2021年08月20日

为什么我们在实验中通常要做出假设(那么当我们的假设错误时,我们必须用不同的假设重复实验)?我们可以假设这些变量不存在来简化我们的实验吗?

有两种类型的事物可以称为假设。

  1. 事情可能是真的,也可能不是,我们在实验中测试。
  2. 简化程序或计算的合理假设。

第一个通常是关键点,第二个是在对结果的批判性分析中处理的,通常是在错误的量化中。

取第一。

假设重的东西比轻的东西下落得更快(这是在伽利略之前想到的)。

我们拿一个炮弹和一根羽毛扔掉它们。炮弹先落地,证实了我们的猜测。但这对科学来说还不够好。我们必须找到很多重的东西和很多轻的东西来得出一个通用规则。它变得不那么清楚了。当它们都由相同的材料制成时,1 公斤的重量不会比 1 克的重量快一千倍。两个重量相同但形状不同的物体以不同的速度下落。

回到第一个实验。我们假设空气没有影响。合理:几乎没有吗?但是我们可以在风吹的时候注意到它。如果我们将一根羽毛吹向一边,它会移动,但炮弹不会。那么空气对小物体的影响比对大物体的影响更大吗?

检查这一假设的一种方法可能是将炮弹和羽毛放在真空中——即消除其中一个因素。更实际的是,我们可以制作一个真空管并测量各种物体的下落时间。

在科学中更普遍的情况是我们做出第二种假设,以便实验是可管理的。但是,专业科学家随后会通过计算或实验来检验这些假设,并将其报告为实验错误。

在会议上,其他科学家通常会非常严格地质疑第二类假设,以确保结论有效。

一个例子是理想气体定律。假设是分子没有体积。这是一个简化的假设,实验表明,真实分子的实际影响通常小于环境温度和压力的实验不确定性。然而,在高压下的更英勇的工程中,体积不会随着压力而减少,我们必须使用更复杂的计算。

这说明了一个足够好的简单方法通常是所需要的。像理想气体定律这样的东西并没有错,只是为了限制使用。

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