科學(xué)認(rèn)識(shí)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)

科學(xué)認(rèn)識(shí)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)第一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一一、科學(xué)事實(shí)第二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、什么是科學(xué)事實(shí)？通過觀察和實(shí)驗(yàn)所獲得的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，是經(jīng)過科學(xué)整理和鑒定的確定事實(shí)。事實(shí)1：對(duì)客體與儀器相互作用結(jié)果的表征

如：觀測(cè)儀器所顯示的數(shù)據(jù)、圖象事實(shí)2：對(duì)觀察所得結(jié)果的陳述和判斷

如：“金屬燃燒是一個(gè)氧化過程”第三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一事實(shí)1=（客體本性，認(rèn)識(shí)手段）事實(shí)2=（客體本性，認(rèn)識(shí)手段，概念系統(tǒng)）

燃素說：金屬灰+燃素=金屬氧化說：金屬灰=金屬+氧

第四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一對(duì)同一客觀事件，可以因?yàn)檎J(rèn)識(shí)條件（觀測(cè)儀器，概念系統(tǒng)）設(shè)置的合理而描述為精確的科學(xué)事實(shí)，也可以因?yàn)檎J(rèn)識(shí)條件設(shè)置的不合理而描述為粗糙的乃至歪曲的事實(shí)。客觀事件沒有正確與錯(cuò)誤之分，而經(jīng)驗(yàn)事實(shí)則存在著可錯(cuò)性。第五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、科學(xué)事實(shí)的特征以下判斷是否是“科學(xué)事實(shí)”？“所有微觀客體都具有波粒二象性”“整個(gè)宇宙在膨脹著”第六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一科學(xué)事實(shí)應(yīng)滿足一定的條件1）科學(xué)事實(shí)應(yīng)該是個(gè)別存在的陳述

例：“鈾具有放射性”“氬具有化學(xué)惰性”2）科學(xué)事實(shí)應(yīng)該是可重復(fù)的

J/粒子的發(fā)現(xiàn)（1976，丁肇中）偽科學(xué)：“信則有，不信則無(wú)”3）科學(xué)事實(shí)應(yīng)該比較精確、系統(tǒng)

超常人創(chuàng)造力研究（1921—1972，門特爾）第七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、科學(xué)事實(shí)在科學(xué)認(rèn)識(shí)中的作用

不管鳥的翅膀怎樣完善，它任何時(shí)候也不能不依賴空氣飛向高空。事實(shí)，就是科學(xué)家的空氣，沒有它，你任何時(shí)候也不可能飛起，沒有它，你的理論就是無(wú)用的掙扎。巴甫洛夫第八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一形成新概念、新理論的基礎(chǔ)

概念是思維的自由創(chuàng)造，但仍有其經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)（Einstein)對(duì)假說進(jìn)行評(píng)價(jià)的根據(jù)第九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、觀察觀察的特點(diǎn)觀察的分類觀察在科學(xué)認(rèn)識(shí)中的作用觀察的客觀性原則第十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、觀察的特點(diǎn)觀察是人們對(duì)自然現(xiàn)象在自然發(fā)生條件下進(jìn)行的一種有目的的考察活動(dòng)。觀察的顯著特點(diǎn)：“自然發(fā)生條件下”的觀察。

例：“布朗運(yùn)動(dòng)”第十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一第十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、觀察的分類直接觀察（肉眼觀察）間接觀察（儀器觀察）被動(dòng)觀察（自發(fā)觀察）：意想不到的觀察主動(dòng)觀察（誘發(fā)觀察）：有意識(shí)地安排的自然觀察法：自然發(fā)生條件下實(shí)驗(yàn)觀察法：人工控制條件下第十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、觀察在科學(xué)認(rèn)識(shí)中的作用（1）獲取科學(xué)事實(shí)的基本方法

第十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（2）做出科學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要手段

20世紀(jì)60年代天文學(xué)的四大發(fā)現(xiàn)：類星體、射電脈沖星、宇宙微波背景輻射、星際有機(jī)分子。（射電望遠(yuǎn)鏡：雷伯，1937）

2000年十大科學(xué)成就之一：太陽(yáng)系中的行星越來(lái)越“水靈”了（火、木衛(wèi)“歐羅巴”）第十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（3）檢驗(yàn)科學(xué)假說重要手段1781W.赫歇爾：天王星，“越軌”

1843—45，亞當(dāng)斯：計(jì)算出海王星軌道1846.8.31，勒維烈：同樣計(jì)算出海王星軌道加勒：發(fā)現(xiàn)海王星勒維烈：水星——“火神星”第十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一光線彎曲假說的驗(yàn)證：愛丁頓，1919

理論所以能夠成立，其根據(jù)就在于它同大量的單個(gè)觀察關(guān)聯(lián)著，而理論的真理性也在于此。愛因斯坦第十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一4、觀察的客觀性原則觀察的易誤性：戈廷根會(huì)議

