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科学研究从测量开始 精选

已有 8858 次阅读 2007-10-18 12:10 |个人分类:科研与教学|系统分类:科研笔记

任何科学发现和新理论的创立,都是在大量科学实验基础上完成的。所谓科学实验从本质来说需要在受控条件下对某些变量进行测量。物理学为什么无可争议的是一门科学,就是因为它首先定义了明确的可以测量的物理量。可以说,科学研究从测量开始。
世界众多著名的科学家都非常注重科学测量。麦克斯韦是创立电磁场理论的著名理论物理学家,但他非常重视科学测量,在他担任剑桥卡文迪许试验室主任的最初阶段,他和研究助手花了大量的时间去精确测量各种金属材料的电阻值,并为卡文迪许实验室制定了自制测试仪器和“自己去做”的研究原则。荷兰著名物理学家卡末林-昂内斯由于“对物质低温性质的研究和制成液氦”获得1913年度的诺贝尔物理学奖。他特别强调测量对科学研究的意义。1882年,29岁的卡末林-昂内斯被任命为荷兰莱顿大学的物理学教授兼物理实验室主任。他担任这一职务直至70岁退休。卡末林-昂内斯治学严谨,他在就任教授时的就职演说的题目是“物理科学中定量分析的重要性”。在这篇就职演说中他要求把“知识来源于测量”写成标语,贴在莱顿大学物理实验室的每个大门上。
再举一个例子。听诊器是由法国医生拉埃内克发明的。1816年的一天,一位年轻肥胖的女心脏病人走进拉埃内克的诊所,拉埃内克不能用耳朵直接贴到她的胸部听诊。于是他临机一动,用厚纸卷成一个圆筒,把圆筒的一端放在病人的胸部,自己将耳朵贴在另一端。拉埃内克发现听到的声音较直接听诊更清晰。拉埃内克据此设计了最早的木制听诊器并在临床上应用。Laurence Foss 在〈The End of Modern Medicine〉一书中认为现代医学诞生于1816年,以听诊器的发明为标志。可以说,拉埃内克用听诊器测量分辨呼吸器官在正常状态和病理状态下的不同声音时,现代医学科学的发展开始了。中国古代医学的“望闻问切”走的本来也是测量和定量分析的路子,可惜没有坚持下去。思想家顾准慨叹于中国人太聪明,太善于综合,是“天生的辩证法家”,因而不肯像希腊人那样去做建立文法学、逻辑学、几何学之类的笨功夫,对事事物物分门别类,深钻细研,开展测量观察因而发展不出科学来。
科学从测量开始,测量是需要下笨功夫,苦功夫的。


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