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关于自然的科学实验范文1
【关键词】救命饮食；健康；简化主义
中图分类号：R15 文献标识码：A 文章编号：1006-0278（2013）07-008-02
《救命饮食》从经验科学出发，阐明了美国健康医疗状况持续恶化的原因，披露强势科学的黑暗面，提倡顺应自然的生活方式。《救命饮食》又译为《中国健康调查报告：膳食与疾病关系的惊人发现》，被誉为是近二十年内营养学界的巅峰之作，其作者坎贝尔被称为世界营养学界的爱因斯坦。而此书在国内引起的反响远不如在国外，同时国内对它的研究集中于其中的科学实验成果，没有涉及作者反主流的思维方式这一根本性问题。《救命饮食》揭示了饮食与疾病的密切关系，它的成果既基于四十几年的科学实验和三百余篇的学术论文，有外部的实证，又与作者本人摒弃传统科学的还原论和简化主义，提倡和实践整体性思维方式密切相关。坎贝尔在此也完成了科学家与哲学家的结合。挖掘和阐释坎贝尔的整体性思维方式具有深远的科学意义和人文意义。
一、美国健康状况恶化
美国民众健康状况正在逐步恶化。奥巴马政府将在2014年全面实施医疗改革法。而2012年11月6日的出口民调显示，在全民医改法上仍然存在着很大的分歧。美国全国广播公司评论认为，实施医改法仍将困难重重。罗姆尼甚至提出如果当选，会在其就任的第一天“奥巴马医改”。当今美国公众健康的现实状况是民众患癌症的概率大约是47%，成年人中1/3的人肥胖，心脏病、糖尿病等富贵病的发病率年年攀升而“临床医疗差错已经成为美国第三大死亡原因，仅仅排在癌症和心脏病之后”。造成这一现状的原因在于：1.大多数人群不假思索地接受的许多理念都没有科学依据，仅仅体现了食品工业者的利益。2.科学“超简化主义”导致科学实验结果出现致命性的偏差和失误。这两个原因中，后者是根本性的，而且在主流文化中大行其道，它的破坏性比一些渎职的科学家更大。它自然观层次上表现为对自然的全面征服和控制，在方法论上表现为还原论的大行其道。
二、对科学简化论的诘难
近代科学不仅以对自然界过渡开发和污染为代价来谋求发展，而且在认识自然方面，表现为“简化主义”和还原论，其结果就是对自然规律的错误认识。西方一些后现代的作家、科学家、哲学家们对人类中心论提出反思与批判。在营养学中，坎贝尔指出：“食物中的每一种化学物质将与其他化学物质反应，也会与身体里的化学物质反应，然而每一种反应都有其独特的方式，这是一个无比复杂的过程，而且实际上根本就不能知道某个化学物质和其他的化学物质是怎样反应的，我们也永远不会搞清楚所有的这些化学物质是如何协同反应的。”而现代科学的特征如一些学者所言：“近代精密科学把对自然的研究提升到第一位，简化了人类对自然的认识和研究。”坎贝尔指出其危害性：“脱离整体去研究细节，并由此判断复杂的关系的做法被称之为‘超简化主义’，这种做法的后果是致命的。”当代美国耗费1亿美元的“护士健康调查”项目，最后被证明对于预防乳腺癌没有任何帮助。因为营养学专家关注单一营养素的调整而不是整个膳食结构的调整。他们只关注脂肪的摄入量却对动物性蛋白质不做观察，因为美国的医学和营养学传统认为蛋白质是好的，绝对没有问题的，只有脂肪才是形成各种富贵病的罪魁祸首。事实上，坎贝尔在中国启动的长达十年的调查和大量在美国的人体和动物实验都证实了动物性蛋白质的摄入量和癌症、心脑血管疾病的患病率是正相关的。科学具有相对性，科学简化主义研究的问题更具有局限性，如西医过分依赖科技，治疗的是标而不是本。西医的研究方法是局部的，精细的，是简化主义的，不会讲人体整体作为一个生态环境来看待。
事实上，尽管自然的规律十分复杂且十分隐晦，但它们并不混乱，而是十分和谐地构成了严密的系统。“我们在自然界里散步，就仿佛大象在摆满瓷器的小房子里散步一样。”自然的规律是复杂有序的，要求人类去敬畏、服从。这种观点在主流文化中，被视为是对人类理性的蔑视。以人类利益为中心的科学对待自然的方式过于简单化，其结果就是对自然规律的误读和曲解，其结果就是越是长远的，根本性的问题，科学越是解决不了。
三、中国传统保健思想
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关键词 科学教育 思维 探索能力 培养
