爱因斯坦的科研方法（精选9篇）
爱因斯坦的科研方法 第1篇
爱因斯坦的科研方法
爱因斯坦是历史上罕见的卓越的科学家。他所创建的相对论，不仅使物理学获得了革命性的进展，而且刷新了人们对时间、空间等基本概念的认识；他在光量子论、布朗运动的研究中，也取得了重大成果；此外，他还在宇宙、统一场论等方面做了开拓性的工作。
面对这样一位科学巨人，人们不禁要问：他是怎样取得这许多成就的?
拉普拉斯说：“认识一位巨人的研究方法，对于科学的进步，……并不经发现本身更少用处。科学研究的方法经常是极富兴趣的部分。”每一位富于创造、勇了革 新的人，总有他自己的特点，他自己的“音调”。那么，爱因斯坦的工作方法，又有什么特点呢?有什么可供我们借鉴的呢?爱因斯坦曾多次谈到，需要建立新的思 想体系。建立新的思想体系，这正是他自己的工作非常突出之处。
拉普拉斯说：“认识一位巨人的研究方法，对于科学的进步人们要研究某个 问题，总得先收集有关资料，尽量吸取前人的成果、方法、经验和教育，这样才能站在“ 人的肩上”(牛顿语)。但为了比前人看得更远，光站在肩上还不够，还需要通过新的观察或试验，向大自然索取更多的新资料，并运用辩证思维，对它们进行分析 整理，以获得新的认识。至此，爱因斯坦与常人并无显著不同，他和我们一样，也非常重视基本理论的学习，重视来自实际的实验和事实。”?
然而，接下去分歧便开始了。怎样对资料进行理论分析呢?常见的办法是把试验结果归纳成一些经验定律或经验公式，希望通过它们合理地解释过去并预见将来。 但爱因斯坦却不以为然，认为这样做还很不够，这样做不能使理论获得重大进展。因为，这些公式最多只概括了局部的、有限多次的经验，对全局来说，对无限的总 体来说，它很可能是错误的；何奖品，还“因为它忽略了直觉秒演绎思维在精密科学发展中所起的重大作用”。
那么，应该怎么办呢?爱 因斯坦说：“适用于科学幼年时代以归纳为主的方法，正让位于探索性的演绎法”；应该“由经验材料作为引导，……提出一种思想体系，它一般是在逻辑上从少数 几个所谓公理的基本假定建立起来的。”对这个体系的要求，应是能把观察到的事实联结在一起，同时它还具有最大可能的简单性；所谓简单性是指“这体系所包含 的彼此独立的假设或公理最少”。大家知道，狭义相对论的公理只有两条：相对性原理和光速不变原理。至于思想体系的内容，它应由“概念、被认为对这些概念是 有效的基本定律、以及用逻辑推理得到的结论这三者所构造的"，也就是通常所说的概念、公理和定理三部分。?
作为自然科学史上第一 个思想体系的光辉的例子是欧几里得几何学。如果欧几里得当年只满足于把丈量土地所得的具体结果，归纳为若干条经验定律，那么，几何学的发展也许会延误许多 年。但他不这么办，他破天荒地开辟另一条大路，即建立了一个演绎法的思想体系。欧几里得的巨大历史功勋不仅在于建立了一种几何学，而且在于首创了一种科研 方法。这方法所授益于后人的，甚至超过了几何学本身。欧几里得几何学所以雄视数学界垂，至今仍是每个中学生必须精读的内容，其原因正在于此。 “蜀地名花擅古今，一枝气可压千林”(陆游诗句)。欧几里得几何学可以算是一枝名花了。它前无古人而后有来者，牛顿的力学，爱因斯坦的相对论，都是在它影 响下的后起之秀。 于是我们碰到了一个大问题：如何建立思想体系?爱因斯坦回答说：理论家的工作可分成两步，首先是发现公理，其次是从公理推出结论。哪一步更难些呢?如果科 研人员在学生时代已经得到很好的基本理论、逻辑推理和数学的训练，那么，他走第二步时，只要有“相当勤奋和聪明，就一定能够成功”。至于第一步，妈阿找出 演绎出发点的公理，则具有完全不同的性质。这里没有一般的方法，“科学家必须在庞杂的经验事实中间抓住某些可用精密公式来表示的普遍特性，由此探求自然界 的普遍原理”，请注意“经验事实”这几个字，它们表明了爱因斯坦方法论中的主流是唯物主义。公理必须来自客观实际，而不能主观臆造，否则就有陷进唯心主义 泥潭的危险。?
如果我们还不满足，还要进一步问到底：怎样才能抓住那些“普遍特性”呢?看来，要编制一个找到它的万能程度，是不 可能的。因为这个问题的解决，主要依赖于研究人员的德、智、才、学，依赖于他们的科学想象力、洞察力和劳动热情。否则，我们就难以理解，在相似条件下，为 什么恰恰是这个人，而不是旁人，做出了显著的成绩。因此，最好还是让我们来研究爱因斯坦吧!?
