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主题:【模型】一、地心日心 -- 唵啊吽

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家园 【模型】二、原子

原子,顾名思义,就是物质最小的不可分割的单元了。这是历史概念,现在大家都知道原子是可以分割的。

最早的原子模型,是葡萄干面包模型:就是面包一样的正电核里边嵌有葡萄干一样的带负电的电子。这个模型后来被卢瑟福衍射实验证明是不准确的。但是,这个模型,正如上篇说的,开辟了一个新的学科:原子物理学。一个不准确的模型在科学探索中作出了重大的贡献。因为卢瑟福衍生实验是为了验证这个模型而设计的。这个模型第一打破了历史成见解放了思想,提出了原子不是不可分割的观点,并假设了一个原子结构给实验物理学家去验证。

葡萄干面包原子模型是原子物理学教科书必讲的模型。根据卢瑟福衍射实验,产生了新的原子模型,就是太阳系模型:原子核带正电有如太阳,而围绕原子核旋转的带负电的电子有如围绕太阳旋转的行星。这是第二个原子模型。这个模型可以解释卢瑟福衍射,但有一个致命的弱点,就是不稳定。电子旋转是要辐射电磁波的,而辐射电磁波会使得电子坠落到原子核上。所有,这个模型最后被第三个模型代替,就是量子物理的电子云模型代替。但无论如何,太阳系模型现在是最形象的模型,往往作为科学的号使用在美术和科普书里。并且,原子的哈密顿量的构造也是根据这个太阳系模型来标注电子轨道距离的。即,虽然这个模型不准确,但是为科学思维提供了新概念。

科学地对待模型的态度是根据模型进一步思考验证,而不是以模型简单、不可靠、不准确将模型直接抛弃。科学的进步是建立在证伪的过程中的,提出模型才使得证伪过程有新思路,如果理性探索中苛求每个模型必须是准确的,就禁锢了思想,就没有科学进步了。如日心说天体模型遭到教会封杀,就是否定简单模型的阻碍理性思维的历史事例。换句话来说,科学需要对许多不准确的模型证伪以后才得以发展的,建立不准确的模型是理性探索中必须的方法之一。

关键词(Tags): #模型、理性、科学
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