2015年杭州市公民科学素养调查数据报告出炉，数据表明杭州具备科学素养的人比例为10.04%，这一比例相对过去已经增长许多，但是在比较中就远远落后。早在1995年，美国具备科学素养的公民比例就达到了12%。这无疑说明了当前我国科学教育上的不足，仍然需要进一步的提升。
“人人具有科学素养”是当前科学教育的主要目标，科学教育中就必须加强实践培养，掌握科学研究方法，具备自主探索科学自然规律的能力。初中教育作为基础教育中的基础，在科学能力的培养中自然也应承担起重任，而对初中生的探索能力的培养，是初中科学教育的重点。
1初中生科学探究能力的表现
1.1善于提出科学问题
科学规律的探索是基于科学问题的发现，科学问题的提出有助于引导学习兴趣，丰富学生的探究活动，激发学习的积极性。
提出科学问题是一种启发式的教学方法，学生通过自身的观察，自主的去探索，以问题为导向，最终得到解答，会发现很多科学原理也并不是深不可测的。但也要注意，科学问题的提出必须符合初中生的发展水平。
1.2善于动手解决问题
科学课是实证科学，不同于知识主导型的教育，在科学探究学习中，需要通过实证资料的总结，对科学现象进行探索和分析，解释这一科学现象。例如通过各种各样的实验来探究，通过动手实验和公式推导，得到现象结论。
1.3善于解释科学问题
科学探究，需要找到科学规律的因果关系和解释，在这一过程中，掌握归类、分析、推论、预测等逻辑方法，将科学规律和实验结果结合起来，形成认知的飞跃。例如学习酸雨，掌握其原因是由于SO2引起，那么进一步深入探究，引导学生去思考，如何从根源提出解决措施。可以通过技术开发，降低SO2排放，或经过工艺处理将工业废气净化后排放。这样，通过对学生的科学培养中引入实际的问题，用所学知识去解决现实生活中的问题，对初中生的科学实践和创新有一定的提高。
2培养初中生科学探究能力的思路
2.1重视实验教学，培养动手习惯
科学课是动手的学科，需要在不断的动手实践中积累科学经验，形成科学素养，建构科学探究能力。科学实验是获得科学知识的最主要途径，这就需要重视科学实验，以实验为载体，设计富有探究性、创造性的实验课题。
首先，教师应指导学生分析实验问题，指导学生分析实验过程，提醒学生注意科学实验的规范性。
其次，对观察到的现象进行分析，培养科学洞察力。对科学实验中的一些现象进行观察，引导学生去探索科学实验的现象，让学生来探讨和总结。
最后，科学实验进行总结，评价学生的探究活动，总结经验，找出不足。
2.2联系科学史实，提高探究意识
科学探索是一部人类的血泪史，是无数科学家用自己的毕生心血付出换来的科学知识规律，兰克林研究雷电差点牺牲生命，布鲁诺宣扬哥白尼的学说而受火刑，伽利略为了坚持科学信仰而长期蒙受冤屈，人类的科学探索历史是艰辛的。人们在回顾科学发展史时总会感慨万千。因此，引入这些科学历史，突出科学规律的探究历程，对于学生了解和掌握科学的知识脉络，让学生感悟科学的探索价值，提升科学意识，感受科学探究过程中严谨的科学态度，为学生动手和开阔思路以及加深对科学的理解提供基础，培养对科学的热爱和自主新的科学意识有着重要的作用。
2.3运用科学探索方法，培养探索能力
科学知识是无穷尽的，人类对自然的认知也远远不够，还有大量的科学规律需要去他说和发现，因此培养科学的探索方法和能力，让学生形成自己的科学体系，实现“授人以渔”、实现“教是为了不教”的境界。因此要培养学生科学探索的方法，学会运用一定的分析工具概括总结。教师以科学方法为线索，组织科学方法的学习，引导学生培养分析处理的能力，亲身参与科学探究的全过程，获取事实证据，检验自己的想法，在这一循序渐进的过程中掌握科学的技能。
2.4创设情景，激发探究兴趣
通过营造探究式学习情境和氛围，激发学生的学习动力和探究欲望。现代科学教育能够在实现图、文、声、像的结合，使得科学知识的呈现日渐多样化，一次你可以利用现代教育技术，创设一种新颖别致的探究情境，去探索科学的奥妙。例如风霜雨露、火山地震等自然现象，利用视频资料，3D资料去引导深层的自然现象的原因，思考其中有着怎样的规律，从而提高他们对于科学认知的感性认识。
参考文献
[1] 吴佳玲.试析初中科学教育实践--保持学生的学习热情[J].决策与信息旬刊，2016（5）：200.
