布朗運動的發(fā)現(xiàn)及其所蘊涵的科學(xué)本質(zhì)探析

陳彥芬

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布朗運動的發(fā)現(xiàn)及其所蘊涵的科學(xué)本質(zhì)探析

陳彥芬

(衡水學(xué)院 化工學(xué)院，河北 衡水053000)

對于如何在科學(xué)教育過程中實現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)教育這一目標，研究者提出了多種模式和觀點．其中，在科學(xué)課程與教學(xué)中融合科學(xué)史，即HPS教育模式受到人們的重視．布朗運動的發(fā)現(xiàn)過程蘊含了豐富的科學(xué)本質(zhì)觀教育內(nèi)容．從布朗運動的發(fā)現(xiàn)過程可以看出，要成為在某一領(lǐng)域有重要貢獻的科學(xué)家，需要奉獻、時間以及被相應(yīng)的科學(xué)共同體認可的特殊技術(shù)和理論能力；一個科學(xué)問題的提出和研究，會受到社會文化和技術(shù)水平的影響；科學(xué)的本質(zhì)就是一種探究過程，這種探究過程主要包括觀察和提出問題、形成假設(shè)、實驗求證、得出和交流結(jié)論四大基本步驟；科學(xué)應(yīng)當是民主的，這種民主的主要表現(xiàn)之一就是所有的知識主張應(yīng)當被公平對待，無論這些知識主張的來源如何，即普遍性與公正性標準；科學(xué)是不斷發(fā)展的，布朗運動的發(fā)現(xiàn)直至解釋經(jīng)歷了布朗的實驗觀察、古伊的定性研究、愛因斯坦的定量理論模型、貝蘭的實驗驗證等幾個階段．所以，科學(xué)具有一種動態(tài)的品質(zhì)，它的一個永恒不變的性質(zhì)就是變化，就科學(xué)的理論內(nèi)容而言，科學(xué)“永遠是臨時的”．

科學(xué)本質(zhì)；布朗；布朗運動；科學(xué)教育

近年來，在國外一些主要的科學(xué)教育改革中，將科學(xué)本質(zhì)教育作為科學(xué)教育的目標廣受關(guān)注和強調(diào)，并將其作為科學(xué)素養(yǎng)的核心成分之一．我國基礎(chǔ)教育課程改革中，也對科學(xué)本質(zhì)教育問題有所關(guān)注，并在相應(yīng)的理科課程標準中有所體現(xiàn)．

毋庸置疑，科學(xué)教育目標的關(guān)鍵在于落實．對于如何在科學(xué)教育過程中實現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)教育這一目標，研究者提出了多種模式和觀點．其中，在科學(xué)課程與教學(xué)中融合科學(xué)史，即HPS教育模式受到人們的重視．

本文以布朗運動的發(fā)現(xiàn)過程這一科學(xué)史實作為案例，分析其中所蘊涵的科學(xué)本質(zhì)觀，以期對相應(yīng)的教學(xué)有所啟示與借鑒．

1 羅伯特·布朗的教育與訓(xùn)練背景

所謂布朗運動，是指在液體或氣體中懸浮顆粒的無規(guī)則運動．雖然懸浮顆粒的不規(guī)則運動在布朗之前早就被一些研究者注意到，但布朗首次強調(diào)了這種運動現(xiàn)象的普遍性并反對把它解釋為生命現(xiàn)象．因此，這種運動便以他的姓氏命名．

那么，1827年夏天，羅伯特·布朗為什么要研究花粉顆粒在水中的運動呢？現(xiàn)有的教科書中都沒有提到這一點．應(yīng)該說，這并非是一個偶然的發(fā)現(xiàn)，布朗不會偶然把昂貴的顯微鏡與花粉、水和載片裝配在一起．要理解布朗當時的觀察目的，需要對他的生活和科學(xué)文化背景做一些介紹．

羅伯特·布朗1773年出生于蘇格蘭的蒙德羅斯(Montrose)，在蘇格蘭長大并接受教育．他曾在阿伯丁和愛丁堡大學(xué)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)，并成為一名軍醫(yī)．1798年，他遇到博物學(xué)者、倫敦科學(xué)會的老前輩約瑟夫·班克斯爵士，在班克斯的支持與鼓勵下，布朗改變了自己的職業(yè)，成為班克斯的科學(xué)學(xué)徒．1801—1805 年，布朗以博物學(xué)者的身份隨英國“勘測者”號航行到澳洲和新西蘭．1806年成為林納(Linnaean)協(xié)會的圖書館館長．布朗作為一個植物學(xué)家的技能深受班克斯的賞識，幫助班克斯對其收集品進行分類．與此同時，布朗也對自己的收集品進行分類．1810年，布朗成為班克斯的資料收藏管理員，他對植物的性別特點尤感興趣，在1810—1820年的10年間，他發(fā)現(xiàn)并描述了有花植物和無花植物的性別差異，這一工作需要具備操作顯微鏡的良好技能．

