有時，但並非總是可以將它們提出為存在性陳述，並指出所研究現象的某些特定實例具有某些特徵和因果解釋，這些解釋具有普遍性陳述的一般形式，並指出該現象的每個實例都有一個特殊的特徵。
科學家可以自由使用他們擁有的任何資源 - 自己的創造力，其他領域的思想，歸納推理，貝葉斯推斷等 - 想像正在研究現象的可能解釋。阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）曾經觀察到“現象與其理論原則之間沒有邏輯上的橋樑”。查爾斯·桑德斯·皮爾斯（Charles Sanders Peirce） ，從亞里士多德（ Aristotle ）借了一頁（先前的分析， 2.25 ），描述了詢問的初期階段，這是通過“懷疑的刺激”來冒險，以冒險出現合理的猜測，是綁架推理。科學的歷史充滿了科學家聲稱“靈感閃爍”或直覺的故事，然後促使他們尋找證據來支持或反駁他們的想法。邁克爾·波蘭尼（Michael Polanyi）使這種創造力是他討論方法論的核心。
假設的成功或對科學服務的成功不僅在於其感知的“真理”，還是取代，包含或減少前任思想的力量，而是更多的能力，即刺激將闡明的研究的能力...禿頭假設和模糊的領域。
-威廉·格倫（William Glen）， 《大規模滅絕辯論》
一般而言，科學家傾向於尋找“優雅”或“美麗”的理論。科學家經常使用這些術語來指出遵循已知事實的理論，但仍然相對簡單易於處理。 Occam的剃須刀是在一組同樣解釋的假設中選擇最理想的經驗法則。
為了最大程度地減少通過填寫單個假設而導致的確認偏差，強有力的推論強調了娛樂多種替代假設的必要性。
DNA-hypothes
Linus Pauling提出DNA可能是三重螺旋。弗朗西斯·克里克（Francis Crick）和詹姆斯·D·沃森（James D. Watson）也考慮了這一假設，但被丟棄了。當沃森（Watson）和克里克（Crick）得知鮑林（Pauling）的假設時，他們從現有數據中了解到鮑林（Pauling）是錯誤的。鮑林很快就會承認他在這種結構上的困難。因此，比賽正在弄清楚正確的結構（除了鮑林在比賽中沒有意識到自己還沒有意識到） ..3。 DNA預測
假設的預測
任何有用的假設都將通過包括演繹推理在內的推理來實現預測。它可以預測實驗環境中實驗的結果或自然界中現象的觀察。該預測也可以是統計的，只處理概率。
目前未知測試這樣的預測的結果至關重要。只有在這種情況下，成功的結果才會增加假設是正確的概率。如果結果已經知道，則稱為結果，在制定假設時應該已經考慮。
如果無法通過觀察或經驗來訪問預測，則該假設尚不可檢驗，因此在嚴格的意義上將保持在某種程度上。新技術或理論可能使必要的實驗可行。例如，雖然關於其他智能物種的存在的假設可能會以科學的推測令人信服，但沒有已知的實驗可以檢驗這一假設。因此，科學本身對這種可能性無話可說。將來，一種新技術可能允許進行實驗測試，然後猜測將成為公認科學的一部分。
DNA預測
詹姆斯·沃森（James D. Watson） ，弗朗西斯·克里克（Francis Crick）等人假設DNA具有螺旋結構。這意味著DNA的X射線衍射模式將是“ X形”。這一預測是由科克倫，克里克和范德的工作（由斯托克斯獨立）的工作。 Cochran-Crick-Vand-Stokes定理為經驗觀察提供了數學解釋，即從螺旋結構中衍射會產生X形模式。
沃森（Watson）和克里克（Crick）在第一篇論文中還指出，他們提出的雙螺旋結構提供了一種簡單的DNA複製機制，並寫作：“尚未逃脫我們的注意到，我們假設的特定配對立即提出了遺傳的可能複制機制材料”。 ..4。 DNA實驗
另一個例子：一般相對論
愛因斯坦的一般相對論理論對時空的可觀察結構進行了幾個特定的預測，例如重力場中的光彎曲，並且彎曲的量以精確的方式取決於該引力場的強度。亞瑟·埃丁頓（Arthur Eddington ）在1919年日食期間的觀察結果支持了一般相對論，而不是牛頓的引力。
實驗