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【关键词】实验；物理教学；功能
一、实验教学是使学生获取物理知识的重要来源
物理是建立在现象观察和实验分析基础上的自然学科，物理教学的全部过程应该是实验的。从辩证唯物论的认识论来看，观察和实验是取得感性材料的方法，也是使学生认识自然的基本手段。
在同学们的生活中，他们开始注意到物体的各种运动和状态的变化。但是，他们往往并未进行深入的探讨和研究，更不会运用一定的有效手段，排除不必要的干扰因素。在人为的控制和模拟物理现象的条件下，突出物理现象的主要因素和本质特征，从而发现客观物理过程的规律性。中学物理实验教学正是帮助学生认识光现象、声现象、热现象、电现象、磁现象等等物理现象。
实验教学，不仅可以使学生具备一定的感性认识，更重要的是可以使学生进一步加深理解物理概念和定律是在怎样的实验基础上建立起来的，因此能更好地帮助学生形成概念，导出物理规律，掌握理论，正确而深刻地领会物理知识。
实践证明，理论教学在学习物理中是很重要的，但实验教学也应有其同样重要的地位。物理实验教学能创造一种适合于课堂教学活动的物理环境，能使学生以最快捷、最有效的方式掌握前人已经认识到的真理。
教学经验丰富的物理教师，一般都十分重视实验教学，他们通过一些精心设计的实验，使学生形成正确的、完整的物理概念，奠定牢固的物理学知识基础。
二、实验教学能有效地培养学生能力
中学生经过物理课的学习之后，无论将来是走向社会，或是走向高一级学校深造，都应该具备三种能力。这三种能力就是：观察能力、动手能力、探索能力。
1.实验教学能有效地培养学生的观察能力
观察是一种有目的、有计划、有思维的知觉活动，是动员有关感官参加的有意识感知过程。从认识的过程来说，人们感觉外部世界时的最初直觉只能是混沌的印象，不会一下子就形成明确的知道，必须在观察的同时进行初步思维，才能对对象的细节及其关系形成感性认识。所以，观察又被称为“思维的知觉”。
对实验现象的观察有三个阶段：看见一—看清一—看懂。这三个阶段对应着的认识过程是：直觉一一感知一—理解。完成这三个过程需要良好的观察能力。
所谓观察能力，是指准确、迅速、深入、全面地捕捉对象待征的能力，是善于察觉事物之典型而不显著特征的能力。达尔文曾经说过：“我既没有突出的理解力，也没有过人的机智。只是在觉察那些稍纵即逝的事物并对其进行精细观察的能力上，我可能高于众人”。毫无疑问，过人的观察能力只会来自于实践。学生的实践，主要来自于课堂上的实验教学。
不同的物理现象，需要不同的观察仪器；同一物理现象，可以用不同的观察方法。
2.实验教学能培养学生的动手能力
这里的动手能力，主要是指实验的基本操作技能。
实验的基本操作技能有三：①较准确熟练地使用基本物理仪器（包括对仪器的原理、构造和性能的了解）；②能用基本的常用仪器对有关实验进行配套组装和简单故障的排除；②能自行设计展示简单物理现象与规律的“小制作”。
实验教学必须以学生为主体，除了教师的演示实验，其它实验教学应考虑让学生能充分发挥主观能动性。学生动手就必须动脑，实验是手脑并用的实践活动。俗话说“心灵手巧”。这里“心”就是大脑。没有大脑的灵活思维，就不可能使手运用自如。怎样才能“心灵手巧”呢？有一句俗话正好是这个问题的注解，这句话说“熟能生巧”。这里“熟”即是通过大量实验教学让学生逐渐熟练掌握实验的基本操作技能。
3.实验教学能培养学生的探索能力
关于物理实验的探索能力，主要是指运用实验手段去探索物理知识的本领。教学实验应该让学生掌握探索物理规律所进行的科学实验方法。教学实验与科学实验并不相同，后者要经过漫长而曲折的过程。显然，谁也不会强求教师将真正的科学实验过程搬到讲台上重演。但是，实验教学却可以通过教学实验，培养学生掌握科学实验的探讨方法。例如怎样通过发现问题而确定研究课题；怎样根据需要研究的课题来确定实验研究的方法；怎样由实验研究方法来确定实验研究的器材；怎样设计实验；怎样判定某一理论的真伪；怎样进行观测；怎样进行数据处理；怎样检验所得出的结论是否正确等等。