任何重大进展，必定有许多先驱为它献出了智慧，最后轮到一个人或一些人来完成。这些人必须恰好站在历史的转折点上，太早了不行，太晚也不行。天下鼎沸，群雄逐鹿，捷足者先得。这些捷足者，按照狄德罗的说法，必须具有“精神的浩瀚，想象的活跃，心灵的勤奋”。
少年时代的爱因斯坦善于“惊奇”，他对自然界的一些现象，不是等闲视之，是有强烈的好奇心，这使他的求知欲永远得不到满足，对自然的探索，也永远不能停 止。4岁时，他曾为一只罗盘的指针而“惊奇”：它应有无穷多个方向可以挑选，却为什么总是偏爱南方?他想：“一定有什么东西深深地隐藏在事情后面。”12 岁时，他又为多几里得几何而“惊奇”：几何学的“这种明晰性和可靠性人我造成了一种难以形容的印象”。毫无疑问，几何学对他后来建立相对论，不仅提供了工 具，而且给予了方法论的启示。?
青年时代的爱因斯坦，在物理、数学等方面打下了结实的基础，对一般自然科学也有浓厚的兴趣和广博 的知识。12-16岁时，他已经熟悉了基础数学，包括微积分原理。17岁上大学后，“大部分时间都是在物理实验室里工作，迷恋于同经验直接接触”。其余时 间，则主要用于自学理论物理。这些，为他后来的工作做了很好的准备，使他既能深刻地理解当前物理理论和实验的最新成就，又能娴熟地运用数学工具；正是这个 强大的逻辑推理工具，把他的科学想象变成了科学定律。此外，他还聚精会神地阅读了伯恩斯坦的《自然科学通俗读本》。这部有五六卷的优秀作品，成功地帮助他 了解到整个自然科学的主要成果和方法。从学习方法上看，爱因斯坦也有出众之处。他善于“识别出那种能导致深邃知识的东西，而把其它许多东西撇开不管”； “在所阅读的书本中找出可能把自己引到深处的东西，把其它一切统统抛掉，就是抛掉使头脑负担过重和会把自己诱离要点的一切”。这样，他就把全部精力集中在 最能发挥自己的创造性与能动性的问题上。?
爱因斯坦对哲学始终有浓厚的兴趣。年轻时，他和几位挚友经常热烈地讨论马赫、休谟、斯 宾诺莎、彭加来等人的哲学和科学著作，后来他们亲热地戏称这个小集体为奥林比亚科学院。这些著作中固然有不少糟粕，但却大大开扩了他们的眼界，并帮助他们 抓住认识论、方法论以及科学上的重大理论问题，抓住事物的本质和总体，而具有总体观，乃是高级才智的一种标志。这样，爱因斯坦既有别于缩守一隅、不见森林 的科学家，因为他眼界开阔，思维丰富；也不同于不着边际、大而无据的思辩家，因为他基础扎实，学力深厚。?
爱因斯坦富于革新精 神，这是他的显著特征。他的想象力非常活跃，而这正是创造和革新所必不可少的重要条件。雨果说：“莎士比亚首先是一种想象，……科学到了最后阶段，便遇上 了想象。”在爱因斯坦看来，许多所谓常识的东西，其实不过是幻年时代被前人灌输在心中的一堆成见，尤其是当迷信病流行时更是如此。这堆成见是需要重新审核 的。它们很可能是前人的主观偏见；或者是由于我们只处于宇宙的一个局部区域、一个特定的结构层次而见到的特现象，并不是宇宙的一般规律。例如，物体运动时 长度似乎不变只见于低速世界，长度随速度而变化才是一般规律。爱因斯坦正是抓住“质量”、“同时性”等基本概念牢牢不放，最后提出相对论的两条原理而突破 的。?
任何事物都不可能十全十美，爱因斯坦的科研方法也是如此。例如，他对归纳法就不够重视。
通过爱因斯坦对一些科学家的评价，可见他很重视下述几种才能：
1?想象力。爱因斯坦的方法既然主要是演绎的，所以他特别强调思维的作用，尤其是想象力的作用。他认为科学家在探讨自然的秘密蛙，“多少有一点象一个人 在猜一个设计得很巧妙的字谜时的那种自由”，他需要极大的想象力。不过“他固然可以猜想以无论什么字作为谜底，但是只有一个字才真正完全解决这个谜”。同 样，自然的问题也只有一个答案，所以最后还是应该受实践的检验。在谈到想象的.重要性时，他说：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世 界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格地说，想象力是科学研究中的实在因素”。想象力之对于科学，其重要性不下于它之对于文学。文章如无想 象，就会成为一潭死水式的帮八股。同样，科学如无想象，就很可能停留在一些皮表的，抓不住本质的经验公式上。不过二者之间也有不同，。科学中的想象最后要 受到实践的旅客不留情的检验，而文学创作中的想象虽然也应反映客观实际，但却比较灵活。例如，小说中某角色的结局不必是唯一的。
2?直觉的理解力。他赞扬玻尔说“很少有谁对隐秘的事物具有这样一种直觉的理解力，同时又兼有这样强有力的批判能力”。评论埃伦菲斯特时说：“他具有充分 发展了的非凡的能力，去掌握理论观念的本质，剥掉理论的数学外衣，直到清楚地显露出简单的基本观念。这种能力使他居为无与伦比的教师。”
3?数学才能。这是演绎法所必不可少的。他在谈到牛顿时说：“他(牛顿)不仅作为某些关键性方法的发明者来说是杰出的，而且在善于运用他那是地的经验材 料上也是独特的，同时他对于数学和物理学的详细证明方法有惊人的创造才能”。爱因斯坦本人的数学已经是很好的了，但他说：“我总是为同样的数学困难所 阻”。由于研究的需要，他专门请了一个很强的年轻的数学助手。
以上的几种才能是关于思维方面的，而关于科学实验方面都没有提及，这不 必惊异，因为爱因斯坦本人主要注意演绎法。由于时代的限制，他的方法论并不是完全无可非议，例如对归纳法的轻视，强调“自由创造”等。有时过分强调思维的 自由创造等。其实归纳与演绎相结合才是更为完善的方法。但每个人都处于历史发展的一定阶段，都有历史局限性，不能要求他成为完人。
爱因斯坦的科研方法 第2篇
爱因斯坦是科学理论创新的典范.他的科研思维方法令世人关注,对于渴望创新的当代中国人而言更是一份宝贵的思想遗产.爱因斯坦从不迷信所谓常识的东西,而主张将其重新审核.正是这样,他突破了牛顿定律的局限,借助于演绎方法,提出了影响深远的相对论;他做到了左右脑并用、逻辑思维与形象思维结合,在几何学和代数的极其严密的演绎体系的启发下,开拓了他的时空观.他强调思维的`作用、想象力与演绎推导的作用.他的科研方法给我们提供了有益的启示:创新必须从思维创新开始,思维创新离不开逻辑思维与形象思维的结合,特别是重视逻辑的演绎推理方法的运用.
