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理想实验及其在物理学上的重大作用 口高明方 摘要 本丈主要阐述理想实脸的本质 定 义 及其对物理学发展的重大作用 关健词 理想实脸理想化方 法 这里所 说的理想实验 在国外的英 文名称 有 写作 不变的情况下 可通过改变组合差动缸 的有效作用面积 5 9 5 6 5 来改变其活塞的工 作速度 2 双泵供油 4 户户户 分分分 图 8 此外 差动连接在 防干扰回路 换向回路等回路中亦是常常用到的连接方式 这里不再一一例举 综上所述 差动连接回路是在不增加液压泵容量和功率的前提下 实现液压缸快速动作的一种简单又经济的有效办法 它对缩短 液压机械工作循环时间 提高带动生产率是很有意义的 因此 它在液压传动中有广泛的应用 参考书目 液压传动系统 机械工业出版社出版 液压传动 机械工业出版社出版 机械手册 第五卷 作者单位 承德大学机制教研室 第 四 真 实实验可以作为检 验真理的标准 而理 想 实验不 能作为检验真理的最终 标准 理想 实验与真实实验的联系 首 先 它 们都 称为 实验 就 是因为 它 们都离 不 开仪 器 尽管理想实验中的 仪 器 是思 维 活 动 逻 辑推理过 程中想象的仪器 但 也正是在这一点 上 它 不同于一般的逻辑推理 而带 上了实验的特 色 其次 二者 在 方法上都是抓 住主要因素 将 研究对象加以纯化 以便 使次要因素的干扰和影 响减 少到最低限度 只不过理 想实验可以作到绝 对的纯化 第三 理 想实验必须以真 实实验为基础 没 有科学 实验方 法的成功运用 就不会有理 想 实验 的诞生 第四 某 些理想 实验在一定 条件下可以转化 为真 实实验 8 理想实验的发展史 于1 2 2 年 12 月 1 日在日本京都 大 学作了一次即席讲演 题目是 我是怎样创立 相对论的 首次明确地提 出了 理想实验 的概 念 但是 理 想实验的方法并不始于 1 2 2 年 在 自然科学的 创立和发 展 中 很多自然 科 学家都自 觉或不自觉地运用了理 想实验 使 之在很多重要 问题上起 过 很好的作用 早在中国古代的名著 庄 子 天下篇 中 便写有 一尺之捶 日取其 半 万 世不竭 巧妙 地用理想 实验的方法论证了物质 的无限可分的观点 到了1 世纪下半 叶 近代自 然科 学诞生后 理想实验在自然 科学中的 应用更 为广泛 在物理 学 上 尤为突出 可以说在 物 理 学 发展史 上 无 时无处不存在 着理 想实验的倩影 从经典物理学的莫基人 9 9 和 始 一 直到 2 世纪初 理想实验又成了 建立 狭义相对论和广义相对 论的 重 要武器 之一 理想实验的重大作用 由于理想实验能在探索性的科学研究 中 出 奇制胜 独辟 蹊径 它克服了客 观上无 法摆脱的 物质条件的限制 具 有物质实验不 可比拟的简化 和纯化 作用 能在物 质实验不 可企及的范围内把 客观规律揭示 出来 因此 理 想实验在建立和发 展物理学理论中起着重大的作用 1 理想实验可以用来推翻旧的不合理的 理论 亚 里斯多德 5 9 这位古希 腊的哲 学 家 建筑在 日常观察与哲学 推测上的错误观点 重物自由下落较轻物快 曾经迷惑了人们的认 识上千年 这一说 法却被意大利物理学家伽利略 5 9 9 的一个巧妙的理想 实验所否定 并且令 人欣然接受 伽利略的新见解 反映在他的 两门 新科学的对话 中 先设想一重物和一轻 物同时 下落 按亚氏的理论 重 物比轻物落得快 再设 想 把它们拴在一起后下落 这 将使重物减速 轻 物加 速 于是联 合体将以中等速度落地 然而从 另一方面看 联合体双比重物 和轻物 都重 其下 落速 度又应比重物 和轻物都大 前后矛盾 说明 亚 里斯多德的理论是不对的 类似可证明 轻 物 比重物落得快 这 个命题 也是 错 误的 因此 只有 一种选 择 重物 和轻物下落得一样快 至于比萨 斜塔实验 据科学史 家考证 并无充分的证据 2 理想实验在一些重大理论的产生或者 新旧理论更替的时刻 起着重大作用 在 力 学 方面 5 9 关于物体运动速 度决 定于外力的论断 曾长 期束缚若 人们的认 识 9 9 巧妙 地 使用 一个 理 想实验 推翻了 这个论断 让一个小球从某一个 料面滚下 然后 再滚到相对的另一个斜面上去 