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科学研究的方法有哪些?
科学的方法也就是科学研究方法,也包括三个内容:逻辑化、定量化和实证化。
科学研究显然起源于哲学,而哲学研究所建立的逻辑化正是科学方法的一个关键内容。在使用哲学的逻辑化开展科学研究的过程中,定量化是必不可少的。没有定量化,就无法通过归纳建立模型,也无法对模型进行演绎来做出预言,并被进一步的观测或者实验检验。数学的研究所建立的各种计算方法和工具使得科学研究和现在一般意义上的哲学研究开始分道扬镳。而科学研究的定量化又使得科学研究的成果能够得到实际应用,这是科学和哲学彻底分离的最显著标志。
实证化则是最需要被强调的科学研究方法。从天文学的发展都可以看到,每一次重要的进展都是当旧的模型的预言和新的观测结果矛盾、或者旧的模型完全没有预言的观测结果无法在用旧的模型进行解释。旧的模型可以被新的观测或者实验所推翻或者修改,但是这些旧的模型都是科学理论,是追求“唯一”正确的科学理论的历程中所必须经过的阶段。例如,爱因斯坦在建立了广义相对论理论之后,他不但解释了水星近日点的反常进动,而且还预言了光线的引力偏折将是区分广义相对论和牛顿引力理论的关键。正是光线的引力偏折观测结果确立了广义相对论理论的正确性。
行星科学专业学什么?
行星通常指自身不发光,环绕着恒星的天体(比如地球环绕太阳运动).其公转方向常与所绕恒星的自转方向相同.一般来说行星需具有一定质量,行星的质量要足够的大且近似于圆球状,自身不能像恒星那样发生核聚变反应. 天文学是广泛抽象概念,是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科.内容包括天体的构造、性质和运行规律等.主要通过观测天体发射到地球的辐射,发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律.天文学是一门古老的科学,自有人类文明史以来,天文学就有重要的地位.
早期的科学研究是如何进行的?
对这个问题很难给出一个明确的回答,因为很难说清哪些人是“最早的科学家”。科学有一个连续演化的过程,不是一个突变,不是说哪些哪些人不是科学家,到了谁就突然开窍了。例如牛顿,以正常的标准看来他肯定是科学家,而且是有史以来最伟大的科学家之一,但是牛顿的思想和实践中也有许多驳杂的成分,包括神学、神秘主义以及炼金术,这些都是现代的科学避之唯恐不及的。
不过,如果我们作为“事后诸葛亮”,把题目理解为“最早的按照科学思维方式进行的实验是什么样的”,那么也许还是能做出一些回答。这里的关键在于:为什么要做这个实验?
实验对于人类来说,并不是新鲜事。例如西方有炼金术,中国有炼丹术,他们的实践都可以理解为早期的化学实验。事实上,黑火药就是中国的道士在炼丹时发现的,这是中国对世界的重大贡献之一。但是,如果以现代的标准去看,就可以发现这些早期的实验跟真正意义的科学实验有本质区别。区别在哪里呢?就是:是否把实验看作对理论的检验。
伽利略可能是第一个产生这种明确的思想的人。他做过一系列的斜面实验,把球从斜面上滚下,记录球滚到各个距离的时间。他为什么要做这些事情?不是因为好玩,或者兴之所至,而是经过理论分析的。
伽利略
当时流行的力学理论来自亚里士多德,他认为自由落体下落到地面,是因为宇宙中每个物体都有自己自然的位置,有向自然位置回归的趋势。由此他做出一个著名的论断:重物比轻物下落得更快。这在某种程度上,也是符合日常感觉的,例如在同一个高度下落,一个铁球确实比一根羽毛或一片树叶下落得更快。当然,现在我们知道,这是由于 空气阻力。
伽利略对这种流行理论进行了反思。他来问:如果把一个重物A和一个轻物B绑在一起下落,会怎么样?一方面,A + B比单独一个物体更重,因此这个整体似乎应该比只有A时下落得快。但另一方面,B会把A拖慢,因此这个整体似乎又应该比只有A时下落得慢。这两个结论互相矛盾,由此伽利略推测,如果消除摩擦,那么应该是无论轻重,都以同样的速度下落。
这个推测非常聪明,但如果止步于此,那么也只是一个推测而已。伽利略跟以前的思想家不同的是,他打算做实验来定量地验证这个推测。普遍传说他在比萨斜塔上放下两个铁球,证明重球和轻球同时落地,但这只是个传说,他是不是真的做过这个实验无从稽考。
真正可靠的记载是,伽利略做了一系列各种坡度的斜面,通过抹油等方法尽量减少斜面的摩擦,使用尽量光滑的球,最后设想把斜面角外推到90度,那就成为自由下落了。在每一个斜面上,他定量记录球滚到各个距离的时间。
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