科学论文范文（整理6篇）

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篇1：科学论文

一、声学典籍中有关乐器的记载

在我国古代的典籍当中，有关于声学的文献相当丰富，这些文献资料同时也是音乐文化的典籍。内容主要有音乐史、音乐理论、乐器史、乐律学、乐器制造及演奏等方面。《四部全书》中经部的《书》、《诗》、《周礼》、《礼记》、《春秋左传》等都能在其中找到与声学有关的早期内容；史部中的《律历志》或《音乐志》是必读的声学史料；子部艺术类的音乐之属是与律学、乐器学、音乐声学关系密切的著作。

乐器的制作离不开声学原理，我们都知道，凡是声音都具有高低、强弱、长短、音色等特性，一件乐器所使用的物质材料不同，那么它所发出的音色也就不同。在物理学上，音色与发声频谱、波形、振幅有关。《礼记・乐记》中叙述了金、石、丝、竹、革五种物质材料做成的乐器音色：“钟声�I”，“石声磬”，“丝声哀”，“竹声滥”，“鼓鼙之声�”。早在战国时期就有人对“中声”进行过讨论，“中声”其实就相当于我们现代钢琴中央区的发音问题。在战国末期成书的《吕氏春秋・仲夏纪・适音》中有这样的观点：“夫音亦有适”；“太钜、太小、太清、太浊”，“皆非适也”。只有高、低、强、弱适中的音才能称之为“中声”。从这些记载来看，我们可以知道当时的人们规定“中声”有两个必备因素：高低、强弱。

二、乐器制作中的选材

北宋的沈括在《梦溪笔谈》中总结了琴材特性与琴的音色密切相关，同时他也第一个认识到材料的传声没有选择性，它可以传播任意音调的声音。他的“材中自有五音”，是指物质材料本身能发出诸多乐音。“又应诸调”是指该材料能够传播各种调式的声音。任何一种天然材料都有能传播声音的特点，如果没有这一特点，琴弦发出了声音，而它的面板材料不予传播，共鸣箱体不与之呼应，那这种声音将是音乐欣赏中的一大悲哀。在沈括后，宋王室之子赵希鹄在其著《洞天清录集》中详细叙述了琴材与其发声的关系。琴声效果与其选用的木料的关系，就像今天选购钢琴，总要仔细挑选钢琴各方的面板是否“纹理条条如丝线密达而不邪曲”。如果面板好，琴槌和琴弦又没毛病，那么这钢琴的音质、音色就属上乘。

不同的乐器都有其所要求的不同材料，沈括和班固都注意到了这一问题，为什么古人制乐器，用铜制钟、用石制磬？在《汉书・律历志》中，该书作者班固征引刘歆的话：“铜为物之至精，不为燥湿寒温变其节，不为风雨暴露改其形。”这句话前半句意思是：铜不因温度和湿度的变化而发生胀缩现象。这显然不对，因为铜的膨胀系数比铁大，按此原理，应该是“铁为物之至精”。然而当时的科学家们正确地看到，铁容易生锈，其危害要大于铜的热胀冷缩。同理，现代钢琴中的高、中音琴弦都由钢丝制成，低音琴弦由钢丝加紫铜缠丝制成，而非选用其他金属制。

三、乐器与振动

我们从分析乐器入手，从物理学角度来认识一下物体的振动。古代中国人早在春秋末期已经知道声音的来源及音调的高低是由振动决定的。《考工记・凫氏》在述及钟体的设计与制造时，曾写道：“薄厚之所振动，清浊之所由出。”这说明最晚在公元前6世纪下半叶到公元前5世纪初已有“振动”一词，而且人们已将“振动”现象与钟壁厚薄、音调的高低联系起来，正确地认识到它们三者之间的关系：钟壁的厚薄决定了其振动的缓与烈或振幅的大与小，而这又是音调高低的依据。由此可见，振动产生声音的看法，对古代中国人来说并不陌生。

古代人们创制了很多弦乐器，他们都有着丰富的调音经验，在长期的实践中，他们都遵循一个弦振动原理，弦长、张力、丝线的密度与弦振动的频率密切相关，改变弦长、张力、丝线密度中的任何一个因素，弦振动的频率都会发生变化。尤其是对同一弦线来说，当张力固定不变时，弦上音调的高低仅仅决定于所取弦长。这正是古代乐律学和定律法的物理依据。宋代何�e《春渚纪闻》说：“缓其商弦，�c宫同音。”改变弦的张力就可以改变其音。古代文献中大量的有关记载，表明古人在演奏实践与理论中都认识到张力与音调的比例关系，准确地说，音调与张力平方根成正比。他们还直接将线密度看做弦粗细，并做了一系列的规定，以组成弦线的丝数保证其粗细有序。早在战国时期，人们就以文字的形式记录了音调与线密度的比例关系，准确地说，音调与线密度平方根成反比。唐代司马贞指出：“宫弦最大，用八十一丝”；商弦“用七十二丝”；角弦“用六十四丝”；徵弦“用五十四丝”；羽弦“用四十八丝”。他所记述的是古代传统定弦粗细的方法，各音所在弦的丝数与其三分损相生的长度值相同。此外，古人还以“缠弦”法解决线密度问题。沈括曾指出：“琴中宫、商、角皆用缠弦，至徵则改用平弦”，“琴虽增少宫、少商，然其用丝各半本律”。缠弦即指在弦线外再用线缠绕之；平弦指不再外加缠弦的弦。弦乐器的低音用缠弦，这个方法被今天的钢琴等弦乐器所普遍使用。

四、钢琴的发声原理

众所周知，钢琴是一种击弦打击乐器，在它的制作过程当中，很好的把科学性和音乐性融合在一起。钢琴制作师在钢琴上采用了以弦槌击弦发音的机械装置，这一装置是手指通过触键来直接控制琴声的变化，使钢琴的声音更富有表现力，同时极大地丰富了钢琴的音响效果。所以早期钢琴的标志与象征便是弦槌击弦发音。后来制造师对击弦机的结构进行了深入的改革，在原来的机械当中，安装了一种起动杠杆，这种装置与现代击弦机的复震杠杆系统几乎是一样的，它可以使击弦的速度提高到原来的10倍，可以连续的快速弹奏；并且扩大了音域，增加为4组。我们可以把它看作是现代钢琴的雏形。简单的说，钢琴的发声原理就是用手操作键盘驱动打击钢丝线产生声音，可以通过踏板的方式调轻声音或使之持续不断。

钢琴发音原理最简单的解释便是，手指触键通过机械传导的榔头去击弦而发音。在实验当中，当我们弹某一个钢琴键时，和它相对应的弦槌则会被带动去敲击相对应的琴弦，从而引起琴弦的振动。这一振动通过弦码，传递到音板和响板上，响板是钢琴琴体内最后面的一块大的金属钢板，它会使声音产生双重共鸣，声音通过响板反射并且扩大出来。音板是一块比较大的薄木板，当琴弦振动时，音板表里两面的空气就会形成疏密不均的波，这就产生了我们感官上所能听到的音。琴弦振动包括全弦振动与分段振动两种，全弦振动所产生的是基音，分段振动所产生的是谐音。谐音的多少以及其相对的强度决定着一架钢琴音色的优劣。

