Nous expliquons ce qu’est l’expérimentation scientifique, à quoi elle sert et ses caractéristiques. De plus, les types qui existent et quelques exemples.
Qu’est-ce que l’expérimentation scientifique ?
L’ expérimentation scientifique est la méthode ou les méthodes utilisées par les chercheurs (en particulier les sciences dites dures ou factuelles) pour tester leurs hypothèses concernant un phénomène ou un objet étudié.
Elle est l’une des étapes de la démarche scientifique et repose sur l’étude de certains phénomènes observés dans la nature ou dans l’environnement contrôlé du laboratoire. L’expérimentation consiste à exposer le phénomène ou l’objet étudié à certaines variables afin d’expliquer ou de prédire des résultats ou des causes et des conséquences.
L’expérimentation est utilisée par les scientifiques pour démontrer comment certains phénomènes naturels d’intérêt se produisent. Pour cela, ces phénomènes doivent être reproduits en laboratoire, en contrôlant toutes les variables, afin de démontrer qu’une hypothèse n’est pas le fruit du hasard, mais d’une loi universelle.
Il existe des expériences complexes, étudiées depuis des années, et des expériences plus simples, qui permettent une vérification ou une réfutation rapide de l’hypothèse proposée . Tous sont réalisés dans des sciences telles que la biologie , les mathématiques , la chimie et la physique . Par exemple : l’expérimentation qui est menée pour trouver la solution à un problème ou l’expérimentation qui est menée pour trouver le remède à une maladie.
Une expérience scientifique sera valide si toutes les étapes de la méthode scientifique sont suivies. La méthode scientifique est une procédure utilisée en science pour étudier un phénomène de manière objective et vérifiable, et se compose de certaines étapes : observation et pose de problème, formulation d’hypothèses, expérimentation et analyse de données et conclusions . La méthode scientifique est apparue au 17ème siècle lors des révolutions scientifiques qui ont amené avec elle l’ âge moderne (appelé l’âge de la raison) et s’est perfectionnée au cours du 19ème siècle jusqu’à aujourd’hui.
L’expérimentation scientifique utilise la technologie et différents domaines de connaissances pour atteindre le plus haut degré de contrôle et d’observation des phénomènes qu’elle reproduit, afin qu’elle puisse parvenir à une compréhension approfondie de ce qui se passe dans la nature . Le résultat de ces expériences peut alors être publié et étudié par d’autres scientifiques, qui, s’ils répètent l’expérience, devraient obtenir des résultats similaires, puisqu’il s’agit de faits vérifiables et non de coïncidences.
Voir aussi: Méthode analytique
A quoi sert l’expérimentation scientifique ?
L’expérimentation est le principal moyen de vérifier les connaissances hypothétiques des scientifiques, c’est-à-dire que c’est la principale méthode pour distinguer les théories valides des théories invalides. C’est extrêmement important parce que c’est l’une des procédures nécessaires pour pouvoir générer de nouvelles connaissances dans le domaine de la science .
L’expérimentation est une étape très importante au sein de la méthode scientifique car elle permet de tester une hypothèse et de vérifier si ce que l’on croit est valable et se produit dans tous les cas ou si, au contraire, des résultats sont produits qui n’expliquent pas un phénomène en général. tous les cas. En expérimentation , des études de terrain sont menées et, dans le cas où l’hypothèse n’est pas prouvée, elle doit être écartée et une nouvelle hypothèse doit être formulée.
Ce type de procédure est apparu avec l’apparition de la méthode scientifique, qui a connu son développement avec le physicien et philosophe italien Galileo Galilei au XVIe/XVIIe siècle. Dans les temps anciens, la science était conduite par le raisonnement et la pensée logique formelle , de sorte que les phénomènes naturels recevaient une interprétation conforme aux croyances de l’époque.
La possibilité d’expérimenter conduit à la vérification factuelle et empirique des phénomènes de la nature . Le philosophe anglais Francis Bacon était un autre scientifique du XVIe siècle qui cherchait à mettre de côté les connaissances obtenues par déduction pour rechercher une vérification empirique par l’expérimentation.