作 者：孔令德 迟维东 作者单位：孔令德(烟台市牟平区委党校,山东牟平,264100)
迟维东(烟台师范学校政法系,山东烟台,264000)
爱因斯坦的科研方法 第3篇
关键词：爱因斯坦,直观,演绎
古代科学是直观的经验科学 (以中国为代表) 、近代科学是归纳演绎双向互动 (以近代西方为代表) 。爱因斯坦首先一针见血地批判了经验科学的弊端, 他认为, 经验科学的发展过程就是不断归纳的过程:人们根据小范围内的观察, 提出经验定律或经验公式, 以为这样就能探究出普遍规律, 其实这是不够的, 这不能使理论获得重大的进展。那么应该怎样做呢?应该“由经验材料作为引导”, “提出一种思想体系, 它一般是在逻辑上从少数几个所谓公理的基本假定建立起来的”。简单说, 就是先有一些经验材料作为引导, 提出假定。我国古代经验科学世界领先, 但就像大海的波浪永远不能抵达彼岸一样, 不能使科学理论获得重大的进展, 致使近代落后。究其原因, 是由于不能在经验原型的启发引导下形成科学理论体系。中国人在世界上非常聪明, 中国古代直觉思维创造了世界科学技术的全面基础和伟大奇迹, 包括二进制。但我们缺少演绎思维, 这是造成近代悲剧的重要原因。
接着, 爱因斯坦又批判了近代西方归纳演绎的传统思维。爱因斯坦思维方法是爱因斯坦认识世界和进行科学创造的思想工具, 其中起主导性质的思维方法是直觉和演绎思维方法。所谓直觉和演绎思维方法又称探索性的演绎法, 是指爱因斯坦在科学探索中从直接经验出发, 把创造直觉与演绎逻辑结合起来形成思维方法理论结构进行科学创造的思维方法。它的内容是以“直觉和演绎”思维方法为核心, 包括思想实验方法、目标思维方法、双向思维方法、直觉思维方法、假说思维方法、数学方法、分析和综合思维方法等构成的思维方法体系。
爱因斯坦以直觉力洞察出事物的本质, 直接提出“时间相对性原理”和“光速不变原理”等假说, 首先打破了牛顿低速运动的机械思维。假定人乘坐接近光速的“爱因斯坦火车”, 于是出现“钟慢”“尺短”的情景。他运用目标思维方法, 引导人们在未来中寻找追求的目标, 进行了“追光”思想实验和“升降机”思想实验;运用双向思维方法, 针对课题从不同的理论思维方面进行双向交流, 通过提高自主创新能力去揭示事物本质和规律, 创立了狭义相对论和广义相对论。
在谈到艺术对科学思维的启示和开拓时, 钱学森说:艺术里所包含的诗情画意和对人生的深刻理解, 可丰富对世界的认识, 开阔思路, 增强对科学新知的认识和探究。“正因为我受到这些艺术方面的熏陶, 所以我才能够避免死心眼, 避免机械唯物论, 想问题能够更宽一点、活一点。”
一、直觉———演绎思维的路线
对直觉———演绎思维路线, 爱因斯坦作出如下解释。
(1) 运用已知的直接经验创立假说或者公理, 由它们推导出一定的结论。在19世纪和20世纪之交, 科学上有两个关键性的发现, 一个是迈克耳孙和莫雷在1887年做的光速实验, 另一个是普朗克在1900年发现的黑体辐射公式。前者是爱因斯坦狭义相对论的实验依据, 后者为量子力学奠定了基础。
(2) 假说或公理是以直接经验为基础的。但是, 在假说或公理同直接经验之间不存在任何必然的逻辑联系, 只有一个不是必然的直觉的联系。爱因斯坦是坐在马车上偶发灵感泛起狭义相对论的假说的。
(3) 由假说通过逻辑推导出个别的结论。结论可以假设是正确的。日全食期间的观测曾经孕育了现代物理学上最大的发现———光弯曲现象。1919年5月29日日全食期间, 英国科学家爱丁顿率观测队在非洲西海岸附近观测并计算出星光弯曲度, 从而证明了爱因斯坦相对论中“光线在引力场中要弯曲”的假说。
(4) 结论可以与假说或公理联系起来, 用事实验证。这一步骤实际上也是属于超逻辑的 (直觉的) 。因为假说或公理中出现的概念同直接经验之间不存在必然的逻辑联系。但是结论同假说或公理之间的联系实际上比经验同假说的联系要不确定得多, 松弛得多。而如果这种对应不能可靠无误地建立起来, (虽然在逻辑上它是无法理解的) , 那么, 逻辑机器对于“理解真理”将是毫无价值的。这一切的中心问题, 就是思维领域同感官的直接经验之间的永恒存在的联系。
如上四点, 直觉———演绎思维方法路线概括地说是直接经验———一般原理 (公理体系或假说) ———推论———事实验证。上述爱因斯坦对直觉———演绎思维方法的阐释, 描绘出了创造性思维机理。由此, 爱因斯坦又言简意赅地阐明:“一般地可以这样说, 从特殊到一般的道路是直觉的, 而从一般到特殊的道路则是逻辑的。”
二、直觉———演绎思维的特点
爱因斯坦直觉———演绎思维方法具有以下特点:
