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摘 要 科学结论的正确与否， 要由实验来决定。人们从中找到比实验事实本身更多的东西， 这就是理论。理论将许多实验事实结合起来， 甚至可能找出实验之间的意外联系而预言新的结果， 正是这些才建立和提高了科学的地位。实践是检验真理的唯一标准，放在物理学中也是适用的。通过对物理学的学科性质、产生过程、研究方法及物理学成就的分析研究，分别论述了理论和实验在物理学发展中的作用及其相互关系。
关键词 物理学 理论 实验 相互关系
物理学是一种自然科学，主要研究的是物质，在时空中物质的运动，和所有相关概念，包括能量和作用力。更广义地说，物理学是对于大自然的研究分析，目的是为了要明白宇宙的行为。物理学作为一门自然科学，他的研究始终着眼于探索物质世界及其运动的规律；物理学又是以实验为本的科学，凡物理学的概念、规律及公式等都是以客观实验为基础的。因此物理学绝不能脱离物理实验结果的验证，实验是物理学的基础。如果没有实验，现代科学绝不会有这样飞速的发展。但是，仅仅根据实验是不足的。实验和理论之间的关系非常密切，它们相互促进，相互完善，共同或交替促成了物理学的进步。因此要学好物理学，需要深刻理解物理学中理论与实验的关系。本文从以下几个方面阐述物理学中理论与实验的关系。
一、实验
物理实验是以测量为基础的。测量可分为直接测量与间接测量，直接测量指无需对被测的量与其它实测的量进行函数关系的辅助计算而可直接得到被测量值的测量，间接测量指利用直接测量的量与被测量之间的已知函数关系经过计算从而得到被测量值的测量。
（一） 发现新的事实、探索新的物理规律
在物理学发展史中，几位伟大物理学家的实验为物理学的发展提供了实验事实。例如，伽利略的加速实验。伽利略继续提炼他有关物体运动的观点。他做了一个6米多长、3米多宽的光滑直木槽。再把这个木板的斜槽固定住，让铜球从木槽顶端沿斜面滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，研究它们之间的关系。亚里士多德曾预言滚动球的速度是均匀不变的；铜球滚动两倍的时间就走出两倍的路程。伽利略却证明铜球滚动的路程和时间的平方成 正比：两倍的时间里，铜球滚动的4倍的距离，因为存在恒定的重力加速度。这一事实充分说明了只有物理实验才是物理学的基础。
（二） 实验是检验理论正确与否的标准
爱因斯坦说：“一个矛盾的实验结果就足以推翻一种理论”。例如， 爱因斯坦的光量子假说发展了普朗克所开创的量子理论。在普朗克的理论中，还是坚持电磁波在本质上是连续的，只是假定当它们与器壁振子发生能量交换时电磁能量才显示出量子性。爱因斯坦对旧理论不是采取改良的态度，而是要求弄清事物的本质彻底解决问题，他看出量子不是一个成功的数学公式，而是揭露光的本质的手段。他克服了普朗克量子假说的不彻底性，把量子性从辐射的机制引伸到光的本身上，认为光本身也是不连续的，光不仅在吸收和发射时是量子化的，而且光的传播本身也是量子化的。爱因斯坦的光量子假说恢复了光的粒子性，使人们终于认清了光的波粒双重性格，而且在它的启发下，发现了德布罗意物质波，使人们认清了微观世界的波粒二象性，为后来量子力学的建立奠定了基础。如果原来的理论有其实验基础，新理论也要经过实验的证实才能成立。如：实物粒子波粒二象性的是由光的本性引伸而来，依然需要电子衍射实验证实。
（三） 通过诺贝尔物理学奖分析实验在近代物理学发展中的作用
