實驗（Experiment）

實驗（Experiment）
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

所謂實驗就是利用科學方法(scientific method)，用來檢驗舊的理論或新的學說，而進行的測量或觀測。因此一個好的實驗結果，可以作為印證理論的正確性，例如：康普頓(Compton)實驗可以印證愛因斯的光量子理論，甚至可以因此而得到諾貝爾獎。

然而好的實驗，也不僅在提供理論的支持，也可以提供舊理論的毀滅，例如邁可生-莫雷(Michelson-Morley)的零實驗結果(null result)，就推翻了以太(ether)的學說。因此實驗與理論可以說是相輔相成，理論預測實驗或解釋實驗，實驗驗證理論或推翻理論。

故而有人將科學家分為兩類：理論科學家與實驗科學家，這樣的分法雖然簡便但有時候卻不易區分，因為有些人，不但做理論分析，也做實驗驗證，例如：以法拉弟(Faraday)為例，他做出了有名的電磁感應實驗，並自己提出場線的概念來解釋這個現象。

實驗的結果要以實驗報告(experimental report)或學術出版(academic publishing)或研究論文(research papers)的方式來呈現，以實驗報告為例，必須詳實地描述整個實驗的來龍去脈，因此大多被要求包含以下幾個部分:

1. 實驗標題(title and topic)：包含整個實驗的總結。
2. 實驗背景：包含實驗的時間、地點環境與人員。
3. 實驗目的與動機(motivation)：明確規範實驗所包含的範圍。
4. 實驗步驟(procedure)：詳細記錄各項操作步驟，一方面可以檢驗實驗結果的可靠度，甚至是否違背科學方法、過度引申、錯誤推論。另一方面也可以讓其他有興趣的研究者重複實驗、改進實驗，進而推論出更多的結果。
5. 實驗結果與分析(result and analysis)：忠實記錄各項結果，並附上簡單的數據處理，如製圖製表。如果有參考數值或線性迴歸等統計資料，則應加上誤差棒(error bar)或標示標準差(standard deviation)或符合係數。
6. 實驗討論(discussion)與結論(conclusion)：利用實驗結果與理論的比較，適度推論所得到的獨創性的結論。
7. 參考文獻(reference)：使用到哪些已知的結果，或建築在哪些已知條件上。

歷史上，許多有名的實驗有的是真實的，但有的則是穿鑿附會的，這一部分需要考古學家的考究，例如：根據美國語言與信息研究中心的執行主任凱斯‧達維林指出：相傳伽利略(Galileo)在比薩斜塔進行有名的自由落體實驗(experiment of free fall)，就是一項誤傳，事實上，伽利略並未做過這項實驗。

還有一個有趣的傳說：相傳牛頓(Newton)是坐在蘋果樹下思考萬有引力的問題，因為被落下的蘋果擊中而觸發他發現萬有引力定律，這個說法的真實性，也有待考證。

參考資料: http://en.wikipedia.org/wiki/Experiment