弦槌对钢琴音色来说也是极为重要的，一副好的弦槌可以在很大程度上改善钢琴的音色。弦槌的作用是使钢琴上的共振系统，由理论转化为实践，钢琴的音色在很大程度上取决于槌头击弦的位置。通过长期的实践和经验，设计师们对中音以下的琴弦的击弦点做了规定，他们通常把击弦点定在弦长的1/8处。这个击弦点并不适用于较高的音，根据实践经验，从中音向高音，击弦点这个数字应该逐渐成为一个较小的分数，在最高音的时候，一般会采用1/14到1/16的点位。

我们都知道琴弦是钢琴的声源，但是音板的作用也是不容忽视的，如果没有音板对琴声的共鸣和反射，我们听到的声音将会是微弱的钢丝振动的声音。正是因为有音板，它的结构、选材以及制作工艺才使钢琴发出��美的声音。例如：古筝和古琴、长笛和竹笛音色完全不一样，就是因为它们有着不同材料的共振体。世界上没有两块完全相同的材质，同样也就不可能有两件音色完全一样的乐器。而就手工制作来说，更不可能有完全一样的手工工艺。因此，音板的好坏决定着钢琴音色的优劣。而音板的好坏则取决于它的材质和加工过程的制作工艺。

我们前面说过，钢琴的音色要受琴弦分段振动所产生的谐音的影响，而这个谐音也同时受到音板和弦码的影响，比如音板各部位的薄厚、框架的固定程度，肋木的安装位置、粗细、数量、以及两端的形状，弦码材质的软硬、形状、高度、衔接部位的连接方式等等，都影响着音色。由于弦码、肋木、音板振动、手工制作的复杂性，导致世界上没有一架音色完全相同的钢琴。

五、关于新型钢琴声源结构的探索

当前，国内外都普遍采用在码桥上使用的弦码钉，钢丝经过弦码钉处会形成一个角度，钢丝经过弦码时有一个向下的压力来达到发声。比如在一个名称为“立式钢琴音源系统结构”的申请文件中，描述了这样一个技术方案：包括铁排、琴弦、弦轴钉、弦轴板、音板、肋木和码桥，218个弦轴钉分别固定在弦轴板上，弦枕包括高音上弦枕、高音下弦枕、中音上弦枕、中音下弦枕I、中音下弦枕II、低音上弦枕，码桥包括中高音区码桥和低音区码桥，中高音区码桥和低音区码桥上共设有上下两排钉，琴弦的一端固定在弦轴钉上，另一端固定在铁排下弦钉上，琴键标号1号至琴键标号30号对应的弦轴钉位于低音区，琴键标号31号至琴键标号58号对应的弦轴钉位于中音区，琴键标号59号至琴键标号88号对应的弦轴钉位于高音区。

在实际安装过程中，由于发音板震动频率有限，使钢琴的发声无法完全释放出来，限制了钢琴的音色。

为了解决这个问题，我们设计了一种用于钢琴的声源结构，可以减少低音琴弦对声源音板所产生的压力，从而使钢琴的音板得到更充分的震动。这种声源结构的技术方案为：码桥下端安装有一弹簧层，弹簧层由若干弹簧构成，每个弹簧的钢丝外均套接有硅胶套，每个弹簧都竖直安装，上端通过上螺纹杆与码桥下底面螺纹连接，下端通过下螺纹杆与音板上地面螺纹连接，码桥上端设有弦码和琴弦，琴弦通过过桥结构与弦码相连，过桥结构包括支架、琴弦固定轴和卡扣，支架通过螺栓固定在弦码上，支架为弧形结构，两端设有凸起的弧形支点，卡扣位于支架上方，琴弦固定轴外套接有软胶套，卡扣内设有琴弦固定轴，琴弦设置于内卡扣并通过琴弦固定轴进行固定。软胶套上设有琴弦固定槽，与琴弦大小相匹配。卡扣为金属构件，呈弯钩状。

这样的声源结构可以减少低音琴弦对声源音板所产生的压力，使钢琴的音板得到更充分的震动。在实际制作过程当中，还可以进行一些合理的改进。

篇2：科学论文

天然材料的包装设计往往是以其鲜明的民族艺术风格特色和独特的艺术品质感受给大众带来不俗的印象。很多时候，天然材料的绿色包装设计作为一种有效的设计载体向受众传递产品的优异性，天然材料包装设计是绿色环保设计的有机展现，更是彰显了可持续发展的内涵。

一、天然材料与绿色包装的关系

（一）对天然材料的认识

材料的选择是包装设计中的重要环节，更是有效表达设计创新性的一种有效存在，天然包装设计的美在于其具有不同层次，具有改良性。最为乐道的是眼下天然材料的包装设计是符合市场价值规律的，不会脱离社会和市场。

天然材料包装设计体现了人类审美意趣，也印证了它为服务人们的生活需要为主旨，将不断丰富的审美过程与实用性运用到具体设计中。

（二）对绿色包装的理解

生态平衡，环境可持续发展；人类自身健康安全意识：自然以及舒适简约的设计理念；长期发展设计思想。这在绿色包装发展的理念上也是包装文化观念层和精神层上的一种升华。从内置物的实用性到包装设计文化的审美情趣、材料形式和创作的风格彰显了审美潮流到市场消费的规律。

（三）天然材料与绿色包装设计的视觉表现

包装作为普遍化的一种艺术设计体裁，它可以将民族精神、企业精神或设计师的精神选择性的融入到设计中。绿色包装设计在今天大多易见，受环境与不同因素的影响，为了给人留下深刻的视觉印象，包装设计不得不充分考虑到设计定位与设计理论。

包装有着与人近距离接触的属性，良好的视觉表现会给人带来耳目一新的视觉冲击力，渐渐成为商品销售好坏的有力因素。包装设计在社会上影响力愈发广泛，在包装的设计中，材料的视觉感受是来自于眼睛对其材料表面特征的感知，我们直观的接触天然材料并感受到其材料质感，良性的将产品的固有属性与天然材料的绿色设计进行探讨，从而与之完美结合起来，其包装的视觉表现与内置物的主体属性有效的融合。设计师通过包装材料的选择，从而是产品增添了浓厚的地域色彩与情感共鸣。

（四）天然材料�c绿色包装设计的文化融合性

科学技术和文化艺术的不断发展与交流的今天，促使了设计界的元素语言的交流与发展。包装设计更是以以不断追求突破地视觉艺术表现形式和彰显深层次的内涵，更直接、更准确的展现现代艺术设计的创新性特征。

