科学方法部分,续
第5部分
科学是一种智力追求。观察和收集数据并不是最终目标。数据必须被分析并用于理解我们周围的世界。这需要归纳推理也就是根据具体观察得出结论的能力。在科学史上有许多归纳推理的经典例子,但让我们看一个来理解这种智力练习是如何工作的。18新利最新登入
1919年,当埃德温·哈勃(哈勃太空望远镜当时,天文学家们普遍认为整个宇宙是由一个单一的星系——银河系组成的。
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但当哈勃开始用胡克望远镜进行观测时,他注意到被称为“星云”的物体被认为是银河系的组成部分,它们位于银河系边界之外的很远的地方。与此同时,他观察到这些“星云”正在迅速远离银河系。哈勃在1925年利用这些观测得出了一个开创性的结论:宇宙不是由一个星系组成的,而是由数百万个星系组成的。哈勃认为,不仅如此,由于宇宙的均匀膨胀,所有的星系都在相互远离。
第6部分
科学做出预测并测试这些预测实验.归纳是一种强大的工具,因为它使科学家能够做出预测。例如,一旦哈勃断言宇宙远远超出了银河系,那么天文学家就应该能够观测到其他星系。随着望远镜的改进,他们确实发现了成千上万的星系,形状和大小各不相同。今天,天文学家认为宇宙中大约有1250亿个星系。多年来,他们还进行了大量实验,以支持哈勃的宇宙正在膨胀的观点。
一个经典的实验是基于多普勒效应.大多数人都知道多普勒效应是一种与声音有关的现象。例如,当一辆救护车在街上经过我们身边时,它的警笛声似乎改变了音调。随着救护车的靠近,音调越来越高;当它经过时,音高降低。这是因为救护车要么靠近它所产生的声波(这会减小波峰之间的距离并增加音调),要么远离它们(这会增大波峰之间的距离并降低音调)。
天文学家假设天体产生的光波也会有同样的行为。他们做出了以下有根据的猜测:如果一个遥远的星系冲向我们的星系,它会靠近它产生的光波(这会缩短波峰之间的距离,并将其颜色转移到光谱的蓝色一端)。如果一个遥远的星系正在远离我们的星系,它将远离它正在创造的光波(这增加了波峰之间的距离,并将其颜色转移到光谱的红色端)。
为了测试假设在美国,天文学家使用一种被称为光谱仪的仪器来观察光谱或由各种天体产生的彩色光带。他们记录了光谱线的波长和强度,收集的数据最终证明了假设是正确的。
第7部分
科学是系统的.它严格而有方法,要求反复进行测试,以核实结果。上述假设的红移已经在多次实验中得到了证实。事实上,它被很好地记录下来,已经成为了大爆炸这个理论描述了宇宙是如何从一个密度极高、温度极高的状18新利最新登入态膨胀的。
因此,科学可以被认为是一种思维方式,但也可以被认为是一种工作方式——一个要求科学家提出问题、提出假设并通过实验验证他们的假设的过程。这个过程今天被称为科学方法,它的基本原理被世界各地各个学科的研究人员所采用。
然而事实并非总是如此——科学探索的发展是随着时间的推移而缓慢发展的。在下一节中,我们将更仔细地研究科学方法的历史,以便更好地理解它是如何发展起来的。18新利最新登入