伽利略研究方法
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伽利略(1565—1642),意大利科学家。25 岁受聘为比萨大学教授,自制望远镜,观察天体运动,通过观察证实科学的结论,支持日心说,研究自由落体、物体的斜面运动、物体的抛射运动、钟的摆动规律等物理问题。
一、善于将物理研究对象模型化,以便能更好地突出主要因素的作用。伽利略科学巧妙地设计实验,注重进行物理实验的重复测量验证,使归纳出的物
理结果具有更高的可靠性。他在相关联实验事实的基础上,采用思维推断,得出理想化的实验结论,揭示自然的本真。
二、注重实验事实,实践出真知
例如他利用斜面实验研究了速度变化的外在动因,首先提出了力是速度变化的原因,开启了动力学的研究之门,使物体运动的因果关系逐渐显示出来。如伽利略的斜面实验就是在对摩擦力进行了理想化排除而获得新的认识。因此其实验结论是在自然的理想化条件下,并实施数学的量化归纳与思维的延伸推断而建立的,即伽利略的科学结论是建立在实验与自然的理想化、数学化基础上的。
三、开创了科学实验的归纳方法,将实验观察和理论思维(科学假设,数学
推理与演绎)相结合。
在有关自由落体的斜面实验中,在理论上进恰当的推理,当斜面角度q ® 90 0 时,物体为自由落体,推断出加速度与重量无关,重的物体与轻的物体落得同样快!其在有关惯性运动的对接斜面实验中,同样也是依据归纳得到的结论,
再从理论上作进一步的假设推演,当对接的斜面处在水平时,下滑到水平面上的小球将会永过地运动下去,得到地球表面物体惯性运动的结论。
归纳方法通过同类事物的部分现象的本质与原因的分析,猜想它们之中的内在联系,得到事物的一般结论。科学归纳法通过搜集材料、整理材料和概括抽象三个典型的步骤来完成,并且会根据研究对象的特点采用不同的归纳形式。
伽利略善于从理性上把握研究的方向,将实验测量和思维推演相结合,通过对条件进行恰当的理想化,获得定量化的信息,进行相应的理性分析和推断,从中找出事物可能的因果关系,得出科学的结论。伽利略以睿智的眼光,洞察到亚里斯多德关于物体运动的结论的内在矛盾,从不同的角度,通过实验猜想、逻辑论证和定量实验归纳的等不同的方式,用无可辩驳的结论驳斥亚里斯多德的观点,体现了近代科学的批判精神和理性态度。
伽利略的结论具有严格的科学规范性,