光是波和声是波的类比
类比是思维的梯子,它是旧知识和新知识之间的桥梁。类比使得你不需要从头向新知识上爬,而可以借助类比这个梯子,从旧知识爬到新知识上,减少了认知难度和时间(如图所示)。
类比的思维导图
物理学家惠更斯提出光的波动说时,借助光的传播现象和声的传播现象做了类比。因为光如同声一样,具有直线传播、反射、直射和干涉等现象,声被证明是一种波,按照类比逻辑,光可能也是一种波,后来的实验确实证明了光是一种波(如图42所示)。
图42光和声的桥形图
这是最典型的类比推理逻辑,即
A对象具有属性a、b、c,另有属性d,
B对象具有属性a、b、c,
所以,B对象具有属性d。
我们按照上述模式套用一下类比的推理逻辑。
声现象有直线传播、反射、直射和干涉现象,另外声是一种波;
光现象有直线传播、反射、直射和干涉现象,所以,光可能是一种波。
我们也可以使用类比的步骤来分析邹忌的逻辑过程。类比的步骤为:
第一步,识别目标域问题特征;
第二步,寻找具有相似问题的源域;
第三步,类比获得目标问题答案;
第四步,验证答案。
第一步,光有哪些特质呢?光有直线传播、反射、直射和干涉现象。
第二步,什么具有直线传播、反射、直射和干涉现象呢,经过思考发现声具有这些现象。
第三步,按照类比逻辑,光和声均有传播、反射、直射和干涉现象,声是一种波,从而类比得到光可能是一种波。
第四步,验证光是一种波,这个验证过程花费了几十年。
原子核模型的也是受太阳系的类比启发而获得的,卢瑟福提出的原子模型是行星模型,将中间的原子核类比为太阳,围绕质子做圆周运动的电子类比为行星,所以被称为行星模型(如图43所示)。
图43原子行星模型和行星的类比
欧姆通过类比静电现象和热现象,发现了欧姆定律。
生物学中细胞学说、哈维关于血液循环的理论、地球上氮元素的发现、现代物理学中格尔塞的液态氢气泡室的发明,以及“三论”的诞生和计算机模拟实现等,都反映了类比在科学研究中的巨大作用。