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观察

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观察
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观察观测(英语:Observation)是从一次来源主动获取信息的活动。生物使用感官(例如人类的五官)来观察。在科学中,观察也可以是使用仪器来记录数据。该术语还可以指在科学活动期间收集的任何数据。观察可以是定性的,即只关心属性的存在或不存在;也可以是定量的,通过计数测量将数值附加给观察到的现象上。

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观察者是收集观察现象的信息、但不对其进行干预的人。在爱沙尼亚Rõuge观察空中交通。

科学

科学方法需要透过观察自然现象以提出并检验假设[1],借此推动科学知识。[2]

制定和检验假设。 该方法涉及一系列迭代步骤,旨在生成和完善科学知识: [3]

  1. 询问有关现象问题
  2. 观察现象
  3. 提出假说并尝试回答问题
  4. 尚未被调查的假设的逻辑、可观察的预测该假设在尚未被验证的情况下,可能产生的合乎逻辑且可观察的结果
  5. 透过实验观察性研究实地调研模拟检验假设的预测
  6. 根据所搜集的资料得出结论,并修正原有假设或提出新假设,然后重复这一过程。
  7. 写出观察的描述方法以及得出的结果或结论
  8. 将研究结果提交给在相同领域具经验的研究人员进行同侪审查

每一步都依赖于可靠且可重复的观察,这些观察构成了科学推理与验证结果的基础。

观察在科学方法的第二步与第五步中都扮演重要角色。然而,“可重复性英语Reproducibility原则”要求不同观察者所做的观察必须具有可比性与一致性。由于人类的感官印象具有主观性,所产生的是质性资料,这种资料难以标准化、记录或在观察者之间进行比较。为了解决这一限制,人类发展出测量学,以产生客观、量化的观察结果。

测量涉及比较观察到的现象与标准单位,这个标准单位可以是人造物、操作程序,或共同约定的基准。这个标准必须可重现,并且所有观察者都能够取得。测量的结果是一个数值,代表观察对应多少个标准单位。

透过将观察转化为数值,测量让纪录更一致,并有助于观察结果之间的比较。如果两次观察所产生的测量值相同,则可视为在该测量精度范围内是等效的。

然而,人类感官在范围与精确度上都有限,还容易受到视错觉等感知误差的影响,这些限制会影响纯感官观察在科学研究中的可靠性与精准度。

为了克服这些限制,人们发明了各种科学仪器,以延伸与增强人类的观察能力。像是计重秤时钟望远镜显微镜温度计相机录音机等仪器,可以协助更准确、一致地测量在人类感知范围内的现象。[4]

此外,某些仪器则能够检测与记录人类感官无法察觉的现象,例如指示剂电压表光谱仪红外线热成像示波器干涉仪盖革计数器无线电接收机。这些工具使科学家能够观察到自然感知界限之外发生的事件与过程。[4]

在多数科学领域中,观察本身有时也会影响所观察的对象,甚至可能改变观察结果。这种现象被称为观测者效应。举例而言,测量汽车轮胎内部气压通常需要放出少量空气,这反而会改变原本的气压。

然而,在许多科学领域中,透过先进且精密的仪器,观察所造成的影响可以降到几乎可忽略的程度。这些工具有助于确保测量过程对被研究系统的干扰最小。[4]

从物理过程的角度来看,所有形式的观察——不论是人为的或仪器进行的——都涉及某种形式的放大作用。因此,观察是一种热力学上不可逆的过程,会导致增加。[4]

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参见

参考文献

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