天然材料本身散发出的自然质朴气息与醇厚乡情的特色就是对消费者的一种潜在情怀上有力吸引，换句话说，天然材料的自身属性是对所包装产品的包装风格有所影响的。在天然材料作为包装材料的设计使用中，它是与其自己含有的内在含义具有协调一致性的，从而确切的传递出所要表达的文化灵魂，给予包装设计崭新的界说与崭新的视觉表现和触觉感受。

二、天然材料与绿色包装设计应用的可行性

（一）天然材料的绿色包装在设计美学角度中的体现

包装设计是艺术设计的一种，在谋求信息表达、信息传递的同时自身本也是作为一传播过程中的艺术品。绿色包装设计中运用丰富的艺术形式来增强包装的主题吸引力和增强包装的感染艺术性，焕发受众心灵上的启迪和精神上的共鸣。

包装设计中承载的号召力与艺术感染力，是不能脱离了形象的寻求、色彩的调动、构图的探索、观念的转变的，视觉强烈效果感就是这样不断丰富起来的。受众对包装的第一印象来源于包装材料的色彩，它定格了人们大脑中基调，与此同时表达出的人文情感才能起到内心深处的共鸣。天然材料自身所持的色彩是不一样的，正因其颜色不一才使天然材料设计的包装具有不同的情感色彩。包装设计在今天的探讨交流发展中，设计美学原理因时制宜的在设计活动过程中有所结合与体现。因此，一直以来包装设计同自然与社会、物质与精神等文化的联系紧密。

现如今，绿色包装设计文化的日益流行，设计美学原理影响渗透在包装设计中，将设计美学的理论基础与艺术设计的审美文化相融，使两者并驾齐驱、蓬勃发展。

（二）天然材料与绿色包装设计的发展趋势

绿色与环保是两个大家并不陌生的概念性词语，在节能与环保等方面上绿色设计风盛行的今天，环保一直奏响着我们现实社会生活的主旋律，毫无疑问的也是当今流行于设计界的重要设计理念之一。

三、天然材料在食品包装设计上的运用

（一）基于材料自身的质感表现

现如今，包装文化的日益流行，包装设计中材料本身的质地透露的情感表达渗透到设计中，将包装的设计基础与设计审美相互相融，使两者在深入的交流中含有更准确的精神、文化的发展需求。

就材料自身而言，其本身在产品包装设计中就有着不可忽视、举足轻重的角色地位，如若缺少了适宜的材料，那再完美的设计语言都跃然为纸上谈兵罢了。

（二）包装内置物对天然材料的选择性

从文中前面所提到的对天然材料的认识和我们平时对生活的观察上，我们所能考量的天然材料并不是舍“我”其谁的，在天然材料的选择上，设计师注意的不只是在对所用材料自身特性的考究和成本等方面的规划上，还要尽可能的全面的考虑到包装内置物也就是所包装的产品的性质，不能生搬硬套。

设计师在选用和采用天然材料作为包装材料进行设计创作时，先做到分析内置物，明确到哪类用品，是固态还是液体等方面，再到其产品的地域特征、自身特色等。包装设计中有些元素的设计趋向简洁而又丰满的图形样式，从设计概念的定位到图形的转换，颜色的匹配，然后再到对画面结构的调整。包装色剂作为一种视觉表现形式在整个设计层面中具有很高的社会效益。

四、小结

绿色包装设计有自身所持有的艺术特色，也在所包装的物品上有强大的功能指向性和物质精神的一致性。天然材料的绿色包装设计研究要与生活实际紧密联合，彰显其秩序美和形式美的艺术追求。包装设计作品设计手法和天然材料的自身独特性给观者呈现焕然一新的视觉冲击力，能够更好的达到销售目标。此外，天然材料在设计中的广泛应用，在缺乏理性与考量的研究下，也难免引发反审美倾向，引起审美疲劳。

篇3：科学论文

引言

随着市场经济的发展和城镇一体化建设进程加快，我国建筑行业得到巨大的发展。BIM技术作为一种新型的技术得到各大建筑公司广泛的关注与应用，施工单位可以根据该技术建立数据共享平台，实现各部门、各专业的资源信息共享。在进行建筑结构设计过程中，利用该项技术建筑工程师、设计人员与业主等所有参与者将共享数据信息，建立可视化的数字模型，通过对建筑结构的反复分析与模式，不断的调整与优化建筑设计来提高建筑结构设计的质量。

一、BIM技术的概念

近年来建筑行业得到巨大的发展与完善，加上城镇一体化建设进程的加快，建筑规模在不断的扩大，建筑形式更加的多样化。在此背景下，获取更多的信息资料成为设计人员在进行建筑结构设计时的关键。这就需要设计公司通过各种渠道和方式进行信息的收集，对于收集到的信息进行深入分析与利用，以此达到提高施工效率，缩短工期，提高企业经济效益的目的，同时也能更加有效的提高建筑企业安全管理工作的水平。BIM技术是一种新型的技术，借助该项技术可以实现建筑结构设计由二维向三维的转化，建立数据共享平台，实现各部门、各专业的资源信息共享。在进行建筑结构设计过程中，利用该项技术可以实现建筑工程师、设计人员与业主等所有参与者共享数据信息，建立可视化的数字模型，通过对建筑结构的反复分析与模式，不断的调整与优化建筑设计，同时帮助企业降低各个阶段的成本，缩短施工时间，提高企业的经济效益。

二、BIM技�g应用在建筑结构设计中的难点

BIM技术是通过建立建筑数字结构模型，根据结构模型的数据信息反馈到分析软件中，该软件可以实现数据的分析与处理。设计人员只需要根据软件最后得出的数据对设计方案和施工方案进行调整与优化即可，这样大大提高设计方案与施工方案的质量。BIM技术是通过建筑结构分析与施工方案统一的作用下进行的。利用该项技术构建建筑模型时，为了有效提高建筑结构的安全性，技术呢元必须保证模型空间数据物理模型与空间的真实性，这是保证设计方案的关键环节。需要注意的是建筑材料自身的性能以及负载等不同物理特性也会对建筑结构具有一定的影响，因此技术人员在进行数字模型构建时，不可变量的参数和参量会直接影响模型构建的质量与真实性。BIM技术理论指出，在构建数字化模型时，一定要保证工程的物理模型、建筑结构数据分析与施工图纸实现完全统一。在实际操作过程中，如果一个构建的数据出现问题，就无法保证模型与数据分析、施工图纸的一致性。因此，在构建数据模型过程中，进行连接结构数据分析时，经常会出现系统无法实现统一，造成有效数据的丢失，进而无法对建筑结构性能进行有效的分析。

三、BIM技术在建筑结构设计中的具体应用

（一）节约能源及利用能源

节约能源和利用能源在评价绿色建筑的标准中是一项十分重要的内容。通过建立一个可视化的建筑三维BIM模型引入分析能量消耗的软件，或者转换格式引入分析能量消耗的软件，并在相关规范和标准的基础上，结合当地实际气候气象数据，对模拟的结果作一个科学合理的调整或优化建筑维护结构和设置相应的参数。此外，通过BIM技术可以分析室外太阳辐射的分布区和太阳辐射强度。因此，用于优化和完善太阳能设备的设计，可以最大程度上对可再生资源的科学合理利用。

