淺論物理科學(xué)方法畢業(yè)論文(已修改)
2025-04-16 02:29 本頁面
【正文】 淺論物理科學(xué)方法畢業(yè)論文一、幾位偉大科學(xué)家發(fā)現(xiàn)理論所運用的科學(xué)思想方法 伽利略的觀察與試驗方法伽利略的前輩們喜歡用主觀想象的方法來武斷解釋自然現(xiàn)象，伽利略開創(chuàng)了“觀察與試驗方法”，主張一切研究必須以事實為依據(jù)、以事實為檢驗標準，使人類對自然的探索真正進入了科學(xué)研究范疇。例如，在自由落體運動的研究中，開始，他提出速度增量正比于通過的距離的假設(shè)，經(jīng)過簡單的推理就否定了這一假設(shè)。然后又提出速度增量正比于時間間隔的假設(shè)，因為無法用實驗直接檢驗這一假設(shè)，因此他由這一假設(shè)推導(dǎo)出距離與時間的關(guān)系，再用實驗來驗證這個關(guān)系，最后把由斜面實驗證實了的這一結(jié)論推廣到自由下落的情形。伽利略實質(zhì)上使用了把實驗和理論和諧的結(jié)合起來的方法，從而有力地推進了人類科學(xué)認識活動的發(fā)展。伽利略充分認識到這個研究方法的價值。他在《兩門新科學(xué)》中寫道：“我們可以說，大門已經(jīng)向新方法打開，這種將帶來大量奇妙成果的新方法，在未來的年代里會博得許多人的重視?！笔聦嵄砻?，在整個研究過程中，邏輯推理、抽象分析、數(shù)學(xué)演繹、科學(xué)假設(shè)、理想實驗等理性思維方法起了決定性的作用。特別是理想實驗的方法在伽利略手中成了科學(xué)創(chuàng)造的一個奇妙工具。他用“落體佯謬”的理想實驗，從亞里士多德的“重物下落比輕物快”的原理道出了“重物的下落比輕物慢”的悖論。他用“對接斜面”的理想實驗推翻了亞里士多德關(guān)于“外力是物體維持其運動的原因”的教條，提出了“慣性原理”?？梢赃@樣說，這些理性思維的方法是他從對運動現(xiàn)象的觀察通向發(fā)現(xiàn)運動規(guī)律的途徑。 伽利略、牛頓的“對現(xiàn)象的一般觀察→提出假設(shè)→運用數(shù)學(xué)和邏輯的手段得出推論→通過物理的或思想的實驗對推論進行檢驗→對假設(shè)進行修正和推廣等等”，這是物理學(xué)中最重要的方法牛頓定律及其力學(xué)體系的建立，是人類認識客觀世界過程中的一次飛躍。美國科學(xué)史家Kuhn把它稱為科學(xué)革命。如果日心說是第一次科學(xué)革命，牛頓力學(xué)就是第二次科學(xué)革命?？茖W(xué)革命是技術(shù)革命的先導(dǎo)，在牛頓的科學(xué)革命之后大約一百年，出現(xiàn)了18世紀末19世紀初的工業(yè)革命或產(chǎn)業(yè)革命。牛頓力學(xué)的方法主要也是“對現(xiàn)象的一般觀察→提出假設(shè)→運用數(shù)學(xué)和邏輯的手段得出推論→通過物理的或思想的實驗對推論進行檢驗→對假設(shè)進行修正和推廣”，入萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)和驗證的過程。牛頓的科學(xué)觀是因果決定論的科學(xué)觀。他認為天體運動的原因就是萬有引力，行星運動的規(guī)律是由萬有引力定律決定的。他根據(jù)萬有引力定律成功地解釋了行星、衛(wèi)星和彗星的運動，直至最微小的細節(jié)，同樣也解釋了潮汐和地球的進動。在牛頓力學(xué)中只要知道指點在初始時刻的位移和速度，根據(jù)牛頓定律就可以預(yù)言其后時刻的運動情況，這是典型的因果描寫。但是，在牛頓以前往往并不用因果論來解釋自然現(xiàn)象，而用目的論來解釋自然現(xiàn)象，即按照某種目的或者結(jié)果來解釋運動現(xiàn)象，而不是用力的原因作解釋。牛頓采用因果性的解釋在物理學(xué)的發(fā)展中是重要的一步。愛因斯坦指出：“在牛頓以前還沒有實際的科學(xué)成果來支持那種認為物理因果關(guān)系有完整鏈條的信念?！迸ｎD建立了物理因果性的完整體系，從而解釋了物理世界的深刻特征。 牛頓力學(xué)中的“理想模型方法”或理想化方法牛頓力學(xué)中的“理想模型方法”或理想化方法，如質(zhì)點、剛體、拋體運動等，突出主要因素忽略次要因素，得到自然現(xiàn)象最本質(zhì)的規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，再逐次考慮次要因素，得到更復(fù)雜的、更接近現(xiàn)實的理論。 牛頓麥克斯韋愛因斯坦的數(shù)學(xué)方法將事物的性質(zhì)用幾個物理量來量化表示，將物理規(guī)律用少數(shù)幾個數(shù)學(xué)方程來表示，這樣更嚴謹、簡潔和完備。牛頓在科學(xué)研究中堅持以經(jīng)驗為基礎(chǔ)，他認為在沒有從觀察和實驗中發(fā)現(xiàn)引力之原因時，決不杜撰假設(shè)。牛頓的“不杜撰假設(shè)”具有方法論的意義，這種方法論與他同時代的大多數(shù)人所遵循的方法迥然不同，牛頓的同時代人都追隨笛卡爾探索自然現(xiàn)象的原因，構(gòu)筑引力的機制。而牛頓則不然，他所關(guān)心的不是引力“為什么”會起作用，而是“如何”在起作用的。他的目的是尋求引力所遵從的規(guī)律，提出準確的數(shù)學(xué)描述，證明行星系統(tǒng)如何依賴于引力定律。但是，牛頓的認識路線也不同于受經(jīng)驗主義影響很深的胡克的認識路線。胡克強調(diào)從實驗上去探求引力定律，忽視數(shù)學(xué)推理的必要性。牛頓所遵循的認識途徑是從實驗觀察到的運動現(xiàn)象去探討力的規(guī)律，然后用這些規(guī)律去解釋自然現(xiàn)象。他的科學(xué)認識道路對以
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