(1) 从直接经验到一般原理是直觉道路———非逻辑性。1946年, 67岁时的爱因斯坦在《自述》中阐述感受经验与概念、命题和理论之间的关系时, 认为两者“纯粹是直觉的联系, 并不具有逻辑的本性”。他又说:“物理学家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律, 由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来。要通向这些定律, 并没有逻辑的道路;只有通向那种以对经验的共鸣的理解为依据的直觉, 才能得到这些定律。”从爱因斯坦思维方法结构及其深刻论述中可知, 从直接经验到一般原理不是逻辑道路的, 而是“直觉道路”的, 或者说是非逻辑思维道路的。
(2) 从一般原理到导出推论之间是演绎推理———逻辑性。从爱因斯坦的思维方法结构可知, 虽然从直接经验 (特殊) 上升到公理体系 (一般) 是直觉道路, 但是从公理体系 (一般) 到导出推论 (特殊) 是逻辑道路。
(3) 直觉道路与演绎逻辑道路、非逻辑与逻辑之间的统一性。从直觉和演绎思维方法理论结构中可知, 从直接经验到一般原理 (公理体系或假说) 的道路是直觉的, 而从一般原理到导出推论的道路是演绎的。就是说, 直觉道路与演绎逻辑道路的统一, 形成创造的直觉———演绎思维方法结构, 引起思维方法质的飞跃。
(4) 直觉验证性。从爱因斯坦直觉———演绎的思维结构可知, 从演绎逻辑到事实验证中间, 即从导出推论到事实验证中间, 需要经历“直觉验证”的道路。
爱因斯坦直觉———演绎思维与牛顿、达尔文等归纳———演绎的纯逻辑思维方法结构相比较, 是根本不同的。可以当之无愧地说, 爱因斯坦创造了思维发展史的新的里程碑。
三、爱因斯坦直观———演绎思维的启示
从爱因斯坦的直观———演绎思维方法得到如下启示。
(1) 科学与艺术同源。爱因斯坦曾说过:科学家可借艺术之瓦, 攻科学之坚;艺术家可借科学之梯, 攀艺术之峰。现代科学与艺术正携起手来, 寻找对世界的感受, 不但是抽象的, 而且是具体的, 是“具体的抽象”和“抽象的具体”。李政道说, 科学和艺术都源于人类活动最高尚的部分, 都追求着深刻性、普遍性、永恒和富有意义。李政道认为, 艺术和科学的共同基础是人类的创造力, 它们追求的目标都是真理的普遍性。艺术用创新的手法去唤起每个人的意识或潜意识中深藏着的情感。科学对自然界的现象进行新的准确的抽象, 这种抽象通常被称为自然定律。定律的阐述越简单、应用越广泛, 科学就越深刻。尽管自然现象不依赖于科学家而存在, 但对自然现象的抽象和总结是一种人为的, 并属于人类智慧的结晶, 这和艺术家的创造是一样的。在科学中, 人们研究物质的结构, 知道所有物质都是由分子、原子构成, 原子又都由原子核和电子构成, 原子核又由质子、中子组成, 质子、中子又由夸克组成等等。人们认识了物质的基本结构, 进而去认识世界和宇宙。科学技术的应用形式会不断发生新的变化, 但其科学原理并不随这些应用而改变, 这就是科学的普遍性。正是有了相对论和量子力学, 20世纪的科技发展, 如核能、原子物理、分子束、激光、X射线技术、半导体、超导体、超级计算机等等, 才得以存在。因此, 科学原理应用越广泛, 在人们社会生活中的表现形式也越多样化。
科学家追求的普遍性, 是人类对自然现象的抽象和总结, 适用于所有的自然现象。它的真理性植根于科学家以外的外部世界, 科学家和整个人类只是这个外部世界的一个组成部分。艺术家追求的普遍真理性也是外在的, 植根于整个人类, 没有时间和空间的界限。尽管科学的普遍性和艺术的普遍性并不完全相同, 但它们之间有着很强的关联……对艺术的美学鉴赏和对科学观念的理解都需要智慧, 随后的感受升华与情感又是分不开的。没有情感的因素和促进, 我们的智慧能够开创新的道路吗?而没有智慧的情感能够达到完美的意境吗?所以, 科学和艺术是不可分的, 两者都在寻求真理的普遍性。普遍性一定植根于自然, 而对自然的探索则是人类创造性的最崇高的表现。
(2) 科技与艺术同功。真与美是偶生的。爱因斯坦1901年发表第一篇科学论文时认为, 追求统一性是一种“壮丽的感觉”。他最后40年致力于“统一场论”, 也是因为“那该是最美的了”。阅读富有创意的论文所获得的喜悦, 与聆听美妙音乐和观赏稀世名画时得到的喜悦是相似的。随着知识文明伟大时代的到来, 科学美将给人以全新的、高级的幸福感。
福楼拜说, 科学和艺术在山脚下分手, 在山顶上会合。显然, 自然科学不是艺术, 艺术也不是自然科学, 但无可非议, 艺术和自然科学都属于科学的范畴, 只是属于不同的门类罢了, 一个属于自然科学, 一个属于人文科学。知识文明时代提出科学的人文化和新人文科学的大科学观, 艺术和科学将携手前行, 一个伟大的文化和科学大繁荣的时代即将到来!