（二）BIM技术在钢结构建模中的具体应用

现阶段，在我国建筑施工中钢结构是大跨度建筑物的主要结构形式，因此在进行钢结构建模是需要攻克结构连接与加强件布置等难关。再加上设计钢结构时所涉及到的梁柱连接、梁梁铰接等多种连接形式，这无疑增加了钢结构设计的难度。因此设计人员在进行钢结构设计时一定要根据梁自身的高度，同时将各个连接件进行专项设计并将其参数化。设计人员可以利用BIM系统中参数共享的功能，严格控制高螺栓的数量与间距。同时利用对参数的条件实现新的连接件。在钢结构实际施工过程中技术人员一定要参考相应的设计位置，从而确定出加强件与连接件的准确位置，这样进一步提高施工人员的工作效率，缩短工期，同时也提高了钢结构的设计质量。

（三）集成化设计

在设计的过程中应用到集成化设计是将工程学考虑在内的，工程学知识在建筑设计中的应用可以使整体的设计方案更加的完整，可以优化建筑的性能，提供全新的综合策略。绿色公共建筑设计是一种新型的设计形式，应该多多思考复杂的分析模型，传统的设计方法和思路会严重影响设计的进程，不能够进行高效准确的设计。利用BIM技术可以提高设计的速度，对信息准确性的把握也可以加大，依靠建筑师的经验进行定性分析已经不再允许，BIM技术可以提供准确的数学逻辑帮助进行定量分析。

（四）运营与管理分析

BIM技术的核心是参数化的三维可视化模型，这是各个相关专业信息的结合，可以把建筑物涉及到的不同专业中的各种参数加以可视化，并可以与整个建设过程中的信息保持一致，同时能实时提供相关的各种项目的资料。提供的这些数据具有极高的完整性而且可靠性，并能进行实时协作、长时间持续提供经营管理现阶段绿色建筑对工程信息的要求。例如项目运行一段时间后需要清洗空调通风系统，此时就要熟悉和掌握所有的空调系统规模、空调管道的位置、以及围绕该系统的其他功能管线位置都要熟知，之后才能决定投入的相应的人力物力和必要的工具。通过BIM模型就可以实现它并且能够高品质地满足这些要求。

结语

综上所述，随着我国居民对建筑行业要求越来越高，保证建筑结构设计质量和施工质量成为建筑行业长久发展的关键。根据施工现场的实际情况，利用BIM技术对建筑结构进行优化设计，保证建筑施工质量也直接关系到人们的生命财产安全，因此设计单位一定要加强对该方面工作的重视，不断的引进先进的技术和工艺，从而提高建筑结构设计方案的合理性和科学性，促进建筑行业健康长久的发展。

参考文献

[1]李秀霞.关于建筑结构设计中BIM技术的应用探究[J].门窗，2017（2）：134.

[2]刘丽.关于建筑结构设计中BIM技术的应用研究[J].工程技术（全

文版），2017（3）：28.

[3]李轼，王科亮，刘媛.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].江

西建材，2015（3）：34.

篇4：科学论文

节水灌溉技术对于优化水资源配置，降低水资源耗费，提升农产品效益非常有利，可以有效地保障现代农业的可持续发展，只有结合节水灌溉工艺的自身特点，对其实用性充分了解，才能更加科学合理的制定出节水灌溉的应用策略，为促进农业的可持续发展提供有力的保障。

1、节水灌溉的重要性

1.1 节水有利于减灾，提高农业收益

近年�恚�随着大自然气候的变化，如：干旱、冰雹、内涝等灾害性天气越来越多，对农业造成重要影响。为了减灾，提高农业收益，就需要大力发展节水灌溉工程，节水灌溉工程是有助于减灾、防范干旱，提高农业产量的重要基础，也是必备条件。

1.2 节约用水，提高水资源利用效率

我国的水资源分布不均衡，南方的降雨量多而北方的降雨量少。在广大农村，人们的节水意识还很淡薄，浪费水现象很严重。这就需要大力发展节水农业，大力推广节水灌溉工程，引进先进的灌溉技术，以实现节约用水，最大限度地发挥水资源的作用。

1.3 有效改善生态环境

由于地理条件、气候条件、土壤条件的差异，不同地区对水资源的需求也有差别，特别是干旱地区更需要大力发展节水灌溉工程，既可以改善水资源紧缺，还可以改善生态环境，有效的保护生态资源。

2、节水灌溉技术在农田水利工程中的应用

2.1渠道防渗技术

农田水利工程灌溉过程中，水体输送环节最为关键，其中要注意防渗保护，也就是要集中控制水资源传输中的下渗与损失，确保灌溉水体足数抵达农田，这其中渠道防渗材料的选配十分重要。一般来说，农田水利灌溉渠道多由砌筑石块、防渗材料等构筑而成，或者采用混凝土护面、预制面等来控制水体下渗与蒸发，砌筑石料能够控制70～80%的下渗量，对于混凝土渠道应该首选U 型渠，一方面能够扩大渠道传输水量，另一方面也能缩小过水断面，从而提高灌溉效率。

2.2步行式灌溉技术在农田水利建设中的运用

步行式灌溉技术与喷灌式灌溉技术有着相同的特点，即他们的运用都需要采用一定的机器设备才能实现，而步行式灌溉技术较喷灌技术而言其灌溉的效果更好，同时运用起来更加方便。这种灌溉技术所采用的设备较喷灌技术所用的设备成本更为低廉，可以利用拖拉机进行有效的灌溉，设备的成本有了很大的下降。与微灌技术进行比较可以发现，这种灌溉技术也是通过滴灌的方式来实现节水这一目的的，但是步行式灌溉技术的滴灌效率要大大超过微灌技术，灌溉过程效率较高，而灌溉的成本也较喷灌技术更为低廉，可以被广泛的应用到日常灌溉当中。

2.3低压管道输水灌溉技术在农田水利建设中的运用

抵押管道输水灌溉技术是建立相应的灌溉管道。这种地下的灌溉管道可以将水通过低压的作用传送到需要用水的农田当中，减少了水资源运输的成本和浪费。这种灌溉技术的应用需要有一定的压水工具，构建一种低压的环境，在这样的环境下实现水资源的运输，从而降低水资源发生不必要的渗漏和浪费。这种灌溉方式可以有效的减少水资源的蒸发流失，提高农田灌溉的效率，也对水资源进行了合理的保护。不同类型的节水灌溉技术可以结合农作物的特点和农田水利建设的过程进行应用，在进行合理科学的选择之后对水资源进行合理的控制和保护，从而降低在农田灌溉中水资源的不必要浪费。