1820年，班克斯去世．布朗負責(zé)照管班克斯的房屋、圖書館和植物標本室．1827年，布朗把這一切交給了大英博物館，前提條件是建立一個植物學(xué)部．他隨即成為館長．

從上述背景中不難看出，要成為在某一領(lǐng)域有重要貢獻的科學(xué)家，需要奉獻、時間以及被相應(yīng)的科學(xué)共同體認可的特殊的技術(shù)和理論能力．

2 布朗運動的發(fā)現(xiàn)過程及其所蘊涵的科學(xué)本質(zhì)

2.1 布朗運動的發(fā)現(xiàn)過程體現(xiàn)出一個科學(xué)問題的提出和研究，受社會文化和技術(shù)水平的影響

布朗為什么在1827年花費幾個月的時間來觀察花粉？

從布朗的教育與訓(xùn)練背景中可見，作為一個植物學(xué)家，布朗長期從事植物的分類學(xué)研究，在思考著植物中的性別問題．實際上，當時一些科學(xué)家也在思考著性別問題．有些人較為關(guān)注的是生命起源問題，也就是說，生命的活力來源于何處？它如何在有生命的機體中傳輸并展現(xiàn)這種活力？對這一問題的看法，當時比較流行的觀點認為生命的活力源于雄性部分，認為活躍、主動是雄性部分的自然特點，而雌性部分則是被動的．

布朗假設(shè)，植物中這種生命活力也應(yīng)當由“活躍的”雄性部分來傳輸，即通過雄性部分的運動到達雌性部分，使得雌性與雄性相遇或混合以進行再生．

由以上假設(shè)布朗做出了實驗預(yù)測：通過顯微鏡觀察，花粉中的小顆粒應(yīng)當展現(xiàn)出運動的特點．

不難看出，當時社會文化對性別問題上的看法，影響著布朗對這一研究問題的假設(shè)及預(yù)測．

另外，布朗的研究也得助于顯微鏡技術(shù)的進步．1824年，消色差雙合物鏡的成功發(fā)明，使得顯微鏡學(xué)家能夠更清楚地看到較小的物體．設(shè)備的改進極大地促進了布朗的研究方法．也就是說，技術(shù)發(fā)展使得新科學(xué)實驗的設(shè)計和實施成為可能．

2.2 布朗運動的發(fā)現(xiàn)過程體現(xiàn)了科學(xué)的本質(zhì)就是一種探究過程

布朗觀察了花粉的顆粒，并確實觀察到了不能歸因于熱氣流或水的蒸發(fā)作用所導(dǎo)致的花粉顆粒的運動．應(yīng)當說，布朗并不是第一個注意到這種運動的人，但他是首位在力所能及的條件下深入研究這一運動的人．

出于植物學(xué)家的本能，布朗考慮這種運動會不會是有機物的某種活力在起作用？也就是說，這些花粉微粒作為有生命植物的一部分，運動是不是這些微粒的固有本質(zhì)呢？他研究了死去幾天、幾十年乃至100年的植物的花粉后發(fā)現(xiàn)，在所有情況下，這些花粉都表現(xiàn)出運動的特點．由此，布朗推斷“運動是植物的雄性部分的固有本質(zhì)”這一假設(shè)是合理的．

既然假設(shè)得到了證實，那么雄性部分的運動是否可以作為區(qū)分植物的不同部分以確定其性別的標準？帶著這一問題，他選擇了一些有疑問的苔類作為觀察的對象．

首先，他選擇了他認為是雄性的部分進行觀察，假設(shè)又得到了證實——他觀察到了這些微粒的運動．然后，他又觀察了被認為是雌性部分的顆粒，他也發(fā)現(xiàn)了這些顆粒的運動特質(zhì)．布朗繼而搗碎一些樹葉，放在載片上觀察，結(jié)果也發(fā)現(xiàn)了樹葉顆粒的運動．也就是說，植物所有部分的顆粒都表現(xiàn)出運動的特點！觀察所得的結(jié)果，使布朗失去了對其原有假設(shè)的信心，但是他又認為，他的觀察結(jié)果支持當時的植物和活力論中通行的另一種假設(shè)：所有有機體的所有部分會包含基本的小“分子”，并具有生命力．