一旦做出預測，就可以通過實驗來尋求它們。如果測試結果與預測相矛盾，則需要提出質疑的假設並變得不那麼持續。有時，與關鍵實驗相比，實驗進行了錯誤或設計不是很好。如果實驗結果證實了預測，則認為假設更可能是正確的，但仍然是錯誤的，並且繼續進行進一步的測試。實驗控制是一種處理觀察誤差的技術。該技術在不同條件下使用多個樣本，觀測值或種群之間的對比，以查看變化或保持相同的變化。我們改變了測量行為的條件，以幫助隔離發生的變化。然後，米爾的佳能可以幫助我們弄清楚什麼是重要因素。因子分析是發現效果重要因素的一種技術。
根據預測，實驗可以具有不同的形狀。它可能是實驗室環境，雙盲研究或考古發掘的經典實驗。即使從紐約到巴黎的平面也是一個實驗，該實驗測試了用於構建平面的空氣動力學假設。
科學家對那些實驗的人採取了開放和問責制的態度。詳細的記錄保存至關重要，以幫助記錄和報告實驗結果，並支持程序的有效性和完整性。他們還將協助再現其他可能的實驗結果。在確定地球進攻的價值時，可以在Hipparchus （190-120）的工作中看到這種方法的痕跡，而在Al-Battani （公元853 - 929年）的作品中可以看到受控的實驗和。 Alhazen （965–1039 CE）。
DNA實驗
沃森（Watson）和克里克（Crick）向倫敦國王學院（King's College）的團隊 -羅莎琳德·富蘭克林（Rosalind Franklin） ，莫里斯·威爾金斯（ Maurice Wilkins ）和雷蒙德·高斯林（Raymond Gosling）展示了DNA結構的最初（和不正確） 。富蘭克林立即發現了與水含量有關的缺陷。後來，沃森看到了富蘭克林的詳細X射線衍射圖像，顯示出X形，並能夠確認結構是螺旋的。這使沃森（Watson）和克里克（Crick）的模型建設重新點燃，並導致了正確的結構。 ..1。 DNA-ChaCterization
評估和改進
科學方法是迭代的。在任何階段，都可以完善其準確性和精度，以便某些考慮將使科學家重複該過程的早期部分。未能開發有趣的假設可能會導致科學家重新定義正在考慮的主題。假設未能產生有趣且可檢驗的預測可能導致假設或受試者的定義重新考慮。實驗未能產生有趣的結果可能導致科學家重新考慮實驗方法，假設或對象的定義。
到1027年，基於Alhazen根據光的折射測量，能夠推斷出外層空間比空氣密度較低，即：“天堂的身體比空氣的身體稀有”。在1079年，伊本·穆阿德（Ibn Mu'adh）的《暮光之城論文》（Ibn Mu'adh）的論文能夠根據太陽的射線大氣折射來推斷地球的大氣層厚50英里。
其他科學家可以開始自己的研究並在任何階段進入該過程。他們可能會採用特徵並提出自己的假設，或者可以採用假設並推斷出自己的預測。通常，實驗不是由做出預測的人進行的，並且表徵是基於其他人進行的實驗。已發布的實驗結果也可以作為預測其自身可重複性的假設。
DNA深思
經過相當多的徒勞的實驗，沃森和克里克能夠通過其持續的持續進行灰心，沃森和克里克能夠通過構成核苷酸的物理形狀的混凝土建模來推斷DNA的基本結構。他們的指導是由Linus Pauling和Rosalind Franklin的X射線衍射圖像推斷出的鍵長。 .. DNA示例
確認
科學是一家社會企業，當科學界確認科學工作時，科學工作往往會被科學界接受。至關重要的是，科學界的其他人必須重現實驗和理論結果。研究人員為這一願景獻出了生命。喬治·威廉·里奇曼（Georg Wilhelm Richmann）試圖複製本傑明·富蘭克林（ Benjamin Franklin）的1752風箏飛行實驗時，被Ball Lightning （1753）殺死。
為了防止不良科學和欺詐數據，政府研究授予機構（例如國家科學基金會）和包括自然和科學在內的科學期刊的政策，研究人員必須對其數據和方法進行存檔，以便其他研究人員可以測試數據和數據方法並基於以前的研究。科學數據歸檔可以在美國或世界數據中心的幾個國家檔案館進行。
科學探究
