विज्ञान

विज्ञान कैसे काम करता है

विज्ञान व्यवस्थित ज्ञान भी है और व्याख्याओं को परखने का तरीका भी। अच्छी जाँच एक साफ़ सवाल से शुरू होती है। जाँच करने वाला प्रेक्षण करता है, परखी जा सकने वाली परिकल्पना बनाता है, चर पहचानता है और नतीजों की तुलना करता है। स्वतंत्र चर को जानबूझकर बदला जाता है, आश्रित चर को मापा जाता है और दूसरी ज़रूरी स्थितियों को जहाँ तक हो सके समान रखा जाता है। नियंत्रण समूह या नियंत्रण स्थिति तुलना का आधार देती है। बार-बार मापन करने से संयोगजन्य त्रुटि का असर घटता है। दूसरे लोग भी वही प्रक्रिया दोहराकर मिलता-जुलता नतीजा पाएँ तो निष्कर्ष पर भरोसा बढ़ता है, फिर भी बेहतर प्रमाण मिलने पर निष्कर्ष बदला जा सकता है। दो राशियों का साथ बदलना सहसंबंध है; इससे अपने-आप यह सिद्ध नहीं होता कि एक राशि दूसरी का कारण है।

मापन

भौतिक राशि को संख्यात्मक मान और इकाई के गुणनफल के रूप में लिखा जाता है। यहाँ काम आने वाली प्रमुख एसआई मूल इकाइयाँ हैं: लंबाई के लिए मीटर, द्रव्यमान के लिए किलोग्राम, समय के लिए सेकंड, तापमान के लिए केल्विन और विद्युत धारा के लिए एम्पियर। क्षेत्रफल और आयतन व्युत्पन्न राशियाँ हैं। घनत्व = द्रव्यमान ÷ आयतन। बार-बार लिए गए माप एक-दूसरे के कितने पास हैं, यह परिशुद्धता बताती है; माप स्वीकृत मान के कितना पास है, यह शुद्धता बताती है। बेतरतीब त्रुटि रीडिंग को फैलाती है, जबकि क्रमबद्ध त्रुटि सभी रीडिंग को एक दिशा में खिसका देती है। पैमाना आँख के स्तर पर पढ़ने से लंबन त्रुटि घटती है। किलो का अर्थ 10^3, सेंटी का 10^-2 और मिली का 10^-3 है। इकाई बदलते समय संख्या और इकाई दोनों बदलते हैं, भौतिक राशि नहीं।

पदार्थ का वर्गीकरण

पदार्थ में द्रव्यमान होता है और वह स्थान घेरता है। ठोस के कण निश्चित स्थानों के आसपास पास-पास रहते हैं, इसलिए उसका आकार और आयतन निश्चित होता है। द्रव का आयतन निश्चित है, पर आकार बर्तन के अनुसार बदलता है। गैस का न आकार निश्चित है, न आयतन; उसे बहुत दबाया जा सकता है। गलना, जमना, वाष्पन, संघनन और ऊर्ध्वपातन भौतिक बदलाव हैं, क्योंकि रासायनिक पहचान नहीं बदलती। शुद्ध पदार्थ की अवस्था बदलते समय तापमान तब तक स्थिर रहता है जब तक दी गई ऊष्मा गुप्त ऊष्मा के रूप में लगती है।

शुद्ध पदार्थ की बनावट निश्चित होती है। तत्व में एक प्रकार के परमाणु होते हैं और साधारण रासायनिक तरीके से उसे सरल पदार्थों में नहीं तोड़ा जा सकता। यौगिक में तत्व निश्चित अनुपात में रासायनिक रूप से जुड़े होते हैं और उसके गुण मूल तत्वों से अलग होते हैं। मिश्रण की बनावट बदल सकती है और उसके घटक अपनी पहचान रखते हैं। समांगी मिश्रण हर भाग में समान होता है, विषमांगी मिश्रण नहीं। निस्यंदन से द्रव में घुला न होने वाला ठोस अलग होता है, आसवन अलग क्वथन व्यवहार पर चलता है, वर्णलेखन अलग आकर्षण पर और पृथक्कारी कीप न मिलने वाले द्रवों पर। ये भौतिक तरीके हैं; इनमें नया पदार्थ नहीं बनता। याद रखें: विलयन समांगी है, फिर भी वह मिश्रण है, ज़रूरी नहीं कि शुद्ध पदार्थ हो।