发现若料面很光 滑 则小球上 升的高度几乎 与 下滚时的高度相 等 假 设后一斜面倾料度逐渐减小 为了达到相 同 的高度 则在它上面 小球运动的距离也 越长 倘若 斜面 变 为水平面 并且完全消除了摩擦力 可以想 象 小球 达不到相同的 高度 将沿水平面 一直运动下去 而不需外力 去 维持这种运动 此 结论在隔 了一代以后 由 写成惯性 定 律 即牛 顿 第一定 律 爱因斯 坦高度评价了 9 9 的惯性理想实验 9 9 的发现以及他 所应用 的科 学推理方法是 人类思想 史上 最伟大 的成就之一 而且 标志着物理 学的真正 开端 理 想实验在 电磁学 与 相对论 中的作用 这里就 不详细介绍了 8 理 想实验不仅能得出正确的理论 而 且可用来反驳 错误的理论 捍卫正确的理论 开始 不承认 子力学 中的不确 定 关 系 曾提出很多理 想实验反驳它 最有名的是 1 8 年在 布 奋塞尔召开的国际 索维物 理 学的会 议上 与 的论战 又提出 了一个反驳不确定关系的 盒 子 实脸 设想有一 个理 想的盒 子 它是用 一些理 想 镜面镶成 能够 无 限地保持住 辐 射能 称一下盒 子的重 然 后在某 一选 定的时 刻有一个 定时钟表装 把理 想的光闸打开 放出一 些光子 再称一下盒 子的 8 微计算机技术在电子测量中的应用 口祁宇翔 测量是揭示客观规律 用数 字语言描述客观事物 从而改造世 界的重要手 段 大 量科学研究成 果 都需 要大量测量结 果来支 持和验 证 在现代 化生 产中 更需要完成大量的测量工作 测量费用在整 个 生产成本中所占比重越来越大 提高测量水平 降低测量 成本 减小测 量误差 提高测量 效率 对国 民 经济各个 领域 都是至关重 要的 因此 测量 手段的现代化己被公 认是 科学技术和生产现 代化的重要条 件和明显标志 随着 科学 技术的发 展 测量任务越 来越复杂 工作量加大 测量速 度和 测量的准确 度 要求越来越 高 在现代测量中要求 对大 量的数据进行 快速处理 因此 使用传统的测量 方法 技术人员的工作难 度 将会越来越大 年代以来 随着超大规模 集成电路和微 处 理机的出现 使电子测量 领域发生了一系列 重 大的 变化 电子测量和计 算机 技术紧密地 结合起来 微计算机问世不久 首 先被应用于电子测量 所占比重 一直名列前 茅 电子测量的测量 结果和它所 需的控制信 号都是电信号 它可以直接 或通 过5 5 变换 与计算机相连 使仪 器的性能发生很大的飞跃 使它具有高 性能 多功 能的特点 例如 在测量 中 能实现程 控 遥 控 自动调 节 自动 校准 自动诊断 故 障 甚 至自动修 复 对测量 结果 可以进行自动记 录 自动芫成 数据的运算分析和处 理 测量的速 度和准确程度 也有 很大的提高 计算 机可以对仪器的 工作进行统 一指挥和管理 还可以用计 算机软 件代 替仪器的硬件 直接用计算机产生激励 信 号和完成 各种测试功 能 例如 计 算机可以先把所需信 号的离 散值 或变化的规律 存入内存 然 后在 需要 时依次 输出相 应 数据 并 经 5 变换形 成 所 需信号 又如 可以对 被测信 号的取 样和快 速 傅 立叶变 换 直接 求出被测信号的频 谱 失直度 调制系数等 等 电子测量 仪 器 与 微 计 算 机结 合 形成了所 谓的微计算机化仪 器 4 这是电子测 量和仪器领 域中的一大分支 目前 这 类仪器主要有两种类 型 即所谓智能仪器和 重 量 由质量的变化 就可以知道放出的能量 这想的作用 须知 任何一个正 确理论的确定 最终 样放出 的光的能量 和发 光时间便可以非常精确必 须接受真实实验的检验 实践 是检验真理的 地同时确定 与不确定关系 矛 盾 发现 这个 唯 一标准 推理 有缺陷 因为盒子改变重 量 时 要在垂直方向 参考文献 运动 所以它的垂直 速度就有一个确定量 进而 1 郭硕鸿 电 动力 学 北京 高等教育出版 盒子离桌面 的高度也有一个确定量 并 且这又会社 1 使钟的速度有一个确定量 因为根据相对 论 时 2 丁锐猛 浅谈 思想 实验 河北 师院 学报 钟的速率依赖于它在引 力场中的位置 进一步可 1 以证明 不 确定关系在这个理想实验中仍 旧成8 丁锐猛等 理想实验及其在物 理 学上的 应 立 对 此 也不得不承 认 的 正确