科學探究通常旨在以科學家可以用來預測未來實驗結果的可檢驗解釋的形式獲得知識。這使科學家能夠更好地了解正在研究的主題，後來又利用該理解來干預其因果機制（例如治癒疾病）。做出預測的解釋越好，它越經常有用，並且它將繼續越有可能與替代方案更好地解釋證據。最成功的解釋 - 在廣泛的情況下解釋和做出準確預測的解釋通常稱為科學理論。
大多數實驗結果不會在人類的理解中產生很大的變化。理論科學理解的改善通常是由於隨著時間的流逝的逐步發展過程而有時是跨科學領域的逐漸發展的。科學模型在經過實驗測試以及在科學界接受了多長時間以及接受的程度方面有所不同。總的來說，隨著證據積累，解釋會隨著時間的流逝而被接受，而所討論的解釋比其在解釋證據方面的替代方案更強大。隨後的研究人員經常會隨著時間的流逝重新形成解釋，或者結合解釋以產生新的解釋。
TOW根據應用於科學技術的進化算法來看到科學方法。參見ceteris paribus和mutatis mutandis
科學探究的特性
科學知識與經驗發現密切相關，如果新的實驗觀察與發現的結果不相容，則可能仍被偽造。也就是說，由於可以發現新的有問題的證據，因此無法將理論視為最終。如果發現了這種證據，可以提出一種新理論，或者（更常見的是）發現對先前理論的修改足以解釋新證據。理論的強度與它持續多長時間有關，而沒有重大改變其核心原則（請參閱不變解釋）。
理論也可以被其他理論所包含。例如，牛頓的法律幾乎完美地解釋了對行星的科學觀察數千年。但是，這些定律隨後被確定為更通用理論（相對論）的特殊情況，該案例解釋了牛頓定律（以前無法解釋的）例外，並預測和解釋了其他觀察結果，例如重力偏轉光的偏轉。因此，在某些情況下，可以將獨立的，無關的，科學觀察結果聯繫在一起，並通過增加解釋力的原則統一。
由於新理論可能比它們之前的理論更全面，因此能夠比以前的理論更多地解釋，因此，繼任理論可以通過解釋比其前任更大的觀察結果來達到更高的標準。例如，進化論解釋了地球上生命的多樣性，物種如何適應其環境以及在自然世界中觀察到的許多其他模式。它最近的主要修改是與遺傳學統一以形成現代進化合成。在隨後的修改中，它還涵蓋了許多其他領域（例如生物化學和分子生物學）的方面。
信念和偏見
科學方法通常指示在可能的情況下在受控條件下檢驗假設。在某些領域，例如在生物科學中，這通常是可能的，而在其他領域，例如天文學。
實驗控制和可重複性的實踐可以具有減少情況和個人偏見的潛在有害影響的作用。例如，預先存在的信念可以改變結果的解釋，例如確認偏見。這是一種啟發式言論，它帶領一個具有特殊信念的人將事物視為增強他們的信念，即使另一個觀察者可能會不同意（換句話說，人們傾向於觀察他們期望觀察到的一切） 。
人們的思想行動對懷疑的刺激感到興奮，並且在獲得信仰時停止。
- CS Peirce ，如何使我們的想法清晰（1877）
一個歷史性的例子是相信，一匹疾馳的馬的腿在沒有腿的腿碰到地面上，以至於其支持者將其包含在繪畫中。但是， Eadweard Muybridge的第一匹馬疾馳的第一張停止圖片表明這是錯誤的，而腿則聚集在一起。
發揮作用的另一個重要人類偏見是偏愛新的，令人驚訝的陳述（請參閱對新穎性的吸引力），這可能導致尋找新的是真實的證據。通過不太嚴格的啟發式來說，可以相信並採取行動不佳的信念。
Goldhaber和Nieto在2010年發表了這樣的觀察結果，即如果通過連接理論概念來描述具有許多緊密相鄰主題的理論結構，那麼理論結構就會獲得魯棒性，這使得越來越困難（儘管絕對不可能）顛覆”。當敘述構建時，其元素變得更容易相信。
弗萊克（Fleck），1979年，第1頁。 27筆記：“言語和想法最初是與它們同時發生的經歷的語音和心理等效。...最初，這種原始界總是過於廣泛且專業化。...一旦結構完整，完整的意見體系包括在內已經形成了許多細節和關係，它為與之矛盾的任何事物提供了持久的抵抗。”有時，這些關係具有先驗性的元素，或者在最終產生的過程中包含一些其他邏輯或方法論缺陷。唐納德·M·麥凱（Donald M.