1篇：錯(cuò)誤少于20%14篇：有20—40%的錯(cuò)誤

25篇：有40%以上的錯(cuò)誤半數(shù)以上的報(bào)告：60%的細(xì)節(jié)純屬臆造第十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一產(chǎn)生虛假觀察的幾種可能：

錯(cuò)覺（感官局限）誤觀察（無(wú)意識(shí)聯(lián)想）未觀察（“背景”不同）第十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一觀察應(yīng)遵循客觀性原則（1）觀察結(jié)果可以用某種標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行重演（消除主觀的偶然失誤）

引力波的“發(fā)現(xiàn)”：韋伯，1959

（2）要求以正確的理論為指導(dǎo)（消除假象與誤差）

“中性粒子流”：約里奧.居里

“中子”(盧瑟福預(yù)言）：查德威克，1932第二十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（3）要求使用先進(jìn)的觀測(cè)技術(shù)和觀測(cè)儀器（提高觀察的客觀性）

（4）要求科學(xué)工作者要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)事求是的學(xué)風(fēng)（科學(xué)家的基本行為規(guī)范）

不要篡改、捏造數(shù)據(jù)！第二十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一三、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)及其特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)方法在科學(xué)研究中的作用實(shí)驗(yàn)方法的分類第二十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、實(shí)驗(yàn)及其特點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)是人們根據(jù)一定的研究目的，運(yùn)用一定的物質(zhì)手段，在人為控制或變革事物的條件下獲得科學(xué)事實(shí)的方法。第二十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一例：J.J.Thomson電子（1897）原子結(jié)構(gòu)模型（1901）第二十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一粒子散射實(shí)驗(yàn)（a）預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果盧瑟福，1909

炮彈靶子第二十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一粒子散射實(shí)驗(yàn)(b)實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果盧瑟福，1909

計(jì)數(shù)器

金箔粒子發(fā)射源第二十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一粒子散射實(shí)驗(yàn)(c)原子有核行星模型盧瑟福，1911第二十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一實(shí)驗(yàn)方法與觀察方法的比較：實(shí)驗(yàn)：“人為控制條件下”去考察事物；主動(dòng)從自然現(xiàn)象中索取期望的東西觀察：“自然發(fā)生條件下”去考察事物；搜集自然現(xiàn)象所提供的東西第二十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一實(shí)驗(yàn)方法的特點(diǎn)：對(duì)象的可控性（1）實(shí)驗(yàn)可以簡(jiǎn)化和純化研究對(duì)象

否定熱素說的實(shí)驗(yàn)：戴維，1799

第二十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（2）實(shí)驗(yàn)可以強(qiáng)化研究對(duì)象（超高溫、超低溫、超高壓、高真空）

超導(dǎo)現(xiàn)象：昂尼斯，1911R

4.2kT第三十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（3）實(shí)驗(yàn)可使對(duì)象的屬性及變化過程重復(fù)出現(xiàn)

“斜面實(shí)驗(yàn)”：伽利略

實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性：成功實(shí)驗(yàn)的標(biāo)志hh’h”第三十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一

（4）實(shí)驗(yàn)可以模擬對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過程

模擬原始大氣實(shí)驗(yàn)：米勒，1953

甲烷（CH4）

甘氨酸氨（NH3）放電1周丙氨酸水（H2O）谷氨酸氫（H2）天門冬氨酸第三十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、實(shí)驗(yàn)在科學(xué)研究中的作用(1)實(shí)驗(yàn)方法可以獲取精確可靠的科學(xué)事實(shí)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)是推動(dòng)科學(xué)發(fā)展的動(dòng)力新實(shí)驗(yàn)與舊理論的矛盾

第三十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一兩朵“烏云”引來(lái)一場(chǎng)風(fēng)暴19世紀(jì)末物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)：

X射線：倫琴，1895（1901）放射性：貝克勒爾，1896（1903）電子：J.J.湯姆遜，1897（1906）開爾文勛爵：1900年新年獻(xiàn)詞第三十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一“烏云”之一：邁克爾遜—莫雷實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)“以太風(fēng)”假說：零結(jié)果，1887（1907）

M1vMSM2T第三十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一狹義相對(duì)論：愛因斯坦，1905

光速不變?cè)愍M義相對(duì)性原理邁克爾遜獲1907年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)第三十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一另外一朵“烏云”：黑體輻射實(shí)驗(yàn)“紫外災(zāi)難”

U（,T)實(shí)驗(yàn)曲線第三十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一1900.12.14，能量子論，1905光量子論1913原子結(jié)構(gòu)理論1927量子力學(xué)第三十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一例：“—疑難”（1953）奇異粒子：介子；介子質(zhì)量、壽命、電荷、自旋相同;宇稱不同（2）實(shí)驗(yàn)方法是檢驗(yàn)假說的基本手段第三十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一宇稱和宇稱守恒鏡像對(duì)稱（左右對(duì)稱）鏡像對(duì)稱變換（X-X）宇稱（Parity）宇稱守恒定律：“自然規(guī)律在鏡像反射下是不變的”。