新编中学教材中，增加了大量的学生“手工创作”，其良苦用心在于培养学生创造性的探索能力。笔者曾通过实验教学发现.同一“潜水艇”模型，学生选用的材料五花八门，制作的模型也形形。在某些细微的地方，甚至于会为学生的探索能力大吃一惊。
这里要说明一点：对学生物理实验能力的培养，过去往往强调对实验仪器的操作技能的培养，这种观点有些片面。从现代教学思想的观点看，只有在加强对实验仪器的基本操作技能培养的同时，着眼于对学生实验探索能力的培养，致力于改善学生的智能结构，发展学生的创造能力，才能培养出勇于接受世界新技术革命的挑战，勇于开拓与勇于创新的一代新人。
三、实验教学能培养学生的科学态度与科学作风
科学是在实事求是的基础上才得以发展起来的。伽利略正是本着实事求是的态度，才否定了亚里士多德的许多谬论。牛顿正是本着实事求是的科学态度，才登上了自然科学史上的第一座山峰。物理实验教学首先推崇实事求是，如果不是求是操作，那么实验观测就失去意义。倘若胡乱编几个数据来敷衍，物理学就永远也不会向前发展，科学将停滞不前。
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物理实验使指人们根据研究的目的，利用科学仪器设备人为的控制或模拟物理现象，排除干扰，突出主要因素，在最有利的条件下研究物理规律的一种活动。物理实验可以简化和纯化研究过程；可以强化研究条件；可以加速或延缓物理过程；可以重复再现物理过程；可以对物理现象或过程进行定量研究。总而言之，物理实验在物理教学中有十分重要的作用。下面从以下几点加以说明：
一、物理实验可以培养学生的观察能力。
教师在演示实验中，首先要让学生明确实验观察的目的，其次要让学生观察实验的装置，认真观察实验仪器的初始状态，了解各部分仪器、仪表的作用与功能，使学生对观察的目的，实验的仪器装置有一个整体认识。在做电学实验时，要先让学生看清电路。第三，要引导学生认真观察实验现象的发生和变化过程，演示实验一般要重复做二至三次，以便于学生反复观察，纪录实验现象、结论，教师还要带领学生分析思考逐步形成理论。这样，学生的观察能力得到了培养，对理论知识建立的过程有了较清楚的认识，使知识具体化，帮助学生理解较抽象的理论物理知识，能够使其久久留与脑海之中，保持较长的记忆时间1。一般地，第一次演示时，让学生集中观察发生的现象，第二次要求学生观察老师的操作，以便明确现象是怎样发生的，第三次让学生综合观察现象发生的过程及其结果如何。
为了增强演示实验的效果，培养学生的观察能力，教师可以在演示实验前或演示实验过程中，提出一些思考性的问题，以便引导学生观察实验中发生的现象及现象变化过程，把学生的无意注意转化为有意注意，引导学生集中注意力观察最需要观察的事物，并在演示实验过程中指导学生观察方法，以及观察中应注意的问题。
在演示实验的观察训练中可以逐步减少教师的指导，从开始时实验前做详细的指导观察逐步地变为有重点地指导观察。在学生具备一定的观察能力后，可运用“无声演示”的方法，即教师在演示前和演示过程中都不讲解指导，而只操作给学生观察，演示结束后，让学生把观察到的现象和过程用科学语言正确描述出来，可以先提一名学生回答，然后请其他学生补充，直至达到要求为止。也可以让每个学生看完教师的无声演示后，写下自己所观察到的现象和过程，这也是考察学生观察能力的有效方法之一。经过这样反复多次的训练，即可不断提高学生的观察能力。
二、通过物理实验发现物理规律，建立物理理论。