2.4喷灌技术

农田水利工程节水灌溉要达到两大目标：①最大程度地滋养农田作物；②提高水资源利用率，达到节水节能的目标。对此喷灌技术不失为农田灌溉系统中最为理想、最为高效的技术之一，从目前来看，喷灌技术已经成为农田水利工程灌溉最为重要、应用最广泛的技术。喷灌主要是借助水泵、动力设备等向水体施加压力，再将喷灌设备置于规定的高度，水体抵达喷灌装置，在自然力的作用下，水体透过细密的喷头以线状、丝形落向地面，滋润所要灌溉的植物，最大范围上滋养农田。水体以细密的水流喷向地面农田，一方面有效节省了水资源、控制了水体的浪费，另一方面也让所喷出的水分充分流向农田植物，充分发挥了其灌溉功能，达到了灌溉目标。同时，也正因为是细密的喷灌，才使得灌溉分布更为均匀、合理，农作物得到了彻底的滋养。农田喷灌技术具有一定的自然性、灵活性，主要的喷灌技术包括：固定喷灌、半固定喷灌、移动喷灌等，每一种喷灌方式都具有自身的优势与优点，适用于不同的农田环境。例如：固定式喷灌通常适合小范围农田，由于喷灌设备位置固定，水体喷洒的范围相对有限；移动式喷灌技术则适合大范围、大面积的农田范围，由于面积过大、需要灌溉的范围较广，就必须让喷灌设备能够转移阵地、变动位置，从而达到全方位灌溉的目标。对于地形条件复杂的丘陵、山地、盆地农田，则适合选择移动式喷灌技术，通过移动喷灌设备机动灌溉、灵活调整，确保任何一种地形条件下，每一个角落的农田植物都能得到充足的水分滋养。最主要的是移动式喷灌能够灵活控制灌溉量，从而节省水资源。

2.5滴灌技术

所谓滴灌技术，就是根据作物自身所需要的水量，在根部土壤中将水通过低压管道系统及毛管处安装的灌水器缓慢且均匀地滴入。滴灌系统包括有首部枢纽、管道和滴头三个部分。滴灌技术具有灌水量少、灌注时间长、灌注周期短等特点，而且能够对灌水量进行准确的把握，避免浪费情况的出现，通过自动化的方式对滴灌进行有效管理，相比于喷灌而言，滴灌节水增产的效果更加突出，同时能够提升一倍以上的肥效。滴灌系统具有两种，一种是固定式，另一种是半固定式。

总之，要客观地面对水资源比较匮乏的现实，深入基层调查研究，采取必要措施来提高农田灌溉用水的效率，保证农田节水灌溉工程发挥应有的效能，为建设新农村做出应有的贡献。

参考文献：

[1]马依拉・卡地尔.农田水利工程高效节水灌溉技术的应用研究[J].珠江水运，2016（22）.

[2]刘波.浅谈节水灌溉技术在农田水利工程中的应用[J].科技创新与应用，2016（10）.

[3]奚阿玲.节水灌溉技术在农田水利工程中的运用[J].乡村科技，2016（05）.

篇5：科学论文

教学理论与教学实践的关系是教学领域中富有争议的论题。教学界围绕二者谁指导谁、谁脱离了谁，二者应否脱离、能否融合，以及从教学理论到教学实践的中介、转化、实验验证等问题始终争论不休。正所谓“理论或许在挣扎着‘合理’的存在，实践却表现着存在的合理”。时至今日，教学理论与教学实践的关系在当下的教学语境与教育环境中表现得更加扑朔迷离。无论是立于教学理论批评教学实践还是立于教学实践批评教学理论，总难免陷入“自是而他非”的窠臼，因而也就难以深入到教学理论与教学实践“两张皮”问题的关键之所在。

研究视角的转换或许能够带来新出路的契机。本文试图通过对教学理论与教学实践之根本任务、操作程序和契合过程的分析，寻求教学理论与教学实践的关系之真谛。

一、教学理论与教学实践之根本任务分析

教学理论的本真诉求，是为了揭示教学规律，展现教学系统中各要素及其相互关联，亦即对教学的本然状态进行如实揭示，这既是教学理论的根本任务，也是人们研究教学理论的本真目的。

教学实践的根本任务，则在于实现对受教育者知识和文化的传承、技能的掌握、思维能力的培养、以及人格的完善等，这一任务也正是人们积极进行教学实践的目的。

从(教学)理论的视角分析，我们可以推知“指导教学实践”并非教学理论的功能，也非教学理论研究的目的，人们所言的“理论指导教学实践”是人们应用教学理论的目的，是对教学理论应用所持的主观愿望，在进行教学理论研究时，以应用目的为研究目的很可能会影响到教学理论的逻辑结构、破坏教学理论的完整性。

从教学实践的视角考察，教学实践的根本任务在于对教育者和受教育者在教学系统中的存在方式和状态负责，因而，在教学实践中应用教学理论绝非是为了“接受教学理论的指导”(而是为了依据教学理论所揭示的教学规律更加科学、合理、具体地进行教学实践)。

而教学目的是通过系统、科学、有目的的教学活动，使受教育者在期望的时间段内达到教育者所预期、同时也是社会所需要的和受教育者所希望的一般社会化水平，并为其终身发展打下基础，亦即改造人的自然发展历程，尽快实现社会和教育者所预期、应该达到的发展水平。因此，以教学目的为出发点就可以发现，在具体教学中教学理论与教学实践以教学目的相维系，就“真实”而言，教学理论隶属于“真际”、而教学实践则是“实际”，二者统一并共同服务于应然性的教学目的。

二、教学理论与教学实践之操作程序分析

教学理论作为特定前提与结论之间的闭合系统，必须严格遵循一定的逻辑主线，具备清晰、合理的逻辑结构，系统内相关联结关系间的推理具有逻辑必然性，正是这种逻辑必然性决定了教学理论对于教学行为和教学活动的约束力。而这同时也决定了教学理论在操作程序上是“理论思维”认知实体属性间的必然联系，并将联系形成判断、将判断联结成推理、将推理“一以贯之”以形成完整体系的思维方式，其特征是力求逻辑自恰、规避自相矛盾。同教学理论相比，教学实践则是开放性系统，需要全面认知教学中的各种实体及其不同属性，并直面教学中的各种矛盾。

就认知维度来说，特定教学理论是“少”、甚至可能是“单”，而教学实践所需的则是“多”、最好是“全”。教学理论的逻辑自恰性和必然性决定了其认知只能是立于特定前提的认知，这种认知所揭示的教学规律有其特定的适用条件；而教学实践作为教学工程的系统实施，它对教学理论的应用并不讲求逻辑性，而关键在于“筹划”——从教学实践的需要出发，精选并优化组合各种所需的教学理论。因此，教学实践的操作程序是“工程思维”——对“理论思维”逻辑地发现的属性间的必然联系进行直观地非逻辑复合，亦即对教学理论进行优化组合式的“筹划”。

教学理论以“理论思维”认知教学规律，必须逻辑地演进；教学实践以“工程思维”筹划教学工程，必须直观地非逻辑复合。“筹划”既取决于教学理论逻辑演进的深度和质量，又依赖于感性直观非逻辑复合的完整。由此决定了以“教学目的”维系“教学理论”和“教学实践”的过程中，“筹划”阶段的必不可少。

