BİLİMSEL ÇALIŞMA YÖNTEMİ NEDİR BASAMAKLARI

BİLİMSEL ÇALIŞMA YÖNTEMİ
Fizik bilimiyle ilgilenen bilim insanları, birtakım bilimsel bilgilere ulaşırken planlı ve sistemli bir şekilde çalışırlar. Bu süreçte fizikle ilgili ilkelere, kanunlara ve teorilere ulaşırken bilimsel çalışma yöntemi olarak bilinen bir yol izlerler. Bir bilim insanının kullandığı bilimsel yöntem, diğer bir bilim insanı tarafından kullanılan bilimsel yöntemden farklı olabilir. Bilimsel bir yöntemin aşamaları aşağıdaki gibi sıralanabilir.
1. Problemi belirlemek.
2. Gözlem yaparak veri toplamak.
3. Verilere dayanarak hipotez kurmak.
4. Deneylerle hipotezi sınamak.
5. Gözlem ve deney verilerine göre sonuca varmak.

Herhangi bir araştırmada genellikle yukarıda belirtilen sıralama takip edilmekle birlikte bazı durumlarda araştırmanın doğasına göre bu sıralama değiştirilebilir. Bilimsel yöntem; bilimsel olarak tanımlanan problemlerin, konuyla ilgili olan diğer bilim insanlarının kabul edebileceği şekilde çözülmesi olarak tanımlanabilir. Bu şekilde, incelenen olayla ilgili akla uygun olan nedensonuç ilişkileri ortaya konulmaya çalışılır.

 1. Problemi Belirlemek
Bilimsel çalışmalar çevremizdeki olayları anlamak için sorular sormakla başlar. Öncelikle hangi soruya cevap araştırıldığı belirlenmelidir. Güneş ışıkları dünyaya nasıl ulaşır? Işık nasıl yayılır? Ses dalgaları hava sıcaklığından etkilenir mi? gibi gözlem yapılacak hedef ve alan belirlenerek bir sonraki basamağa geçilmelidir.

2. Gözlem Yaparak Veri Toplamak
Bir olay üzerinde yapılan bilimsel çalışmada "gözlem" ve "deney" önemli basamaklardır. Fizik, araştırdığı tüm doğa olaylarında ve ortaya koyduğu tüm kanunlarda bu iki basamağı hassasiyetle kullanmıştır. Gözlem; bir olayla ilgili duyu organları veya araç ve gereçler kullanılarak yapılan incelemelerdir. Fizikle ilgili bir olay iki tür gözlem yapılarak incelenir. Bunlar "nitel gözlem" ve "nicel gözlem"dir. Nitel gözlem; herhangi bir ölçme aracı kullanmadan beş duyu organı kullanılarak yapılan gözlem çeşididir. Nitelik belirtirler. Objektifliği ve kesinliği yoktur. Örneğin aynı odada bulunan iki kişiden birisi "oda sıcak", diğerinin ise "oda soğuk" demesi, bir paketi kaldıran bir adamın "bu paket 2 kg gelir" demesi, bir öğrencinin çaydanlıktaki suya dokunarak veya sudan çıkan buharı gözlemleyerek "çaydanlıktaki su sıcaktır" demesi nitel bir gözlemdir. Nicel gözlem; duyu organları ile birlikte ölçme araçları da kullanılarak yapılan gözlem çeşididir. Yapılan ölçümler sonucunda sayısal veriler elde edilir. Örneğin "Çaydanlıktaki suyun sıcaklığı 100 ºC dır", "Açık hava basıncı deniz seviyesinde 76 cm-Hg dir." Nicelik belirtir. Duruma ve kişiye göre değişmez. Bilimsel önem taşır. Güvenilir bir gözlemdir. Bilimde en çok kullanılan gözlem çeşididir. Yukarıdaki örneklerden de anlaşıldığı gibi nitel gözlemler kişiler arasında farklılık gösterebilirken, nicel gözlemler daha objektiftir. Bu yüzden bilimsel bir çalışma sırasında nicel gözlemlere daha fazla ağırlık verilir. Bilim insanları yaptıkları bilimsel denemelerin türüne bağlı olarak, nicel ve nitel gözlemlerden her ikisini de aynı zamanda bir arada kullanabilirler. Fizikle ilgili incelenen bir olaya etki eden veya etmeyen faktörleri yalnızca gözlem yaparak belirleyebilmek her zaman mümkün olmayabilir. Bu gibi durumlarda fizikçiler, doğal ortamda veya laboratuvarda birtakım deneyler yaparak veriler toplarlar. Kontrollü koşullar altında araç ve gereçler kullanarak yapılan işlem ve gözleme deney denir.