在物理学中，物理规律一般都是通过实验总结出来的。一些物理学家为了探索自然的规律，不惜从事十年数十年的艰苦实验，有的还要冒着生命的危险来进行实验研究。例如法拉第电磁感应定律是经过十年的实验探索才发现的，在此之前1820年奥斯特发现了电流的磁效应，这使善于思考的法拉第由此得到启发并提出“磁转化为电”的设想，1822年法拉第就开始了艰苦漫长的转磁为电的研究，经过无数次的实验，终于在1831年发现了电磁感应现象，接着又进行了一系列的实验研究，最后成功的实现了磁转化为电的设想，并经过进一步的实验探索，总结出了法拉第电磁感应定律，开创了人类的电气化时代。美国科学家富兰克林是冒着生命危险进行“捕捉雷电”实验的，并为电学的发展作出了贡献。科学实验也是发明家取得成功的必由之路。如美国发明大王爱迪生曾获1093项发明专利，可以说，他的每一项发明都是通过实验取得的。例如爱迪生发明白炽灯时为了寻找灯丝的合适材料，曾先后用1600多种矿物和金属材料进行反复的实验，历时13个月，终于研制成功一只亮度达40烛光的炭化竹丝灯泡2。可以说科学实验是人们认识自然，改造自然的重要途径。因为人们只有通过变革自然界的活动才能获得关于自然界的现象和本质的种种感性材料，并在概括大量感性材料的基础上发现规律和建立理论。
三、通过物理实验可以验证物理假说，检验物理理论。
通过实验不仅可以发现物理规律，建立物理理论，而且还能验证物理假说，检查物理理论的真伪。因此，实验既是建立理论的源泉，又是检验理论真理性的标准。例如1956年李政道、杨振宁提出的“弱作用下宇称不守恒”的假说，在被吴健雄的钴——60实验验证后，才被公认。法拉第由“电生磁”萌发的“磁生电”的假说，被实验验证后才变为物理规律。另一方面一些物理理论被实验检验后不得不抛弃，如亚里士多德的“落体观念”在统治了物理学两千多年后被伽利略的实验证明是错误的而被人们抛弃。有如“以太”和“燃素”虽在物理学中存在多年，最终还是被实验检验而宣告并不存在。
作为物理实验，它之所以能够充当验证物理假说的依据，检验物理理论的标准，是由于物理实验具备检验科学真理性的根本属性。物理假说和理论是人们的思维对于自然界规律性的反映，那么作为检验这种反映正确与否的标准不能是理论本身，同时又不能是客观对象本身，因为作为纯粹的客观对象并不能证明理论与对象是否符合一致；另一方面，作为标准又必须具有把人的思维同客观世界联系起来的特性。物理实验恰恰具备以上作为检验标准的条件，所以物理实验是验证假说，检验理论的标准。
四、通过实验完善理论体系，发展物理理论。
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关键词：物理实验观察能力物理理论
物理学是以实验为基础的科学，实验始终是研究物理学的重要方法，因此在中学物理教学中实验是重要的教学方法，通过演示和实验不仅能提供学生对所研究的物理现象的感性材料，培养学生的观察能力，而且还可以使学生获得一定的实验技能，培养学生的实验能力。
物理实验使指人们根据研究的目的，利用科学仪器设备人为的控制或模拟物理现象，排除干扰，突出主要因素，在最有利的条件下研究物理规律的一种活动。物理实验可以简化和纯化研究过程；可以强化研究条件；可以加速或延缓物理过程；可以重复再现物理过程；可以对物理现象或过程进行定量研究。总而言之，物理实验在物理教学中有十分重要的作用。下面从以下几点加以说明：
一、物理实验可以培养学生的观察能力。
教师在演示实验中，首先要让学生明确实验观察的目的，其次要让学生观察实验的装置，认真观察实验仪器的初始状态，了解各部分仪器、仪表的作用与功能，使学生对观察的目的，实验的仪器装置有一个整体认识。在做电学实验时，要先让学生看清电路。第三，要引导学生认真观察实验现象的发生和变化过程，演示实验一般要重复做二至三次，以便于学生反复观察，纪录实验现象、结论，教师还要带领学生分析思考逐步形成理论。这样，学生的观察能力得到了培养，对理论知识建立的过程有了较清楚的认识，使知识具体化，帮助学生理解较抽象的理论物理知识，能够使其久久留与脑海之中，保持较长的记忆时间1。一般地，第一次演示时，让学生集中观察发生的现象，第二次要求学生观察老师的操作，以便明确现象是怎样发生的，第三次让学生综合观察现象发生的过程及其结果如何。
为了增强演示实验的效果，培养学生的观察能力，教师可以在演示实验前或演示实验过程中，提出一些思考性的问题，以便引导学生观察实验中发生的现象及现象变化过程，把学生的无意注意转化为有意注意，引导学生集中注意力观察最需要观察的事物，并在演示实验过程中指导学生观察方法，以及观察中应注意的问题。