觀察的結(jié)果否定了布朗原有的假設(shè)，因此他放棄了原有的假設(shè)．

既然運動不能用來區(qū)分植物的性別部分或植物的生或死，那么用于實驗觀察的小顆粒所表現(xiàn)出來的運動特質(zhì)，是不是因為這些小顆粒都來源于有機體？帶著這一問題，他又嘗試了一系列植物尤其是樹脂膠，并發(fā)現(xiàn)了這些植物中小顆粒的運動．他也觀察了來自動物組織的小顆粒，他發(fā)現(xiàn)，無論動物的死活，都能觀察到取自于這些動物的小顆粒的運動．

從這一過程可以看出，布朗進行的是一項以實驗結(jié)果為導(dǎo)向或啟發(fā)的探究活動．在這一探究活動中，每一個實驗結(jié)果又導(dǎo)致了相應(yīng)的新實驗．這一過程建立在他對實驗技術(shù)的信心之上．

受好奇心的驅(qū)使，布朗也觀察了植物的化石殘余物．他發(fā)現(xiàn)，只要這些顆粒足夠小，就能夠觀察到這些小顆粒的運動．他還注意到倫敦煤煙全部包含了這些“分子”．布朗還探究了石化的木頭，其中的碳完全被硅酸鹽替代，在這一無機物材料中，只要顆粒足夠小，也可以觀察到這些顆粒的運動．由此，布朗得出推論：運動的“分子”不僅僅局限于有機體，也不局限于它們的產(chǎn)物．

原有的假設(shè)被證偽了，布朗力圖證實上述的推論．他嘗試了玻璃、金屬、火成巖石、沉積性巖石，他甚至觀察了斯芬克司的碎片和鱈魚眼上的顆粒！他發(fā)現(xiàn)，任何物體，只要能變成足夠小的顆粒，就能觀察到這種運動．

雖然他無法對其實驗結(jié)果進行解釋，但他堅信，這些實驗結(jié)果已表明，運動是所有物質(zhì)的特點．

布朗并未聲明他證偽了活力論，他只是認為活力論不能為其觀察結(jié)果提供解釋．

1828年，布朗將他的實驗結(jié)果寫成論文，并在蘇格蘭、德國和法國的一些刊物上發(fā)表．文章發(fā)表之前，布朗將實驗結(jié)果公布給了他所知道的有名的科學(xué)家．這確保了布朗對其實驗結(jié)果所擁有的優(yōu)先權(quán)．因為至少在皇家學(xué)會形成時期，對科學(xué)家來說這是一個共同的慣例，在科學(xué)領(lǐng)域中流行著優(yōu)先權(quán)．也就是說，作為一個科學(xué)研究家，最新的研究結(jié)果代表著他的水平．如果作為第二個人去發(fā)現(xiàn)了某個事物，則不會享有聲譽，在某一領(lǐng)域也得不到認可．布朗不是第一位發(fā)現(xiàn)這種運動的人，但他肯定是第一個對這種運動進行如此詳細研究的人，并且發(fā)現(xiàn)只要顆粒足夠小，不管它來自于什么物體，這一運動都會存在．

布朗的文章在當時被廣泛地進行了閱讀．其中，實驗結(jié)果所暗示的無機物具有自我活力的結(jié)論遭到了反對．反對者認為，布朗所觀察到的運動應(yīng)當歸因于表面效應(yīng)、氣流的對流、微粒之間的電吸引與排斥．有些科學(xué)家甚至懷疑他的推測或?qū)嶒灱寄埽S多人甚至認為，布朗在做實驗之前就已經(jīng)斷言了這些顆粒是運動的．

分析上述過程可以看出，布朗運動的發(fā)現(xiàn)過程體現(xiàn)了科學(xué)的本質(zhì)就是一種探究過程．盡管在對科學(xué)探究環(huán)節(jié)的具體劃分上目前還存在一定的差異，但總體而言，研究者們對科學(xué)探究基本框架的認識是基本一致的．即這種探究過程主要包括觀察和提出問題、形成假設(shè)、實驗求證、得出和交流結(jié)論四大基本步驟．布朗運動的發(fā)現(xiàn)過程正體現(xiàn)了這一基本框架．

