检验理论，判定理论的适用范围

无庸置疑，理论是物理学的主体。理性认识源于感性认识，但高于感性认识，更具有普遍性，只有靠理性认识才能达到事物内部的规律性。然而，理论是否正确，又必须经受实践检验。实验是人们检验理论的重要手段。例如：麦克斯韦的电磁场理论以一组简洁的数学方程概括得十分优美对称，但当年却难以令人信服。
     直到二十多年后他预言的电磁波被赫兹的实验证实，他的学说才成为举世公认的电磁理论基础。1905年，爱因斯坦用光电子假说总结了光的微粒说和波动说之间长期的争论，能很好地解释勒纳德的光电效应实验结果，但是直到1916年，当密立根以极其严密的实验全面地证实了爱因斯坦的光电方程之后，光的粒子性才为人们所接受。同样，德布罗意的物质波假说也是在实验发现电子衍射之后才得到肯定。从诺贝尔物理奖的颁发可以看到人们对实验检验的评价，请看表14−1。 实践是检验理论的客观标准。从表14−1可以看出，一个理论的正确性，不仅在于它能说明多少现象，也不仅在于它的自洽性，更重要的是它能否得到实验的肯定，它所作的预言，被尔后的实验证实到什么程度。还有，理论只有一定的适用范围，这个范围往往要靠实验来确定。例如，玻意耳定律只适用于理想气体，因为勒尼奥的高气压实验证明：当气体压强增大到一定程度以后，pV值会偏离常数。塞曼效应固然为洛仑兹电子论提供了实验证据，用这个理论从塞曼的观测值推算出带电微粒的荷质比，与几个月后J.J.汤姆生从阴极射线磁偏转所得结果，数量级正好吻合。但是不久证实塞曼效应还有大量的反常现象，即所谓的反常塞曼效应，却得不到理论的解释，甚至玻尔的定态原子模型理论也无能为力。这个疑难曾困扰物理学界达二十余年之久，直到电子自旋被发现。
     斯特恩−盖拉赫实验证实了空间量子化的假设，但是同时也带来了新的问题，它的结果揭示了经典理论用到原子内部会遇到无法克服的矛盾。热辐射的能量密度可以用经典理论计算，计算结果与热辐射计的测量基本相符，但是进一步改进实验方法，卢梅尔−普林舍姆实验证明在高温长波方面理论与实验之间有系统偏差。只有引进量子假说，才能完满地作出解释。理论与实验是物理学的两大部分，相辅相成，缺一不可。强调实验的作用，丝毫也没有贬低理论的地位。