
【化】 gedanken experiment
idea; ideal; ideality
【医】 ideal; ideo-
experiment; experimentation; test
【化】 experiment; experimentation
【医】 experiment
在汉英词典视角下,“理想实验”(Ideal Experiment)通常对应英文术语“Thought Experiment”(思想实验)。它指的是一种在思维中构建的、基于严格逻辑和科学原理推演的假设性实验过程,而非在实际实验室中操作进行的物理实验。其核心目的是通过纯粹的理性推理,探讨理论在理想化、极限条件下的表现,从而揭示自然规律的本质或验证科学理论的逻辑一致性。
以下是其详细含义与特点的权威解释:
思维推演工具
“理想实验”是在科学家或哲学家的大脑中构思的假想场景,通过严谨的逻辑推理而非仪器操作来检验理论。它剥离了现实实验中的干扰因素(如摩擦力、空气阻力、测量误差),将研究对象置于理想化的完美条件下进行分析。例如,伽利略通过设想小球在绝对光滑斜坡上的运动(现实中无法实现),推理出惯性定律的核心概念。
验证理论逻辑性
这类实验的核心价值在于检验科学理论的内在逻辑自洽性。爱因斯坦的“追光实验”(想象以光速飞行时观察光线)帮助他突破牛顿力学的局限,最终导向狭义相对论的诞生。此类推演无需真实设备,却能暴露理论体系的潜在矛盾或新可能性。
极限条件模拟
通过设定极端参数(如无限大质量、绝对零度、完全真空),理想实验能揭示物理规律在边界状态下的行为。例如,卡诺热机循环基于理想气体和可逆过程的假设,奠定了热力学第二定律的理论基础。
这些案例表明,理想实验是推动科学范式革命的关键工具,其结论虽需后续实证支持,但能率先突破认知边界。
维度 | 理想实验 (Thought Experiment) | 物理实验 (Physical Experiment) |
---|---|---|
实施场所 | 思维/理论推演 | 实验室/现实环境 |
依赖条件 | 逻辑自洽性与数学工具 | 仪器精度、环境控制、可重复性 |
目标 | 揭示理论本质、发现悖论、预测规律 | 获取观测数据、验证假设、校准模型 |
局限性 | 结论需实证检验,可能脱离物理现实 | 受技术条件制约,存在系统误差 |
理想实验不仅是物理学的核心方法,还广泛用于:
权威参考来源:
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理想实验是一种基于逻辑推理和理论假设的科学研究方法,通过思想模拟极端理想化条件来揭示自然规律。以下是详细解释:
理想实验又称“假想实验”或“思想实验”,是科学家在思维中构建的理想化模型,通过排除次要因素(如摩擦力、空气阻力等)来纯化研究条件,从而推导出理论规律。例如,牛顿第一定律描述的“物体不受外力时保持匀速直线运动”无法在现实中实现,但通过理想实验可逻辑推导得出。
对比项 | 理想实验 | 真实实验 |
---|---|---|
实施方式 | 思维推理 | 物理操作 |
条件控制 | 理想化(如无阻力) | 实际环境中的近似条件 |
目的 | 理论推导与规律揭示 | 现象验证与数据收集 |
理想实验结论需通过真实实验间接验证,且依赖研究者的科学素养和逻辑严密性。
如需进一步了解具体案例或历史背景,可参考(搜狗百科)和(业百科)的完整内容。
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