类比法在科学研究中应用

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1、第八課科學中的類比法1活動1每人獲發一張A4紙和兩個萬子夾。試摺疊紙張，以承載最多的書本（即在已摺疊的紙上放上書本）。為何你會用這個方法摺紙（和任何科學概念或原理有關嗎）？23把紙卷成環狀4紙環就像柱一般（類比法例子）支撐重物。5把紙卷成圓柱狀6圓柱狀紙卷就像柱一樣（類比法例子）支撐重物。7活動2很久以前，一名病人因病無法小便，其腹部越趨脹痛，使他極爲痛苦。醫師孫思邈（公元581至682年）為他診斷過後，認為是因為泌尿道堵塞。然而孫醫師未能即時想出治療之法，眼見病人危在旦夕，感到十分沮喪。8後來

2、孫思邈見一名小男孩用烤熟的蔥管吹出音樂，便靈機一觸，想出拯救病人的方法！孫醫生的療法是甚麼？活動29蔥管的用途？10尿道和蔥管有何相似之處？形狀？特性／功能？11一根蔥管有何用途？筆繩子髮圈飲管鞋帶藤籃擴散性思考類比法12後來孫思邈見一名小男孩用烤熟的蔥管吹出音樂。他靈機一觸，想到可把一條管道插入病人的尿道（把管道的一端削成細而尖的形狀），然後用嘴把病人的尿液吸出來。最後他用此法救回病人一命。13討論問題：尿道和蔥管有何相似之處，孫醫生怎樣利用類比法找出療法？14類比法若A和B具備若干相似的屬性

3、，而A具備另一種特性W，我們則可以推斷B也具備W特性。類比法是從一項特定的事物推斷另一項特定事物的推論方法。15物件A和物件B均擁有屬性X1，X2，X3…而A具備W屬性；因此B很可能亦具備W屬性。類比法16A:X1，X2，X3，……;WB:X1，X2，X3，……因此，B可能亦具備W屬性。類比法17類比法、歸納法和演繹法在科學研究中的關係一般特性A（個別事實或意念）特性B（個別事實或意念）演繹法歸納法類比法（參考文獻：《類比》王溢然，張耀久(2001)）18活動3以下為太陽系兩個星體－地球與火星的

4、數據：19特徵地球火星形狀球狀球狀衛星1個2個軌道運行週期1年1.9年（註：海王星－164年；天王星－84年）20表面溫度平均攝氏17度攝氏-93至-3度平均密度5500公斤／立方米3900公斤／立方米表面引力1.00（地球=1.00）0.38大氣壓力1.00（地球=1.00）0.00721大氣成份氮：78%氧：21%氬、水蒸氣、二氧化碳及其他惰性氣體：1%二氧化碳：95.3%氮：2.7%氬：1.6%微量氧、一氧化碳及水蒸氣水份水份充足在2007年，科學家發現火星的南極曾被乾冰和冷水覆蓋。甲烷以

5、生物的新陳代謝物方式釋出在2003年探測到甲烷的存在。22討論問題：地球與火星有何相似的特徵？有生物存在是地球的獨有特徵。你有信心運用類比法證明火星上同樣有生物存在嗎？試解釋你的答案。23活動4我們可將電力看成一種液體，例如水。水流模型協助我們了解電路及相關科學概念。以下為一個類比法圖表及兩個電路圖：R電阻–+明輪翼水泵水管水類比法圖表參考網頁（類比法模型）：http://www.ac.wwu.edu/~vawter/PhysicsNet/Topics/DC-Current/WaterFlowA

6、nalog.html24任務4填充：電線()電勢()電壓（電勢差）()電流()電阻()參考網頁（類比法模型）：http://www.ac.www.edu/~vawter/PhysicsNet/Topics/DCCurrent/WaterFlowAnalog.html25以水流模型解釋電路電線電勢電壓電流電燈泡泵明輪翼水壓水管兩點之間的壓力差距水流乾電池262.上述的水流模型有什麼問題？我們可思考下列兩點：若模型中的水管出現破洞，便會導致滲漏。然而，即使電線出現破

7、洞，亦不會漏電。模型中的水泵並不需要能量運作。27活動51.試指出類比法對科學的貢獻。2.類比法有何局限性？281.指出類比法對科學的貢獻。(a)類比法促進科學新概念的發展。由類比法推斷的結論正確與否，縱然要視乎或然率，但它仍然是建構新概念(尤其在概念或理論的發展初期)的重要方法。科學上許多重要的理論都是由類比法得出的假設開始，其後再獲實驗證據所支持。29然而，要取得較有力的類比論點，便要將透過類比法產生的新知識，跟已有的知識比較。利用類比法為兩項事物推論出來的屬性／關係不一定正確，全取決於或然

8、率。一般來說，兩者相似性的相關程度十分重要。相似點數量亦有一定的影響。兩項事物擁有的相關及基本屬性越多，它們的類比關係便越強。此外，若兩項事物的推斷屬性和類比屬性出現不一致的情況，則類比法推理的可信性較低。30(b)類比法推動新發明的出現類比在邏輯中的重要性在於它有助分散思維，提高創造力。不少發明便是由類比思維而生。例如人們發現蝙蝠能在黑暗中飛行自如，不會與障礙物發生碰撞。後來，雷達的發明便是從蝙蝠的聲波偵測系統類比而來。313233(c)類比法為模型實驗奠定邏輯基礎類比法被廣泛應用於模擬實驗中