観察
エストニア、ルージュの航空交通を観察する

自然科学における観察とは、一次情報源から情報を積極的に取得することを指します。[ 1 ]観察には、現象に気づいたり知覚したりする行為[ 2 ]と、研究対象との直接的な関わりに基づいてデータを収集することが含まれます。

生物においては、観察は典型的には感覚を通して行われます。科学においては、観察は肉眼での知覚を超え、科学機器を用いてデータを検出、測定、記録することが多くなります。これにより、人間の感覚だけでは捉えられない現象の観察が可能になります。

科学における観察は、通常、定性的または定量的のいずれかに分類されます。

  • 定性的な観察は、色、質感、動作など、数値で表現されない特性を記述します。
  • 定量的観察には、観察された現象に値を割り当てるために計数または機器を使用することによって得られる数値測定が含まれます。

観察という用語は、観察のプロセスと、そのプロセスの結果として記録される情報の両方を指す場合があります。

科学

科学的方法では、仮説を立てて検証するために自然現象を観察する必要がある。[ 3 ]この方法は、科学的知識を生み出し、洗練させることを目的とした一連の反復的なステップを含む。[ 4 ] [ 5 ]

  1. 現象について質問する
  2. 現象を観察する
  3. 質問に暫定的に答える仮説を立てる
  4. まだ調査されていない仮説の論理的かつ観察可能な結果を​​予測する
  5. 実験、観察研究、フィールド研究、シミュ​​レーションを通じて仮説の予測をテストする
  6. 収集したデータから結論を導き出し、仮説を修正したり、新しい仮説を提案したりして、このプロセスを繰り返す
  7. 観察方法とその結果または結論を記述する
  8. 同じ研究分野の経験豊富な研究者による査読のために調査結果を提出する

各ステップは信頼性が高く再現性のある観察に依存しており、これが科学的推論と結果の検証の基礎となります。

観察は科学的方法の第2段階と第5段階の両方で役割を果たします。しかし、再現性の原則は、異なる個人による観察が比較可能で一貫性があることを要求します。人間の感覚的印象は主観的であり、定性的なデータを生み出すため、標準化、記録、または観察者間の比較は困難です。この限界に対処するため、客観的で定量的な観察を行う手段として、 測定の使用が開発されました。

測定とは、観察された現象を標準単位と比較することです。標準単位は、人工物、プロセス、あるいは共通の慣習によって定義される場合があります。この標準単位は再現可能で、すべての観察者が利用できるものでなければなりません。測定プロセスの結果は、観察結果に対応する標準単位の数を表す数値です。

観測結果を数値化することで、測定は一貫した記録を可能にし、比較を容易にします。同じ測定値をもたらす2つの観測結果は、プロセスの 分解能または精度の範囲内で同等とみなされます。

人間の感覚は範囲と精度に限界があり、錯視などによる知覚誤差が生じる可能性があります。こうした限界は、科学的探究における肉眼観察の信頼性と精度に影響を与えます。

これらの限界を克服するために、人間の観察能力を拡張・強化するための様々な科学機器が開発されてきました。計量器、時計、望遠鏡、顕微鏡、温度計、カメラ、テープレコーダーなどの機器は、人間の知覚範囲内の現象をより正確かつ一貫して測定するのに役立ちます。

さらに、いくつかの機器は、感覚では感知できない現象を検出し記録することを可能にします。これには、指示薬染料、電圧計、分光計、赤外線カメラ、オシロスコープ、干渉計、ガイガーカウンター、無線受信機などの機器が含まれます。これらの機器により、科学者は人間の自然な知覚の限界を超えて起こる事象やプロセスを観察することができます。

科学分野全般に共通する課題の一つは、観察行為が観察対象のプロセスに影響を与え、結果を変える可能性があることです。この現象は観察者効果として知られています。例えば、自動車のタイヤの空気圧を測定するには通常、少量の空気を抜く必要があり、その結果、測定対象の圧力が変化します。

科学の多くの分野において、高度で高精度な機器を用いることで、観察の影響を無視できるレベルまで最小限に抑えることができます。これらの機器は、測定プロセスが研究対象のシステムに与える影響を最小限に抑えるのに役立ちます。

物理的なプロセスとして考えると、あらゆる形態の観測（人間によるものでも機器によるものでも）は、何らかの増幅を伴います。したがって、観測は熱力学的に不可逆なプロセスであり、エントロピーの増大をもたらします。

パラドックス

特定の科学分野では、観察結果は日常経験では通常重要ではない要因によって変化します。こうした変化はしばしば「パラドックス」として示されます。つまり、ある事象が2つの異なる視点から観察された際に異なって見え、一見「常識」に反するように見えるのです。

  • 相対性理論：光速に近い速度で起こる現象を扱う相対論的物理学では、観測対象物に対する相対速度に応じて、観測者によって長さ、時間、質量などの特性の値が異なる場合があります。例えば、双子のパラドックスでは、双子の片方が高速で旅をし、地球に残ったもう片方よりも若くして戻ってきます。この結果は、観測者に対して高速で移動する基準系では時間が遅く流れるという相対性理論の原理と一致しています。相対論的物理学では、すべての観測は観測者の基準系との関連で記述されなければなりません。

