第45章 科研的试验与要求.ppt

第4章 科学研究的试验与要求 一、 科学试验基本特点 （1）科学试验具有纯化和简化的作用 （5）科学试验具有典型性和灵活性 从复杂事物中选择典型事物进行研究，是科 学研究中最常用和基本的思路。 第5章 科技论文的特点与构成 5.1 科技论文的分类 硕士论文 硕士论文应能表明作者确已在本门学科上掌握了坚实的基础理论和系统的专门知识； 具有独立从事科研或技术工作的能力，重于掌握科学研究的方法。 其论文应具有一定程度的创新性，一般情况可以达到发表的水平。 博士论文 在本门学科上掌握了坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识； 具有独立从事科研工作和创新技术的能力，在科学或专门技术上做出了创造性的成果。 其特点是：内容多，可分解成若干篇，但相互关联；论文应当反映学科前沿的创新性成果，是重要的科技文献。 * 研究对象往往 是较复杂的，事 物间的各种因素 相互联系、相互 影响和作用 从复杂的现象及 影响因素中找出主 要的关键因素，排 除偶然或次要因素 的干扰 试验 例4-1 宇称不守恒定律的实验验证 李政道和杨振 宁提出: 微观粒子弱相 互作用宇称不守 恒定律 吴健雄设计实 验验证： 把钴冷至0.01K →排除原子热运 动干扰 →目的简 化试验 （2）科学试验具有强化和深化的作用 自然界事物 在常态下一般 不易暴露其特 殊性质及其变 化规律 研究特殊条件下的事物规 律。如：超高温、超低温、 超高压、超高速等。以便得 到通常条件下不易得到的许 多自然现象。如磨损研究 在试验中，人们借助某种手段对自然现象过程 人为地控制。可使变化快的过程变慢，使变化慢的 变快，进行研究。 （3）科学试验具有再现、延缓和加速的作用 例4-2 睡眠因子的发现 强化实验 设计 1901年，法国的佩伦设计了一个动物试验。连续剥夺了狗7天7夜睡眠，然后抽取了该狗的脑脊液，注射到另一只狗脑中。发现 这条狗睡意大增，很快酣睡。 睡眠因子 假设提出 一直到1967年，有人经过三年 的同类试验，终于从剥夺睡眠的山 羊脑脊液中提取了“睡眠因子”。这 是一种由氨基酸组成的肽类物质。 这一发现震动了世界。 例4-3 生命起源学说的验证 生命起源 推测 原始大气是还原性的。由于没有臭氧 层，太阳紫外线强烈照射地球表面，形 成了许多不同的有机化合物生物分子 模拟 实验 1953年，美国米勒设计并进行了模拟实验。用甲烷、氮、氢和水汽混合成与原始大气相似的气体，以电火花放电模拟原始大气层闪电。经一周反应，形成了几十亿年前出现的氨基酸，还发现了脱氧核糖核酸等生物大分子。这实验使生命起源的学说得到支持。实验是在极大地加速自然进化过程中进行的。 （4）科学试验是一种经济可靠的研究方法 自然科学研究一般都要进行试验，而试验都是 有成本的。相对于生产试验来说，在实验室进行试 验研究，规模小、周期短、成本低。只要设计正 确，试验结果可靠性也是大的。 一般地说，连试验都通不过的则没有必要再进 行生产试验。 实例 美国遗传学家摩尔根经过 分析，选择果蝇来研究遗传问 题。因为果蝇的染色体简单， 且容易观察。试验方案可根据 研究需要来设计，有较大的灵 活性。 现代的科学试验也具有了新的特点： （1）试验规模扩大化 个体式研究 国际间合作 集体合作研究 国家规模 同学科合作 不同学科合作 如美国为了研究试验原子弹，试验研 究人员多达15万人，经费22亿美元。为 了进行阿波罗登月飞行试验，共有42万 人参加了研究和制造，设计和发射费用 共300亿美元。 投入物力 和经费也 比较大 规模 交叉 要想解决气候变化、能源、环境等决定人类可持续发 展未来的全球性问题，也需各国协同研究和合作。 减少全球温室气体排放的《京都议定书》2005年２月 正式生效。探讨控制全球变暖的长期战略展开对话 2005年，在日内瓦举行的禽流感问题国际会议，成功 通过预算达１０亿美元的全球行动计划。 由多国科学家合作完成的人类基因组计划，是一个成 功范例,中国也是参加完成的国家。 2005年，欧盟、美、俄、日、韩和中国等参与国际热 核实验反应堆计划的六方达成一致. 例4-4 光线可以弯曲的试验证明 爱因斯坦 广义相对论 重力可改变 时空状态 宇宙 变形 英国罗伯特和美国重力透镜化专家托尼等人 进行了坚持不懈的研究，证明了爱因斯坦的预 测是正确的，光线是可以弯曲的。 （2）实验条件复杂化 宏观