布朗在觀察和提出問題、形成假設(shè)的基礎(chǔ)上，做了一系列的實驗對其假設(shè)進行驗證．他沒有只依賴新的顯微鏡頭，而是注意使他的大部分實驗使用比較普通的單鏡頭，以便其他人也能重復(fù)這一實驗．這也就保證了科學(xué)實驗的可重復(fù)性原則，意味著他的實驗結(jié)果不能僅僅歸因于由新鏡頭產(chǎn)生的未知偏差．通過實驗，他證偽了自己原有的假設(shè)．

分析這一過程，我們也可以看出證實與證偽在科學(xué)發(fā)展中的作用．科學(xué)研究采用實證的方法，雖然用到邏輯論證，但理論是否正確最終仍要由觀察實驗來驗證．合理地解釋了已有現(xiàn)象的觀點只能是假說，只有被后來的發(fā)現(xiàn)多次證實的假說才叫做理論．即使是理論，也要接受新證據(jù)的考驗．實證，不單是指證實，更重要的是證偽．對于任何理論來說，多少個正例也無法保證今后不會出現(xiàn)反例，因此，理論是不能完全被證實的；但只要有一個反例存在，并且能夠通過觀察實驗來驗證它確實存在，就可以證偽一個理論．也就是說，證實作為產(chǎn)生可靠知識的一種方法，無論從邏輯論證的角度去證實還是以觀察或?qū)嶒炞鳛榛A(chǔ)，都不是有效的．比如，考慮布朗所調(diào)查的花粉的范圍．他并未對花粉做窮盡的實驗觀察，實際上，對所有已知花粉做實驗來研究這一運動也是不可能的．并且，在某些地方可能還存在某種未知的花粉，這種花粉也可能不會表現(xiàn)出運動的特質(zhì)，考慮到這種假設(shè)的合理性，也就更好理解證實與證偽在科學(xué)發(fā)展中的作用．

因此，在一些情況下，一個科學(xué)家不得不聲明，依據(jù)某些標準已對足夠的事實進行了調(diào)查．但是，這些標準并不是客觀的，因為這些標準并非源自某一領(lǐng)域的專家之外，而是由這一領(lǐng)域的成員所決定，因而是相互主觀的．

2.3 布朗運動的發(fā)現(xiàn)過程所折射的布朗對批評意見的態(tài)度

布朗的批評者們對他的研究結(jié)果提出了強烈的反對意見，并且對實驗結(jié)果給出了其他的解釋．布朗注意到了這些反對意見和解釋．

1829年，第一篇文章發(fā)表后一年，布朗又發(fā)表了題為“再論運動的分子”的論文．在這篇論文中，他重述了他的原始探究所基于的假設(shè)，并再次聲稱，他無法解釋觀察的結(jié)果．

布朗沒有否定活力論的觀點，但他在文章中暗示活力論需要其他現(xiàn)象的支持．活力論是布朗所處年代許多人持有的觀點，可能布朗本人也持有這一觀點．只拿這一個實驗作為否定活力論的證據(jù)，他認為是不夠的．

他在文章中陳述道，他重復(fù)做了之前的實驗，并且發(fā)現(xiàn)所有足夠小微粒所具有的運動特質(zhì)，并表明，這些實驗無論用新的(消色差的)或舊的顯微鏡來做，所得結(jié)論是一致的．他陳述了其他科學(xué)家所提出的對這一運動的某些解釋，但他認為，這些觀點要么太荒謬，要么就是否定他作為顯微鏡學(xué)家的技能．基于這樣的原因，他直接拒絕考慮這些觀點．

布朗認為只有兩種解釋是值得考慮的：一是微粒的運動是由于微粒之間的吸引力或排斥力所致；二是微粒的運動是由于承載微粒的水滴的蒸發(fā)所致．布朗在文章中陳述了他所設(shè)計的兩個實驗及實驗結(jié)果．首先，取一些含有小顆粒的水，并把它在與水具有基本相近密度的杏仁油中搖勻．以這種方式，就形成了在油中懸浮的小水滴，而水滴中懸浮著“活躍的分子”．實際上，一些水滴很小以至于只包含著一個“活躍的分子”．