在演示实验的观察训练中可以逐步减少教师的指导，从开始时实验前做详细的指导观察逐步地变为有重点地指导观察。在学生具备一定的观察能力后，可运用“无声演示”的方法，即教师在演示前和演示过程中都不讲解指导，而只操作给学生观察，演示结束后，让学生把观察到的现象和过程用科学语言正确描述出来，可以先提一名学生回答，然后请其他学生补充，直至达到要求为止。也可以让每个学生看完教师的无声演示后，写下自己所观察到的现象和过程，这也是考察学生观察能力的有效方法之一。经过这样反复多次的训练，即可不断提高学生的观察能力。
二、通过物理实验发现物理规律，建立物理理论。
在物理学中，物理规律一般都是通过实验总结出来的。一些物理学家为了探索自然的规律，不惜从事十年数十年的艰苦实验，有的还要冒着生命的危险来进行实验研究。例如法拉第电磁感应定律是经过十年的实验探索才发现的，在此之前1820年奥斯特发现了电流的磁效应，这使善于思考的法拉第由此得到启发并提出“磁转化为电”的设想，1822年法拉第就开始了艰苦漫长的转磁为电的研究，经过无数次的实验，终于在1831年发现了电磁感应现象，接着又进行了一系列的实验研究，最后成功的实现了磁转化为电的设想，并经过进一步的实验探索，总结出了法拉第电磁感应定律，开创了人类的电气化时代。美国科学家富兰克林是冒着生命危险进行“捕捉雷电”实验的，并为电学的发展作出了贡献。科学实验也是发明家取得成功的必由之路。如美国发明大王爱迪生曾获1093项发明专利，可以说，他的每一项发明都是通过实验取得的。例如爱迪生发明白炽灯时为了寻找灯丝的合适材料，曾先后用1600多种矿物和金属材料进行反复的实验，历时13个月，终于研制成功一只亮度达40烛光的炭化竹丝灯泡2。可以说科学实验是人们认识自然，改造自然的重要途径。因为人们只有通过变革自然界的活动才能获得关于自然界的现象和本质的种种感性材料，并在概括大量感性材料的基础上发现规律和建立理论。
三、通过物理实验可以验证物理假说，检验物理理论。
通过实验不仅可以发现物理规律，建立物理理论，而且还能验证物理假说，检查物理理论的真伪。因此，实验既是建立理论的源泉，又是检验理论真理性的标准。例如1956年李政道、杨振宁提出的“弱作用下宇称不守恒”的假说，在被吴健雄的钴—60实验验证后，才被公认。法拉第由“电生磁”萌发的“磁生电”的假说，被实验验证后才变为物理规律。另一方面一些物理理论被实验检验后不得不抛弃，如亚里士多德的“落体观念”在统治了物理学两千多年后被伽利略的实验证明是错误的而被人们抛弃。有如“以太”和“燃素”虽在物理学中存在多年，最终还是被实验检验而宣告并不存在。
作为物理实验，它之所以能够充当验证物理假说的依据，检验物理理论的标准，是由于物理实验具备检验科学真理性的根本属性。物理假说和理论是人们的思维对于自然界规律性的反映，那么作为检验这种反映正确与否的标准不能是理论本身，同时又不能是客观对象本身，因为作为纯粹的客观对象并不能证明理论与对象是否符合一致；另一方面，作为标准又必须具有把人的思维同客观世界联系起来的特性。物理实验恰恰具备以上作为检验标准的条件，所以物理实验是验证假说，检验理论的标准。
四、通过实验完善理论体系，发展物理理论。
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【关键词】 墨家 科技思想 科学精神
中国古代百家争鸣之际，是古代中国科学技术发展的首个黄金时代，墨家学派是重要的代表之一，后人称墨子为“科圣”。虽然自秦汉以后，墨家思想几乎绝迹，但其中孕育的精神却从未消失。虽然许多学者认为科学精神应是西方科技发展中的重要部分，在我国还没有西方那样深入人心和体系化。但正因如此，产生在我国本土的墨家精神就更加尤为可贵，也更加值得我们去探索和反思。
一、墨家科技思想的源起
任何科技都根植于生产实践，并在此基础上发展起来。春秋战国是社会形态的转变时期，生产关系解放了生产力，刺激了自然科学的发展。人们的观察逐渐深入，概括、抽象、推理能力大大增强，为人们更好地了解和掌握客观规律提供了前提条件。