科學探究模型
古典模型
科學探究的經典模型源自亞里士多德，他區分了近似和精確推理的形式，列出了外展外，演繹和歸納推理的三重方案，並處理了化合物形式，例如通過類比來推理。
假設左右模型
假設脫離模型或方法是對科學方法的建議描述。在這裡，假設的預測是核心：如果您假設該假設是正確的，那麼後果會帶來什麼後果？
如果隨後的實證研究並未證明這些後果或預測與可觀察到的世界相對應，則該假設可以得出是錯誤的。
務實模型
1877年，查爾斯·桑德斯·皮爾斯（Charles Sanders Peirce ，1839 - 1914年）將詢問的特點總的來說，不是追求真理本身的追求本身，而是努力擺脫刺激性，抑制性的懷疑，出於驚喜，分歧，類似等，並達到安全信念，這種信念是，一個人準備採取行動。他將科學詢問作為更廣泛的範圍的一部分進行了構想，並且像詢問一樣，實際上是疑問，不僅僅是言語或雙曲線懷疑，這是他毫無結果的。他概述了從最少到最成功的下令解決意見的四種方法：
- 堅韌的方法（堅持最初的信念的政策）帶來了舒適性和果斷性，但導致試圖忽略相反的信息和其他人的觀點，就好像真理是本質上是私人的，而不是公共的。它違背了社會衝動，並且很容易失敗，因為當另一個人的意見與自己的初步意見一樣好時，可能會注意到一個人可能會注意到。它的成功可以發光，但往往是短暫的。
- 權威方法 - 克服了分歧，但有時是殘酷的。它的成功可能是雄偉而長壽的，但是它不能完全徹底抑制懷疑，尤其是當人們了解其他社會的現在和過去時。
- 先驗方法的方法 - 促進合規性不那麼殘酷，但促進了諸如口味的觀點，在對話和觀點上的比較中，就“有意義的理由”而言。因此，這取決於範式中的時尚，並且隨著時間的流逝而圓圈。它更具智力和受人尊敬，但是像前兩種方法一樣，它具有偶然的和反复無常的信念，使某些思想對此進行了懷疑。
- 科學方法 - 詢問認為自己是可誤犯的方法，並故意測試自己，批評，糾正和改善自身。
皮爾斯認為，緩慢，絆腳石的比例在實際問題上可能危險地偏離本能和傳統情緒，並且科學方法最適合理論研究，而這些研究反過來又不應被其他方法和實際目的所束縛。原因的“第一規則”是，要學習，人們必須渴望學習，並且作為推論，不得阻止詢問方式。科學方法最終被故意設計出來，最終以最成功的實踐可以基於最安全的信念來使其他人脫穎而出。從人們不是尋求真理本身而是為了征服刺激性，抑制性疑問的想法開始，Peirce展示瞭如何通過鬥爭來為了信仰的正直而屈服於真理，尋求真理作為真理的指導正確地實現其給定的目標，並將自己與科學方法聯繫起來。
對於皮爾斯來說，理性的探究意味著關於真理和真實的前提。有道理的是，作為推理者自我調節的原則，前提（至少是希望）是可發現的，並且獨立於我們的意見變化。以這種方式，他將真理定義為對其對象的標誌對應關係（尤其是一個命題），並且務實地不是作為某些有限的，有限的社區的實際共識（例如，詢問是對專家進行調查） ，但是作為所有調查人員遲早會達成的最終意見，但如果他們從不同的角度開始，他們也不可避免地會推動調查。同時，他將真實定義為真實標誌的對象（對於對像是一種可能性，質量，現實或野蠻的事實，必要性或規範或法律），這是獨立於任何有限社區的意見，並且在務實上是獨立於此的。 ，僅取決於有足夠調查的最終意見。這是到達您或我或給定有限社區的真相本身的目的地。因此，他的探究理論歸結為“做科學”。那些真理和真實的概念涉及一個社區的觀念，既沒有明確的限制（因此在必要方面可能是自我校正的），並且能夠確定的知識增加。作為推論，“邏輯植根於社會原則”，因為從某種意義上說，它取決於一個無限的角度。
Peirce特別關註解釋的產生，將科學方法概述為在有目的的周期中的三種推論的協調，旨在解決疑問，如下所示（在“被忽視的參數”中，除非另有說明）：
- 綁架（或翻新）。猜測，推斷說解釋性假設，以選擇那些最值得嘗試的假設。從綁架中，皮爾斯根據測試將歸納歸因於假設中真理的比例。每個詢問，無論是在思想，蠻橫的事實還是規範和法律中，都源於一個或多個領域中令人驚訝的觀察結果（例如，在已經進行的調查的任何階段）。理論的所有解釋性內容均來自綁架，它猜測一個新的或外部的想法以一種簡單，經濟的方式來解釋令人驚訝或合理的現象。通常，即使是準備好的頭腦也會猜錯。但是，我們猜測的成功遠遠超過了運氣的巨大，似乎是由生成或固有的本能誕生的，尤其是在最佳猜測方面是最佳猜測，從意義上講是最佳的合理和簡單的， “便捷和自然“，就像伽利略自然而然的理性光，與“邏輯簡單”不同。綁架是最肥沃但最不安全的推理方式。