布朗觀察到兩個現(xiàn)象：首先，水滴在油中不能蒸發(fā)而微粒的運動仍持續(xù)；第二，在那些小到只包含一個小顆粒的水滴中，仍能看到這個小顆粒的運動．

布朗認為，第一個現(xiàn)象預(yù)示小顆粒的運動與蒸發(fā)無關(guān)，第二個現(xiàn)象表明運動不是由于顆粒間的相互作用所致．

布朗設(shè)計的第二個實驗是觀察表面效應(yīng)是不是小顆粒運動的原因．這次他向杏仁油中滴加了其中懸浮有小顆粒的水滴，將其搖勻以使水中既含有小顆粒又含有小油滴．

他觀察到水表面的小油滴沒有動，而那些在水中的小油滴表現(xiàn)出和臨近“活躍分子”相似的運動．

布朗設(shè)計了兩個簡單但很有創(chuàng)造性的實驗，證偽了反對者對這一運動所做的解釋．

我們知道，科學(xué)應(yīng)當是民主的．這種民主的主要表現(xiàn)之一就是所有的知識主張應(yīng)當被公平對待，無論這些知識主張的來源如何．即普遍性與公正性標準．但是，從上述過程我們看到，布朗好像沒有遵守這樣的標準．他遵循的是完全忠于和偏愛一種理論的標準．反對意見是否被接受或考慮，要取決于布朗依照與自己觀點的比較，或?qū)ζ涮岢稣叩目茖W(xué)能力做出評判．所以，在布朗那里，不是所有的觀點都具有相同的價值，并且不是所有的提議都能夠或應(yīng)當接受實驗的檢驗，這要取決于由誰提出以及他的科學(xué)研究背景如何．

2.4 布朗運動的發(fā)現(xiàn)過程體現(xiàn)了科學(xué)的發(fā)展性本質(zhì)

布朗對批評的意見做了成功的反駁，但沒能對所觀察到的運動提供解釋．布朗的第二篇文章不像他的第一篇文章那樣被廣泛地閱讀．當時在植物學(xué)領(lǐng)域，活躍分子這一問題也并非是一個主流研究問題，所以布朗沒有繼續(xù)對這一問題進行研究．他在花的分類方面還有許多工作可做．1831年，布朗通過清楚地描述植物細胞的結(jié)構(gòu)，加強了他在植物學(xué)領(lǐng)域的聲望．布朗是第一個給細胞核命名的人．“核”的名稱和概念在20世紀也被物理學(xué)家用來描述原子的結(jié)構(gòu)．

由于沒人注意到布朗的第二篇文章，在之后的許多年中，很多人重復(fù)著布朗所做的工作．

從1880年開始，對布朗運動比較一致的看法是，它與一些對熱力學(xué)的解釋有關(guān)，但是卻沒人提出任何檢驗這些理論觀點的方式．

1888年，法國科學(xué)家古伊，通過對文獻的回顧并設(shè)計新的實驗，確定了以下知識：

布朗運動與電場、磁場、光的強度和振動無關(guān)；

運動的速度依賴液體的溫度(可以是任何液體，不只是水)和粘性以及布朗顆粒的大?。?/p>

古伊也指出，想要測量布朗顆粒運動速度的想法可能是不恰當?shù)?，因為這些顆粒是不連續(xù)的并且變化太頻繁．

19世紀末20世紀初，原子是否真實存在廣受爭論．法國物理化學(xué)家貝蘭也參與了這場爭論．他是一個對原子假設(shè)及其伴隨的動力學(xué)理論的熱心支持者，他一生主要的一部分工作是專注于尋找原子真實存在的證據(jù)．

他的工作使得他與布朗運動密切接觸．并且，對有關(guān)膠體中漫射現(xiàn)象的博士論文的指導(dǎo)(這一論文1904年完成)，啟發(fā)了他研究與原子真實性相關(guān)的研究課題的觀點．

作為物理化學(xué)家，貝蘭對范霍夫在滲透作用上的研究工作較為熟悉，范霍夫的研究表明，分子的稀溶液表現(xiàn)出遵守氣體定律．貝蘭推測如果氣體定律對假定的溶質(zhì)微粒適用，如果他信奉的動力學(xué)理論是正確的，那么，布朗顆粒的乳濁液也應(yīng)遵守動力學(xué)理論的預(yù)測結(jié)果．特別是根據(jù)氣體指數(shù)定律，它們應(yīng)當在溶液中呈等溫分布．如果是這樣，他推理布朗顆粒應(yīng)遵守動力學(xué)理論．這一論點的下一步是如果對肉眼可見的微粒是這樣，那么肉眼看不到的微粒確當遵守同樣的規(guī)律，如果這一論點是可以被認可的，那么任何大小的任何微粒的運動都由動力學(xué)理論所支配．換句話說，通過觀察可見微粒遵守動力學(xué)理論，我們可以由此推測假定的不可見微粒遵守同樣的規(guī)律．這不只為范霍夫的工作提供了真實的解釋，而且也支持原子真實存在的觀點．

