Il metodo scientifico è un approccio sistematico seguito da tutte le discipline scientifiche. Il metodo segue sei passaggi principali:fare un'osservazione, porre una domanda, costruire un'ipotesi, condurre esperimenti, interpretare i dati e, infine, derivarne una conclusione. Il metodo scientifico inizia con un'osservazione e una domanda per aiutare a capire quell'osservazione.

Per esempio, il chimico francese Antoine Lavoisier osservò i fenomeni di combustione. Formulò quindi una domanda per comprendere cosa succede quando qualcosa viene bruciato. Dove va la materia?

Il terzo passaggio del metodo scientifico è costruire un'ipotesi:un tentativo di spiegazione per l'osservazione in questione che vuole essere testata. Per rispondere alla domanda Dove va a finire la materia? Lavoisier ipotizzò che in una reazione chimica, la materia non venisse né creata, né distrutta.

Una buona ipotesi è anche verificabile o falsificabile. Un'ipotesi verificabile è quella che fa previsioni che possono essere confermate da sperimentazioni o osservazioni ripetute nel tempo. Un'ipotesi è falsificabile quando può essere confutata con la sperimentazione.

Il quarto passaggio nel metodo scientifico è la sperimentazione e la raccolta dei dati. Gli esperimenti sono osservazioni o misurazioni condotte in ambienti controllati, come temperatura, pressione o volume. Questo passaggio indaga in quale misura il mondo reale si adatti a quello previsto dall'ipotesi.

Alcuni esperimenti e osservazioni sono qualitativi:descrivono quindi come avviene un processo. Altri sono quantitativi:misurano o quantificano qualcosa riguardo al processo. Lavoisier verificò la sua ipotesi riscaldando il mercurio in un ambiente chiuso.

Questo portò alla formazione di una sostanza rossastra. Essendo i suoi esperimenti quantitativi, lo scienziato registrò attentamente la massa dei reagenti e dei prodotti sia nel sistema chiuso che separatamente. Il quinto passaggio è l'interpretazione e l'analisi dei dati:valutare se i risultati supportano o confutano l'ipotesi e se sono necessarie ulteriori sperimentazioni.

Lavoisier osservò che la massa totale del barattolo e il suo contenuto prima e dopo la reazione erano rimasti gli stessi, sebbene la massa del prodotto rosso fosse maggiore di quella del mercurio originale. Il passaggio finale consiste nel trarre una conclusione logica e decidere se accettare o rifiutare l'ipotesi. Se i risultati supportano l'ipotesi in modo significativo, allora questa è accettata.

L'ipotesi può anche essere sottoposta ad ulteriori test o perfezionata ponendo nuove domande, e conducendo nuovi esperimenti. Dai suoi esperimenti, Lavoisier concluse che, poiché la massa totale del barattolo era rimasta invariata durante la reazione, l'ossigeno nel barattolo si era combinato con il mercurio per formare il nuovo prodotto, ora noto come ossido di mercurio. Questa conclusione sosteneva fortemente la sua ipotesi sulla conservazione della massa:la massa totale degli oggetti rimane invariata durante il processo di combustione.

Tuttavia, se un'ipotesi viene confutata, gli scienziati possono formulare una nuova ipotesi, prendendo spunto dagli esperimenti falliti e ricominciando da capo. Anche se consideriamo il metodo scientifico come una serie di fasi, nuove informazioni o idee potrebbero indurre uno scienziato a tornare sui suoi passi e a modificare i passaggi in qualsiasi momento, durante il processo. Pertanto, il metodo scientifico è un processo iterativo.