브로민과 같은 유색 기체의 확산과 망가니즈산 칼륨(VII)과 같은 유색 물질의 연쇄적인 희석 등의 관찰(직관을 인식의 방법으로 사용)은 물질이 많은 수의 이동 입자로 구성된 것으로 가정하면 설명될 수 있다. 기체를 분자 단위에서 바라봄으로써 각각의 기체 분자들이 어떻게 운동하고 어떠한 특징을 가질 지를 "가정"하고, 이를 통해 이상 기체 방정식을 "추론"한다.
과학적 모형은 어떤 자연 현상을 포괄적으로 설명할 수 있는 검증된 가설이다. 이는 자연이 왜 그 특정한 방법으로 움직이는지 그럴듯하게 설명해준다. 과학적 모형은 관찰과 실험과 같은 과학적 탐구 과정을 통해 얻은 데이터로 추측되고 만들어진다. 이렇게 만들어진 모형을 통해 적절한 예측을 하여 새로운 이론을 전개하고 지식을 얻을 수 있다. 추론, 지각, 직관, 상상은 과학적 모형의 발전에 큰 역할을 한다.
추론이란 어떠한 판단을 근거로 삼아 다른 판단을 이끌어 내는 것이다. 이전의 모델에서 이끌어 내진 판단을 근거로 삼아 새로운 다른 판단을 이끌어 내는 것, 즉 이미 알고 있는 명제에서 새로운 결론을 도출한다. 추론에는 귀납 추론과 연역 추론 두 가지의 방법이 있다. 연역 추론에서는 일반적인 것으로부터 특수한 것을 만들어낸다. 이와 반대로, 귀납 추론에서는 특수한 것에서 일반적인 것으로 나아간다. 만약 귀납 추론이 오직 명백한 사실만 기초로 한다면 정말로 새로운 것을 만들기는 힘들 것이다. 이에 상상이 도움을 준다.
상상은 우리가 새로운 추론의 발상을 떠올리게 하는 원동력이다. 지각은 감각을 통해 얻은 정보를 해석하는 능력이다. 우리의 뇌가 외부 세계로부터 감각을 통해 얻은 수많은 정보들을 가공하고, 정리하며 해석한다.
지각은 자연이라는 환경과 사고하는 뇌를 이어주어 과학적 모델의 발달을 가능하게 한다. 여러 경험과 연습으로 통해 직관이라는 능력 또는 힘이 만들어지게 되는데, 이는 현상을 더욱 명확하고 특히 빠르게 바라볼 수 있도록 해준다. 현상을 재빨리 파악하게 만드는 힘이다.
사고의 여러 능력들이 과학적 모델을 발전시키는데 사용된다. 각각의 능력들은 유기적으로 작용하며 전체적인 추론과 모델링의 과정을 구성한다.
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