参考文献
[1]彭建伯.谈谈爱因斯坦的思维方法[N].攀枝花学院校报, 2009-12-20.[1]彭建伯.谈谈爱因斯坦的思维方法[N].攀枝花学院校报, 2009-12-20.
爱因斯坦的读书方法 第4篇
第一，勤奋刻苦的自学精神和自学习惯。
爱因斯坦后来的成功，与他从小就有的刻苦自学的习惯是分不开的。11岁时，他就读完了一套通俗科学读物，并开始对科学发生兴趣。12岁时，他又自学了欧几里得几何。这两件事，对他以后的发展道路产生了极大的影响。
除此之外，他还阅读其他人的著作，并对哲学发生兴趣，13岁就开始读康德的书。后来，他在《自述片段》中曾说：“我的那一点零散的有关知识主要是靠自学得来的。”
第二，读书学习可以根据自己的情况和目标追求而有所舍弃。
爱因斯坦对自己曾有所描画，其中有一句说：“我是一个执意的而又有自知之明的年轻人。”他根据自身的特点、志向和兴趣，不求面面俱到、全面发展，毅然地舍弃和“刷掉了”学校里的许多课程，把精力和热忱集中在物理学的学习上。他在物理学方面取得了重大的成就。
第三，读书学习之外，常与同学讨论。
早在爱因斯坦上中学的时候，他就与两个年轻朋友经常在晚上一起学习和讨论哲学和科学的各种问题。即使到了大学读书，他仍有这个习惯，在苏黎世工业大学读书时，他与马尔塞耳·格罗斯曼建立了真正的友谊。
后来，他的这位同学成为著名的大学数学教授和数学家，最后又帮他建立了广义相对论。因为广义相对论中不仅有物理学的论断和解释，还牵涉到一些数学问题，这方面他解决不了，才请格罗斯曼来帮忙。由此可见，学习中的讨论交流不失为一种很好的学习方法，有时对双方都有好处。
第四，提倡深入理解，反对死记硬背。
爱因斯坦出生于德国西南部的古城乌耳姆一个犹太人的家庭。当时的德国学校，教育纪律十分严格，盛行的又是一些死记硬背的读书方法。爱因斯坦对此十分厌恶，他喜欢“自由行动和自我负责的教育”，学习中喜欢采用深入理解的方法。
他回忆自己要考大学的那段生活时曾说自己：热衷于深入理解，但很少去背诵。以后，即使到了大学读书，他仍坚持“深入理解”的学习方法，而决不去搞那些不必要的死记硬背。
（摘自作者的博客）
关于爱因斯坦思维方法的讲解 第5篇
1、善于把握好直觉和演绎思维方法的思维机理以开发直觉和演绎创造能力。智力是指思维主体认识世界的能力，包括观察力、想象力、注意力、记忆力和思维力，其中思维力是核心。思维力的内涵十分丰富，包括逻辑思维力、形象思维力和创造思维力。要引导“智力的跃进”就需要全面地掌握科学的思维方法。只有全面地掌握和运用逻辑思维方法和非逻辑思维方法，才能引导“智力上的跃进”，开发直觉和演绎创造能力。直觉和演绎思维方法的思维机理是：直接经验—→公理体系—→导出命题—→事实验证。把握直觉和演绎思维方法的思维机理有助于引导开发四种能力：第一，开发直觉能力。由于从直接经验到公理体系(一般原理或假说)的道路是直觉的，要充分利用直觉思维方法在这条直觉道路上开发直觉创造能力;第二，开发演绎逻辑推理能力。由于从公理体系(一般原理)到导出命题的道路是演绎逻辑的，要善于充分运用演绎思维方法在演绎逻辑推理道路上开发演绎能力;第三，开发直觉验证能力。由于从导出命题到事实验证的道路是直觉验证道路的，要善于运用直觉思维方法在直觉验证道路上开发直觉验证创造能力;第四，开发直觉-演绎能力。把以上的分析再综合起来认识，直觉和演绎思维方法的思维机理就表现为开发直觉创造能力—→演绎推理能力—→直觉和演绎能力—→直觉验证能力，如此循环往复，不断开发出爱因斯坦天才的自主创新能力。爱因斯坦创立相对论的直觉和演绎创造能力，就是遵循着直觉和演绎思维方法的思维机理进行开发的结果。正如普朗克指出：开发创造能力“唯一有效的方法就是采用假说。……这种智力上的跃进，唯有创造力极强的人生气勃勃地独立思考，并在有关事实的正确知识指导下走上正轨，才能实现。……那种智力的跃进可以构成一座桥，让我们通向新知识。……每一种假说都是想象力发挥作用的产物，而想象力又是以直觉发挥作用的。”(王梓坤著.科学发现纵横谈[M].上海：上海人民出版社，1978：66—67.)从这种意义上说明，全面地学习和掌握科学的思维方法，全面地培养和发展人的智力，必然会引导“智力上的跃进”，开发出创造能力，特别是开发出直觉和演绎创造能力。
2、运用直觉和演绎思维方法，进行科学理论创新
爱因斯坦的科研方法 第6篇
本文在深入研究、比较爱因斯坦和玻尔科学创新方法及其特点的基础上,揭示了科学创新活动应当遵循的`方法论原则,即哲学思想渗透原则、逻辑思维与非逻辑思维相结合原则和思想实验与物质实验相结合原则.