3. Verilere Dayanarak Hipotez Kurmak
Hipotez; bilimsel bir problemin verilere dayalı olarak kurulan geçici çözüm yoludur. Bilimsel bir hipotez, incelenen probleme bir ölçüde cevap verebilmeli, eldeki tüm verileri içermeli ve bir takım deneylerle geçerli olup olmadığı test edilebilmelidir. Bilim insanları, çalışmaları boyunca sürekli olarak veri toplarlar ve bu verilere dayalı olarak birtakım açıklamalar yaparlar. Bilim insanları topladıkları verilere bağlı olarak inceledikleri problemi çözebilmek için önce bir dizi hipotez kurarlar.

4. Deneylerle Hipotezi Sınamak
Hipotezler kurulduktan sonra sürekli bir "test etme" sürecine tabi tutulur. Bundan sonra kontrollü deneyler yapılarak hipoteze dayalı tahminlerin ve hipotezin geçerliliği ve doğruluğu araştırılır. Bu süreçte bazı hipotezler deneysel olarak güçlü destek bularak önem kazanırken bazılarının ise geçerli olmadığı sonucuna varılır. Deneyler sonucunda hipotezin doğru olmadığı anlaşılırsa ikinci basamağa geri dönülerek yeni bir hipotez kurulmalıdır.

5. Gözlem ve Deney
Verilerine Göre Sonuca Varmak Doğruluğu ispatlandığında hipotezin sonuç raporu yayınlanarak ilgili herkese duyurulur. Bir doğa olayının veya bir problemin çözümlenme süreci bu şekilde gerçekleşir. Kontrollü deneyler sonucunda hipotez doğrulanırsa sonuçlar "bilimsel gerçek" olarak kabul edilir. Gerçek, herkes tarafından kabul edilen bilgilere denir. Gerçek benzer olayların tümü için genellenebiliyorsa "kanun" olur. Kontrollü deneyler sonunda hipotez ispatlanamaz ancak, yeni gerçekle desteklenirse "teori (kuram)" olarak adlandırılır. Rölativite teorisi buna örnek olarak verilebilir. Bir fizikçi, fizik biliminin sınanabilir, sorgulanabilir, yanlışlanabilir ve delillere dayandırılabilir olduğunu bilir. Aynı zamanda bilimsel bir bilginin her zaman mutlak doğru olmadığını unutmadan doğada gerçekleşen olayları inceleyerek bu olayların hem sebeplerini hem de sonuçlarını açıklamaya çalışır. Bu nedenle bir fizik olayının olası sebepleri ve oluş tarzları için ileri sürülen açıklamalar, teori veya yasa statüsünde bile olsa her zaman kesin yani mutlak doğru olmaz. Bunlar zaman içinde aynı olayla ilgili elde edilebilecek yeni bilimsel verilere bağlı olarak değişebilir. Örneğin; ilk bilim insanlarından biri olan Aristoteles (Aristo) ağır cisimlerin hafif cisimlerden daha önce yere düştüğünü ileri sürmüştür. Daha sonra aynı konu üzerinde çalışmalar yapmış olan Galileo (Galile) tarihi Pisa kulesinin tepesinden hafif ve ağır iki cismi aynı anda serbest düşmeye bırakmış ve yaklaşık olarak aynı sürede yere ulaştıklarını gözlemiştir. Zaman içerisinde cisimlerin düşme süreleri üzerinde havanın kaldırma kuvveti ve direncinin etkili olduğu ortaya çıkmıştır. Bu bilgilerden hareketle boşlukta bütün cisimlerin aynı anda yere düşecekleri sonucuna ulaşılmıştır.