实验在物理学发展中的作用

物理学是以实践为本的科学。在物理学的发展中，实验起了重要的作用。什么叫实验?实验是人们根据研究的目的，运用科学仪器，人为的控制、创造或纯化某种自然过程，使之按预期的进程发展，同时在尽可能减少干扰的情况下进行观测，以探求该自然过程变化规律的一种科学活动。

在物理学的发展中，从经典物理到现代物理学，著名的物理实验不胜枚举，从事实验工作的物理学家何止成千上万。他们置身于艰苦的实验研究之中，为推动物理学的发展努力奋斗。他们对物理学的发展起了什么样的推动作用?他们的工作有何价值?纵观物理学三百余年的发展历史，可概括为如下几个方面。

一、实验新发现。探索新规律

伽利略的单摆实验和斜面实验为研究力学规律提供了重要依据，库仑定律的验证、欧姆定律的建立、奥斯特发现电流的磁效应无一不是通过实验得出的，光的干涉、衍射、偏振以及双折射等现象也都是首先在实验中发现的。

物理学有许多分支，汇合起来组成物理学的主干，每个分支在其发展之初都有大量的实验为之奠基，从而使个分支更加充实，更加全面，这一切说明了：实验，只有实验，才是物理学的基础。

19世纪末，经典物理学发展的了相当完善的地步，人们纷纷认为物理已经到头了，以后只是把常数测得再准些，向小数点后面推进而已。然而，正是实验的新发现打破了沉闷的空气，揭示了经典物理学的不足。世纪之交的三大发现开拓了新的领域，把物理学推进到一个新阶段。

二、检验理论。判定理论的适用范围

实践是检验理论的客观标准。一个理论的正确性，不仅在于它能说明多少现象，更重要的是他能否得到实验的肯定，他作为预言，被而后的实验证实到什么程度。

例如：1905年，爱因斯坦用光子假说总结了光的微粒说和波动说之间长期的争论，能很好的解释光电效应的实验结果，但直到1916年，当密立根以及其严密的实验全面地证实了爱因斯坦的光电方程之后，光的粒子性才被人们所接受。同样，德布洛伊德物质波假说也是在实验发现电子衍射之后才得到肯定。

还有，理论只有一定的适用范围，这个范围往往要靠实验来确定。例如，玻意耳定律只适用于理想气体，因为勒尼奥的高气压实验证明；当气体压强增大到一定程度后，Pv值会偏离常数。

理论和实验是物理学的两大部分，相辅相成，缺一不可。强调理论的地位，丝毫不能贬低实验的作用。

三、测定常数

在物理学的发展中，大量实验是围绕常数进行的。了解各种常数，在物理学发展史中占有极其重要的地位。例如，万有引力常数的数值，自牛顿发现万有引力定律以来，一直是人们力求测出和测准的对象。这个常数是不是常数，会不会随时间变化，到现在还是物理学界关心的问题，只有通过长时间大量的实验来验证。还有，光的传播速度，静电常数等物理学中的常数都是有大量实验来测定的。

四、推广应用，开拓新领域

如果说蒸汽机的发展超前于热学理论，龟机和电气工业的发展则完全是在电磁理论建立以后人们才发现的。然而，不论是蒸汽技术还是电工技术都离不开实验，其中包括了许多热学实验和电磁学实验。各种发明创造，无不是经过大量实验研究才逐渐完善的。还有，从光谱学到激光技术，从电子显微镜到扫描隧道显微镜，从低温技术到超导研究，无不凝聚了实验物理教学家的心血。

总之，提供事实、验证理论、测定常数、推广应用这四个方面基本上概括了实验在物理学发展中的作用。铮睿我国著名物理学家张文裕教授在论述实验的作用时所指出的：“科学实验是科学理论的源泉，是自然科学的根本，也是工程技术的基础”他还说：“基础研究、应用研究、开发研究和生产四个方面要紧密结合在一起，必须有一条红线，这条红线就是科学实验。”