“
理想实验
”
，又叫做
“
假想实验
”“
抽象的实验
”
或
“
思想上的实验
”
，它是人们在思想
中塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思
维过程和理论研究的重要方法
.
“
理想实验
”
虽然也叫做
“
实验
”
，但它同前面所说的真实的科学实验是有原则区别的
.
真
实的科学实验是一种实践的活动，而
“
理想实验
”
则是一种思维的活动；前者是可以将设计
通过物化过程而实现的实验，后者则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的
“
实验
”.
但是，
“
理想实验
”
并不是脱离实际的主观臆想
.
首先，
“
理想实验
”
是以实践为基础的
.
所
谓的
“
理想实验
”
就是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际
过程作出更深入一层的抽象分析
.
其次，
“
理想实验
”
的推理过程，是以一定的逻辑法则为根
据的
.
而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的
.
在自然科学的理论研究中，
“
理想实验
”
具有重要的作用
.
作为一种抽象思维的方法，
“
思
想实
验
”
可以使人们对实际的科学实验有更深刻的理解，可以进一步揭示出客观现象和过
程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论
.
例如，作为经典力学基础的惯性定律，就
是
“
理想实验
”
的一个重要结论
.
这个结论是不能直接从实验中得出的
.
伽利略曾注意到，当
一个球从一个斜面上滚下而又滚上第二个斜面时，球在第二个斜面上所达到的高度同它在
第一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等
.
伽利略断定高度上的这一微小差别是由于摩擦而
产生的，如能将摩擦完全消除的话，高度将恰好相等
.
然后，他推想说，在完全没有摩擦的
情况下，不管第二个斜面的倾斜度多么小，球在第二个斜面上总要达到相同的高度
.
最后，
如果第二个斜面的倾斜度完全消除了，那么球从第一个斜面上滚下来之后，将以恒定的速
度在无限长的平面上永远不停地运动下去，这个实验是无法实现的，因为永远也无法将摩
擦完全消除掉
.
所以，这只是一个
“
理想实验
”.
但是，伽利略由此而得到的结论，却打破了
自亚里士多德以来一千多
年间关于受力运动的物体，当外力停止作用时便归于静止的陈旧
观念，为近代力学的建立奠定了基础
.
后来，这个结论被牛顿总结为运动第一定律，即惯性
定律
.
爱因斯坦在建立狭义相对论时，曾经作了关于同时性的相对性的一个
“
理想实验
”.
即：
当两道
闪电同时下击一条东西方向的铁路轨道时，对于站在两道闪电正中间的铁道旁边的
一个观察者来说，这两道闪电并不是同时发生的
.
但是，对于乘坐一列由东向西以高速行进
的火车正好经过第一个观察者对面的第二个观察者来说，这两道闪电并不是同时下击的
.
因
为，第二个观察者是在行近西方的闪电而远离东方的闪电，西方的闪电到达他的眼里的时
间要早一点
.
因此，在静止的观察者看来是同时发生的闪电，在运动中的观察者看来却是西
方先亮，接着东方再亮
.
同时性
的相对性这一概念的提出，是狭义相对论建立过程中的一个
关键
.
爱因斯坦在建立广义相对论时，作了自由下落的升降机的
“
理想实验
”.
他设想：在自
由下落的升降机里，一个人从口袋中拿出一块手帕和一块表，让它们从手上掉下来，如果
没有任何空气阻力或摩擦力，那么在他自己看来，这两个物体就停在他松开手的地方
.
因为，
在他的坐标系中，引力场已经被屏蔽或排除了
.
但是，在升降机外面的观察者看来，则发现
这两个物体以同样的加速度向地面落下
.
这个情况正揭露了引力质量和惯性质量的相等
.
爱
因斯坦又设想了另一种情况的
“
理想实验
”.
即：升降机不是自由下落，而是在一个不变的力
的作用下垂直向上运动（即强化了升降机内部的引力场）
.
同时设想，有一束光穿过升降机
一个侧面的窗口水平地射进升降机内，并在极短的时间之后射到对面的墙上
.
爱因斯坦根据
光具有质量以及惯性质量和引力质量等效的事实，预言一束光在引力场中会由于引力的作
用而弯曲，就如同以光速水平抛出的物体的路线会由于引力的作用而弯曲一样
.
爱因斯坦预
言的光线在引力场中会弯曲这一广义相对论效应，已为后来的观测结果所证实
.
量子论的建立也同
“
理想实验
”
密切相关
.
在量子力学中，海森堡用来
推导测不准关系
的所谓电子束的单缝衍射实验，也是一种
“
理想实验
”.
因为，中等速度的电子的波长约为
10
-8
cm
左右，这跟原子之间的距离属于同一个数量级
.
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