科学实验,是人们为实现预定目的,在人工控制条件下,通过干预和控制科研对象而观察和探索科研对象有关规律和机制的一种研究方法。它是人类获得知识、检验知识的一种实践形式。当人们不满足在自然条件下去观察对象,要求对被研究对象进行积极的干预时,这就导致科学实验的产生。在古代社会,科学实验就已在人们探索自然界奥秘的过程中逐步酝酿产生。但是那时的实验还只是以原始朴素形式出现,它还没有成为一种独立的社会实践活动形式。严格意义上的科学实验是从近代开始的。
实验方法的运用成为近代自然科学的主要特点。这种情况之所以在近代出现,根本原因在于工业生产在这时得到了长足的发展。从近代到现代,科学实验经历了很大发展,科学实验的社会性也逐步提高。到了1940年代以后,科学实验的规模愈来愈大。科学实验再也不是科学家个人的事业,而成为整个社会事业的一个有机部分。
科学实验和科学观察一样,也是搜集科学事实、获得感性材料的基本方法,同时也是检验科学假说,形成科学理论的实践基础,二者互相联系、互为补充。但实验是在变革自然中认识自然,因而有着独特的认识功能。原因是科学实验中多种仪器的使用,使获得的感性材料更丰富、更精确,且能排除次要因素的干扰,更快揭示出研究对象的本质。
人们往住把实验仪器、设备、材料的准备,当作是一种纯物质的活动。其实,每一种仪器都是以某种或某些理论为依据而进行设计和制造的。例如,伽利略、托里拆利等人使用的温度计,就是根据液体和气体与"受热程度"按比例膨胀的假定而制作的。1878年国际度量衡委员会关于标准温度计的决议则作如下规定:"温度应当用化学上纯的氢在定容情况下的压力来测量,它在冰的熔解点时的压力为1000毫米水银柱高"。所以,每采取一种仪器,实际上就意味着引进了一些理论。材料的选用也是根据一定的理论进行的。
直接实验就是实验手段直接作用于被研究对象的实验。模型实验就是根据相似原理,用模型来代替被研究对象,即代替原型,实验手段则直接作用于模型而不是原型的一种实验。在现代自然科学中,模型已不限于与原型具有同样物理性质的物理模型,而是又发展出数学模型、控制论模型等等。数学摸型是建立在模型和原型的数学形式相似的基础上。控制论模型是建立在控制功能的相似性基础上的。因此,人们就可以在具有不同运动形式的对象之间进行模拟实验。
[8个科学实验]可以在家做的实验