三、教学理论与教学实践之契合过程分析

教学理论与教学实践在具体教学中相互作用的过程，是教学理论同教学实践反复契合的过程，对这一过程的分析从学理上可以离析出三个层面：

(1)教学理论视域中教学理论与教学实践的契合；

(2)教学实践视域中教学理论与教学实践的契合；

(3)教学实践视域中教学理论与教学实践的契合在教学理论视阈中的再审视。

教学理论所揭示的教学规律有待于在教学实践中不断地检验、改造、修正、完善，这种教学规律在理论视阈中检视了教学理论与教学实践的契合，这是第一层面；教学实践中教学理论见之于教学实践的实际情形，同理论视阈中二者的契合会有诸多显著或不显著的差异，它是对第一层面的辩证否定，这是第二层面；第二层面教学理论同教学实践契合中所产生的问题会重新回到教学理论视阈中，进行理论视阈的再度审视，它同时也是对第二层面的辩证否定，这是第三层面。由此，形成一个循环往复的发展过程。在此循环中，教学理论检验了自身的逻辑系统、其质量不断提高，教学实践加深了对自身的认识、其科学性日渐增长，由此教学的面貌不断革新，教学理论与教学实践也在持续循环中反复契合。

四、教学理论与教学实践的关系之基本特征

(一)教学理论与教学实践的契合状态：恒矛盾中求和谐

教学理论与教学实践各有不同的根本任务，教学理论的存在目的并非为了指导教学实践，而是如实认知教学规律，教学实践的任务也不在于接受教学理论的指导，相反它要根据教学实际的需要挑选教学理论并对其进行优化组合，形成供依循的、并不仅仅由理论构成的教学方案、计划等。二者在应然性教学目的上相统一，因而二者之间不存在谁指导谁、谁脱离谁的问题，而是共同服务于“教学目的”。就二者统一于“教学目的”的要求而相契合的过程来说，教学理论的“真际”与教学实践的“实际”之间永远存在不可弥合的时空，将二者共同纳入实现应然性教学目的的轨道，则本然、实然、应然的矛盾与冲突就必然无处不在、无时不有。

特定教学理论相对于庞大教学系统的不完备性，显然使教学理论所揭示的“真际”总是满足不了教学实践的“实际”需要，甚至我们集现有一切教学理论也不能穷尽对教学系统中任何一个实体的认知，比如教师、学生、课程、教材、文化等。“真际”与“实际”之间的恒久差距，本然与实然在应然性目的驱使下永远不可能“合二为一”，于是在教学领域就上演了一幕历史悠久的“教学理论与教学实践关系”论争剧，只是至今为止多数人尚未意识到教学理论与教学实践的“合二为一”才是违反教学规律、永不能达到的“乌托邦”，而教学理论与教学实践之间的“恒矛盾性”正是二者和谐关系的真态：和谐孕育了永恒的矛盾、在恒矛盾中求和谐。正是由于教学理论与教学实践“恒矛盾中显和谐”，才有了教学理论与教学实践今天的繁荣，而现在正是我们认识其本真面目的时候了。

(二)教学理论与教学实践的契合支点：筹划者与实施者的同一

教学理论与教学实践在以共同的教学目的相维系中，“真际”与“实际”才有了“真实”感，而在二者相互作用的契合过程中，“真际”终归要为“实际”的实施者所理解，否则其对于“实际”就没有意义，而“实际”也必须要为“真际”的研究者所关注，否则“真际”在“实际”面前就失却了旨归。一方面，“真际”离不开“实际”的滋养，尽管它不对“实际”负责；另一方面，更表明了教学实践对各种教学理论的“筹划”必须由实践的实施者(主要是教师)负责完成，而教学理论研究者尽管学有专攻，也只能是作为辅助者参与筹划或是对筹划提出建议，而不能代替实施者充当筹划者，二者契合的支点就是实施者，他们同时还是筹划者。这主要是基于以下几个方面的原因：

第一，教学实践中的'筹划是长期筹划与日常筹划的统一。教学实践的实施者要理解并精选教学中所需的教学理论，对其进行教学实际所需要的优化组合，筹划教学实施的方案、计划等。这种筹划既有长期性筹划，更有日常性筹划。长期筹划需要基于学生发展的高瞻远瞩，因此仅有理论学习固然行不通，即使是与学生日常相处的教师也未必能够做好长期筹划；而日常筹划即经常性筹划更是需要基于同学生朝夕相处的功力，这当然不是一般教学理论研究者能够亲为的，，而只能由从事教学工作的教学实践实施者来完成。

第二，教学实践中的筹划是预先筹划与即时筹划的统一。无论怎样辩驳，其实教学实践中的预设总是在所难免，因而预先筹划自不待言，而在教学实践过程中谁都无法完全预设所有环节和问题，教学中的偶然性、突发性和创造性事件更是无法预设，故即时筹划在教学实践中就成为必须，预先筹划与即时筹划的统一正是教学实践实施者的工作性质，其他任何人包括教学理论研究者都无法越俎代庖。

第三，教学实践中的筹划是共性筹划与个性筹划的统一。就教学的最终目的来说，教学筹划是共性的，而在教学的实施过程中，每一个教师、每一个学生作为生命个体的完整性却不容任意裁割，充分尊重每一个学生的个性已经越来越成为教育者的共识，并且学生与教师还具有主动发展的特性，为此，仅有共性筹划显然不行，而必须同即时筹划相统一，二者相辅相成，这种筹划当然也只有教学实践的实施者(主要是教师)才能够完成。

另外，教学实践必须以“工程思维”为操作程序，教学实践需要尽可能多的优质教学理论，同时也需要尽可能多的教学理论研究者的参与，这样就可能有效避免在教学实践中以“理论思维”操作教学实践的僭越，免除模仿特定教学理论的教学实践，或将教学实践还原为特定教学理论的演绎。

由此可见，教学实践的实施者成为教学理论与教学实践契合的支点，而实施者要形成完成这一任务的能力，就必须具备高度的“理论自觉意识”以学习、吸收并批判性运用(多质化的)教学理论，同时还要有博大的“实践情怀”，以全面认知、筹划教学工程，实施者在教学层面对于教学的实施与筹划不能依赖任何人，而必须自立、自强，必须彻底改变“伸手取经”的思维定势。

(三)教学理论与教学实践的契合过程：循环式发展

上文所离析出的教学理论与教学实践契合过程的三个层面，展示了二者循环的契合模式，而教学实践“工程思维”的操作程序决定了从教学理论到教学实践并非直接由此及彼的线性契合，而必须经由一个“筹划”阶段，从而展开教学理论与教学实践之间相互辩证否定、循环发展的契合过程，教学的变革也因此蕴含其中。