偏見

人間の感覚は、ビデオカメラのような公平な記録装置のようには機能しません。[ 6 ]知覚は、感覚入力の特定の要素が選択され保持され、他の要素が破棄されるという、複雑で大部分が無意識の抽象化プロセスを通じて行われます。

この選択プロセスは、心理学ではスキーマと呼ばれる、過去の経験によって形成される世界の内部モデルに依存しています。感覚情報はこのスキーマに基づいて解釈され、記憶されます。想起の際には、記憶の空白がスキーマと一致する情報で無意識のうちに埋められることがあります。 このプロセスは再構成記憶と呼ばれます。

知覚体験の様々な側面にどの程度注意が向けられるかは、個人の内的価値体系、つまり認識された重要性に基づいて情報の優先順位付けに影響されます。その結果、同じ出来事を観察した二人の個人が、異なる記憶を持ち、事実の詳細について意見が一致しない可能性があります。この主観性は目撃証言の既知の限界であり、研究によってその信頼性が低いことが示されています。[ 7 ]

科学の実践においては、このような観察バイアスを最小限に抑えるために、厳格な手法が用いられます。これには、実験データの丁寧な記録、生の観察結果と推論された結論の明確な区別、そして主観的影響をコントロールするための盲検法や二重盲検法などの実験設計の実施が含まれます。

人間の心理が観察に影響を及ぼす重要な方法のいくつかを以下に示します。

街灯効果

確証バイアス

人間の観察は、観察者の意識的および無意識的な期待や世界観を確証する方向に偏向しており、私たちは「自分が見たいと期待するものを見る」のです。[ 8 ]心理学では、これは確証バイアスと呼ばれています。[ 8 ] 科学研究の目的は新しい現象の発見であるため、このバイアスによって新しい発見が見落とされる可能性があり、実際に見落とされてきました。一例として、 X線の発見が挙げられます。また、このバイアスは、 20世紀初頭に人種的優越の考えを支えた科学的人種差別のように、広く信じられている文化的神話を科学的に誤って支持することにもつながります。[ 9 ]

処理バイアス

現代の科学機器は、人間の観察者に結果を提示する前に、「観察」に対して広範な処理を行うことがよくあります。コンピュータ化された機器の使用が増えるにつれて、観察行為と、そのデータから得られる解釈や結論との境界を明確にすることが困難になる場合があります。

この問題は、デジタル画像処理の文脈において特に重要です。科学論文で実験データとして使用される画像は、特定の特徴を強調するために加工されることがあります。このような加工は、データの関連側面を強調するのに役立ちますが、研究者の仮説を意図せず強化し、定量化が難しいバイアスをもたらす可能性もあります。

これを受けて、一部のジャーナルは、出版された研究において許容される画像処理の種類に関する明確なガイドラインを策定しています。画像処理によるバイアスを防ぐため、多くのコンピュータシステムは、センサーによって取得された未処理のデータ、つまり「生」データのコピーを保存するように設計されています。同様に、科学的なベストプラクティスでは、研究データとして使用されるオリジナルの、改変されていない画像は保存され、要求に応じて提供されることが求められています。

参照

参考文献

Wikiquoteに観察に関する引用があります。
ウィキメディア・コモンズには、観察に関連するメディアがあります。
無料辞書のウィクショナリーで「Observation」を調べてください。
  1. ^ 「宇宙論の哲学」スタンフォード哲学百科事典スタンフォード大学形而上学研究室、2017年。
  2. ^ 「atの単語の意味と定義」 . Dictionary.com . 2022年5月13日閲覧。
  3. ^コッソ、ピーター (2011). 『科学的方法の要約』 シュプリンガー. p. 9. ISBN 978-9400716131。
  4. ^メンデス、カール・セドリック・L.、ヘラー、H.クレイグ、ベレンバウム、2009年5月。『生命：生物学の科学』第9版。米国：マクミラン。13  ～ 14頁。ISBN 978-1429219624。
  5. ^シップマン、ジェームズ、ウィルソン、ジェリー・D、トッド、アーロン (2009). 『物理科学入門』第12版. Cengage Learning. p. 4. ISBN 978-0538731874。
  6. ^ Shaw, Julia (2016年8月12日). 「すべての記憶は起こったわけではない：専門家が誤った記憶について知ってほしいこと」 . Scientific American . Nature America, Inc. 2016年8月13日閲覧。
  7. ^全米研究会議 (2014). 『犯人特定：目撃者による身元確認の評価』 ワシントンD.C.:全米科学アカデミー出版. doi : 10.17226/18891 . ISBN 978-0-309-31059-8。
  8. ^ a bシャーマー、マイケル（2002年）『なぜ人は奇妙なことを信じるのか：疑似科学、迷信、そして現代のその他の混乱』マクミラン社、pp.  299– 302. ISBN 1429996765。
  9. ^ガードナー、マーティン（1957年）『科学の名の下に流行と誤謬』ドーバー出版、pp.  152– 163. ISBN 9780486131627。{{cite book}}:ISBN / 日付の非互換性（ヘルプ）
観察に関する図書館資料
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Observation&oldid=1311316707」より取得