1樓：匿名使用者
思想實驗在物理
學中的地位和作用
一、引言：
物理學從本質上看是一門實驗科學。物理實驗在物理學的發展和物理學教育中佔有重要地位。可以說，離開了物理實驗，就無法瞭解物理學。
正因為如此，在物理學的研究和教學中，對於物理實驗歷來十分重視，無論從實驗的設計、儀器的製作和除錯，還是到實驗過程的控制、實驗結果的分析等各個環節，都強調一絲不苟。想比之下，對於與此有關聯的思想實驗卻介紹不多。因此，對物理學中的思想試驗進行縱向的歷史考察，橫向的比較研究，是十分必要的。
有助於物理學的研究和教學。
二、思想實驗的一般考察
伽利略是位近代物理學的先驅者。他對物理學作出了多方面的貢獻。其中，他發現的落體定律和慣性定律，為近代物理學提供了兩快堅固的基石。
伽利略的成功，得益於他率先採用了科學的物理實驗，更得益於他獨創的物理實驗與思想實驗相結合的科學方法。伽利略的出色工作，表明了他既是一位物理學的大師，也是一位進行思想實驗的先驅。
眾所周知，在相當長的一段時間內，人們對於力和運動等物理現象、物理規律的認識，一直受到亞里士多德學說的束縛。亞里士多德認為：物體運動速度的大小和有無，是由它是否受力以及力的大小直接決定的；地面上輕重不同的物體下落速度不同；重物下落較快，輕物下落較慢，對此也曾有人反對過他的錯誤說法，但都因為沒有確切的實驗和理論的認證，所以沒有被人重視。
第一個成功的打破亞里士多德的錯誤權威的正是伽理略。伽利略巧妙地運用思想實驗否定了這一統全歐洲近兩千年的錯誤理論。
物體下落的速度和物重成正比。伽利略在他的著作《關於兩種新科學的談話和數學證明》中寫道：「我十分懷疑亞里士多德曾用實驗驗證過。
當兩個石頭，一個的重量是另一個的10倍，從同一高度，如100庫位元，下落時，其速度的差別會達到這樣的程度，以致前者著地時，後者還不超過10庫位元。」加利略緊緊抓住這一疑點，設計了思想實驗來進行分析和論證。他指出：
如果亞里士多德的論斷成立的話，即重物比輕物體下落得快，那麼，當重物體和輕物體綁在一起下落時，由於快的受慢的阻礙而減慢。慢的受快的驅使而加快，其結果綁在一起的物體下落速度一定介於原來兩個物體的速度之間，即小於原來重物體下落的速度。但是，兩個物體綁在一起就成了一個複合體，它比原來的重的物體還要重，按亞里士多德的論斷複合體下落的速度要大於原來重物體下落的速度，這就和上面的結論相矛盾了。
由此可知，重物體下落不會比輕物體下落的快，二者下落的速度應該是相等的。正是這一思想實驗，堅定了伽利略落體實驗的信心和決心。
在否定了亞里士多德的落體定律之後，伽利略進一步對自由落體運動進行了定量研究。他根據對自由落體運動的定性觀察結果：速度越來越快的基礎上，假設自由落體運動是一種勻加速運動，在1590—2023年期間進行了大量的落體實驗。
但在當時的測試條件下，不可能立即用實驗來證實這一假設，伽利略便用思想實驗與真實實驗相結合的方法解決這個難題。他藉助於數學，求出了從靜止開始的勻加速運動的距離s與時間t的關係，即：s/t
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