教学理论一般或直接或间接地源于教学实践，但教学理论视域中对教学实践的审视尽管以揭示客观教学规律为己任，却总难免带有研究者的主观色彩，而其逻辑推论也必须在实践中检验，所以教学理论必须经过教学实践的扬弃，教学实践的实施者从教学实际需要出发，以高度的理论自觉精神和博大的实践情怀精选教学理论并进行优化组合，制定出教学实施的方案、计划等，这一阶段即是筹划，教学理论经此阶段才进入教学实践。

在教学实践中，教学实践的实施者对筹划中的各教学理论进行检验，并随时调整、修正教学方案、计划等，同时为教学理论研究者对这些教学理论的再研究提供原材料，有可能会形成新的教学理论。

教学实践者在不同的教学环境和教学条件下、面对不同的教学对象、承担不同的教学任务时，对同一教学理论的理解、阐释和应用会有差异，同一教学理论在上述的这些不同下对教学实践的揭示也会存在差异。这些差异在不同程度和不同侧面影响着教学理论同教学实践的契合，在教学理论同教学实践契合的过程中产生的各种教学事件，客观上需要教学研究者尤其是教学理论研究者的再审视，以使教学事件更加明晰，而教学理论研究者也同样需要此方面的信息以使教学理论更加精致，尽管这种再审视由于理论研究者研究范围、学术视野、学术观点、教学实践类型和发展阶段等的差异，需要对教学理论进行分别研究，并且各种教学理论的再研究也并非同步进行的。但是，无论如何，对教学实践视域中教学理论与教学实践相契合的再次辩证否定，是这一循环式发展必不可少的一个环节。

过再否定的教学理论，再次返回到筹划阶段，同其他教学理论(包括经过检验的和未经过检验的)一起，经过筹划重新参与到教学实践中去，开始新一轮的循环。

篇6：科学论文

有关的科学论文

爱因斯坦认为存在着一个独立的、外在的、客观的实在世界，这个世界不以人的意志为转移。终其一生，爱因斯坦追求的都是对自然界秩序和规律的理性理解。这种执着的追求最终成为一种深挚的信仰，爱因斯坦称之为“宇宙宗教感情”。在这种信念的影响下，爱因斯坦最终转向了科学理性论。下面我们就来具体分析爱因斯坦哲学思想的发展历程。

1．从朴素的唯物主义到“宇宙宗教感情”

爱因斯坦的哲学思想集众家之所长，早期曾受到休谟、康德、斯宾诺莎、马赫、亥姆霍茨、彭加勒等哲学家和自然科学家的影响。其中，马赫对爱因斯坦早期哲学思想形成所起的作用是不容忽视的，有的人甚至认为爱因斯坦早期的哲学思想就是马赫哲学。但实际上爱因斯坦接触到马赫哲学后，并不是不加选择地全盘接受，而是抛弃了其中的唯心主义成分，接受了经验论。那么，是什么原因促使爱因斯坦形成唯物主义观点呢？

当爱因斯坦还是个四五岁的小孩的时候，他的父亲给了他一个罗盘，这只罗盘深深震动了爱因斯坦，让他第一次对世界感到了惊奇。爱因斯坦思考，一定有什么东西深深地隐藏在事物后面。事实上，隐藏在事物后面的正是是看不见的规律，幼年时期的爱因斯坦第一次对现象背后的规律有了模糊的印象。

青少年时期，通过阅读一些通俗科学书籍，爱因斯坦很快相信，《圣经》里面的许多故事是不可能会真实发生的。爱因斯坦少年的宗教天堂就这样失去了，他意识到世界不是《圣经》上描述的那样，所谓的天堂可能并不存在。爱因斯坦认识到在我们自身之外还有一个巨大的世界，这个世界以自己独有的形式存在着，横亘在人类面前的这个世界就像是一个永恒的谜，但人类可以依靠观察和思维来感知它——至少可以部分地来感知。于是，爱因斯坦在这个时期就树立了朴素的唯物主义信念，从此再也没有发生动摇。

从少年时期就形成的唯物主义信念伴随了爱因斯坦一生。不可否认，爱因斯坦在一些场合也使用了“神”和“上帝”等字眼，但我们应该看到，爱因斯坦所说的“神”，绝不是大众所认为的真正宗教意义上的“神”，而是斯宾诺莎的与自然等同的泛神论之“神”。

爱因斯坦非常欣赏斯宾诺莎的人生观和处世态度，并以他为榜样。斯宾诺莎是一位泛神论哲学家，他一生思想自由，品德高尚，个人生活经历却十分坎坷。斯宾诺莎认为神是一个有广延的东西，同时认为只存在一种广延实体，他称之为自然界。在斯宾诺莎看来，上帝与自然是等同的，他提出“对上帝的理智的爱”，这成为爱因斯坦生活的最高目标和科学探索的强大动力。

“对上帝的理智的爱”，即追求对自然界秩序和规律的理性理解。爱因斯坦认为，思维的对象是自然的奥秘而不是人格化的上帝；思维的内容是宇宙的合理性而不是上帝的神圣性。爱因斯坦汲取了斯宾诺莎泛神论的思想，并进一步升华为一种宇宙宗教的信仰，即“关于世界的合理性或者可理解性的信念”：“我认为人类世界的可理解性（如果允许我们这样讲的话）是一个奇迹，或者是一个永恒的神秘”在爱因斯坦看来，科学就是以宇宙宗教的信仰（信念）和感情为基础的。他说：相信世界在本质上是合理的和可知的，这一信念是建筑在宗教感情上的。

在爱因斯坦看来，宇宙宗教感情是一种最高的宗教感情，拥有这种宗教感情的人常常被大众看成是无神论者或是圣人。在他眼里，德谟克利特、斯宾诺莎、开普勒和牛顿都是有着强烈宇宙宗教感情的科学家。

爱因斯坦认为宇宙宗教感情的纯粹形式是难以找到的：没有拟人化的上帝概念，没有固定的教条，所以让人很难理解。真正具有宇宙宗教感情的科学家表现出来的是一种对自然规律的和谐所感到的狂喜和惊奇，这种和谐表达出了一种极为高超的理性，对这种理性的追求和强烈想要了解这种理性的.愿望构成了一种深挚的感情。这种感情成为这些科学家生活和工作的指导原则，同时也作为他们进行科学研究的最强有力和最高尚的动机，促使他们献身于那种远离直接现实生活的工作。

从根本上来说，爱因斯坦的宇宙宗教感情与他的唯物主义信念是一致的。正是秉持着坚定的唯物主义信念，爱因斯坦才对宇宙自有的规律产生惊奇。从某种意义上说，爱因斯坦的宗教信仰就是对整个宇宙规律的热爱和追寻，他的一生都在为寻找宇宙的奥秘而奋斗。

与此相似的是，作为牛顿科学研究动力的那种对于神的虔诚信仰无疑也是一种诚挚的宗教感情，促使他通过科学研究来寻找宇宙的规律，从而揭开神的奥秘。从本质上来看，牛顿对神的崇拜与爱因斯坦的宇宙宗教感情是一致的，都是强烈想要了解自然界的理性，并且都对这种理性抱以谦恭的态度。只是，牛顿给这种理性的来源冠以神的名义，而爱因斯坦却自始至终认为，这种理性不具有纯粹的形式。

