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과학적 탐구 방법

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by

병준 윤

on 23 May 2013

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Transcript of 과학적 탐구 방법

과학적 탐구 방법 연역적 탐구 방법 귀납적 탐구 방법 연역? 귀납? 논리 논리 (論理 logic) 올바른 판단이나 인식을 얻는 것을 목적으로 한 사고(thought)나

추론(reasoning)에 관한 법칙(principle) 추론(reasoning) 논리 추론 연역법 귀납법 변증법 연역법(演繹法 deductive method] 이미 알고 있는 하나 또는 둘 이상의 명제를 전제로 하여 명확히 규정된 논리적 형식들에 근거해 새로운 명제를 결론으로 이끌어내는 추리의 방법 장점
전제가 참이라면 결론은 확실히 참이 됨. 과학적 탐구 방법 연역적 탐구 방법 귀납적 탐구 방법 탐구 설계 탐구 수행 자료 해석 결론 도출 관찰 방법과
절차의 고안 관찰 수행 관찰 결과의 해석
및 결론 도출 문제 인식 자연 현상 문제 인식 가설 설정 ex) 사람은 죽는다.
소크라테스는 사람이다.
소크라테스는 죽는다.

확률파동으로 나타내진 것은 관측 전에 위치를 알 수 없다.
전자는 확률파동로 나타낸다.
전자는 관측 전에 위치를 알 수 없다. 귀납법(歸納法 inductive method) 개별적인 특수한 사실이나 현상에서 그러한 사례들이 포함되는 일반적인 결론을 이끌어내는 추리의 방법 ex) 철수, 영희, 길동은 사람이다.
철수, 영희, 길동은 죽는다.
모든 사람은 죽는다.

사과, 연필, 공은 물체이다.
사과, 연필, 공은 바닥으로 떨어진다.
모든 물체는 바닥으로 떨어진다. 한계
도출된 결론이 전제 안에 포함될 뿐 새로운 사실을 알아내는 것이 불가능함. ex) 전자의 위치를 관측전에 알 수 없다는 것은 확실히 참인 명제이지만 이것은 전자가 확률파동에 의해 서술되기 때문에 나타나는 현상일 뿐 새로운 사실이 아니다. 장점
새로운 사실을 알 수 있게 하는 것이 가능함. 한계
도출된 결론이 부정확함. (성급한 일반화의 오류) ex) 모든 물체는 바닥으로 떨어진다는 새로운 사실을 알 수 있음. 하지만 위로 올라가는 물체가 발견됬을 시에는 결론은 거짓이 됨. 변증법(辨證法 dialectic method) 정명제와 반명제를 사용하여 이들 모순되는 주장의 합명제를 찾거나 최소한 대화가 지향하는 방향의 질적 변화를 일구어내는 추리의 방법 ex) 개화를 해야 우수한 문물을 받아 문화가 발전한다. (정)
개화를 하지 말아야 우리의 문화를 지킬 수 있다. (반)
외국의 좋은 것은 받고 우리나라의 좋은 것은 지키자. (합)

빛은 파동이다. (정)
빛은 입자이다. (반)
빛은 파동성과 입자성을 동시에 같는다. (합) 일반 상대성 이론 물리학자 알베르트 아인슈타인(Albert Einstein)이 1916년에 발표한 이론. 큰 질량을 가진 물체는 빛을 휘게 한다! 빛은 중력장에 의해서 휜다!!! 빛은 중력을 가진 물체, 즉 질량을 가진 모든 물체에서 휜다. 그리하여 아서 에딩턴(Arthur Stanley Eddington)은 1919년 5월 29일에 서부 아프리카의 적도 기아나 해변에서 개기일식을 기다렸다. 그렇다면 우리 근처에 있는 질량이 매우 큰 물체는 !!! 바로 태양! 그러나 그 정도가 미미하여 질량이 매우 큰 물체에서 관측을 해야한다!
하지만 태양은 밝기 때문에 근처에 있는 별이 잘 보이지 않아 빛이 평소에는 휘는지 확인이 불가능함 ㅠㅠ
그렇다면 이 문제를 해결할 방법은???? 개기 일식을 이용!!!!!! 그리고 몇 장의 사진을 찍었는데.... 즉 일반 상대성 이론은 옳다!! 조화의 법칙(Harmonic Law) 천문학자 요하네스 케플러(Johannes Kepler)가 1619년에 발견한 법칙. 행성의 공전 궤도 긴 반지름의 세제곱(a^3)과 공전 주기의 제곱(P^2)이 비례한다는 법칙 . 후에 이 법칙은 뉴턴(Isaac Newton)이 만유인력 공식을 유도하는데 큰 도움을 줌. 특수상대성을 중력까지 확장한 개념으로 빛의 진로가 강한 중력의 장 속에서 굽어진다는 이론. 이 이론으로 단지 물리적 사건의 배경으로 인식 되었던 시공간이 엄연한 물리적 실체임을 깨닫게 해 줌. 공전주기와 장 반지름과의 관계는 어떻게 표현할 수 있을까? P?? a?? 행성들은 태양을 중심으로 일정한 공전

