「近代化学の父」と称される化学者アントワーヌ・ラボアジエ。彼は今でも重要な法則として使われる「質量保存の法則」を導き出した化学者だ。このような偉大な理論の組み立ては、一体どのようなプロセスで進められるのだろうか。自然の真理を探る「純粋科学」と実用を目指す「応用科学」、そして目に見えない現象を捉える「モデル」の存在。仮説を立て、実験やモデルを用いて検証を重ねることで、不確かなアイデアは「理論」へと結晶化していく。ラボアジエをはじめとする化学者たちが実践してきた知的な探求のプロセスを『アメリカの中学生が学んでいる 14歳からの化学』から解き明かす。
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科学的探究の種類
科学的探究を進める方法には、純粋科学と応用科学がある。
純粋科学
知識や事実を探る。理論と予測によって自然界を理解する。純粋科学の一例が地質学。
応用科学
知識を実用的な形で利用する。工学やテクノロジーと関係している。応用科学の一例がロケット開発。
モデルを立てる
モデルとは、ある特定の状況を、別の何かを使って表現したものである。モデルを用いることで、観察やデータ収集が容易になる。モデルにはいくつかの種類がある。
科学理論と科学法則
何度も実験をおこなったり、たくさんのモデルを作ったりしたら、その結果に基づいて、どのような出来事がなぜ起こるのかを説明するためのアイデアを導き出すことができる。科学的アイデアは、まだ真偽が証明されていない仮説からスタートする。
検証や実験によって仮説が証明されたら、理論を組み立てる。
理論は証明されることもあれば、否定されることもある。また、実験やモデル構築によってさらにたくさんの事実が収集されるにつれ、理論は変更されたり改良されたりすることもある。
理論は科学的知識の土台となる。また、収集された事実を実用的に利用するための方法となる。
理論が土台となって、火星へ向かうロケットなどの発明や、がんの治療法などの研究が進められる。
科学法則は、自然界で起こる事柄を記述したものである。たとえばフランスの化学者アントワーヌ＝ローラン・ラボアジエは、1774年に質量保存の法則を導き出した。この法則は、化学反応の際に物質は生成も消滅もせず、組み合わせが変わるだけだというものである。
