《科技導(dǎo)報(bào)》2006年第11期上丁肇中先生的文章結(jié)合親身經(jīng)歷的5個(gè)物理實(shí)驗(yàn)，講解了從事科學(xué)研究的獨(dú)到體會(huì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)與理論的關(guān)系，作了深刻的闡述[1]：“實(shí)驗(yàn)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，理論如果沒有實(shí)驗(yàn)的證明，是沒有意義的。當(dāng)實(shí)驗(yàn)推翻了理論以后，才可能創(chuàng)建新的理論，理論不可能推翻實(shí)驗(yàn)。”

　　目前對(duì)這方面的認(rèn)識(shí)，確存在一些值得關(guān)注的問題。現(xiàn)僅就筆者從事的工作領(lǐng)域，提出兩點(diǎn)想法。

　　1 關(guān)于數(shù)值模擬與物理實(shí)驗(yàn)的關(guān)系

　　力學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，流體力學(xué)更是建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上。在流體力學(xué)中，絕大多數(shù)重要的概念和原理都源于實(shí)驗(yàn)[2]。例如，大氣壓強(qiáng)、流體的可壓縮性、黏性剪應(yīng)力、層流、湍流、雷諾數(shù)、卡門渦、二次流、附加質(zhì)量、激波、孤立波、湍剪切流的相干結(jié)構(gòu)、聲障現(xiàn)象等；
又如，完全氣體的狀態(tài)方程、連續(xù)性方程、能量守恒原理、達(dá)西定律、托里拆利原理、伯努利原理等。

　　但是，由于計(jì)算機(jī)和計(jì)算技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)在卻又流行—種說法：對(duì)于流體力學(xué)問題，數(shù)值計(jì)算（或稱數(shù)值模擬）可以代替物理實(shí)驗(yàn)。于是有人認(rèn)為只用計(jì)算機(jī)作大量的計(jì)算，就可以解決流體力學(xué)問題了。研究生做流體力學(xué)問題的學(xué)位論文時(shí)，可只用計(jì)算機(jī)作數(shù)值計(jì)算，不必再用物理實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)數(shù)值計(jì)算的正確性。甚至還有人進(jìn)—步說數(shù)值模擬就是“數(shù)值實(shí)驗(yàn)”，它可以代替物理實(shí)驗(yàn)。這種對(duì)數(shù)值模擬與物理實(shí)驗(yàn)的關(guān)系的錯(cuò)誤看法，很容易使研究工作在錯(cuò)誤思路的指導(dǎo)下誤入歧途。

　　實(shí)際上，數(shù)值摸擬與物理實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)差別并未消失，數(shù)值模擬不能代替物理實(shí)驗(yàn)，數(shù)值模擬的結(jié)果仍須用物理實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)其正確性[2]。

　　由于科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)際的需要，對(duì)于流體力學(xué)問題進(jìn)行大規(guī)模數(shù)值模擬，無疑是需要的，國內(nèi)已有幾種計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的商品軟件（如 FLUENT, STAR—CD, TASC flow，PHOENICS 等）在應(yīng)用，且已使用并行計(jì)算機(jī)進(jìn)行大規(guī)模數(shù)值模擬。但所得到的數(shù)值模擬結(jié)果，仍須用物理實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)其正確性。而作物理實(shí)驗(yàn)又需要投入更多的人力、財(cái)力、物力的支持，所以巧妙地構(gòu)思、設(shè)計(jì)小規(guī)模、精細(xì)的物理實(shí)驗(yàn)，以較少花費(fèi)來檢驗(yàn)大規(guī)模數(shù)值模擬的正確性，就顯得十分重要。

　　2 提高實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)率

　　正確的實(shí)驗(yàn)，顯然應(yīng)是可以重復(fù)的，能夠經(jīng)得住歷史的考驗(yàn)。但目前急功近利的浮躁情緒，卻正在影響著科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作的進(jìn)行。

　　陳佳洱先生最近在一篇文章中[3]指出，在物理學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)，國際上發(fā)表的文章中，實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)率通常是90％，而我們發(fā)表的文章中實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)率，只有30％至40％，這說明我們所做的工作還不深不透，急功近利、急于求成的浮躁情緒很嚴(yán)重。

　　怎樣提高我們發(fā)表文章中實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)率，是一個(gè)很值得重視的問題。

　　參考文獻(xiàn)（References）

　　[1] 丁肇中. 我所經(jīng)歷的5個(gè)物理實(shí)驗(yàn). 科技導(dǎo)報(bào), 2006, 24（11）: 5-9.

　　TING S C C. My experiences in five physical experiments. Science & Technology Review, 2006, 24(11): 5-9.

　　[2] 王振東. 關(guān)于流體力學(xué)方法論問題. 力學(xué)與實(shí)踐, 2004, 26（2）: 83-85.

　　WANG Zhendong. On the methodology of fluid mechanics. Mechanics in Engineering, 2004, 26(2): 83-85.

　　[3] 陳佳洱. 我國物理學(xué)的發(fā)展與挑戰(zhàn). 光明日?qǐng)?bào), 2006-12-28.

　　Chen Jia’er. Development and challenge in physics in China. Guangming Daily, 2006-12-28.

　　(原刊登于《科技導(dǎo)報(bào)》2007年25卷4期，作者授權(quán)天益發(fā)布)

　　附件：

　　丁肇中：我所經(jīng)歷的5個(gè)物理實(shí)驗(yàn)

相關(guān)熱詞搜索：實(shí)驗(yàn) 兩點(diǎn) 讀后 重復(fù) 重視