Le recours à l’expérimentation est essentiel pour le développement autonome de la science et de la technologie , car il permet une meilleure compréhension du fonctionnement des êtres vivants et du monde qui les entoure. L’expérimentation permet la découverte de techniques et de processus pour le développement de diverses sciences et disciplines , telles que la médecine, la technologie, la biologie, l’agriculture , les mathématiques, l’ archéologie , parmi beaucoup d’autres.
Caractéristiques de l’expérimentation scientifique
Pour être considérée comme vraie, l’expérimentation scientifique doit être :
- Vérifiable . D’autres scientifiques doivent pouvoir réaliser la même expérience dans les mêmes conditions et obtenir le même résultat.
- Méthodique . Aucun élément de l’expérimentation ne peut être laissé au hasard, l’expérimentation est une démarche qui doit se dérouler de manière ordonnée et toutes les variables en jeu doivent être prises en compte.
- Objectif . L’opinion ou les sentiments du scientifique, ni ses points de vue personnels, ne peuvent être pris en compte, mais il doit y avoir une description objective de ce qui s’est passé.
- Vrai . Les résultats de l’expérience doivent être acceptés et respectés, qu’ils soient attendus ou non, et en aucun cas ils ne peuvent être falsifiés.
Types d’expérimentation scientifique
Il existe deux types d’expérimentation selon le but poursuivi :
- expérimentation déterministe . Ce sont ces expériences dans lesquelles la confirmation d’une hypothèse est poursuivie, c’est-à-dire qu’elles cherchent à démontrer ou à réfuter un principe scientifique précédemment formulé.
- Expérimentation aléatoire . Ce sont ces expériences dans lesquelles le résultat à obtenir est inconnu, puisque l’expérimentation est simplement effectuée pour découvrir ce qui se passe, c’est-à-dire pour élargir ce que l’on sait sur un sujet spécifique.
Exemples d’expérimentation scientifique
Certains cas dans lesquels l’expérimentation scientifique est utilisée sont:
- Contrôle vaccinal . Les vaccins sont des préparations administrées aux humains et aux animaux pour générer une immunité contre une maladie. Avant de commencer à inoculer des individus, il faut prouver que les vaccins sont sûrs et efficaces pour prévenir ou réduire les risques d’une maladie. Pour cela, le vaccin doit être testé par des groupes de personnes ou d’animaux (selon les cas) pour observer le degré de succès du médicament.
- Détermination de l’âge géologique . Pour savoir combien de temps s’est écoulé depuis la formation de certains fossiles, une expérience scientifique est menée dans laquelle des traces de carbone 14 (un isotope du carbone) restant dans les restes fossiles sont mesurées. Ce processus est appelé datation au radiocarbone et est largement utilisé par l’archéologie.
- Découverte de la pasteurisation . La pasteurisation est un processus dans lequel un liquide est soumis à des températures élevées pour éliminer les agents pathogènes qu’il peut contenir. Cette procédure a été découverte par le chimiste français Louis Pasteur, après une série d’expériences dans lesquelles il a cherché la production de boissons fermentées, comme le vin, sans altérer leur goût ou leurs propriétés. Ses expériences consistaient à exposer des boissons à différents degrés de température et à vérifier comment un type de levure affectant la qualité du vin était éliminé.
- Développement de la pénicilline . La pénicilline est un antibiotique formé par une sorte de champignon qui permet l’élimination des bactéries . La pénicilline a été découverte par le scientifique anglais Alexander Fleming qui, de retour de vacances, a observé comment un champignon avait agi contre une culture bactérienne dans son laboratoire. À partir de là, des tests et des expériences ont été effectués pour isoler la substance que la moisissure sécrète, qui est celle qui agit contre la bactérie. L’équipe de l’université d’Oxford a d’abord travaillé sur des animaux puis sur des humains pour tester les effets de cette substance. La pénicilline a commencé à être utilisée pendant la Seconde Guerre mondiale et est l’un des principaux composants qui combattent les infections bactériennes.
- Développement de la radiologie . La radiologie est la branche de la médecine qui utilise les rayons pour regarder à l’intérieur du corps et vérifier son bon fonctionnement. L’utilisation qui pouvait être donnée aux rayons X a été découverte par le physicien allemand Wilhelm Conrad Roentgen lorsqu’il a effectué des expériences avec des rayons et découvert qu’ils traversaient un grand nombre d’objets et de matériaux.
