1.4.1. Tầm quan trọng của PPTN trong nghiờn cứu khoa học và trong nghiờn cứu vật lý [6], [7], [22], [27], [28]
Trước khi cú PPTN, người ta chỉ tranh luận suụng với nhau theo sự suy luận của từng người, khụng cú căn cứ khỏch quan chắc chắn. PPTN do Galilee khởi xướng và nhiều nhà khoa học sau đú hoàn thiện đó cho ta một phương phỏp nghiờn cứu tự nhiờn cú thể tiếp cận với chõn lý khỏch quan ngày càng sõu sắc hơn. PPTN khụng chỉ đơn thuần là làm thớ nghiệm tỏc động vào tự nhiờn để làm bộc lộ những tớnh chất của tự nhiờn dưới dạng những dấu hiệu quan sỏt được mà cũn cú ý nghĩa khỏi quỏt, nờu lờn được bản chất của sự vật hiện tượng. PPTN khụng đơn thuần là sự tập hợp những điều quan sỏt trong tự nhiờn mà cũn là một phương phỏp sỏng tạo khoa học, xõy dựng những kiến thức mới để phản ỏnh tự nhiờn dưới dạng khỏi quỏt. Nhờ cú PPTN mà vật lý học thoỏt ra khỏi những đờm trường trung thế kỷ. Nhờ cú PPTN mà vật lý học trong ba thế kỷ liền đó đạt được những thành tựu vĩ đại khụng những giỳp cho con người hiểu biết về tự nhiờn mà cũn giỳp cải tạo tự nhiờn, phỏt triển sản xuất, nõng cao năng suất sản xuất lao động, tạo ra của cải vật chất cho đời sống của con người được nõng lờn khỏ cao so với trước.
1.4.2. Nội dung của PPTN trong nghiờn cứu khoa học và trong nghiờn cứu vật lý [6], [7], [22], [27], [28]
* Sự ra đời của PPTN
Thời cổđại khoa học chưa phõn ngành, chưa tỏch khỏi triết học. Mục đớch của nú là tỡm hiểu và giải thớch thiờn nhiờn một cỏch toàn bộ, chưa đi vào từng lĩnh vực, hiện tượng cụ thể.
+ Đến Thế kỷ 17 Galilee xõy dựng PPTN: “Quan sỏt tự nhiờn → xỏc định vấn đề cần nghiờn cứu →đưa ra cỏch giải quyết lý thuyết cú tớnh dựđoỏn → rỳt ra kết luận cú thể kiểm tra được bằng thực nghiệm → làm thớ nghiệm →đối chiếu kết quả thu được bằng thực nghiệm với lý thuyết → kết luận.
* Nội dung PPTN [22]
Quan sát tự nhiên
Vấn đề cần nghiên cứu
Cách giải thích lý thuyết Kết luận có thể kiểm tra bằng thí nghiệm
Dự đoán Thí nghiệm
Kết luận
Vấn đề cần nghiên cứu mới
PPTN khụng phải đơn thuần là làm thớ nghiệm một cỏch mũ mẫm, ngẫu nhiờn. Trước khi làm thớ nghiệm nhà khoa học phải dựa vào những quan sỏt ban đầu của mỡnh hay của những nhà khoa học khỏc, nờu lờn một số cõu hỏi cần giải đỏp, nghĩa là vạch rừ mục đớch thớ nghiệm: Thớ nghiệm để làm sỏng tỏ cỏi gỡ? Để hỏi thiờn nhiờn cỏi gỡ? Phải bố trớ thớ nghiệm như thế nào để thu được cõu trả lời đơn giản? Kết quả của thớ nghiệm là cõu trả lời của thiờn nhiờn về cỏc dấu hiệu bề ngoài của sự vật, cú thể quan sỏt được. Cần phải phõn tớch, khỏi quỏt húa kết quảđú như thế nào để thu được kết luận cú giỏ trị tổng quỏt? Lời giải đỏp thu được cú thể ỏp dụng để giải quyết những vấn đề gỡ rộng rói hơn nữa trong thực tế? [28]
- PPTN đó thể hiện một quan điểm mới mẻ, sõu sắc và nhận thức tự nhiờn, nhận thức chõn lý. Newton tiếp tục phỏt triển phương phỏp của Galilee lờn mức độ đầy đủ và chặt chẽ hơn. Phương phỏp của ụng là kết hợp chặt chẽ giữa thớ nghiệm và suy luận lý thuyết. ễng đó làm rừ quan điểm đú bằng 4 quy tắc :
+ Quy tắc 1: Đối với mỗi hiện tượng, khụng thừa nhận những nguyờn nhõn nào khỏc ngoài những nguyờn nhõn đủ để giải thớch nú. Quy tắc này khẳng định lý trớ của con người trong nhận thức, gạt bỏ luận điểm tụn giỏo, kinh viện khụng liờn quan đến khoa học.
+ Quy tắc 2: Bao giờ cũng quy những hiện tượng như nhau về cựng một nguyờn nhõn. Một nguyờn nhõn xỏc định phải gõy ra một hệ quả xỏc định. Quy tắc này nờu rừ quan hệ nhõn quả của cỏc hiện tượng trong tự nhiờn.
+ Quy tắc 3: Tớnh chất của tất cả cỏc vật cú thểđem ra thớ nghiệm được, mà ta khụng thể làm cho nú tăng lờn hoặc giảm xuống thỡ được coi là tớnh chất của mọi vật núi chung. Quy tắc này là sự quy nạp khoa học, cho phộp ta khỏi quỏt những trường hợp riờng lẻđể tỡm ra những định luật tổng quỏt.
+ Quy tắc 4: Bất kỳ khẳng định nào rỳt ra từ thực nghiệm, bằng phương phỏp quy nạp đều là đỳng chừng nào chưa cú những hiện tượng khỏc giới hạn hoặc mõu thuẫn với khẳng định đú. Quy tắc này thể hiện quan điểm biện chứng về tớnh tương đối và tuyệt đối của chõn lý.
Trong toàn bộ quỏ trỡnh đi tỡm chõn lý, phải phối hợp cả xõy dựng lý thuyết và kiểm tra bằng thực nghiệm, nhưng trong hoạt động của mỗi nhà khoa học thỡ cú thể thực hiện một trong hai khõu. Bởi vậy, ngày nay, vật lý phõn thành hai ngành: vật lý lý thuyết và vật lý thực nghiệm. Theo cỏch phõn chia này PPTN cú thể hiểu theo nghĩa hẹp sau: Từ lý thuyết đó biết suy ra hệ quả và dựng thớ nghiệm để kiểm tra hệ quả. Nhà vật lý thực nghiệm khụng nhất thiết phải xõy dựng giả thuyết mà giả thuyết đú đó được người khỏc đề ra rồi nhưng chưa kiểm tra được. Nhiệm vụ của nhà vật lý thực nghiệm lỳc này là từ giả thuyết đó suy ra một hệ quả cú thể kiểm tra được và tỡm cỏch bố trớ một thớ nghiệm khộo lộo tinh vi để quan sỏt hiện tượng do lý thuyết dự đoỏn và thực hiện cỏc phộp đo chớnh xỏc. Vớ dụ như Einsteins phỏt minh ra thuyết tương đối rộng từ năm 1916, nhưng phải mấy chục năm sau, người ta mới cú thể tỡm ra một số ớt bằng chứng thực nghiệm để chứng tỏ sựđỳng đắn của lý thuyết đú.