物理實(shí)驗(yàn)方法的發(fā)展史
在物理學(xué)發(fā)展的漫長(zhǎng)歷程中，不論是在中國(guó)還是在外國(guó)，有不少人做過(guò)許多實(shí)驗(yàn)或觀測(cè)，作過(guò)各種解釋?zhuān)蔡岢鲞^(guò)種種理論，還制造出不少種儀器。古巴比倫人曾用日暑和水鐘計(jì)時(shí)，發(fā)明了梁式天平;古希臘人阿里斯托芬有過(guò)用玻璃點(diǎn)火熔化石蠟的記述;歐幾里德記載過(guò)用凹面鏡聚焦太陽(yáng)光的試驗(yàn);阿里斯塔克第一次測(cè)定了太陽(yáng)、地球、月亮之間的相對(duì)距離。
特別要提出的是公元前2，3世紀(jì)，阿基米德除了做杠桿、滑輪等實(shí)驗(yàn)以外，還做了浮力實(shí)驗(yàn)，建立了浮力定律。他在《浮體》一文中曾這樣敘述：浸沒(méi)在水中的物體減少的重量等于它所排開(kāi)的水的重量，浮體在本身的重量中排除了水的重量。這是一個(gè)從實(shí)驗(yàn)總結(jié)為理論的定量實(shí)驗(yàn)。即迄今為止還被普遍使用的“阿基米德原理”。
而后，希臘人埃拉托斯特尼第一次測(cè)出了地球的大小。他計(jì)算的地球兩極的直徑與現(xiàn)在的數(shù)據(jù)很相近。希帕克和托勒密等進(jìn)行過(guò)大量的天文觀測(cè)。羅馬人克里奧梅德斯做過(guò)光的折射實(shí)驗(yàn)，他說(shuō)，空容器底上的戒指正好被容器的邊沿?fù)踝×艘暰�(xiàn)，當(dāng)容器注滿(mǎn)水時(shí)戒指就可見(jiàn)了。托勒密還系統(tǒng)地測(cè)量了光的入射角和反射角，將其結(jié)果列成一個(gè)表。阿拉伯人阿勒·哈增做過(guò)圓柱面鏡、球面鏡、錐面鏡的反射和折射實(shí)驗(yàn)，等等。
我國(guó)古代也有許多關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用的記載。例如，《墨經(jīng)》上記有小孔成像，平面鏡、凸面鏡、凹面境反射成像的大小，像的正倒與位置的關(guān)系等實(shí)驗(yàn)。近年出土的湖北隨縣曾侯乙墓中的編鐘、編磬，說(shuō)明戰(zhàn)國(guó)初期，我國(guó)的聲學(xué)及樂(lè)器制造已有非常高的造詣。漢代開(kāi)始就有許多關(guān)于杠桿、滑輪應(yīng)用的記載，如記里程車(chē)、“被中香爐”(一種常平支架)、張衡的地動(dòng)儀等。東漢時(shí)期利用平面鏡組合，制造了開(kāi)管式潛望鏡�！痘茨献印分杏浭隽擞冒济骁R陽(yáng)燧等取火。漢代已有了天平式的驗(yàn)濕器。之后，還有不少關(guān)于計(jì)時(shí)器、虹吸管的記載。唐代一行進(jìn)行了大規(guī)模的測(cè)地工作。南唐的譚峭在《化書(shū)》中記述了雙凸、雙凹、平凸、平凹四種透鏡的成像。宋代的張世南做過(guò)桐油的表面張力實(shí)驗(yàn)。宋朝的沈括造過(guò)渾儀、玉壺、浮漏、銅表等天文觀測(cè)及計(jì)時(shí)儀器，他還做了磁學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)方面的儀器，最早發(fā)現(xiàn)了地磁偏角，這些均記載于《夢(mèng)溪筆談》等著作中。13世紀(jì)，趙友欽在其《革象新書(shū)》的“小罅光景”中描述了一個(gè)大型的光學(xué)實(shí)驗(yàn)，正確地說(shuō)明了光源的大小、強(qiáng)度，小孔的大小、形狀，光源與小孔間的距離與成像大小及像的亮度之間的關(guān)系。元代的陳椿曾用蓮子、雞蛋和桃仁測(cè)量鹽水的`濃度。清代更大規(guī)模的測(cè)地工作，首次把長(zhǎng)度單位與地球經(jīng)線(xiàn)聯(lián)系起來(lái)，定1800尺為1里，200里合地球經(jīng)線(xiàn)1度，等等。我國(guó)歷代均有許多天文觀測(cè)儀器，而且有系統(tǒng)的觀測(cè)記錄。我國(guó)的地震記錄資料也是極豐富、珍貴的。
由上所述，不論是在外國(guó)還是在中國(guó)，已經(jīng)做過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)工作。無(wú)論是從(1)系統(tǒng)的觀測(cè)和記錄;(2)在人為的條件下重現(xiàn)物理現(xiàn)象;(3)確定量度標(biāo)準(zhǔn)和量度儀器，(4)制造實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)儀器方面來(lái)看，都能夠稱(chēng)得上是物理實(shí)驗(yàn)，而且其中有些還是很卓越的。但是，(1)這些實(shí)驗(yàn)畢競(jìng)還是零星的;(2)定量的實(shí)驗(yàn)較少，而定性的實(shí)驗(yàn)較多;(3)大多數(shù)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有提升概括出理論，而多只限于現(xiàn)象的描述，或者只作了一般的解釋而沒(méi)有形成系統(tǒng)的理論;[4)即使形成了一些理論，也沒(méi)有再用實(shí)驗(yàn)去檢驗(yàn)它。
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