傳統(tǒng)上認(rèn)為“宇稱守恒定律是普適的”第四十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一宇稱守恒的困難與楊李提出弱相互作用中宇稱不守恒的假說

1953+++++-+++0

1956.4紐約羅切斯特國(guó)際粒子物理會(huì)議

1956.5關(guān)鍵性突破：把宇稱守恒是否成立，單獨(dú)放在弱相互作用中來(lái)檢驗(yàn)

1956.10對(duì)弱相互作用中宇稱守恒的質(zhì)疑，《物理評(píng)論》第四十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一

對(duì)稱與不對(duì)稱第四十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一宇稱不守恒的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：楊李的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

平面鏡

01000010第四十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一

吳健雄與李政道在一起(1958年)第四十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一

初到伯克利時(shí)的吳健雄（一九三六年）第四十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一

吳健雄設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案第四十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一

吳健雄和她的實(shí)驗(yàn)合作者（一九五六年）第四十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一宇稱不守恒的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：吳健雄，1956.12“鈷-60核極化衰變實(shí)驗(yàn)”27Co-6028Ni-60+e-+

27Co-60

e-0.31Mev28Ni-60

1.17Mev11.33Mev2

27Co-60原子核衰變圖第四十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一

1.2

赤道光子計(jì)數(shù)器A1.0光子各向異性極向光子計(jì)數(shù)器B0.81.2H1.0

不對(duì)稱性

H0.8

時(shí)間0481216（分）吳健雄宇稱實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線第四十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一1957.2.15吳健雄發(fā)表實(shí)驗(yàn)結(jié)果（1956.12.25）

ExperimentalTestoftheParityConservationinBetaDecay,PhysicalReview1957.10楊振寧、李政道榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)第五十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一李正道接受諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)（一九五七年）第五十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一楊振寧接受諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)（一九五七年）第五十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一要敢于向“權(quán)威結(jié)論”提出挑戰(zhàn)（合理的懷疑性）“大膽假設(shè)，小心求證”做實(shí)驗(yàn)要知難而進(jìn)，要有堅(jiān)韌不撥的勇氣和毅力第五十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一3實(shí)驗(yàn)方法的分類（1）定性實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)電磁波的存在：赫滋，1887電子衍射實(shí)驗(yàn)：G.P.湯姆遜，1927（1939）裂腦術(shù)實(shí)驗(yàn)：R.W.斯佩里（1981）第五十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（2）定量實(shí)驗(yàn)測(cè)定引力常數(shù)實(shí)驗(yàn)：卡文迪許測(cè)定光速實(shí)驗(yàn)：斐索測(cè)定熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)：焦耳測(cè)定電子荷質(zhì)比實(shí)驗(yàn)：湯姆遜第五十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（3）結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)粒子散射實(shí)驗(yàn)：盧瑟福，1911測(cè)定DNA分子結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)：沃森、克里克，1953（1962）測(cè)定前列腺素的化學(xué)結(jié)構(gòu)：S.K.貝格斯特姆（1982）第五十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（4）對(duì)照實(shí)驗(yàn)（生物，醫(yī)學(xué)，醫(yī)藥學(xué)）對(duì)照組，試驗(yàn)組光作用于植物的什么部位而使植物向光生長(zhǎng)？達(dá)爾文第五十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（5）模擬實(shí)驗(yàn)（相對(duì)直接實(shí)驗(yàn)）物理模擬數(shù)學(xué)模擬功能模擬第五十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一（6）判決性實(shí)驗(yàn)（判別假說的存亡）否定“熱素說”的實(shí)驗(yàn)：戴維，1799否定光“以太”實(shí)驗(yàn)：邁克耳遜、莫雷，1887（1907）證實(shí)弱相互作用下宇稱不守恒的實(shí)驗(yàn)：吳健雄，1957第五十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一四、觀察實(shí)驗(yàn)中的機(jī)遇成功的條件：智力；勤奮；機(jī)遇第六十頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一四十年前，經(jīng)吳大猷教授的推薦，我獲取了中國(guó)政府的一筆獎(jiǎng)學(xué)金赴美留學(xué)，在物理學(xué)方面繼續(xù)深造。這一難得的機(jī)會(huì)改變了我的一生。一個(gè)人的成功有著各種各樣的因素，其中“機(jī)遇”也許是最重要的，也是最難駕馭的。盡管成功的機(jī)遇不可預(yù)定，但它的幾率卻可以大大增加。通過吳教授，我方能得到這一機(jī)遇。（李政道〈六十回憶〉）第六十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，編輯于2023年，星期一

吳大猷