貝蘭了解古伊的工作，自然對研究布朗運動這一現(xiàn)象的相關(guān)和無關(guān)因素有著清楚的概念．

貝蘭設(shè)計實驗測定了阿伏加德羅數(shù)值．他的測定結(jié)果在6.5×1023~ 7.2×1023之間，他認為這一結(jié)果與通過動力學(xué)理論預(yù)測的數(shù)值(6.2×1023)足夠接近，可以表明布朗運動的起因是動力學(xué)理論．

貝蘭在1908年發(fā)表了他的結(jié)果，他大約從1905年開始這項研究．這一年，愛因斯坦發(fā)表了3篇文章，一篇是關(guān)于狹義相對論，一篇是關(guān)于光波量子化，第三篇稱為“關(guān)于由分子熱動力學(xué)理論所決定的懸浮在靜止液體中的小顆粒的運動”．

在后來的回憶中，愛因斯坦說道，他的主要目的是提供一種理論，這種理論可以導(dǎo)致證實原子真實存在的實驗預(yù)測．他也坦言，他沒注意到布朗的工作．

貝蘭立刻意識到愛因斯坦文章的重要意義，他擁有檢驗這些觀點的儀器并且具有相應(yīng)的技能，他和他的博士生在1909、1910和1911年持續(xù)發(fā)表了他們的實驗結(jié)果，并在法國以及歐洲其他地方從事了許多關(guān)于布朗運動和分子真實存在的口頭演講．貝蘭的豐富而徹底的研究文章，除此之外還有他的名為《原子》的書迅速傳播開來．同時進行的關(guān)于放射性、陰極射線、黑體輻射以及膠體溶液對光的散射的實驗與理論工作，都是原子論者反駁其反對者的證據(jù)的一部分．

1926年，在布朗所做的最初實驗99年之后，貝蘭作為物理化學(xué)家因其在布朗運動上所做的實驗獲得了諾貝爾獎．

從上述過程我們可以看出，科學(xué)的核心是探究，科學(xué)通過探究而不斷發(fā)展．布朗運動的發(fā)現(xiàn)直至對這一現(xiàn)象的解釋經(jīng)歷了布朗的實驗觀察、古伊的定性研究、愛因斯坦的定量理論模型、貝蘭的實驗驗證等幾個階段．所以，科學(xué)具有一種動態(tài)的品質(zhì)，它的一個永恒不變的性質(zhì)就是變化，就科學(xué)的理論內(nèi)容而不是就其精神價值而言，科學(xué)“永遠是臨時的”．

Discovery of Brownian Motion and Its Nature of Science

CHEN Yan-fen

(College of Chemical Engineering, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China)

There are many views about how to realize the objective of education of the nature of science. HPS model is paid great attention. The process of the discovery of Brownian Motion implied many views of the nature of science. That is, to become a scientist who is recognized as a significant contributor to any field requires dedication, time, and particular technical and theoretical competences recognized by the peer group. Science is a social activity and that the creation of scientific theories and the acceptance of procedures and results is also a matter of social negotiation. Science is an inquiry process which mainly includes observing and raising questions, hypothesizing, verifying with experiments, giving results and communicating. Science is democratic and all knowledge claims should be treated equally, independent of their source, adhering to the norms of universalism and impartiality. Science is in continuous evolution, and the discovery of Brownian Motion experienced Brown’s experimental observation, Gouy’s qualitative research, Einstein’s quantitive theoretical model and Perrin’s experiments. Science has a dynamic nature and change is its invariability. As for the theoretical contents, science is always “temporary”.

nature of science;Brown; Brownian Motion;science education

(責(zé)任編校：李建明 英文校對：李玉玲)

10.3969/j.issn.1673-2065.2015.01.027

G642

A

1673-2065(2015)01-0097-05

2014-09-25

陳彥芬(1965-)，女，河北冀州人，衡水學(xué)院化工學(xué)院教授，教育學(xué)碩士.