科学的实验基础

本节导读

这一节对应科学哲学第三章「科学的实验基础」，三节：「实验方法的意义和作用」「科学实验的结构和特点」「经验规律与理论规律」。

名词解释可能出「科学观察」「科学实验」「模型实验」「可重复性」「经验规律」「对应原理」「内在原理」；论述题可能问科学实验的基本特点、观察与实验的区别与联系、科学仪器的作用、实验的作用及其相对性、测量的作用及其哲学意义、理论规律的基本特点、新的经验规律怎样从理论规律中推导出来。

实验方法的意义和作用

实验方法的认识论意义

科学实验是科学认识活动的基础：实验方法是证明和发展科学知识的有效手段；理论改进与创新的原动力来自实验及其结果。实验是近现代科学最伟大的传统：近代科学正是从系统地运用实验开始，与古代思辨的自然哲学区别开来。

科学观察和科学实验

科学观察：观察是通过感官或借助仪器有目的地考察对象；科学观察是有计划、有理论指导、结果能用科学语言记录的观察。主体在观察中有能动作用：观察总是带着问题和理论背景进行的，「观察渗透着理论」。观察方法是获取事实材料的基本途径；但观察有局限性，受感官能力、仪器条件和主观因素的限制，而且只能被动地接受自然呈现的现象。

科学实验：科学实验是在人为控制、变革研究对象的条件下进行的观察，与一般的观测相比，能主动地创造条件、排除干扰、重复现象。模型实验是先设计与原型相似的模型，通过对模型的实验间接研究原型。观察与实验的关系：实验离不开观察，观察是实验的组成部分；实验是观察的发展，能做到单纯观察做不到的事。

科学实验的一般作用

基本作用：一是提供某种事实材料，以加强或者反驳某一假说；二是提供新鲜的事实材料，构成新假说或新理论的经验基础。

相对性：不能把任何具体的实验结果偶像化，实验条件、仪器精度和理论解释都有局限；实验证明本身也是相对的，一次实验不能一劳永逸地证实或否定一个理论。

科学实验的结构和特点

科学仪器与测量问题

科学仪器是人类感官的延长：人的感官在范围、精度和速度上都有局限，仪器延长了感官，使人能观测极大、极小、极快的对象，并把观测结果客观地记录下来。

测量的地位：测量的目标是用数值确定对象的性质，测量结果中常出现普适常数；测量是定性和定量的统一：先要确定测的是什么性质，再给出数量，量的结果又反过来深化对质的认识。

测量在科学认识过程中的重要作用：为运用数学概念和技术研究自然提供了必要条件；精炼了科学结构；作为一种说明，具有简洁性、准确性、普遍性和不变性。

测量的哲学意义：测量与计量技术相联系，标准和单位是社会约定的；在微观领域，测量仪器会干扰被测对象，测量问题对认识论提出了重大挑战，即主体、仪器与对象的关系问题。

科学实验的主客体结构

实验活动由实验者（主体）、实验手段和实验对象构成。主观方面：对现象作实验研究的前提是对现象作理性分析，主观方面包括实验的目的、理论假设、设计方案和对结果的解释。客观方面：实验手段和研究对象都是认识的客体，所以统一在客体范畴中；又因为二者在实验中的地位不同，分为实验研究的客体和实验研究的手段两部分。