什么是科學(xué)實驗如何進(jìn)行科學(xué)實驗
什么是科學(xué)實驗如何進(jìn)行科學(xué)實驗
科學(xué)實驗是通過干預(yù)和控制科研對象而觀察和探索科研對象有關(guān)規(guī)律和機(jī)制的一種研究方法，以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是科學(xué)實驗的內(nèi)容，希望大家喜歡!
科學(xué)實驗的主要步驟
科學(xué)的方法應(yīng)該包括六個重要步驟：
觀察
觀察即對事實和事件的詳細(xì)記錄。
定義
對問題進(jìn)行定義是有確切程序可操作的。
假設(shè)
提出假設(shè)是對一種事物或一種關(guān)系的暫時性解釋。
檢驗
收集證據(jù)和檢驗假設(shè)，一方面要能提供假設(shè)所需的客觀條件，一方面要找到方法來測量相關(guān)參數(shù)。
發(fā)表
發(fā)表研究結(jié)果：科學(xué)信息必須公開透明，真正的科學(xué)關(guān)注的是解決問題。
建構(gòu)
即建構(gòu)理論。孤立的問題無法建立理論，科學(xué)的理論是可以被證偽的。
科學(xué)實驗的作用
簡化和純化
實驗方法可以利用科學(xué)儀器和設(shè)備所造成的條件，根據(jù)研究目的，突出研究對象的主要因素，排除次要因素、偶然因素以及外界的干擾，使要認(rèn)識的事物的某些屬性在特定的狀態(tài)下顯示出來，從而能更準(zhǔn)確地認(rèn)識事物的本質(zhì)和規(guī)律。如1799年英國物理學(xué)家亨利·戴維把實驗儀器保持在水的冰點，排除了實驗物品和周圍環(huán)境的熱交換，證明冰融化所需要的熱來自于磨擦，否定了當(dāng)時占統(tǒng)治地位的“熱素說”。
強化或弱化
許多事物在常態(tài)下并不能充分暴露其本質(zhì)，利用實驗可以創(chuàng)造出自然界中不可能出現(xiàn)的環(huán)境，從而更好地認(rèn)識研究對象。如1911年荷蘭科學(xué)家昂尼斯把汞的溫度降到O'C以下時，發(fā)現(xiàn)汞的電阻突然消失，變成了所謂的超導(dǎo)體，并由此打開了超導(dǎo)研究的大門。美籍科學(xué)家吳健雄讓鈷-60處于超低溫這一極端狀態(tài)，成功地驗證了弱相互作用下宇稱不守恒這一假設(shè)。
自然過程
自然界中許多事物有的轉(zhuǎn)瞬即逝，有的曠日持久，有的事過境遷，給人們認(rèn)識某些事物帶來了困難。而實驗方法可以在人為的控制下，根據(jù)研究的需要來改變自然界中事物的狀態(tài)。1953年美國科學(xué)家米勒進(jìn)行地球大氣及閃電的實驗，他仿照地球雷電交加的自然條件，對放入真空管中的各種氣體進(jìn)行火花放電。經(jīng)過八天的反復(fù)作用，最后得到了五種構(gòu)成蛋白質(zhì)的重要氨基酸，而這個過程在自然狀態(tài)下要經(jīng)過上億年。
科學(xué)實驗的特點
科學(xué)實驗之所以受到人們的重視，之所以能比自然觀察優(yōu)越，這是和科學(xué)實驗本身的特點密切相關(guān)的。
純化條件
科學(xué)實驗具有純化觀察對象的條件的作用。
自然界的對象和現(xiàn)象是處在錯綜復(fù)雜的普遍聯(lián)系中的，其內(nèi)部又包含著各種各樣的因素。因此，任何一個具體的對象，都是多祥性的統(tǒng)一。這種情況帶來了認(rèn)識上的困難，因為對象的某些特性或者是被掩蓋了起來，或者受到其他因素的干擾，以致對象的某些特性，或者是人們不容易認(rèn)識清楚，或者是通常情況下根本就不能察覺到。而在科學(xué)實驗中，人們則可以利用各種實驗手段，對研究對象進(jìn)行各種的人工變革和控制，使其擺脫各種偶然因素的干擾，這樣被研究對象的特性就能以純粹的本來面目而暴露出來。人們就能獲得被研究對象在自然狀態(tài)下難以被觀察到的特性。
例如，肉湯腐敗這個常見的現(xiàn)象究竟是什么原因引起的?巴斯德認(rèn)為煮沸的肉湯后來又變質(zhì)，這是由于空氣中的微生物進(jìn)入肉湯造成的結(jié)果。但是，在自然的條件下，肉湯總要接觸空氣，而空氣中又必然會有無數(shù)塵埃，塵埃上則攜著微生物。所以在自然條件下，要使空氣中的微生物不進(jìn)入肉湯里是不可能的。于是，巴斯德就求助于實驗的純化作用。他設(shè)計了一種曲頸瓶，把肉湯注入瓶內(nèi)并加熱殺菌。由于瓶子是曲頸的，它使外界空氣中的塵埃很不容易進(jìn)入瓶內(nèi)。結(jié)果肉湯并不腐敗。這就是通過一定的實驗手段，排除了空氣中的微生物對肉湯的作用，觀察到了肉湯在比較純粹的狀態(tài)下是不會腐敗的。
強化條件
科學(xué)實驗具有強化觀察對象的條件的作用。
在科學(xué)實驗中，人們可以利用各種實驗手段，創(chuàng)造出在地球表面的自然狀態(tài)下無法出現(xiàn)的或幾乎無法出現(xiàn)的特殊條件，如超高溫、超高壓、超低溫、超真空等等。在這種強化了的特殊條件下，人們遇到了許多前所未知的在自然狀態(tài)中不不能或不易遇到的新現(xiàn)象，使人們發(fā)現(xiàn)了許多具有重大意義的新事實。
例如，人們能通過一定實驗手段，造成接近絕對零度的超低溫，從而使我們能把幾乎所有的氣體液化。在這種超低溫下，人們也能發(fā)現(xiàn)某些材料具有特殊優(yōu)良的導(dǎo)電性能，即具有無電阻、抗磁等超導(dǎo)態(tài)特性。
可重復(fù)性
科學(xué)實驗具有可重復(fù)的性質(zhì)。
在自然條件下發(fā)生的現(xiàn)象，往往是一去不復(fù)返的，因此無法對其反復(fù)地觀察。在科學(xué)實驗中，人們可以通過一定實驗手段使被觀察對象重復(fù)出現(xiàn)，這樣，既有利于人們長期進(jìn)行觀察研究，又有利于人們進(jìn)行反復(fù)比較觀察，對以往的實驗結(jié)果加以核對。
例如，英國化學(xué)家普利斯特列在1774 年用聚光鏡加熱汞的氧化物而分解出一種氣體，它比空氣的助燃性要強好多倍。普利斯特列把這種氣體稱之為失燃?xì)怏w。當(dāng)普利斯特列把這個消息告訴法國科學(xué)家 拉瓦錫后，拉瓦錫馬上動手重復(fù)了這個實驗，使他終于發(fā)現(xiàn)加熱氧化汞而分解出來的能助燃的氣體不是別的而是氧氣。
正是由于科學(xué)實驗具有這些特點，因此科學(xué)實驗越來越廣泛地被應(yīng)用，并且在現(xiàn)代科學(xué)中占有越來越重要的地位。在現(xiàn)代科學(xué)中，人們需要解決的研究課題日益復(fù)雜，日益多樣，使得科學(xué)實驗的形式也不斷豐富和多樣。
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