它的一般理由是歸納的：它的成功頻率很大，沒有它，就沒有足夠的希望對新真理進行足夠的加快詢問（通常是多代）。協調方法是從累積合理假設的導致方法來判斷其可檢驗性以及其試驗將如何節省詢問本身的方法。皮爾斯稱他的實用主義為“綁架邏輯”。他的務實的格言是：“考慮哪些可能具有實用軸承的影響，您想像的是您的概念的對象。他的實用主義是一種通過將任何概念的含義等同於其對象的構想效果的可疑實際含義，從而使概念上的混亂的一種方法- 一種實驗性心理反思的方法，以形成假設並有助於測試它們。它有利於效率。該假設是不安全的，需要具有至少導致心理測試的實際含義，並且在科學中，將自己借給科學測試。一個簡單但不可能的猜測，如果毫無疑問地測試虛假性，則可能首先屬於測試。猜測是本質上值得測試的，如果它具有本能的合理性或合理的客觀概率，雖然主觀的可能性，雖然是理性的，但可能是誘人的。可以為策略性地選擇猜測，以進行審判（Peirce作為二十個問題的遊戲為例），廣度和不及格性。人們可以希望只發現這段時間會通過學習者的足夠經驗來揭示的那個時候，所以重點是加快它。可以說，研究經濟要求飛躍並控制其藝術。
- 扣除。兩個階段：
- 就職。歸納規則的長期有效性可以從原則（通常對推理的前提）的原則（通常）的原則中推論，即實際調查只是最終意見的對象；任何沒有這樣的過程都不會實現的任何事情都是不可能的。涉及正在進行的測試或觀察結果的誘導遵循的方法足夠持久地將其誤差降低到任何預定程度以下。三個階段：
不變解釋
在2009年的TED演講中，Deutsch闡述了科學解釋的標準，該標準是為了製定不變的人：“陳述一種解釋（公開，以後，以後可以通過其他人來驗證和驗證），它仍然是不變的[面對明顯變化的情況，面對明顯的變化，新信息或意外條件]”。
- “一個不好的解釋很容易改變。”
- “尋找難以多餘的解釋是所有進步的起源”
- “真理由關於現實的難以多種斷言是關於物理世界的最重要事實。”
作為現實科學敘述的基本方面的不變性長期以來一直是科學哲學的一部分：例如，弗里德爾·溫納特（Friedel Weinert）的著作《哲學家》（The Scientist）作為哲學家（2004年）指出，從1900年開始，許多著作中都有這個主題的存在，例如作品，例如作品亨利·龐卡（HenriPoincaré，1902年），恩斯特·卡西爾（ Ernst Cassirer ，1920年），馬克斯·伯恩（1949和1953），保羅·迪拉克（1958），奧利維爾·科斯塔·德·博雷加德（Olivier Costa de Beauregard）（1966年），尤金·威格納（ Eugene Wigner），尤金·韋格納（Eugene Wigner），勞倫斯·斯克拉爾（1974），邁克爾·弗里德曼（1974），邁克爾·弗里德曼（Michael Friedman（Michael Friedman ）（ 1983年），約翰· D·諾頓（1992），尼古拉斯·麥克斯韋（Nicholas Maxwell）（1993），艾倫·庫克（Alan Cook ）（1994），阿利斯泰爾·卡梅隆·克蘭比（Alistair Cameron Crombie）（1994 ），瑪格麗特·莫里森（Margaret Morrison）（1995），理查德·菲恩曼（Richard Feynman ），理查德·菲恩曼（Richard Feynman）（ 1997 ）莫德林（2002） 。
溝通和社區
通常，科學方法不僅由一個人使用，而且是由幾個直接或間接合作的人採用的。這種合作可以被視為科學界的重要因素。在這種環境中使用了各種科學方法論。
同行評估評估
科學期刊使用同行評審的過程，其中科學期刊的編輯將科學家的手稿提交給（通常是一到三到三個，通常是匿名的）熟悉該領域進行評估的科學家。在某些期刊中，期刊本身選擇了裁判。在其他方面（尤其是非常專業的期刊），手稿作者可能會推薦裁判。裁判可能會也可能不建議出版，或者他們可能建議在另一篇期刊上進行建議的修改或有時出版的出版。該標準是通過不同的期刊在各種程度上實踐的，並且可以使文獻保持無明顯的錯誤並通常提高材料的質量，尤其是在最嚴格使用標準的期刊中。同行評審過程在考慮傳統科學範式之外的研究時可能會有局限性：“集體思維”的問題可能會干擾一些新研究的開放且公平的審議。
文檔和復制
有時，由於各種原因，實驗者可能會在實驗過程中犯系統錯誤，而脫離標準方法和實踐（病理科學），或者在極少數情況下，故意報告錯誤的結果。有時，因此，其他科學家可能會嘗試重複實驗以復制結果。
