Ⅰ 科学研究有哪些方法
所谓科学的研究方法,很明显就是科学工作者在从事某
项科学发现时所采用的方法。但是。这个过于简单的说明对
我们没有多大帮助。能不能对这个问题作出更详细的说明呢?
好吧!我们可以描述一下这个问题的一个理想答案。
(1)在进行科学研究时,应当首先认识到问题的存在。
例如,在研究物体的运动时,首先应当注意到物体为什么会
像它所发生的那样进行运动,亦即物体为什么在某种条件下
会运动得越来越快(加速运动),而在另一种条件下则会运
行得越来越慢(减速运动)。
(2)要把问题的非本质方面找出来,加以剔除。例如,
一个物体的味道对物体的运动是不起任何作用的。
(3)要把你能够找到的、同这个问题有关的全部数据
都收集起来。在古代和中世纪,这一点仅仅意味着如实地对
自然现象进行敏锐观察。但是进入近代以后,情况就有所不
同了,因为人们从那时起已经学会去模仿各种自然现象,也
就是说,人们已经能够有意地设计出种种不同的条件来迫使
物体按一定的方式运动,以便取得与该问题有关的各种数据。
例如,可以有意地让一些球从一些斜面上滚下来;这样做时,
既可以用各种大小不同的球,也可以改变球的表面性质或者
改变斜面的倾斜度,等等。这种有意设计出来的情况就是实
验,而实验对近代科学起的作用是如此之大,以致人们常常
把它称为“实验科学”,以区别于古希腊的科学。
(4)有了这些收集起来的数据,就可以作出某种初步
的概括,以便尽可能简明地对它们加以说明,亦即用某种简
明扼要的语言或者某种数学关系式来加以概括。这也就是假
设或假说。
(5)有了假说以后,你就可以对你以前未打算进行的
实验的结果作出推测。下一步,你便可以着手进行这些实验,
看看你的假说是否成立。
(6)如果实验获得了预期的结果,那么,你的假说便
得到了强有力的事实依据,并可能成为一种理论,甚至成为
一条“自然定律”。
当然,任何理论或自然定律都不是最后定论。这一过程
会一次又一次地重复下去。新的数据,新的观察和新的实验
结果将不断出现,旧的自然定律将不断为更普遍的自然定律
所替代,因为这些新的定律不但能说明旧定律所能解释的各
种现象,而且还能说明旧定律所不能解释的一些现象。
以上这些,正如我已经说过的,是一种理想的科学研究
方法。但是在真正的实践中,科学工作者并不需要像做一套
柔软体操那样一步一步地进行下去,而且他们通常也不这样
做。
比起旁的事情来,像直觉、洞察力甚至运气这一类因素
常常更起作用。在整部科学史中充满了这样的例子。有不少
科学家仅仅根据很不充分的数据和很少一点实验结果(有时
甚至一点实验结果也没有),便突然灵机一动,得出了有用
的、合乎事实的论断。这样的论断,如果按部就班地通过上
述理想的科学研究方法进行,就可能要用好几年的时间才能
得到。
例如,凯库勒就是在邮车上打瞌睡的时候,突然领悟到
苯的化学结构的。洛维则在半夜醒来的时候,突然得到了关
于神经刺激的化学传导问题的答案。格拉泽却由于无聊地凝
视着一杯啤酒,才得到了气泡室的想法。
然而这是不是说,一切都是凭好运气得来的,根本不需
要动脑筋去思考呢?不,绝对不是的。这样的“好运气”只
有那些具有最好领悟力的人才会碰上,换句话说,有些人之
所以会碰上这样的“好运气”,只是因为他们具有十分敏锐
的直觉,而这种敏锐的直觉则是依靠他们丰富的经验、深刻
的理解力和平时爱动脑筋换来的。
阿西莫夫《你知道吗?--现代科学中的一百个问题》
科学普及出版社
1984年
Ⅱ 生命起源研究法包括哪几种方法
现代研究生命起源问题的几种主要方法。包括:①模拟法:在实验室内人为地模拟原始地球的条件,以探讨生命起源的可能过程。这方面的研究,自本世纪50年代以来,人们做得最多,成绩也最大。现在许多与生命活动有关的有机物分子,都已能在实验室内模拟原始地球条件产生出来。②化石法:在远古地层中寻找在显微镜或电子显微镜下才能看见的微化石或超微化石,研究它们的地质年龄和演化过程。近年,在澳大利亚西部一个名叫诺思·波乐的地区35亿年的古老岩层中,找到一些丝状微化石。有人认为,这些微化石很可能是迄今发现的最早的生命形态。③天文法:利用射电望远镜研究星际分子和运用航天技术探索其他星球是否存在生命及其可能的起源过程,作为研究地球上生命起源的参考。60年代以来,这方面做了不少工作,但还未能证明地球外存在生命。④合成法:应用现代方法人工合成蛋白质和核酸等生物大分子,从中探讨无生命物质向生命物质转化的规律。1965年,我国科学工作者首次合成有生物活性的结晶牛胰岛素(一种蛋白质),1981年又成功地合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸(一种RNA),对于研究生命起源都有重要意义。