作 者：胡长生 王继红 作者单位：胡长生(中共江西省委党校,江西,南昌,330003)
王继红(吉安师范学校,江西,吉安,343000)
爱因斯坦科学方法论思想研究 第7篇
爱因斯坦科学方法论思想研究
爱因斯坦创建的相对论引领了20世纪初的物理学革命,他在科学研究中所遵循的方法论原则也成为现代科学的一大财富.坚定的信念是爱因斯坦进行科学研究的坚实基础,怀疑态度和批判精神是爱因斯坦科学方法的内在精神,而唯理论的哲学倾向和简单性的.美学原则也是爱因斯坦取得伟大科学成就的重要因素.研究爱因斯坦的科学方法论思想对当代科学的发展与进步有着重要的意义.
作 者：张今杰 季士强 ZHANG Jin-jie JI Shi-qiang 作者单位：湘潭大学,哲学与社会学学院,湖南,湘潭,411105刊 名：科学・经济・社会 CSSCI英文刊名：SCIENCE・ECONOMY・SOCIETY年，卷(期)：24(3)分类号：B023关键词：信念 怀疑 唯理论 简单性
爱因斯坦的科研方法 第8篇
1 爱泼斯坦方圈加权处理原理
标准25 cm的爱泼斯坦方圈的4个线圈每一个都有两个绕组, 初级绕组 (磁化绕组) 和次级绕组 (电压绕组) , 4个线圈的各初级绕组串联连接, 各个次级绕组也进行串联连接, 总匝数为700匝。
由于使用爱泼斯坦方圈测量的硅钢片样片, 在转角处采用双搭接形式, 该区域的磁通密度与硅钢样片中段的磁密不同, 会给比总损耗测量带来影响, 因此制作了长度不等的25 cm、20 cm和17.5 cm3种爱泼斯坦方圈, 组成两组 (2E (25-17.5) 、2E (25-20) ) 。分别在3种爱泼斯坦方圈上使用相同牌号的硅钢片样片进行测量, 然后用“做差”的方法将方圈损耗不均匀区域排除, 以得到与方圈损耗均匀区域相关的有效磁路长度。
1.1 两方圈一级加权处理法
由于2E (25-17.5) 与2E (25-20) 原理相同, 故以E-25与E-17.5为例介绍测量原理, 如图1所示[2,3,4]。
假设长度尺寸分别为25 cm和17.5 cm的两个方圈总损耗的差值只与爱泼斯坦方圈铁轭长度差有关, 产生损耗差值的铁轭区域为爱泼斯坦方圈铁轭中段区域, 这一区域的磁通密度分布和损耗分布是均匀的, 每个被测电工钢片样品的长度为L, 其有效测量区域长度差用ΔL表示;则两个长度尺寸25 cm和17.5 cm爱泼斯坦方圈的损耗差可以表示为[5,6,7]
式中:Pno为25 cm方圈的总损耗, W;Psm为17.5 cm方圈的总损耗, W;Pnc为25 cm方圈转角处的损耗, W;Pnl为25 cm方圈铁轭处的损耗, W;Psc为17.5 cm方圈转角处的损耗, W;Psl为17.5 cm方圈铁轭处的损耗, W。
根据假设条件, 得Pnc=Psc, 则式 (1) 可以改写为
与式 (2) 损耗差值对应的被测电工钢片样品有效质量Δm为
式中, mt为被测电工钢片样品的总质量。
25 cm方圈的均匀区单位质量损耗Ploss为
与被测电工钢片样品均匀区相关的有效磁路长度为
有效磁路长度Lm的确定依赖于试样的比损耗Ploss。由于方圈均匀区和不均匀区的磁场分布不同, 导致均匀区 (25 cm方圈中段) 和非均匀区 (25 cm方圈拐角区或17.5 cm方圈) 的比损耗亦不同, 分别用Ploss1和Ploss2表示, 即
式中mc为25 cm方圈拐角区 (即17.5 cm方圈) 的有效总质量。
为确定具有搭接结构铁心的有效磁路长度, 采用一级加权平均法, 将基于铁心不同区域的比总损耗所确定的有效磁路长度做加权处理。
lm1由均匀区单位质量损耗Ploss1确定, lm2由25 cm方圈拐角区或17.5 cm方圈的单位质量损耗Ploss2确定, 参照式 (5) , 则
令
设α为lm1的权因子, β为lm2的权因子, 则
令铁心加权处理的有效磁路长度为le, 即
则式 (14) 可改写为
1.2 方圈二级加权处理法
基于两种组合用双方圈法计算得到有效磁路长度。采用二级加权平均法, 将两组方圈计算得到的有效磁路长度做二级加权处理, 具体方法如下:
将组合2E (25-17.5) 的两个方圈总损耗做差, 得到ΔP1;将组合2E (25-20) 的两个方圈总损耗做差, 得到ΔP2:
式中:le12为二级加权后的有效磁路长度;le1为 (25-17.5 cm) 组合得到的有效磁路长度;le2为 (25-20 cm) 组合得到的有效磁路长度。
2 测量结果
2.1 二级加权法不同频率下的有效磁路长度
