［标题党］物理学家们是怎么做实验的
相信有的人包括曾经的我在内会有这么一种想法：如果我早出生几年几十年几百年几千年，那我就是科学家了，这个命题，定律等就要用我的名字来命名了。事实上有这种想法是正常的，因为我们的教科书总是喜欢把那些科学家的研究过程描述的过于简单，“提纲挈领”的来一句“经过某个科学家的实验”就直接上结论，这或许也就是为什么我们总是会看到很多包括我在内的那些碎片化文章而很难看到那种系统性文章的一大原因了。
那么一个物理学的实验究竟是怎么做出来的呢？
这里首先说明一下，物理学的实验并不是单一的，它主要分为两种。一种是定性实验，证明某个物理量在哪些量不变的情况下，与什么因素有关，比如说证明在温度，气压不变的情况下液体的密度与哪些因素有关；另一种是定量研究，比如说探究万有引力大小与距离的关系，这个时候我们的探究主题就是距离是怎么影响万有引力大小的，究竟是正比，还是反比，还是平方反比。
以探究万有引力大小与距离的关系为例，这里我们在做实验之前，首先我们要分析论证：当万有引力大小与距离的n次方成正比时，我们要讨论不同的n的值所对应的实验现象，然后针对不同的大类来进行分类，比如说n=0是一个临界点，那么我们要论证当n小于，等于和大于0时分别对应着什么现象。这个看上去好像是想都不用想——等于0就是引力与距离无关：大于就是离得越远引力越大，也就是我们所谓的“距离产生美”：小于0就是越近越来越大。但是这些看上去像公理的东西，却都是要去用数学方法分析论证的。
然后我们就要定量分析了，我们用什么量来表示n呢？指数是很难直接测量的，这时候我们寄希望于距离，我们看看在万有引力和距离成什么关系时，对应着什么现象，而这个现象又必须是是易于测量的。
于是我们想到了位移，看看在引力作用下，由静止开始做直线运动的物体在相同时间内的位移大小或者相同位移内所用的时间。而这个又怎么结合指数n呢？我们要用一系列的微积分知识来计算，这里的某一时刻加速度与某一时刻离引力场的距离的n次方成正比（假设质量一定），而某一时刻的距离与位移的和又是定值，即二者呈一次函数递减关系，而加速度又是位移的二阶导数，所以如果加速度是x''，位移是x，初始距离是r，那么我们有x''=k(r-x)^n，k是一个常数。这样我们得到了一个微分方程。这个方程的求解问题已经超过了高中的数学范围了。
一切准备工作做完之后，就可以实验了。而在日常生活中，除了重力之外的引力本身是很小，很难被发现的，因此这个测量过程会更加困难。
所以物理学的实验并不是像教科书中描述的那么好做的，也就不要幻想着早出生多少年自己就是科学家了。当然我所针对的仅仅是物理，化学生物等我不是很清楚。