Ⅲ 人类最早认识自然规律使用的研究方法是什么
研究方法是观察法。
1、推理论证重物体不会比轻物体下落得快,伽利略对自由落体的研究,开创了研究自然规律的一种科学方法。
2、1683年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》着作中提出了三条运动定律。
3、17世纪,伽利略通过理想实验法指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一 直运动下去;同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
(3)最古老的科学研究方法扩展阅读:
观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表,用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象,从而获得资料的一种方法,科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。在科学实验和调查研究中,观察法具有如下几个方面的作用:
1、扩大人们的感性认识;
2、启发人们的思维;
3、导致新的发现。
Ⅳ 人类最早研究的科学是什么
是天文学,数学的产生最初是为了天文学服务的,用来进行星象星图的测绘,计算等。
其实关键的问题还是如何定义科学,如果说是通过观察记录产生的成系统的理论,肯定是天文学,如果说能够进行系统深入的研究,逻辑推理并能够实际地运用和普及,那就是数学。但是按照普遍的科学定义应该是天文学。
Ⅳ 中国古代科学研究的基本方法
实践,比如四大发明;
考据,比如考据论语的由来;
引进外部的资料,比如几何原本。
Ⅵ 科学家牛顿最早研究发现单摆的等时性吗
是意大利物理学家伽利略·伽利莱(Galileo Galilei)首先发现。
伽利略笃信基督,在年少时曾经严肃地考虑过是否要剃发成为修士,但他父亲坚持他去比萨大学学医。在1581年学医时,他注意到了摇摆的吊灯,吊灯在风的推动下划出大小不一的轨迹。与自己脉搏做出对比后,伽利略发现不论吊灯摇摆的距离如何,他们的周期时长都是相同的。
回家后,他架起了两个长度相同的摆,将其中一个摆晃动大一些,另一个小一些,结果发现他们的时长的确相同。
伽利略试制了几个钟摆实验。这些实验的灵感据传说是来自于观察比萨大教堂中央铜质吊灯的摆动,并测算伽利略自己的脉搏而得到的(见温琴佐·维维亚尼为伽利略写的传记)。这些实验日后被记载在他的着作《两种新科学》中。
伽利略认为简单的钟摆是等时的,即无论幅度多大,摆的周期运动时长总是一定的。然而,根据克里斯蒂·惠更斯的研究,这只是近似成立,并不精确。
伽利略发现了周期的乘方与钟摆的长度成比。伽利略的儿子温琴佐根据他父亲的理论与1642年设计了一个大钟。但大钟没能够建造起来,主要是因为摆度太大,需要冕状司行轮,导致计时不准。
伽利略的科学研究方式
伽利略在通过实验和数学方式研究运动学做出了最初的创新。
当时更多的科学研究方法是威廉·吉尔伯特的对电磁的量化研究。伽利略的父亲,鲁特琴手、乐理专家温琴佐·伽利莱,可能进行了最古老的非线性物理实验,并有结果:就伸展的弦来说,音高与张力的乘方成比例。
这些观察结果处在毕达哥拉斯音乐传统的结构框架内,被乐器制造工人广为知晓,包括将弦以整数相除能得到一个和谐音阶。因此,数学的一部分总是与音乐和物理科学有联系,年轻时代的伽利略可以从他父亲的观测中拓展这种传统。