存檔
研究人員有時會實踐科學數據歸檔，例如遵守政府資助機構和科學期刊的政策。在這些情況下，可以保留其實驗程序，原始數據，統計分析和源代碼的詳細記錄，以提供該程序的方法和實踐的證據，並協助任何潛在的未來嘗試重現結果。這些程序記錄也可能有助於提出新實驗以檢驗假設的概念，並可能對可能檢查發現潛在實際應用的工程師有用。
數據共享
當需要在研究之前需要其他信息時，可能會要求研究的作者提供它。他們可能會提供它，或者如果作者拒絕共享數據，則可以向發表研究的期刊編輯或資助研究的機構提出上訴。
限制
由於科學家無法記錄實驗中發生的所有事實，因此報告了其明顯相關性的事實。如果質疑一些無關緊要的特徵，這可能不可避免地會導致問題。例如，海因里希·赫茲（Heinrich Hertz）沒有報告用於測試麥克斯韋方程式的房間的大小，後來證明了結果的小偏差。問題在於，該理論本身的一部分需要假定選擇和報告實驗條件。因此，觀察結果有時被描述為“理論上”。
複雜系統科學
應用於復雜系統的科學可能涉及跨學科，系統理論，控制理論和科學建模等因素。聖達菲研究所研究這樣的系統； Murray Gell-Mann通過消息傳遞將這些主題互連。
某些生物系統（例如參與本體感受的生物系統）是通過工程技術進行了成果建模的。
通常，科學方法可能很難嚴格應用於多樣化的互連繫統和大型數據集。特別是，大數據中使用的實踐（例如預測分析）可能被認為與科學方法不符，因為某些數據可能已被剝奪了參數，這些參數可能是替代性假設中的重要假設的重要性。因此，被剝離的數據僅用於支持預測分析應用中的零假設。弗萊克（Fleck）1979 ，第38–50頁說：“科學發現仍然不完整，而沒有考慮條件的社會實踐”。
哲學和科學社會學
分析哲學
科學哲學探討了科學方法的基礎邏輯，是將科學與非科學區分開來的，以及科學中隱含的倫理。有一些基本的假設，源自至少一位著名科學家的哲學，這是科學方法的基礎 - 即，現實是客觀且一致的，即人類具有準確感知現實的能力，並且存在對元素的理性解釋。現實世界。這些方法論自然主義的這些假設構成了科學基礎的基礎。邏輯實證主義者，經驗主義者，偽造主義者和其他理論批評了這些假設，並給出了對科學邏輯的替代敘述，但每個人本身也受到了批評。
托馬斯·庫恩（Thomas Kuhn）在科學革命的結構中研究了科學的歷史，並發現科學家使用的實際方法與當時的方法顯著不同。他對科學實踐的觀察本質上是社會學的，並且不談論科學在其他時代和其他文化中的實踐。
諾伍德·羅素·漢森（Norwood Russell Hanson） ，伊姆雷·拉卡托斯（Imre Lakatos）和托馬斯·庫恩（ Thomas Kuhn）在觀察的“理論”特徵上做了廣泛的工作。漢森（Hanson，1958）首先創造了一個術語，即所有觀察結果都取決於觀察者的概念框架，並使用格斯塔爾特的概念展示了先入為主如何影響觀察和描述。他開放了第1章，討論了高爾基體及其作為染色技術的人工製品的最初拒絕，以及對婆羅門和開普勒觀察黎明的討論，儘管存在相同的生理現象，也看到了黎明，並看到了“不同的”日出。 Kuhn和Feyerabend承認漢森作品的開創性意義。
庫恩說，在設計和進行實驗以進行經驗觀察之前，科學家通常會牢記一個理論，並且“從理論到測量的途徑幾乎永遠不會向後傳播”。對於庫恩來說，這意味著如何檢驗理論是由理論本身的性質決定的，這使庫恩認為“一旦專業採用了該理論...它尚未通過”。
後現代主義和科學戰爭
Paul Feyerabend類似地研究了科學的歷史，並被否認科學是一種方法論過程。他在反對方法的書中認為，科學進步並不是應用任何特定方法的結果。從本質上講，他說，對於任何特定的科學方法或規範，人們可以找到一個歷史性的事件，違反了它有助於科學的進步。因此，如果信徒以科學的方式表示希望表達一個普遍有效的規則，Feyerabend開玩笑地暗示，應該是“任何事情”。但是，這是不經濟的。諸如Feyerabend之類的批評導致了強大的計劃，這是科學社會學的激進方法。
後現代主義的科學批評本身就是激烈爭議的主題。這場正在進行的辯論被稱為科學戰爭，是後現代主義和現實主義營地之間價值觀和假設相互衝突的結果。後現代主義者斷言，科學知識只是另一種話語（在這種情況下，該術語具有特殊的含義），而不是代表任何形式的基本真理，但科學界的現實主義者堅持認為，科學知識確實揭示了現實的真實和基本真理。科學家已經撰寫了許多書籍，這些書籍處理了這個問題，並挑戰了後現代主義者的主張，同時捍衛科學是一種合法的方法。