得奖的实验项目和人数大致占总数的三分之二。很多理论项目的得奖都是在判定性的实验结果得出后不久才授予的。正如诺贝尔物理学奖获得者伦琴所说：“实验是最有力的杠杆，我们可以利用这个杠杆去撬开自然界的秘密。在解决某一假说是保留还是摒弃这样一个问题时，这个杠杆应当成为‘最高一级的审理法院’”。虽然科学的结论正确与否要由实验来决定，但是人们找到了比实验事实更多的东西，这就是理论，理论能将许多实验事实结合起来，回答科学上提出的问题，甚至可能找出实验之间的意外联系（如麦克斯韦由电磁感应实验提出了统一的电磁场理论，预言了电磁波的存在） 而预言新的结果。正因如此，才提高了科学的地位和声望。科学的威力主要来自它能定量和预言，科学不仅能说明已知的观测和实验，同时还能预言新的现象。这就使科学成为改造我们周围世界的强有力的工具。
二、理论
（1）理论是实验规律的总结、提高和发展，更能深入反映事物的本质，往往具有普遍性重要理论的建立会促进物理学迅速发展。如：为了能够解释光电效应实验规律，爱因斯坦提出了光量子学说，确立了光的粒子性。由此使人们弄清了光的本性——光具有波粒二象性。
（2）理论对实验研究有重要的指导作用。例如：在狭义相对论建立过程中，当时人们认为所有惯性系不是彼此等价的，存在一个优越的参考系，尽管想方设法去寻找，却无法达到预期目标。爱因斯坦受到马赫的思想影响，发现了牛顿力学中时间概念有破绽，以惊人的创新精神，建立了狭义相对论。此时，物理上出现的种种疑团才豁然冰释。
三、理论和实验的关系
对于物理学理论和实验来说，物理量的定义和测量的假设选择，理论的数学展开，理论与实验的比较是与实验定律一致，是物理学理论的唯一目标。人们能通过这样的结合解决问题，就是预言指导科学实践，这不是大唯物主义思想，其实是物理学理论的目的和结构。李政道教授于1987 年提出的“物理学家的定律”，为理论和实验的关系做出了精准的概括：“没有实验家，理论家就会迷失方向；没有理论家，实验家就会迟疑不决。”
四、结语
总之，无论是物理学，还是整个自然科学的发展，实验和理论的相互作用都是一种内在的根本动力。这种作用引起量的渐进积累和质的突变飞跃的交替潜进，推动着科学进程一浪一浪地不断高涨。正是靠着实验和理论的相互配合、相互激励，物理学才不断向前发展壮大。
作者简介：
赵新驰 （1991～）辽宁兴城人 ，本科，专业：物理学。
关键词 物理学 理论 实验 相互关系
物理学是一种自然科学，主要研究的是物质，在时空中物质的运动，和所有相关概念，包括能量和作用力。更广义地说，物理学是对于大自然的研究分析，目的是为了要明白宇宙的行为。物理学作为一门自然科学，他的研究始终着眼于探索物质世界及其运动的规律；物理学又是以实验为本的科学，凡物理学的概念、规律及公式等都是以客观实验为基础的。因此物理学绝不能脱离物理实验结果的验证，实验是物理学的基础。如果没有实验，现代科学绝不会有这样飞速的发展。但是，仅仅根据实验是不足的。实验和理论之间的关系非常密切，它们相互促进，相互完善，共同或交替促成了物理学的进步。因此要学好物理学，需要深刻理解物理学中理论与实验的关系。本文从以下几个方面阐述物理学中理论与实验的关系。
一、实验
物理实验是以测量为基础的。测量可分为直接测量与间接测量，直接测量指无需对被测的量与其它实测的量进行函数关系的辅助计算而可直接得到被测量值的测量，间接测量指利用直接测量的量与被测量之间的已知函数关系经过计算从而得到被测量值的测量。
（一） 发现新的事实、探索新的物理规律
在物理学发展史中，几位伟大物理学家的实验为物理学的发展提供了实验事实。例如，伽利略的加速实验。伽利略继续提炼他有关物体运动的观点。他做了一个6米多长、3米多宽的光滑直木槽。再把这个木板的斜槽固定住，让铜球从木槽顶端沿斜面滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，研究它们之间的关系。亚里士多德曾预言滚动球的速度是均匀不变的；铜球滚动两倍的时间就走出两倍的路程。伽利略却证明铜球滚动的路程和时间的平方成 正比：两倍的时间里，铜球滚动的4倍的距离，因为存在恒定的重力加速度。这一事实充分说明了只有物理实验才是物理学的基础。