墨家有其自身的特殊性，墨家成员大多是从事工艺的能工巧匠。他们的生存及其日常活动，不仅离不开技艺的应用和认识，还驱使他们不断总结和研究，改进技艺劳动，促使技艺升华为科学。墨家是由工匠理论者组成的。大多是手工业者出身(墨子本人就是极精于机械制作的巧匠，其技巧还远超过人所共知的公输班)，因此墨者们很自然的会在平日的劳动实践中积累并总结出自然科学知识。
墨家有到处奔走活动的特点，所谓“墨者无暖席”，“墨者无黔突”，他们与大自然的接触也最为密切。他们是百家中最想对人民大众的劳动生产有所帮助的群体，而且希望通过总结劳动经验或制作生产工具，指导和便利大众的生产劳动，改善生活水平。《公输》篇中指出：“教人耕”胜于“不教人耕而自耕”：《鲁问》篇指出：工艺科学应为大众造福，所谓“利于民谓之巧，不利于民谓之拙”。
墨家的认识论与方法论与众不同，区分了感性思维与理性思维，利用唯物辩证的“三表法”来认识和区分客观事物。明确主张：知识源泉不外是“闻知”、“说知”和“亲知”三者，并以“亲知”为最可靠。其为了自身生存而不断发展的严密的逻辑学，使之更加善于判断推理，从而更易于由实践操作推导出一般的抽象知识。“按《墨经》上下，合计三百五十余条，……其中言形式逻辑者占第一位，言自然科学者占第二位”墨家的逻辑学纯用归纳法，所以墨家对物理学中的一些根本问题研究得最深最透，发现也最多。
总之，墨家的科技思想是服从于其学说的主要宗旨和基本内容的，特别是与其哲学认识论、社会政治经济主张，以及其主张“非改”的战争观，均有其深刻的渊源关系。墨家学派不但钟情于技术发明与革新，而且深入探讨科学方法。进行了许多可贵的科学实验，开创了中国形式逻辑的先河。
二、墨家科技思想的特征及其科学精神
墨学属于知性形态或理智形态的学问。从思维模式上看，强调天人、物我的对立，把双方的关系理解为主观与客观的关系：从内容上看。主张心思向外，注重关于外物的知识及其获得的可能与方法，强调知识的客观性、有效性。在墨学中，存在着一种强烈的天人之分的宗教情怀、人格独立平等的政治意识、尚知的理智眼光和重思辨的逻辑心灵。墨学的这些思想内容，可以说都是认知精神的体现，蕴涵着通向科学理性的发展道路，求实创新既要尊重客观世界的本来面貌，尊重实践，又要善于探索和创新，以达到对事物深刻本质的认识。
2.1 探形求规与科学技术的标准规范
形学即几何学是墨子探索的重要领域，他联系前人的经验，总结了划线、选点、为方、画圆、取高等几何学最基本的方法，并把这些方法抽象成一般规律，形成了我国古代最早的较成体系的形学，即几何学。
墨子对几何学的论述，主要集中在《墨经》上篇中，其内容都是几何学的定义和定义的推论，这些定义涉及到几何学的一些最基本概念。在这些定义中最为经典的，如对点的定义：“端，体之无序而最前者也，”墨子认为，画线必从一点开始，故这点是无次的，因而是最前的。《经说》中还指出：“端，是无间也。”强调了点是不可分的，突出了点的性质，可以说这一概念深刻严密，言简意赅。再如“平，同高也。”“中，同长也。”“圆，一中同长也。圆，规写交也”“圆无直”等，这些论述是对较为复杂的图形中的一些基本情况进行的总结研究，可以看作是对基本概念进行定义之后的深入探讨，而且现在看来也是正确的。
墨子对这些问题的研究，为的是要使“百工从事，皆有法所度”。墨子既是发明家，又是社会实践家他将形学研究成果应用于实践，形成了矩尺，使制方有了标准，制造了圆规，使制圆有了更好的方式。还使取直有了墨线，取平有了水平仪等，这些形学基本理论的应用，不仅有力地推动了木工领域的技术进步，而且对整个社会的生产、生活，都带来了巨大的影响。时至今日，木工等操作技术还是以墨子成规为基础，即“墨守成规”。“探形求规”还寓意着科学的不断探索精神，从这些科学实验中得到真知，从工具精神上升为科学精神，从知其然到知其所然，从而达到科学探索中“真”的境界。
2.2 期工程研力探衡、究光论影与科学实验方法除几何学外，墨子还对力学作了深入研究。研究内容主要涉及力的性质，运动、力的平衡、简单机械等。涉及古典力学的各个方面。
