《思想實驗在科學的應用》

《思想實驗在科學的應用》

#如何辨別大自然的規則
太陽為何從東方升起？海洋為何潮起潮落？大地為何四季循環？大自然的規則究竟是什麼？如何確定我們的對大自然的認知是正確無誤的？現在的教科書教導地動說，主張地球自轉造成太陽東昇西落，但地心說也一樣能解釋這現象。那為什麼說地心說是錯的呢？（提示：地心說不能解釋其他自然現象，如天象）

為了尋找自然現象背後的規則，並有效整合確認，科學哲學提出了『科學方法』(圖1)以解決前述問題。『科學方法』的五個步驟：1觀察，2提問，3假設，4實驗，5結論，相信大家在小學時已經學過。『科學方法』獲取/修正新知識及糾正錯誤認知的有效性也讓它廣泛運用於日常生活及其他學科中。

#思想實驗在科學的應用
除了做真正的實驗外，思想實驗也是個非常有用的理論驗證工具。藉由想像排除無關的因素，思想實驗得以檢驗某理論是否邏輯上可行。思想實驗的優點在於可以做到現實中無法做到的實驗（排除科技限制），譬如相對論中的雙生子實驗，目前技術上仍不可能達成。

過去的人們(亞里斯多德)認為：物體越重，下落得越快。假設你生於400年前，沒辦法做出實質的實驗證明，我們有什麼辦法驗證該假設呢？

伽俐略於1636年提出了個自由落體的思想實驗，辨證了重者掉落較快是不可能的。方法如下：
a.假設：物體越重，下落越快。
b.現有大石頭重量為8，小石頭重量為4。
c.依據a的假設，大石頭的下落速度為8，小石頭的下落速度為4。
d.當兩塊石頭綁在一起時，下落快大石頭的會被下落慢的小石頭拖累。整體速度變慢，速度會小於8。
e.但是兩塊綁在一起的石頭整體重量為12，依據1的假設，下落速度將大於8。
f.由於d與e互相矛盾，因此a不成立。