（二） 实验是检验理论正确与否的标准
爱因斯坦说：“一个矛盾的实验结果就足以推翻一种理论”。例如， 爱因斯坦的光量子假说发展了普朗克所开创的量子理论。在普朗克的理论中，还是坚持电磁波在本质上是连续的，只是假定当它们与器壁振子发生能量交换时电磁能量才显示出量子性。爱因斯坦对旧理论不是采取改良的态度，而是要求弄清事物的本质彻底解决问题，他看出量子不是一个成功的数学公式，而是揭露光的本质的手段。他克服了普朗克量子假说的不彻底性，把量子性从辐射的机制引伸到光的本身上，认为光本身也是不连续的，光不仅在吸收和发射时是量子化的，而且光的传播本身也是量子化的。爱因斯坦的光量子假说恢复了光的粒子性，使人们终于认清了光的波粒双重性格，而且在它的启发下，发现了德布罗意物质波，使人们认清了微观世界的波粒二象性，为后来量子力学的建立奠定了基础。如果原来的理论有其实验基础，新理论也要经过实验的证实才能成立。如：实物粒子波粒二象性的是由光的本性引伸而来，依然需要电子衍射实验证实。
（三） 通过诺贝尔物理学奖分析实验在近代物理学发展中的作用
得奖的实验项目和人数大致占总数的三分之二。很多理论项目的得奖都是在判定性的实验结果得出后不久才授予的。正如诺贝尔物理学奖获得者伦琴所说：“实验是最有力的杠杆，我们可以利用这个杠杆去撬开自然界的秘密。在解决某一假说是保留还是摒弃这样一个问题时，这个杠杆应当成为‘最高一级的审理法院’”。虽然科学的结论正确与否要由实验来决定，但是人们找到了比实验事实更多的东西，这就是理论，理论能将许多实验事实结合起来，回答科学上提出的问题，甚至可能找出实验之间的意外联系（如麦克斯韦由电磁感应实验提出了统一的电磁场理论，预言了电磁波的存在） 而预言新的结果。正因如此，才提高了科学的地位和声望。科学的威力主要来自它能定量和预言，科学不仅能说明已知的观测和实验，同时还能预言新的现象。这就使科学成为改造我们周围世界的强有力的工具。
二、理论
（1）理论是实验规律的总结、提高和发展，更能深入反映事物的本质，往往具有普遍性重要理论的建立会促进物理学迅速发展。如：为了能够解释光电效应实验规律，爱因斯坦提出了光量子学说，确立了光的粒子性。由此使人们弄清了光的本性——光具有波粒二象性。
（2）理论对实验研究有重要的指导作用。例如：在狭义相对论建立过程中，当时人们认为所有惯性系不是彼此等价的，存在一个优越的参考系，尽管想方设法去寻找，却无法达到预期目标。爱因斯坦受到马赫的思想影响，发现了牛顿力学中时间概念有破绽，以惊人的创新精神，建立了狭义相对论。此时，物理上出现的种种疑团才豁然冰释。
三、理论和实验的关系
对于物理学理论和实验来说，物理量的定义和测量的假设选择，理论的数学展开，理论与实验的比较是与实验定律一致，是物理学理论的唯一目标。人们能通过这样的结合解决问题，就是预言指导科学实践，这不是大唯物主义思想，其实是物理学理论的目的和结构。李政道教授于1987 年提出的“物理学家的定律”，为理论和实验的关系做出了精准的概括：“没有实验家，理论家就会迷失方向；没有理论家，实验家就会迟疑不决。”
四、结语
总之，无论是物理学，还是整个自然科学的发展，实验和理论的相互作用都是一种内在的根本动力。这种作用引起量的渐进积累和质的突变飞跃的交替潜进，推动着科学进程一浪一浪地不断高涨。正是靠着实验和理论的相互配合、相互激励，物理学才不断向前发展壮大。
作者简介：
赵新驰 （1991～）辽宁兴城人 ，本科，专业：物理学。