주기와 반지름을 가지며 타원 운동하고

있다. 각 행성들을 관측하여 장 반지름과 공전 주기를 측정하면 됨! 그래서 관측을 했는데.... 사실 케플러가 직접 관측한 것은 아니었다.. 케플러의 스승이자 공동 연구자인 티코 브라헤(Tycho Brahe)가 죽자 그가 남긴 자료를 넘겨 받은 것이 었다. 행성들의 공전 주기의 제곱(T^2)이

장 반지름의 3제곱(r^3)과 비례한다!!! 티코가 남긴 자료는 이러하였다. 이 데이터에서 주기와 거리만을 가지고 그래프를 그려보니... BONUS !!!!! 수학적 귀납법은

과연 귀납일까? 수학적 귀납법 (mathematical induction) 주어진 명제 P(n)이 모든 자연수에 대하여 성립함을 보이는 증명법.

n=1에 대해 성립하고, k와 k+1에 대해 각각 성립함을 보임. 명제 P(n)에 대하여

i P(1)은 참이다


ii P(k)가 참이면, P(k+1)도 참이다. 가설 설정이 들어감!!

= 연역법! 그럼 왜 귀납법일까?? 만약 우리가 수학적 귀납법을 쓰지 않는다면.. P(1), P(2), P(3)..... 이렇게 무한한 경우를 따져야 한다. 이 방식은 귀납법이지만 우리는 이렇게 쓸데없는 짓을 할 만큼 여유롭지 않다. 그래서 기존의 비효율적인 귀납법을 대신할 수학에서의 방법으로 나온 것이 바로... 수학적 귀납법!! 이렇게 수학적 귀납법은 연역법이지만 귀납법이라는 이름을 갖게 되었다. 질량을 가진 물체는 빛을 휘게 하는 물체이다. (대전제) ( assumption ) 태양은 질량을 가진 물체이다. (소전제) ( fact ) 태양은 빛을 휘게 하는 물체이다. (결 론) ( data ) 수성은 조화의 법칙을 따른다. 금성은 조화의 법칙을 따른다. 지구는 조화의 법칙을 따른다.
화성은 조화의 법칙을 따른다. 목성은 조화의 법칙을 따른다. 토성은 조화의 법칙을 따른다. ( data )
천왕성은 조화의 법칙을 따른다. 해왕성은 조화의 법칙을 따른다. 수성, 금성, 화성, 지구, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 행성이다. ( fact ) 모든 행성은 조화의 법칙을 따른다. ( conclusion ) 질량을 가진 모든 물체가 빛을 휘게 한다면 질량을 가진 어떤 물체는 빛을 휘게 해야 한다. 질량을 가진 어떤 물체가 빛을 휘게 하지 않았다. (ex 태양) 모든 물체가 다 빛을 휘게 하는 것은 아니다. (즉 일반상대성이론이 틀렸다.) data가 예측과 일치하지 않는다면? data가 예측과 맞으면

결론이 맞다고 확신할 수 있는가? 주의점 1 주의점 2 또 다른 가설을 설정해야 함! 수소와 헬륨이 있는 물체는 빛을 휘게 하는 물체이다. (대전제) ( assumption ) 태양은 수소와 헬륨을 가진 물체이다. (소전제) ( fact ) 태양은 빛을 휘게 하는 물체이다. (결 론) ( data ) 뭐지 ?????? 왜 이런 현상이 일어날까? 연역법을 사용했는데 결론이 이상하네? 답은 가정에 있다!! 질량을 가진 물체는 빛을 휘게 하는 물체이다. (대전제) ( assumption ) 태양은 질량을 가진 물체이다. (소전제) ( fact ) 태양은 빛을 휘게 하는 물체이다. (결 론) ( data ) 대전제 소전제 결 론 결 론(data) 소전제 (fact) 가정한 대전제 즉 가정이 맞을 가능성을 제시 할 뿐

가정이 맞는 것은 아니다. 이러한 경우를 생각해보자 2 0 7 2 2 윤 병 준 잘 보셨나요? 과학적 탐구 방법 이러한 사진이 찍혔다. 이 사진으로 에딩턴은

분석을 하였더니.. 원래 별의 위치 빛이 휨으로 보이는 별의 위치 빛이 휘었다 !!!!!!! 일반 상대성이론에 의하면

빛은 중력장에 의해 휘어진 공간을

따라 이동한다. 과연 빛은 중력장에 의해서 휠까? 전자는 관측 전에 위치를 알 수 없다. 확률파동으로 나타내진 것은 관측 전에 위치를 알 수 없다. 전자는 확률파동로 나타낸다. 대전제 소전제 결 론 P Q Q R P R R Q P 사과, 연필, 공은 바닥으로 떨어진다. 관측 사실 열거 사실 결 론 A,B,C Q A,B,C R Q R R Q C A B R Q C A B T 사과, 연필, 공은 물체이다. 모든 물체는 바닥으로 떨어진다. D A P Q R S T V 출처 http://navercast.naver.com/


http://terms.naver.com/index.nhn?mobile


http://www.google.com/imghp?hl=ko


http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9C%84%ED%82%A4%EB%B0%B1%EA%B3%BC:%EB%8C%80%EB%AC%B8
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