과학 연구의 중요 방법론 중 하나인 가설 연역법의 단계를 간략하게 알려주세요
안녕하세요
과학 연구의 중요한 방법론 중 하나인 가설 연역법의 단계를 알려주세요 그리고 실제 과학 연구 사례를 들어 적용 과정을 알려주세요
안녕하세요. 안근호 박사입니다.
과학 연구의 핵심 방법론 중하나인 가설 연역법은 과학을 어떻게 연구할 것인가를 생각했을 때
흐름도와 비슷한 단계를 가지고 있습니다.
먼저, 문제 인식 단계로 어떤 현상이나 지식에 의문이나 문제를 발견하고
가설 설정 단계로 넘어갑니다. 왜 그런 것인가 설명 또는 해결책과 같은 방법을 추론하여 가설을 만들고
연역적 추론 단계로 넘어가서, 가설이 참이라고 가정했을 경우 ~라면 ~일 것이다로 표현하게 됩니다.
이후 가설을 검증하여, 결론을 도출하고 가설을 평가하게 되는 것이죠.
이러한 방식으로 연구가 된 것은 매우 많고
유명한 사례를 하나 들면, 페니실린의 발견이 있죠.
페니실린은 영국의 알렉산더 플레밍이 푸른 곰팡이 주위에 포도상구균이 자라지 못하는 현상을 보고
푸른곰팡이가 포도상구균의 성장을 억제하는 어떤 물질을 분비할 것이라는 가설을 설정하여,
그 가설을 검증하는 실험들을 진행하였고, 결론적으로 페니실린이라는 획기적인 항생제를 발견하게 되었죠.
이러한 우연한 관찰과 가설, 예측, 결론을 내는 일련의 과정이 예시라고 할 수 있습니다.
안녕하세요. 김채원 전문가입니다.
가설 연역법은 문제, 가설, 예측, 실험, 분석의 과정을 거칩니다.
가설을 먼저 세우고 과학적 검증을 통해서 이 가설을 지지하거나
수정하는 방법입니다.
파스퇴르는 이 방법을통해서 자연발생설을 반박하였습니다.
말씀대로 가설 연역법은 과학 연구의 핵심 방법론 중 하나로 '문제 인식 및 가설 설정' - '연역적 추론' - '관찰 및 실험' - '결과 분석 및 평가' - '가설 수정 또는 채택' 이렇게 5단계를 거져 이뤄집니다.
대표적인 실제 과학 연구 사례라면 파스퇴르의 자연 발생설 부정 실험입니다.
루이 파스퇴르는 생명이 무생물로부터 자연적으로 발생한다는 자연 발생설을 반박하기 위해 가설 연역법을 사용한 것으로 유명하죠.
당시 과학계에서는 미생물이 공기 중에서 자연적으로 발생한다고 믿었습니다. 파스퇴르는 '모든 생명체는 기존의 생명체로부터 발생한다'는 생물 속생설을 가설로 설정했습니다.
그리고 파스퇴르는 자신의 가설로부터 만약 미생물이 자연 발생한다면, 외부 공기가 차단되지 않은 영양 배지에서는 미생물이 자랄 것이고, 외부 공기가 차단된 영양 배지에서는 미생물이 자라지 않을 것이라는 예측을 했습니다.
그래서 파스퇴르는 S자 모양의 플라스크를 사용하여 실험을 설계했습니다. S자 플라스크의 목은 공기가 자유롭게 드나들 수 있지만, 먼지나 미생물과 같은 입자는 플라스크 안으로 들어오기 어렵게 만들어졌습니다. 파스퇴르는 멸균한 영양 배지를 두 그룹의 플라스크에 넣었고 한 그룹은 S자 플라스크 그대로 두었고, 다른 그룹은 S자 목을 부러뜨려 외부 공기가 직접 닿게 했습니다.
시간이 흐른 후, S자 모양 플라스크에서는 미생물이 자라지 않았지만, 목이 부러진 플라스크에서는 미생물이 번성하는 것을 관찰했습니다. 이는 외부로부터 미생물이 유입되지 않으면 자연 발생하지 않는다는 것을 의미했죠.
파스퇴르의 실험 결과는 그의 가설인 생물 속생설의 증거가 되었죠. 이 실험은 자연 발생설을 부정하고 현대 생물학의 중요한 원칙을 확립하는 계기가 되었습니다.
가설 연역법의 단계는 문제 인식, 가설 설정, 가설 연역, 검증 실험, 결론 도출 순서로 진행됩니다. 예를 들어 파스퇴르는 미생물이 저절로 생긴다는 자연발생설을 반박하기 위해 '미생물은 외부에서 유입된다'는 가설을 세웠습니다. 이후 S자형 플라스크 실험을 통해 공기는 들어가지만 미생물은 들어가지 못하게 하여 가설을 검증하였고 실험 결과 미생물이 발생하지 않아 가설이 옳음을 입증했습니다.
안녕하세요. 박창민 수의사입니다. 가설 연역법은 체계적인 탐구 과정을 통해 검증 가능한 지식을 얻는 것이 목적입니다. 총 5단계로 문제 제기, 가설 설정, 예측 도출, 실험 및 관찰, 결과 분석 및 도출로 단계화 되어 있습니다. 실제 과학 연구 사례로는 알렉산더 플레밍의 페니실린 발견 이후 항생제 내성 연구입니다. 감사합니다.