- Réflexe conditionné . Le réflexe conditionné est l’action ou l’effet qui se produit chez un individu avant un certain stimulus neutre. Pour sa découverte, le physiologiste russe Iván Pávlov a mené des expériences avec des chiens et a remarqué que les chiens salivaient même lorsqu’ils n’avaient pas de nourriture devant eux, car ils avaient associé certains stimuli neutres à l’idée de la proximité de la nourriture. Ainsi, Pavlov introduisit un métronome qu’il jouait avant de livrer la nourriture et, au bout de quelques jours, il découvrit que les chiens salivaient au son du métronome et qu’ils pouvaient relier un stimulus, initialement neutre, à un effet : la nourriture .
- clonage artificiel . Le clonage artificiel est la procédure scientifique qui vise à créer une copie génétiquement identique d’un individu. Les tissus, les organismes unicellulaires , les gènes , les cellules et même les grands mammifères tels que les chevaux peuvent être clonés dans le cadre de ce processus . Après des années d’expérimentation, le premier mammifère a été cloné en 1997, qui était un mouton nommé Dolly, qui a été cloné à partir d’une cellule adulte. Dès lors, de nombreux organismes ont été clonés en utilisant différentes procédures.
- Conjecture de Poincaré . Henri Poincaré était un physicien et mathématicien français qui a proposé l’une des hypothèses les plus reconnues de la topologie, une branche des mathématiques, appelée conjecture ou hypothèse de Poincaré. Cette hypothèse a été soulevée au début du XXe siècle et concernait la sphère tridimensionnelle. Pendant un siècle, les chercheurs n’ont pu ni confirmer ni rejeter l’hypothèse, jusqu’en 2003, lorsque le problème a été résolu par le mathématicien russe Grigori Perelman.
- Développement de l’anesthésie . L’anesthésie est la substance utilisée pour inhiber chez un individu l’inconfort ou la douleur pouvant entraîner une intervention chirurgicale ou une autre procédure. Tout au long de l’histoire, de nombreuses substances ont été utilisées pour anesthésier le corps et réduire la sensibilité, notamment l’alcool , l’opium, le chloroforme et l’éther. Les premières expériences utilisant des gaz comme anesthésiques ont été menées par des chercheurs au XIXe siècle. Ce type d’anesthésie a évolué jusqu’à nos jours et aujourd’hui divers médicaments tels que le propofol, l’halothane, la kétamine, entre autres, sont utilisés par voie intraveineuse ou respiratoire.
- Développement de satellites artificiels . Les satellites artificiels sont des objets lancés sur l’orbite terrestre ou sur l’orbite d’autres corps célestes. Les satellites ont différentes fonctions, telles que les télécommunications , la recherche , la météorologie , entre autres. Le développement des satellites a commencé au début du XXe siècle et le premier satellite à succès fut Spoutnik, lancé par l’URSS en 1957. Dès lors, de nombreux pays ont lancé avec succès des satellites aux fonctions différentes.
La méthode scientifique
L’expérimentation est l’une des étapes de la méthode scientifique, une procédure utilisée pour générer et tester de nouvelles connaissances et théories scientifiques.
Les étapes de la méthode scientifique sont :
- Observation . Un certain phénomène ou une certaine situation est observé et des données et des informations sont extraites.
- Énoncé du problème . Un problème ou une question possible est soulevée pour être résolue dans ce qui a été observé. Des questions sont posées à cette étape.
- Je soulève des hypothèses . Une réponse possible à ces questions qui ont été obtenues à partir de l’observation est proposée.
- Expérimentation . L’hypothèse est testée en réalisant une expérience.
- Enregistrement des données . Les données obtenues après avoir testé l’hypothèse sont analysées et enregistrées.
- Conclusions . Des conclusions sont tirées dans lesquelles il est pris en compte si l’hypothèse proposée a été vérifiée ou non. Dans le cas où l’hypothèse n’est pas vérifiée, la procédure peut être répétée en proposant une nouvelle hypothèse. Dans le cas où l’hypothèse est vérifiée, les résultats peuvent être partagés et une théorie proposée.
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