Методология научного исследования

Сформировать у магистрантов понимание того, что факт в науке не является простым «кусочком реальности», который автоматически доказывает вывод. Научный факт требует корректного получения, описания, проверки, статистической обработки и интерпретации. Показать различие между фактом, данными, наблюдением, результатом, интерпретацией и доказательством. Особое внимание уделить ошибкам статистической интерпретации, манипуляции фактами и дискредитации научных направлений.

Что такое факт в научном исследовании.

Факт, наблюдение, данные, результат и интерпретация.

Принципы научного исследования.

Факт и гипотеза.

Верификация и фальсификация.

Нулевая гипотеза и статистическая значимость.

P-значение и его ограничения.

Проблема множественных сравнений.

Поправка Бонферрони.

Статистика, лженаука и дискредитация научных направлений.

Пример биотехнологий и ГМО по А. Панчину.

Роль фактов в магистерской диссертации.

Факт, данные, наблюдение, результат, интерпретация, доказательство, гипотеза, верификация, фальсификация, нулевая гипотеза, альтернативная гипотеза, p-value, уровень значимости, множественные сравнения, поправка Бонферрони, воспроизводимость, научная добросовестность, дискредитация науки, лженаука.

4.1. Что такое факт в научном исследовании

В обыденной речи слово «факт» часто означает нечто очевидное и окончательное: «это факт». В науке ситуация сложнее. Факт — это не просто событие или наблюдение. Научный факт должен быть получен определённым способом, описан в понятиях данной науки, проверен и включён в систему доказательства.

Например, изменение цвета раствора — это наблюдение. Значение оптической плотности при определённой длине волны — это измеренное данное. Серия измерений при разных концентрациях — это экспериментальный результат. Вывод о комплексообразовании — это уже интерпретация. Доказательство комплексообразования требует дополнительных оснований: спектральных данных, стехиометрии, контроля pH, сравнения с исходными веществами, возможно, независимого метода анализа.

Поэтому факт в науке всегда связан с методом. Один и тот же объект может дать разные «факты» в зависимости от того, каким методом его изучают. ИК-спектроскопия даёт информацию о функциональных группах, ЯМР — о химическом окружении ядер, хроматография — о составе смеси, термогравиметрия — о термической устойчивости, электронная микроскопия — о морфологии.

Главный методологический вывод: факт не существует в научной работе отдельно от способа его получения и правил интерпретации.

4.2. Факт, данные, результат и интерпретация

Для научной строгости нужно различать несколько уровней.

Уровень

Что означает

Пример

Наблюдение

То, что исследователь фиксирует органами чувств или прибором

Раствор изменил цвет

Данные

Зарегистрированные численные или графические значения

Оптическая плотность A = 0,42

Результат

Обработанные данные, полученные по методике

Концентрация комплекса составляет 2,1·10⁻⁴ моль/л

Интерпретация

Объяснение результата

Образуется комплекс металла с функциональными группами полимера

Доказательство

Совокупность данных, методов и логики, подтверждающих вывод

ИК + УФ-Vis + элементный анализ + контрольные опыты

Ошибка начинающего исследователя состоит в том, что он часто перескакивает от наблюдения сразу к выводу.

Слабый вариант:

После реакции цвет изменился, следовательно, образовался новый продукт.

Строгий вариант:

После реакции наблюдалось изменение цвета. Для подтверждения образования нового продукта проведены ИК-спектроскопия, ЯМР-анализ и хроматографическое сравнение исходных веществ и продуктов реакции.

В магистерской диссертации необходимо постоянно отделять данные от их объяснения. Это особенно важно в спорных случаях, когда один и тот же факт допускает разные интерпретации.

4.3. Факт и научная гипотеза

Факт сам по себе не создаёт теорию. Он становится научно значимым тогда, когда связан с вопросом или гипотезой. Например, магистрант получил, что сорбционная ёмкость одного образца выше, чем другого. Это факт только внутри определённых условий опыта. Но научное значение появляется тогда, когда он отвечает на гипотезу: