浅析伽利略科学方法论

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1、浅析伽利略科学方法论摘要：本文旨在通过对伽利略以往研究工作的挖掘和分析，从两个角度分析了其科学方法论——首先，伽利略实现了实验方法与教学方法相结合，成就了精密科学的理想方法；其次，伽利略创造了理想实验，实现了物理学的真正开端。最后阐述了其科学方法论产生的影响。关键词：伽利略科学方法论影响引言：伽利略是近代科学的开创者，他的科学思想和科学方法，不仅具有科学进步的意义，更对方法论理论领域作出了不可磨灭的贡献。伽利略用观察和实验的方法寻找科学定律，纠正了亚里士多德以来一直普遍采用的理性追求原因的方法，使近代科学研究方法应用于力学研究，他的科学方法论表

2、现出科学是对人和自然的认识和思想。伽利略的科学思想在人类思想史上完成了一次重大飞跃，他的科学精神促成了“哥白尼革命”的完成，他的科学方法推动了科学认识的飞速发展，对现世有着重要的启发和指导意义。伽利略一方面坚持亚里士多德的归纳——演绎方法，一方面又不迷信亚里士多德的结论,他在对物理,特别是对力学的研究中,将数学方法与实验方法结合,创造了近代实证科学的研究方法,被称为“实证科学之父”、“实验的自然科学的先驱”。一．实验与数学结合：精密科学的理想方法1.数学：自然观到方法论的转变在数学从自然观转变到强调方法论过程中，伽利略起到了重要作用。他既重视数

3、学方法的应用，又抛弃了数学先验论的神秘观点。伽利略认为数学是科学认识、定量研究的工具，即数学不仅是计算工具，还是逻辑分析的工具。伽利略的一项运用数学方法的成就在于对塔塔格里亚由经验而得出的抛射体运动轨迹理论作了科学的解释和证明。伽利略对抛射体的运动进行了充分研究，他把抛体运动分解为两种运动：一种是竖直方向的上抛和自由落体运动，另一种是水平方向的匀速直线运动（均不考虑空气阻力）。若是斜抛，其运动轨迹则是一条过最高点垂线两边对称的抛物线。而测量射程时，只需要计算运动时间里物体的水平运动的距离。伽利略利用公式算出各抛射角θ时的轨迹曲线，并证明了这些抛

4、物线与实验相符合。他还证明抛射角θ=45°时射程最大，而θ=45°±α时，即抛射角互为余角时的射程相同。伽利略是近代第一个系统地采用数学方法的人。他认为，在用实验方法揭示自然现象的本质和规律的过程中，同时必须结合数学的方法，因此他非常强调实验中的定量计算。在伽利略的思想中，数学不仅是科学研究的工具，而且是理论建构及其规范化的象征，以几何形式和代数法则表述的自然知识才真正具有现实价值。伽利略在科学研究中人为地创造出可供测量的条件，在实验中充分发挥数学的作用，并从实验结果中抽象出数量关系式。由此，数学在实验中的应用，使研究力学尤其是运动学迈出了可贵

5、的一步。2.实验：作为科学系统方法的确立实验方法是探索物理现象及其规律的基本方法，是获取第一手科研资料重要的和有力的手段。实验方法是探索自然奥秘创立新理论的必由之路。实验方法也是检验真理的标准和推动自然科学技术发展重要的途径。例如，在研究自由落体定律过程中，伽利略通过设计著名的“斜面实验”来论证“冲淡引力”设想。在伽利略看来，自然科学的结论必须是正确的、必然的、不以人们意志为转移的。自然科学的结论要从客观事实出发，就离不开观察和实验。伽利略把实验方法看成是他研究工作的最基本的方法，认为基本原理必须来自经验与实验，他不仅是实验方法的实践者，同时他

6、还从科学研究程序的高度上确立了实验方法的地位。伽利略设计的实验不但构思巧妙，而且蕴涵着极其丰富的实验思想。如斜面实验中，他忽略空气阻力的影响，抓住问题的主要方面，撇开一些次要因素，这正是科学实验不同于一般观察之处。他还变更一些实验条件(如改变斜面的倾角)，使研究对象的诸量成为可控制量或可测量量，由此获得变化的实验结果·这同样是科学实验区别于一般观察的另一特点。3.实验——数学方法伽利略的实验——数学方法是：在实验的基础上，重视把数学概念、理论、公式用于对物体运动的研究，把物理概念及其相互联系用简洁的数学形式表达出来，从而使物理概念量化，形成物理

7、量，并用数学形式揭示出自然界的物理本质，把观察与实验的结果上升到理论的高度。这种方法的特点是：从量的方面研究物体运动，使实验与逻辑推理互相验证、互相补充。伽利略提出的实验——数学方法意味着经验与理性相结合的科学研究方法得以成型，尤其还强调了实验在认识过程中举足轻重的地位。伽利略所开创的研究方法，使物理学的研究从定性描述过渡到定量描述。伽利略使物理学的建立与发展依据可靠的实验基础和数学的逻辑证明，而且这一方法满足了科学研究中对确定性与精确性的要求，也使科学研究完全脱离了经院式哲学的束缚。他的这种研究方法，成为近代科学研究中的一般程序和经典模式，并

8、对自然科学的研究产生了深刻的影响。二．物理学中理想实验的开端1.伽利略的理想实验所谓理想实验是指通过人们的思维，依据理想化条件进行推导，对实际过程进行