伽利略是当时思想家中明确宣称自然规律是数学性的。在《试金者》中,他写道:“哲学写在这本伟大的着作中,这宇宙中...它是用数学作为语言写成的,他的特性是三角、圆和其它几何形状。"
他的数学分析跟进一步发展了后期自然哲学学者的传统,这是伽利略在他学习哲学时做的。他养成了一个奇特的能力,就是无视权威,特别是亚里士多德学派的权威。
在更广义上,他的作品更进一步推动了科学从哲学与宗教中分离出来;这是人类思想的一大进步。他常常愿意根据自己的观察来改变想法。
为了进行试验,伽利略为长度与时间制定标准,以便在不同时间和不同实验室所做的工作可以复制。这为数学归纳法提供了坚实基础。
Ⅶ 科学研究方法有哪些
1、探索性研究
对研究对象或问题进行初步了解,以获得初步印象和感性认识,并为日后周密而深入的研究提供基础和方向。
2、描述性研究
正确描述某些总体或某种现象的特征或全貌的研究,任务是收集资料、发现情况、提供信息,描述主要规律和特征。
3、解释性研究
探索某种假设与条件因素之间的因果关系,探寻现象背后的原因,揭示现象发生或变化的内在规律。
(7)最古老的科学研究方法扩展阅读:
科学研究的起源:
一类是经验问题,关注的是经验事实与理论的相容性,即经验事实对理论的支持或否证,以及理论对观察的渗透,理论预测新的实验事实的能力等问题;
另一类是概念问题,关注的是理论本身的自洽性,洞察力,精确度,统一性以及与其他理论的相容程度和理论竞争等问题。
科学研究提供的对自然界作出统一理解的实在图景,解释性范式或模型就是“自然秩序理想”,它使分散的经验事实互相联系起来,构成理论体系的基本公理和原则,是整个科学理论的基础和核心。
参考资料来源:网络—科学研究
Ⅷ 科学方法有哪些
1、历史法
为了全面而深人地把握研究对象的本质,科学研究不仅要考察对象的现状,而且要考察其历史。历史法以文献资料记载的关于对象的历史形态及其运动形式为依据,通过对历史形态及其运动形式的分析,发现规律,总结经验教训,用以指导现行的实践和预测未来的趋势。
历史法也用以确定研究对象在历史发展中的位置,以帮助确立发展的策略。一般而言,历史法在社会科学学科和一些学科的基础理论的研究中应用较多,因此在用历史法做研究时,应注意同这些学科研究中应用较多的逻辑方法和其他研究方法相结合。
2、比较法
有比较才有鉴别,比较法很早就成为人们认识事物的一种逻辑方法,后来逐渐成为常见的科学研究方法。比较法是将两个或两个以上的对象加以对比,从而加深对被研究对象的认识的方法。
比较法有三种:有对研究对象的相同点的比较,有对它们的相异点的比较,以及同异综合比较。通常,一篇学术性论文采用比较法做研究,三种比较方法都可能用到。例如《法国大革命、俄国的十月革命和中国的长期革命》,是黄仁宇《资本主义与二十-世纪》书中的一章,也可以作为一篇单独的论文看待,文中即应用了上述三种比较方法。
7、系统法
系统法是基于系统论的一种方法,也是一种较新的研究方法。它不同于传统的分析、综合方法,而是强调从整体与局部及整体与外部环境的有序联系上展开研究,把对象置于所在的整体系统中加以考察,以获取最优化抉择。在宏观课题的研究上,系统法是避免孤立地、片面地看问题的有效方法。
Ⅸ 伽利略的科学研究方法有何特点
伽利略在科学研究工作中用到的科学研究方法。
伽利略在长达几十年的科学研究工作期间开创了许多物理学研究方法,这些方法对今天的科学研究人员来说,仍然具有十分重要的指导作用。爱因斯坦曾经对伽利略及其科学方法给予高度评价,他说: “伽利略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,标志着物理学的开端。”下面就来看一下伽利略在科学研究工作中用到的主要科学研究方法。
科学精神 科学方法
① 观察方法