人類學和社會學
在人類學和社會學上，在拉圖爾和伍爾加的學術科學實驗室進行了現場研究之後， Karin Knorr Cetina對兩個科學領域（即高能量物理學和分子生物學）進行了比較研究，得出的結論是，這兩種科學實踐和理性實踐和推理科學社區的不同之處在於介紹“認知文化”的概念，這與所謂的“科學方法”是獨特而統一的概念矛盾。將“認知文化”與弗萊克（Fleck）進行比較1935年， 《思想集體》（ Denkkollektiven ）： Entstehung und entwicklung einer einer wissenschaftlichen tatsache：einfǖhrungin die lehre dehre vom denkstil und denkstil und denkkollektiv fleck 1979 ，p。 XXVII認識到事實有終生，只有在孵化期之後才蓬勃發展。他選擇的調查問題（1934年）是“那麼，這個經驗事實是如何起源的，什麼是什麼？”。但是到Fleck 1979，第27頁，各個領域內的思想集體將不得不確定共同的專業術語，發布其結果，並使用共同的術語與同事進行進一步的交流，以進行進步。
與數學的關係
科學是收集，比較和評估所提出的模型與可觀察物的過程。模型可以是模擬，數學或化學公式，也可以是一組提出的步驟。科學就像數學一樣，兩個學科的研究人員都試圖將發現的知識與發現的每個階段所知。科學和數學的模型都必須在內部保持一致，並且應該是可偽造的（能夠引起的）。在數學中，尚未證明聲明；在這樣的階段，該陳述將被稱為猜想。但是，當聲明獲得數學證據時，該聲明就會贏得一種不朽的數學家，而數學家則高度珍視，並且一些數學家奉獻了生命。
數學工作和科學工作可以互相啟發。例如，時間的技術概念在科學中出現，永恆是數學主題的標誌。但是今天，龐加萊的猜想已被用作時間作為數學概念證明，在該概念中可以流動（請參閱RICCI流）。
然而，數學與現實之間的聯繫（因此在描述現實的程度上，科學）仍然晦澀難懂。尤金·維格納（Eugene Wigner）的論文是數學在自然科學中的不合理效力，是對諾貝爾獎獲獎物理學家問題的眾所周知的敘述。實際上，一些觀察者（包括一些著名的數學家，例如格雷戈里·查廷（Gregory Chaitin ），以及其他觀察家，例如拉科夫（Lakoff）和努涅斯（Núñez ）），這表明數學是從業者偏見和人類限制（包括文化上的）的結果，有點像後現代主義者科學的觀點。
喬治·帕利亞（GeorgePólya）在解決問題方面的工作，數學證明的構建以及啟發式方面表明，數學方法和科學方法的細節有所不同，同時在使用迭代或遞歸步驟方面相互類似。
| 數學方法 | 科學的方法 | |
|---|---|---|
| 1 | 理解 | 經驗和觀察的表徵 |
| 2 | 分析 | 假設：擬議的解釋 |
| 3 | 合成 | 推論：假設預測 |
| 4 | 審查/擴展 | 測試和實驗 |
在Pólya的看來，理解涉及用您自己的話來重述陌生的定義，訴諸幾何形象，並質疑我們所知道的和不知道的知識； Pólya從Pappus獲得的分析涉及自由和啟發式的合理論據，從目標向後進行工作，並製定了製定證據的計劃；合成是證明分步細節的嚴格歐幾里得博覽會；審查涉及重新考慮和重新檢查結果以及所採取的途徑。
伊姆雷·拉卡托斯（Imre Lakatos）在帕莉亞（Pólya）的工作的基礎上說，數學家實際上使用矛盾，批評和修訂作為改善工作的原則。以科學的方式，尋求真理的地方，但在證據和反駁中找不到確定性，拉卡托斯試圖確定的是，非正式數學的定理不是最終或完美的。這意味著我們不應該認為定理最終是正確的，只是還沒有發現反例。一旦反例，即找到與定理相矛盾/未解釋的實體，我們會調整定理，可能會擴大其有效性的域。這是通過證明和反駁的邏輯和過程，我們的知識積累的連續方式。 （但是，如果給出了數學分支的公理，這將創建一個邏輯系統 - Wittgenstein 1921 Tractatus邏輯 - 哲學5.13; Lakatos; Lakatos聲稱，來自這種系統的證據是在內部進行了術語，即通過邏輯上為真，是通過重寫形式，如Rettring Forms所示，如下所示。 Poincaré演示了將重言式真實形式（即歐拉的特徵）轉化為同源性代數或更抽象的形式的技術。）
Lakatos根據Polya的啟發式觀念提出了數學知識的描述。在證明和駁斥中，拉卡托斯給出了一些基本規則，以查找猜想的證明和反例。他認為數學“思想實驗”是發現數學猜想和證據的有效方法。
