自然辯證法

2023-01-21 18:12:08 字數 2183 閱讀 1174

論亨利的科學方**

在歷史的長河裡,有無數多的科學家做出了偉大發現和發明,其中,約瑟夫·亨利也算是一位。亨利是美國十九世紀傑出的實驗物理學家和卓越的科學領導人,終生獻身於科學事業,歷時長達半個多世紀。在大部分科學技術史書本中,亨利幾乎是名不見經傳的,我們看到的是法拉第發現了電磁感應,麥克斯韋預言並證實了電磁波,而亨利在電磁學的成就似乎不為人所知了。

其實,是亨利最早發現了電流的自感現象,並與法拉第差不多同時發現了電磁感應現象,還最早發現了無線電波的傳播,甚至幫助了貝爾發明了**。他的一生發明了許多東西。可他從未拿去申請專利,總是無償的奉獻給社會。

這是我為什麼選擇講述他的原因。

應該說,乙個人的成功總是有著多方面的因素的。而在科學領域上,乙個科學有效的認識和實踐方法是需要且重要的。

在16世紀以前,科學研究的經驗方法主要是對自然過程的觀察。英國的吉爾伯特首倡以實驗的方法來探索大自然,義大利科學家伽利略則為實驗科學奠定了基礎。亨利從小就愛學習鑽研,少年時就學習了許多實驗科學的書籍,這深深影響了他的科學觀。

他對神學為中心的哲學進行徹底的批判,並對以實驗為基礎的科學歸納法很感興趣。亨利的幾乎所有的科學成就都是建立在觀察和實驗的基礎上,但他似乎對實驗更感興趣。他認為實驗可以自由地選擇時間和地點,可以重複地觀察每乙個細節和現象,還可以對實驗過程進行人為的控制和干預,使自然過程簡單化,以便進行觀察,而不是被動的去觀察和發現。

科學實驗還可以使我們觀察到自然界所不能自發發生的過程和一些難以觀察的現象。亨利不僅認為實驗是科學研究的最有效的方法之一還把它看作進行科學教育最強有力的手段。他覺得,對眼睛刺激產生的印象是最深刻的,用實驗來演示電和磁的特性以及它們間的相互作用一定使人更加明確、形象地認識。

亨利對電磁學有著特別的興趣,電磁學產生的不可思議的現象也深深地吸引著他。在研究電磁現象時,亨利對繞有不同長度導線的各種電磁鐵的提舉力做比較實驗。他意外地發現,通有電流的線圈在斷路的時候有電火花產生。

第二年八月,亨利對這種現象又進行了研究。2023年他發表了《在長螺旋線中的電自感》的**,宣布發現了電的自感現象。2023年,亨利訪問了歐洲,與法拉第共同愉快地度過了許多日子。

法拉第當時想做乙個簡單的實驗使溫差電偶產生火花。他把電偶的一端置於熾熱的火爐上,另一端埋在冰塊裡,並將兩根引線的線頭相碰,但並未產生預想的結果。這時亨利把一根導線繞成線圈套在一根鐵棒上,並把這個線圈接至到溫差電偶的一根引線上,再使兩根線頭相碰,頓時爆出了耀眼的電火花。

法拉第對此實驗大加讚賞,大聲問道:「你到底是怎麼成功的?」於是亨利不得不向這位因發表電磁感應規律而聞名於世的科學家解釋自感的道理,顯然當時還沒有乙個歐洲人讀過亨利幾年前就發表的那些**。

2023年,他在研製有更強大吸引力的電磁鐵時發現,繞有鐵芯的通電線圈在斷開電路時有電火花產生,這就是自感現象。他反覆試驗,搞清楚了產生這種現象的規律,於2023年又發表了解釋自感現象的**。

在探索大自然運動規律的過程中,亨利崇尚歸納法。歸納法是根據某一類事物中許多個別事物都具有某種屬性,從而推演出這類事物都具有這種屬性的一般結論的推理方法,它是獲得科學發現的重要手段。在科學史上,許多重要的自然科學定律都是通過歸納法獲得的,亨利的絕大多數研究成果也都得益於歸納法。

亨利對歸納的過程是這樣描述的:在觀察和實驗的基礎上「進行一系列猜測,亦即採用關於所研究的特殊物件的原因和規律的假說,然後從這個假說推導出邏輯的結果,再用實驗和觀察來檢驗這些結果。重複這一過程,直到假說被建立。

它不僅解釋了原先的現象,而且提出和第一現象相聯絡的一系列有關事實,還依賴於對所談現象進行條理清楚的、合乎自然法則的模擬。由於任何個別事物都不能完全地包括在一般之中,因而由歸納法得出的結論常帶有很大的或然性。對這一點,亨利十分清楚,所以他特別強調對由一般結論,即假說推導出的邏輯結果,亦即推論,要用觀察和實驗來進行檢驗。

檢驗的結果不但增加了對一般結論可靠性的認識,同時也有可能獲得新的正確命題。所以,他曾說「推論的方法是所有科學進步的基礎」。從亨利上面的論述中,我們可以看出,他在應用歸納方法時,是以觀察和科學實驗為其前提的,並強調了假說在科學發現過程中的重要作用。

在科學理論尚未確立以前,人們利用假說來試圖說明隱藏在現象背後的本質和規律,假說再經過觀察和實驗的驗證就上公升為科學理論。在科學史上,關於假說在科學研究中的作用,是牛頓學派和笛卡爾學派爭論的焦點之一。亨利深受牛頓的研究方法影響,崇尚歸納法,但亨利更加明確地認識到假說在科學研究中的積極作用,認為它是形成科學理論的重要手段之一。

最終,亨利通過設計一系列電磁實驗並依據這些現象發明了電動機,電磁電報機,利用歸納法證明了他對電磁現象及原理的猜想及假說,最終形成自己的電磁學理論,為物理學中電磁學的發展做出傑出的貢獻。

自然辯證法

第四章科學的本質和科學知識的構成 1.如何理解科學的本質 客觀真實性 科學知識的客觀真理性,在於它具有不以人的意志為轉移的客觀內容,所有的科學知識都堅持用物質世界自身來解釋物質世界,不承認超自然的 神秘的東西。科學事實 科學定律 科學假說 科學理論無一例外的都是以科學實踐為基礎,要經受科學實踐的反覆...

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