当前位置: 主页 > 论文下载 > 法制论文 >

浅析伽利略的科学研究方法

作者：魏琳红；刘昌明日期：2013-12-20 10:32 来源：《才智》

西安建筑科技大学西安 710055

摘要：伽利略是近代物理学之父，实验科学方法的奠基人之一，他在科学研究的道路上，一贯坚持求真的科学精神，本文从四个方面介绍伽利略科学研究方法。他的科学思维方法论在西方科学思想发展史上占有重要的地位。
关键词：伽利略；研究方法
伽利略（Galileo Galilei,1564—1642 年），奠定了近代实证科学的方法论基础，树立了西方经典力学的科学研究传统，在《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》和《两门新科学》这两部著作中，他对自然科学的研究方法作了系统的概括的总结。伽利略是伟大的学者，是近代力学的主要奠基人之一，正如爱因斯坦和英费尔德在物理学的进化中评论说：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类认识史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开始。
一、伽利略重视观察和实验的研究方法
伽利略以前，都比较注重思辨理性的传统。亚氏与经院哲学家的研究对象主要是现象的最后因。他们认为科学研究从有关某些事件发生或某些性质同时存在的知识开始，只有当关于这些事件的陈述从解释性原理中被演绎出来时，科学解释才得以完成。然而伽利略并不遵从这种方法，他注重研究事物的运动怎么样发生而不是为何发生。强调观察和实验方法在科学认识中的重要地位和作用，认为自然科学本质上是实验科学。综上所述，伽利略的这些发现，无疑是对亚氏的继承人--- 经院哲学家们的宇宙观的一次沉重打击。
二、运用抽象和理想化的科学研究方法
抽象和理想化的思维方法是科学研究不可或缺的方法。抽象是单纯提取事物的某一特性加以认识的思维活动，理想化是一种考察纯态下的事物性质及其规律的科学思维活动。理想化的东西是通过抽象产生的，理想化的目的在于揭示被研究对象在想象的纯化状态下的客观规律性。例如，他把斜面和水平面理想化为无摩擦的光滑面，从而得出了惯性定理。实验证明：阻力越小，小球上升的高度越接近于初始滚下的高度。于是在伽利略头脑中就形成了惯性的概念。对于一个科学家来说，能直觉到现象的哪些性质可作为理想化的基础，而哪些性质又是可以被忽略的，这在科学研究活动中是十分重要的。
三、运用数学推理的科学研究方法
伽利略认为，在对自然界进行科学研究的过程中，必须同时运用数学方法。他深信，自然界这本书是用数学语言写成的，不懂得数学的语言，就不能揭开自然界的奥秘。伽利略的研究首先区分了第一性的质和第二性的质。第一性的质是指时间、形状、大小、数目、位置、运动等的数量，它们是能用数学语言精确的描述。第二性的质指的是声、味、色、臭、热等主管感觉，难以用数学语言精确的描述。在此，伽利略只研究第一性的质，与哥白尼和开普勒不同的是，伽利略认为，可以把数学方法推广到探索任何涉及可测量的问题。在自由落体运动中，他借助于数学的推导，得出了时间平方定律。伽利略这种思维方式是近代科学的实证思维方式，开创得把力学实验和数学方法结合起来。
四、运用逻辑与经验相结合科学研究方法
在科学研究方法中，诸如归纳、演绎、推理等具有举足轻重的价值，同样包括逻辑与经验结合的方法。在伽利略动力学研究中大致上遵循以下三个步骤，首先完整的考察某一典型现象，目的是直观那些绝对的要素，根据这些要素把现象用数学语言的形式去表达出来；其次进行形式化的数学推理；最后提出一种假说并通过实验进行验证。注重理性思维是经院哲学的特色，伽利略注入了对经验材料的理性思考。伽利略的理性思维是建立在观察实验基础上的逻辑思考。
综上所述，伽利略是意大利天文学家、物理学家、哲学家。他的科学方法可以简单阐述为：首先仔细观察自然现象而后提出理想化的假设，其次运用数学分析，最后用逻辑与经验结合并检验形成理论。他的科学研究方法奠定了近代实证科学的方法论基础，取代了亚里士多德的理论框架，为近代自然科学的发展开辟了广阔的道路。
参考文献：
[1]《伽利略关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》[M]. 上海: 上海人民社,1974.
[2] 伽利略. 《论两种新科学》( 英文版) [M] . 英国多佛出版社.
[3] 爱因斯坦, 英费尔德.《物理学的进化》[M] . 上海: 上海科学技术出版社, 1999. 158.
[4] 爱德文. 阿瑟. 伯特. 《近代物理学的形而上学基础》[M]. 徐向东，译. 北京: 北京大学出版社, 2003.