2．从怀疑的经验论到科学理性论

1938年，爱因斯坦给兰佐斯的一封信中有这样一段话：“从有点像马赫的那种怀疑的经验论出发，经过引力问题，我转变成为一个信仰理性论的人，也就是说，成为一个到数学的简单性中去寻求真理的唯一可靠源泉的人”。爱因斯坦早期对马赫极为推崇。在悼念马赫的文章中爱因斯坦对他评价很高，其中着重提到了两个观点：

第一，概念和规则是经验材料归纳和排列的结果。

按照马赫的观点，科学就是一种用我们已知的观点和方法，把实际的感觉经验加以比较和排列的结果。从这个结果中产生的抽象概念和规律是这样来确定的：概念和规律组成一个排列的纲目，那些经验材料就可以在这个纲目中可靠又清楚地排列起来。

这就像绘制一份图表，先把表格中的每个项目按照一定的顺序排列，然后把具体的内容填进去，形成一份结构清晰，内容完整的图表。这个图表要求要能够准确体现所要描述的材料内容，所以项目的拟定，排列顺序的选择就不是随意的，而是要根据材料的内容来形成最佳组合，这和概念和规律的确定是一样的。

与马赫观点相似的是，爱因斯坦也认为经验事实是理论原理的来源。在普鲁士科学院的就职讲话中，爱因斯坦在开始就提到理论物理学和实验物理学两个物理学领域，并且认为理论家的方法在于应用那些作为基础的普遍假设或者“原理”，从而导出结论。于是工作就分为两部分，首先发现原理，然后从这些原理推导出结论。其中，对于第一步原理的发现，爱因斯坦是这么说的：“科学家必须在庞杂的经验事实中间抓住某些可用精密公式来表示的普遍特征，由此探求自然界的普遍原理”；“归纳的物理学向演绎的物理学提出问题，反过来，演绎的物理学也向归纳的物理学提出问题。”也就是说，爱因斯坦认为原理是来源于经验事实的，后面提到的“归纳的物理学”对应的是前面的“理论物理学”，而这正是他研究的领域。也就是说，理论的原理是从经验事实中归纳出来的，这种认识论的方法带有明显的马赫认识论的成分。

第二，概念是可变的。

马赫认为概念是会发生“嬗变”的，没有绝对的永远有效的观点，精确的观察和巧妙的本能是科学家完全可以信赖的导师，只要他们的概念显得是不适用的，这些概念就会最好地和最快地被事实改正过来5。爱因斯坦认为，“物理学是从概念上掌握实在的一种努力”，“然而为了科学，就必须反反复复地批判这些基本概念，以免我们会不自觉地受它们支配”。相对论的产生修改了空间和时间学说以及力学中的某些概念。为了说明概念不是不可改变的，爱因斯坦提出了概念发展的三种情况：如果它们不能被证明为充分合法，它们就将被抛弃；如果它们同所给定的东西之间的对应过于松懈，它们就将被修改；如果能建立一个新的、由于无论哪种理由都被认为是优越的体系，那么这些概念就会被别的概念所代替。这也就是说概念在发展过程中有三种情况，被抛弃、被修改和被代替。相对论对力学中某些概念的修改就是三种情况中的第二种，而被代替的概念也有很多，著名的“光的波粒二象性”的提出就代替了原来的光的波动性和光的粒子性理论，这是目前为止最优越的解释光的性质的理论。所谓“充分合法”，“对应松懈”和“优越”，判断的标准其实就是概念和事实的对应程度，与事实更接近的概念就被认为是更优越的。这和马赫的观点是一致的。

广义相对论的完成对爱因斯坦的哲学观转变具有决定性的作用。在悼念马赫后的第二年，也就是1917年，广义相对论刚刚完成不久，爱因斯坦在给贝索的信中是这样评价马赫的：“至于马赫那批小马，我并不骂它；你会全明白，对此我是怎样想的。但是，它不可能创造出什么有生命的东西，而只能扑灭有害的虫豸。”爱因斯坦清楚认识到，马赫哲学在创新上的能力是薄弱的，但他也承认马赫哲学对理论体系的批判作用。

著名自然科学史家许良英先生在他的研究中指出，爱因斯坦的哲学思想在早期就已经有了理性论的思想，并举了五例加以说明。我认为这五例已经是很好的证明，现简述如下几点。

第一，爱因斯坦在《自述》中提到，失去宗教天堂后，他开始思考“在我们之外又一个巨大的世界，它离开我们人类而独立存在，它在我们面前就像一个伟大而永恒的谜，然而至少部分地是我们的观察和思维所能及的。  从思想上掌握这个在个人以外的世界，总是作为一个最高目标而有意无意地浮现在我的心目中。”，这种信念和感受和经验论是格格不入的，是理性论者所特有的。

第二，1901年4月，爱因斯坦给格罗斯曼的信中表达了他对探索自然界统一性的乐趣。而相信自然界的内在统一性存在并且是可以认识的，这是理性论最基本的信念。

第三，在1905年狭义相对论论文中，追求统一性和对称性，赋予两个原理以公设的地位，这也体现了理性论的思想。

第四，1906年，当考夫曼宣称他的实验结果与爱因斯坦关于电子运动的假设不相容时，爱因斯坦并没有动摇，还是相信自己的理论是正确的。这表明爱因斯坦否认实验在认识论上的优先权，更不用说感觉经验的优先权了。

第五，在关于原子和分子实在性的争论中，爱因斯坦始终坚持实在论的立场。从这五个例子我们可以很清楚地看到，爱因斯坦早期的哲学思想中确实已经有了理性论的思想，但这个时候还没有形成一个完整的体系，只是在涉及到与物理学直接相关的问题时才会表现得比较明显。所以，爱因斯坦后来转变为一个信仰理性论的人，并不是突然和偶然的，而是一个在科学探索中长期积累的结果。

在这个转变过程中，普朗克的理性论的实在论、斯宾诺莎对上帝的理性理解、陀思妥耶夫斯基理性论的诗体，还有毕达哥拉斯、伽利略、牛顿、笛卡尔、莱布尼茨、休谟、康德、彭加勒等人的思想对他的理性论的形成都有很大影响。

爱因斯坦的理性论与前人的理性论最大的区别在于，他并不认为理性是科学知识的唯一源泉，同样，他也不认为经验是科学知识的唯一来源，而是把两者结合起来，在传统的理性论和经验论之间开辟了一条“交叉地带”，我们可以称之为科学理性论。

参考资料：

[1][美]阿尔伯特·爱因斯坦着:《爱因斯坦文集》（增补本）第一卷,许良英,李宝恒,赵中立,范岱年编译.商务印书馆,2009年第2版.

[2]朱亚宗着.《伟大的探索者——爱因斯坦》,人民出版社,1985年第1版.