“力，形之所以奋也”这是墨子对力的定义，接着他又说“力：重之谓。下与重。奋也”，“下”是使物体下降。重是下降的原因。抓住了这一重点。就是抓住了力的本质。同亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的论断相比，强调了力作用的意义，更接近力的本质。
光学，是墨子研究的又一重要领域，其中最著名的就是光的小孔成像实验。他曾经修筑了一座在朝阳墙上开有小孔的暗室，让人在孔外站立。在阳光照射下，就能成像于暗室相对的墙上。呈现出一个倒立的人影。他经过分析研究认为，“下者之人也高，高者之人也下，足蔽下光，故成景于上。首蔽上光，故成景干下”，为此他得出结论：“光之入照若射”。即光线是沿直线传播的，光的传播犹如射出的箭一样，轨迹是不会弯曲的。墨子的这一结论，已经接近了光的本质，从时间上也要比欧几里德在《光学原理》中的结论更早。为了进一步揭示光直线传播的原理，墨子还对光和影之间的关系作了实验。他认为“景二，说在重”。他把一根本棒立在光下，观察到“木斜；景短大；木正，景长小。光小于木，则景大于木，”由些，他得出结论：“景之大小，说在斜正远近。”这一结论也就是今天光学研究中分别称为“半影”和“本影”的理论。
墨子还研究了球面镜成像的现象，通过物在这两种球面镜前由远及近的运动，观察所成的各种不同的现象，并试图通过一个成像发生变化的临界点，命名为“中”，把物体成像情况以“中”为界分成几个不同的阶段。这些描述都符合今天的光学原理，在墨家的科学探索中，不是以内省的玄想或直观的推论为基础，而是注重在实践中进行理论探讨，这是从实践到理论、从理论到实践，通过证伪求真的科学方法。墨家的科技活动尽管是零散和不系统的，但他们开辟了科技活动的工匠传统，在一定程度上实现了学者传统与工匠传统的有机结合，这是十分珍贵的学术传统。
墨子不但从理论上研究力，而且善于将自己掌握的力学知识加以运用。在《墨子》一书中，墨子论述的许多地方，包括城墙的修建，武器的打造，工具的改进等都渗透着力学原理的运用。如在《备城门》中，墨子讲到“百步一井，井十雍瓦，以木为系连，水器容四斗到六斗者百。”“系连”就是秸槔，是抽水的工具，这种工具就是利用了力学原理，既省力又能多抽水。墨子大力提倡使用这种工具，他还对这种机械加以改进，作为起重机、挖掘机、冲撞机等。“负而不挠，说在胜”“负：衡木加重而不挠，极胜重也。右校交绳，无加焉而挠，极不胜重也”。“挠”就是翘的意思，一旁加重也不会翘起来，是什么原因?关键在“本短标长”，也就是杠杆支点两端臂长不相等，从而使长臂一端能够更省力达到“负而不挠”，并且可以“引之则俯，舍之则仰”。这是墨者运用物理原理在生活中加以运用的最好体现。追寻事物所以然的原因，从而概括出一般理论法则和技术规则以构成科学技术知识，这是一般科学技术形成的最为关键的环节。不但说明了如何运用杠杆，而且阐释了其基本的物理学原理，这在通常是“知其然。而不如其所以然”的中国古代是十分难得的。
墨子在自然科学领域的研究成就是多方面的，以上仅仅是其中相对重要的部分。墨家的这些科技研究，尽管现在看起来有些简单和粗糙，甚至还有些缺陷，但在墨子年代，生产力水平低下，人们对科技的认识还处于萌芽状态，科技对社会的作用也很不明曼。墨家在不断求索中体现出的这些科学态度和科学精神，以及这些成就和精神给中国古代社会带来的振聋发聩的影响，都是精卓不磨的。
三、墨子科技思想的现实意义
墨家的科学技术成就是中国古代科学技术史上的一朵奇葩，在历史上写下了辉煌的一页，在科学技术高度发达的今天，我们不应忘记昔日墨者的科技成就，但其对中国后世科技的发展却影响甚微。外部社会环境的限制固然是墨家科技事业后继无人重要的原因，但其缺乏核心的科学思想和鼓励科学创新的教育机制也是重要的内在原因。墨家的科技主旨并不在发展纯粹的理论，他们的科学研究和技术发明都是为了服务于具体的社会实践。墨家科技思想的核心就是“为天下兴利除害”，这是墨家科技思想的出发点，也是墨家科技思想的落脚点。