分别使用3种规格尺寸的爱泼斯坦方圈对沿轧制方向剪切的硅钢样片进行了测量, 该样片为韩国浦项公司生产的取向硅钢片30P120, 样片按国标进行剪切, 尺寸为30 mm×300 mm, 使用二级加权法对测量得到的数据进行处理, 得到了50 Hz、100 Hz、200 Hz、300 Hz及400 Hz不同频率下的有效磁路长度, 如图2~6所示。
由图2~6可以得出, 有效磁路长度并不是一个定值, 即传统方法定义的0.94 m, 而是随着磁通密度不同而变化的值, 在0.93~0.95 m变化[8]。
2.2 不同温度下硅钢片磁性能
使用E-25对武汉钢铁厂生产的取向硅钢片30 Q120沿轧制方向进行取样, 对样件按国标进行了退火处理。然后, 将爱泼斯坦方圈放置在温湿交变箱中, 测量了频率为50 Hz, 环境温度25℃、50℃、75℃、100℃、125℃5种情况下材料的损耗, 得到了不同环境温度下材料的损耗数据, 如表1所示。
由表1可以看出, 比总损耗随着温度的升高而减小。将测量得到的数据, 用于变压器等产品的电磁场仿真计算中, 有助于提高仿真计算的精度[9,10]。
3 结论
1) 采用二级加权法分析不同频率对爱泼斯坦有效磁路长度的影响, 得知有效磁路长度并非定值, 而是随着磁通密度而变化, 变化范围在0.93~0.95 m。
2) 通过对25℃、50℃、75℃、100℃、125℃不同环境温度条件下电工钢损耗特性的对比分析, 可以看出随着环境温度的升高电工钢的损耗呈减小趋势。
3) 采用二级加权法确定爱泼斯坦方圈有效磁路的方法, 获得的损耗数据更接近电工钢的真实性能。
参考文献
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爱因斯坦的科研方法 第9篇
在“神舟6号飞船”发射成功之际，CCTV报道了国际空间站上面航天员吸食水球的一幕，由于这一水球具有压强，因此可肯定它具有浮力。那么，将两种密度不同的液体放在一起，在微重力条件下受空气压力作用使它成为球体时，而密度小的液体自然会被浮到球的外层，密度大的液体相对进入球心。据此，我们发明了可以在失重状态下观察水球内小球心运动的实验方法：用具有弹性透明的材料制作一个直径为80—100毫米的空心球，在球内注入一个直径为10毫米的深颜色小球和比这一小球密度小的透明液体的实验装置，将这一装置放在“神舟7号飞船”上，在微重力条件下由航天员来观察水球内小球向心运动的结果。据此，可以说明其中的规律：即可流动性介质内沿外力压力方向上任意点属于牛顿第三定律的存在形式与这一介质内的压力沿外力方向上大小的力渐变关系构成的力学机制，决定的大于这一介质密度的物体向力渐变大的平衡区运动和使小于这一介质密度的物体向力渐变小的平衡区运动的力平衡作用规律(简称可流动性介质内压力的力平衡规律)。请大家在这问题上，一定清楚其中的作用关系：微重力下水球内小球的向心运动取决于介质的压力，并不是引力，
大家应该比较清楚，火箭在太空中飞行肯定是一种物质起到的反作用力，对这种物质，我们若给它起个名字为弱物质的话，它必然遵守伽利略力学相对性原理与地球一起运动的在地球周边形成有弱物质层。就是说，地球有两个层，一个是大气层，另一个是弱物质层。有了这一判断，大家再回顾一下，于2005年11月20日，CCTV报道的美国太空游客格林，奥尔森在接受主持人水均益采访时，他所叙述的情况要比我国三名航天员叙述的具体些：“我在空间站上看日出与在地球上一样。”这就等于告诉了我们，地球弱物质层与大气层以一样的原理对太阳光起着折射作用。只在于我们长期生活在大气层内的地球人对看日出比中午大这一现象，一直认为是大气层对太阳光起到的折射作用，现在，我们人类到了大气层外面看到的日出仍比中午大，由此也就说明了地球弱物质层的存在，据此，我们发明了识别弱物质层的实验方法，待“神舟7号飞船”升空后，由航天员在大气层之上的早、中、晚这三个位置拍回如同在大气层内早晚看太阳比中午大的照片，或在月球上——也就是在“嫦嫦登月计划”中发射绕月卫星时拍回月球的这三个位置的照片。据此，就能够说明地球弱物质层由地平线向上形成的球面镜形状对太阳光起到的折射作用。而弱物质就是光的介质，
还有一件事，我们到海边观察一下涨潮就会了解到：若是引力吸引的涨潮，那么，无论太阳，月球应该是相对于海水与陆地交界处这一位置，由引力将海水吸起一定高度向岸边流动而发生涨潮，可是，事实上在这一汇合点，根本不涨潮。而涨潮即是地球与其弱物质层一起运动的在太阳弱物质层中，月球与其弱物质层一起运动的在地球弱物质层中，由于月球在太阳与地球之间加大了弱物质层彼此之间体压强的相互作用，地球弱物质层将这一增大的压力传递在海面上时，作用海面下凹挤压海水向岸边延伸运动所发生的涨潮。据此，也就是说明了地球弱物质层所处的环境是压力。