我们从上述描述中已经知道,伽利略对于天文学的研究主要靠的是观察的方法,更加确切地说是间接观察法。观察方法是指人们通过感觉器官(如眼、耳)直接地,或者借助于科学仪器间接地进行有目的、有计划的感知客观对象活动,从而得到该对象的知识和观念的科学方法。伽利略的观察方法已经不同于古代的肉眼直接观察,而是借助于天文望远镜这一工具进行观察。他对天体的观察,使他发现了许多人们以往所不知道的重大信息,揭开了宇宙神秘的面纱。他在物理学力学方面的研究也离不开观察。据说,摆针就是因为他偶然仔细观察吊灯的摆动而发明的。伽利略的观察方法在科学研究中的重大作用也被后来许多学科的科学家所公认。如前苏联着名的生理学家巴甫洛夫对他的学生说,他成功的秘诀就是 “观察、观察、再观察”,“应该先学会观察,观察,不会观察,你就永远当不了科学家。”发明青霉素的英国细菌学家弗莱明在1945年获得诺贝尔医学奖时,深有感触地说: “我的唯一功劳是没有忽视观察。”
② 实验方法
实验方法是指人们根据研究目的,借助一些物理设备,人为控制地进行一系列活动,进而重复研究自然现象和规律的一种方法。伽利略是观察和实验方法的积极倡导者,是倡导可重复、可检验性实验的第一人,被誉为在实验中真正应用观察实验这一科学方法的大思想家,是近代实验科学的奠基人之一。他反对亚里士多德式的纯属思辨的科学方法,主张只有观察实验才是掌握真理的科学方法,反对过度相信权威,主张只有实验才能帮助我们更好地认识自然。他有一句名言: “科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找,而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。真正的哲学是写在那本经常在我们眼前打开着的最伟大的书里面的。这本书就是宇宙,就是自然本身,人们必须去读它。”这句名言充分说明了伽利略的态度。同时,他自己就是这一观点的坚决执行者。除了天文学方面不能进行实验以外,伽利略其他的研究无一不是建立在实验的基础上。例如,为了验证自己关于自由落体问题的正确性,他设计了“斜面实验”,并试验了近百次才得到正确的结论;还有着名的“比萨斜塔实验”。伽利略的实验方法的最大特点是可重复性和可检验性,他的实验方法对现在的科学研究仍有很大意义。
③ 数学方法
数学方法即用数学语言表述事物的状态、关系和过程,并加以推导、演算和分析,以形成对问题的解释、判断和预言的方法。数学方法在科学研究中占有十分重要的地位。马克思说: “一种科学只有成功地运用数学时,才算达到真正完善的地步。”爱因斯坦也说: “在我们全部知识中,那个能够用数学语言来表达的部分,就划为物理学领域。”
伽利略在科学研究中用到的第三种重要的科学方法就是数学方法。伽利略把他的物理研究与数学紧密结合起来,为物理学的发展开辟了新的途径。他以准确的数学语言证明物质运动的规律和表达物理的定律。他在数学方面有很深的造诣,早在1582年前后,他经过长久的实验观察和数学推算,得到了摆的等时性定律。在1585年因经济原因辍学离开比萨大学后,他深入地研究过古希腊欧几里得、阿基米德等人的着作,对于几何学了解也很深。正是因为他对数学的浓厚兴趣,才促使他在进行“斜面实验”时运用了数学方法,从而发现小球沿斜面滚下的距离总是与时间的平方成正比,最后得到自由落体定律,即s=1/2gt^2。
④ 其他方法——理性方法
除了上述三种最主要的科学方法外,伽利略还用到了其他的科学方法。例如,在理论上驳斥亚里士多德的自由落体观点时,用到了反证法和演绎法,利用自身的矛盾来证明其错误是反证法的体现,而由小球到世界万物是演绎法的特征。在推导“惯性定律”的过程中,还第一次采用了理想化的方法。他假定小球从一个无摩擦的斜面上滚下来,然后在一个无限延伸的光滑平面上运动。很显然,没有摩擦的斜面和无限延伸的平面是不存在的,这只是一种理想化的状态。同样,关于自由落体定律的实验也是一样,生活中非真空环境下,阻力是无可避免的。
总之,伽利略的最主要的研究方法还是观察方法、实验方法、数学方法。尤其是他在力学研究过程中把实验和数学结合在一起,既注重逻辑推理,又依靠实际观察和实验检验,同时灵活抽象理想化状态的科学研究方法非常值得我们学习。这完全可以总结成为一套完整的科学研究方法程序: 观察现象→提出假设→逻辑推理→实验检验→数学演绎→形成理论。伽利略所运用的这套科学研究方法后来得到许多科研工作者的认可,直到今天对科学工作者在科技创新方面仍有着重要的指导作用。