當被問及他如何達成定理時，高斯曾經回答“ Durchssiges tattonieren”（通過系統的可觸覺實驗）。
與統計的關係
當科學方法將統計數據用作其武器庫的關鍵部分時，存在數學和實際問題，這些問題可能會對科學方法的產出的可靠性產生有害影響。約翰·艾奧尼迪斯（John Ioannidis）在2005年流行的科學論文“為什麼大多數發表的研究發現是虛假的”中描述了這一點，該論文被認為是遷移領域的基礎。在MetaScience上進行了許多研究，旨在確定對統計數據的不良使用並改善其使用情況。參見預註冊（科學）#rationale
提出的特定點是統計的（“在科學領域進行的研究越小，研究結果的真實可能性就越小”，“在科學領域，設計，定義，結果和分析模式的靈活性越大，則越多，研究結果的真實可能性就越小。”）和經濟（“科學領域的財務和其他利益和偏見越大，研究結果的真實可能性就越小”和“科學領域越熱（因此，隨著更多的科學團隊的涉及），研究結果的真實可能性就越小。”）因此：“大多數研究結果對於大多數研究設計和大多數領域都是錯誤的，”和“如圖所示，大多數現代生物醫學研究都在運行在真正的發現前後概率非常低的地區。”但是：“然而，大多數新發現將繼續源於假設的研究，以低或非常低的研究賠率，這意味著*新*的發現將來自研究，當該研究開始時，該研究的研究很低或非常非常。成功的賠率（低或非常低的機會）成功。因此，如果使用科學方法來擴展知識的前沿，則研究對主流之外的領域將產生最新的發現。請參閱：示例信息，誤報和假否定的預期價值，測試統計量以及I型和II類錯誤
機會在發現中的作用
據估計，在所有科學發現中，有33％至50％的發現是偶然發現的，而不是尋找。這可以解釋為什麼科學家經常表達他們很幸運。路易斯·巴斯德（Louis Pasteur ）以著名的話“運氣有利於準備好頭腦”，但一些心理學家已經開始研究在科學背景下為運氣做好準備的含義。研究表明，科學家被教授了傾向於利用機會和意外的各種啟發式方法。這就是納西姆·尼古拉斯·塔勒布（Nassim Nicholas Taleb）所說的“抗差異”。儘管面對人類錯誤，人類偏見和隨機性，一些調查系統是脆弱的，但科學方法不僅具有抵抗力或強度 - 實際上在許多方面受益於這種隨機性（它是反危機）。塔勒布認為，系統越反向碎片，它在現實世界中的繁榮越多。
心理學家凱文·鄧巴（Kevin Dunbar）說，發現過程通常始於研究人員在實驗中發現錯誤。這些意外的結果使研究人員試圖修復他們認為方法中的錯誤。最終，研究人員認為該錯誤太持久和系統性而無法成為巧合。因此，科學方法的高度控制，謹慎和好奇的方面使其非常適合識別這種持續的系統錯誤。在這一點上，研究人員將開始考慮有關錯誤的理論解釋，經常尋求跨不同專業領域的同事的幫助。
也可以看看
- 扶手椅理論- 分析或綜合現有獎學金的實踐而沒有新的主要研究
- 偶然性- 既不是始終是真實也不總是錯誤的命題的狀態
- 科學中的經驗限制- 知識僅出現/主要來自感官經驗
- 循證實踐- 務實的方法論
- 模糊邏輯- 有關模糊性推理的系統
- 信息理論- 數字信息的科學研究
- 邏輯- 正確推理的研究
- 方法論- 研究方法的研究
- MetaScience - 科學科學研究
- 操作- 研究設計過程的一部分
- 定量研究- 所有用於經驗事實數值表示的程序
- 科學修辭
- 皇家動物磁性委員會- 1784年法國科學機構
- 科學法- 基於反复的經驗觀察的陳述，描述了某些自然現象
- 社會研究- 社會科學家進行的研究
- 強有力的推論- 科學哲學概念強調了對替代假設的需求
- 可檢驗性- 可以測試假設/聲明的真理或虛假性的程度
- 無監督的學習- 機器學習範式
- 驗證主義- 哲學學說
問題和問題
- 描述性科學- 用於描述所研究現象的特徵
- 設計科學- 一種系統的設計形式
- 科學中的整體主義- 強調複雜系統研究的研究方法
- 垃圾科學- 被認為是虛假的科學數據
- 認知偏見清單- 判斷中偏離規範或合理性的系統偏差模式
- 規範科學- 科學方面
- 哲學懷疑主義- 質量的觀點，質疑知識或確定性的可能性
- 刺激的貧困- 語言論點
- 歸納問題- 歸納推理是否導致確定知識的問題
- 偽科學- 不科學的主張被錯誤地呈現為科學
- 參考類問題- 估計概率時問題
- 複製危機- 觀察到無法再現科學研究
- 懷疑的假設- 質疑知識或確定性的哲學觀點
- 不確定- 科學哲學的思想