上述三个物理条件：①失重状态下观察水球内小球向心运动实验能够说明的小球向心运动是介质的压力并不是引力，②通过航天员在太空中拍回日出比中午大的照片能够说明的地球还有一个弱物质层，⑧通过涨潮力学关系能够说明的地球弱物质层所处的环境是压力，我们将其综合起来进行分析，首先攻破的是牛顿引力说，则重力原理，即在压力环境中形成的内含有星体、原子、基本粒子的各个大小不一的球形弱物质体内的力学机制，也就是实验中水球内的力学机制，其中的重力，也就是可流动性介质内压力的力平衡作用规律所决定的重力，仅在于弱物质是对物体内的原子，基本粒子的力平衡作用，而水是对物体分子的力平衡作用这一区别——就象牛顿于1686年发表引力理论时坦诚表述的：早在1666年关于质点与距离平方成正比的量值关系在原则上解决之后，而推迟发表的原因是很难将引力定律推广到物体(如地球)中去(参考物理大全)存在的问题：即用地面上的重力加速度乘以地球的质量所得出地球的闭合居心重力，相对的物质等于霉，则将霉代入万有引力定律计算的结果也等于零，根本就没有引力。
其中，识别地球弱物质层实验是填补了“以太漂流实验”空白的一项实验。事实上，没有“以太漂流实验”，也就没有布朗克的量子理论和爱因斯坦的相对论。而填补丁这一实验的空白，在大家都知道了与地球一起运动的还有一个弱物质层这一事实面前，谁还能够说太阳的光是由太阳那里发出的一份份能量(e＝hv)?谁还能够说“以太漂流实验”中的光是与地球的力学相对性?谁还能够说洛仑兹的电子在弱物质层中运动而收缩是什么相对空间和时间呢?
可以说，当大家知道了在宇宙压力环境中地球还有一个弱物质层时，也就知道了包裹有中心物体的弱物质层内沿外力压力方向上任意点属于牛顿第三定律的存在形式，形成的在这一物体外部各点与外力力平衡时的内部各点而不发生位移的内部为静止的物体，这一物体定律，和“以太漂流实验”在地面上没有测到与地球自转相反的以太，其所在的位置恰恰是在物体之中。然而这一实验，却丝毫不影响牛顿复活的以太和惠更斯的介质波动说，麦克斯韦的介质电磁波理论，仅在于对“物体”没有一个区分标准的历史阶段，人们当时对所遇到的问题还没有发现与牛顿——伽利略力学(除了引力)密不可分的关系及普遍规律。所以，通过我们发明的方法给出的实验，只要掌握了上述三个物理条件，自然也就清楚了布朗克提出的能量辐射理论和爱因斯坦提出的物理相对性及光子说，不仅没有使科学向前有任何发展，而且给科学的正常发展制造了不应该制造的麻烦。
然而，研究爱因斯坦的相对论，只需要知道一点，就是他早期在马赫单纯的惯性哲学影响下准备发表的“论动体的电动力学”这篇论文。而相对论的几乎所有内容，只是将这一论文的论点分成各种细节加以数学化进行的阐释。他所研究的主要对象，就是“以太漂流实验”没有测到静止“以太”以后，关于运动与空间存在有力学的关系应如何解释。可以说，爱因斯坦是一位专门研究没有了静止“以太”的动体力学关系的专家。那么，他应该清楚，坚持“地心说”的布鲁诺说云不向西飞，坚持“日心说”的伽利略说这是力学相对性原理(这是一个模糊原理，遵循于牛顿第一定律进一步可以解释为惯性等速效应原理)，而“以太”与地球就不可以遵守于惯性等速效应原理一起运动吗?可是，爱因斯坦的聪明之处就在这里，待他晚年之后，才提出了空间弯曲可以波动理论。则“空间弯曲”不就是牛顿的“空间以太”概念包裹着地球形成的球体吗?这里，爱因斯坦为什么避开“以太”，而要婉转的说成“空间弯曲”?大家只要知道了其中的谜底，才真正能够了解到爱因斯坦的伟大。——即利用意识形态设法超越牛顿。
关于爱因斯坦提出的E＝mc2，无论其如何表达，实际上就是牛顿的第二定律。理由很简单，无论能量(模糊量)、焦耳这些量，都能够转为牛顿力(N)去概述它，还有无论微观质量或宏观质量，当乘以速度平方时，就是牛顿重力。仅在于爱因斯坦用E=mc2描述了空间中各点均匀一致的光速不变。当我们通过涨潮力学关系知道了宇宙的力学环境属于压力时，也就是说明了物质，是一种狭小区域内不是颗粒性质的以太(弱物质)与另一种颗粒性质的基本粒子共存的物质，也只有弱物质与基本粒子充满宇宙无限大空间中对其极其狭小中心地带的弱物质和基本粒子才能够形成封闭环境构成压力，使基本粒子带有一定量的弱物质在压力与反压力的平衡作用中而形成原子、分子(物体)，天体，这就不难说明宇宙空间各点不可能均匀一致，另外，将宇宙描述成量子的、空间的，光子的，而这些东西却无法形成压力。所以，寻找宇宙压力的成因，最终只有遵循于牛顿复活的以太。但在宇宙中心地带的以太，是与动体一起运动的以太，即包裹有中心物体的球形弱物质体这一物体的运动。