El mètode científic: etapes, hipòtesis, lleis i mesures

El mètode científic

El mètode científic és la manera de treballar que s'utilitza a partir del segle XVII per investigar els fenòmens que es produeixen a la natura [1]. Aquest procés es divideix principalment en vuit etapes i s'acompanya de les regles de mesura de magnituds [1, 2].

1. Observació: consisteix a dedicar una atenció detinguda a un objecte o fenomen per estudiar-lo tal com es presenta en la realitat, aplicant tots els sentits [3, 4].

2. Cerca i selecció d'informació: implica recopilar dades de fonts fiables com monografies, revistes especialitzades, recursos audiovisuals, pàgines web o entrevistes a científics, havent de referenciar totes les fonts utilitzades [3-5].

3. Enunciació d'hipòtesis: consisteix a formular una suposició explicativa sobre com es produeix el fenomen [3, 5]. Perquè una hipòtesi sigui vàlida, ha d'enunciar-se de manera clara i precisa i ha de poder-se comprovar o rebutjar mitjançant un experiment [6-8]. Una hipòtesi vàlida pot resultar veritable o falsa després de la comprovació experimental [7-9].

4. Experimentació: consisteix a reproduir el fenomen en condicions controlades que es puguin repetir i modificar, o bé realitzar un treball de camp recollint dades sobre el terreny [3, 9, 10]. En un experiment s'identifiquen la variable independent (la que es modifica voluntàriament), la variable dependent (la que varia en funció de la independent) i la variable controlada o control (el factor que es manté fix) [11, 12].

5. Interpretació dels resultats: implica registrar les dades en taules i representar-les en gràfiques per deduir-ne una relació o fórmula matemàtica que les generalitzi.

6. Formulació de lleis: una hipòtesi confirmada passa a ser una llei, que pot ser qualitativa (definida només per un enunciat, com el principi de conservació de l'energia) o quantitativa (expressada amb fórmules matemàtiques, com la segona llei de Newton o la llei del pèndol) [16-18].

7. Formulació de teories i models: una teoria és una llei generalitzada o conjunt de principis que abraça un ampli conjunt de fets (com la teoria atomicomolecular), mentre que un model és una representació simplificada d'un fenomen per facilitar-ne l'estudi (com els models atòmics o el model heliocèntric).

8. Elaboració d'un informe: serveix per comunicar la recerca a la comunitat científica mitjançant un article estructurat en encapçalament, resum (abstract), objecte de la recerca, introducció/treballs previs, mètode experimental, resultats/conclusions i referències bibliogràfiques [2, 13, 21].

Mesures i magnituds

• Una magnitud és qualsevol propietat d'un fenomen, cos o substància que es pot expressar quantitativament amb un nombre i una unitat de mesura [2].
• Mesurar és comparar una magnitud amb un patró anomenat unitat per veure quantes vegades la conté [22].
• Una unitat ha de complir els requisits de ser constant (no varia segons la persona o les condicions ambientals), universal i reproduïble [22-24].
• El Sistema Internacional d'Unitats (SI) defineix set unitats bàsiques: longitud (metre, m), massa (quilogram, kg), temps (segon, s), temperatura termodinàmica (kelvin, K), intensitat de corrent (ampere, A), intensitat lluminosa (candela, cd) i quantitat de substància (mol, mol), a partir de les quals es dedueixen les unitats derivades com la velocitat (m/s) [25, 26].
• Segons les regles ortogràfiques, els noms de les unitats s'escriuen en minúscula, els seus símbols no porten punt ni plural, i només s'utilitza majúscula en el símbol quan deriva d'un nom propi [25, 27].
• Per expressar quantitats grans o petites s'empren múltiples i submúltiples, realitzant les conversions d'unitats mitjançant factors de conversió [28-31].
• La notació científica permet representar xifres de manera senzilla i rigorosa multiplicant un número entre 1 i 9 per una potència de 10 [31, 32].
• Tota mesura pot contenir errors (sistemàtics o aleatoris), per la qual cosa s'ha d'expressar indicant la seva incertesa i el nombre correcte de xifres significatives, aplicant les regles d'arrodoniment oportunes [33-36].