（一）条条道路通罗马
中学生在数、理、化的学习中常常碰到“一题多解”问题，一道物理习题，用运动学的方法求解可以，用动力学方法求解可以，用能量转化与守恒定律求解还可以。测一个微小长度，用光杠杆的办法可测，用传感器的方法可测，用光的干涉的办法还可测。用伏安法可测电阻，用电桥法也可以测电阻。
许多问题都有多种解法，比如测温的仪器就有水银温度计、酒精温度计、定容气体温度计、电阻温度计、光学温度计、声学温度计、温差电偶，等等。南墙挡住了路，形成了挫折，其实办法多得很。挖条地道，挖个洞，架个梯子，搞个热气球，从地下走，从洞里钻，从墙上面爬，从天上飞，都可以过去。向反方向走，一直走下去也能达到目的地，因为地球是圆的，向东面或西面走，从旁边绕过去，搞迂回，也可以实现目的，真是条条大道通罗马。
用不同的方法对某个理论进行验证或者对某个物理量进行测量，用不同的途径对某个物理新发现的应用，用不同的思维路线探讨同一个问题，有利于发现问题，确认理论，深入认识。
电子的荷质比是一个基本的物理常数。英国的汤姆逊基于电子在高速运动中因电场和磁场发生偏转的原理，采用偏转法测量。德国的帕邢用光源分析等方法测定。吉布斯和威廉用氘的里德堡常数代替氢的里德堡常数，提高了光谱分析法的测量精确度。
之后，光谱分析法中又利用塞曼效应来测定。以后，巴尔登又利用X射线在金刚石棱镜中的折射测得电子荷质比。再以后，美国物理学家利用核磁共振方法也测定电子荷质比。
方法的多样化有益于决策者从中择优，如果只有种方法，用就是了，则谈不上去决策。例如打捞沉船、沉物，办法就很多，用发散思维想出尽可能多的办法，然后才好根据实际情况择优。
公元1066年的宋朝英宗年代，黄河发过一次大水，冲断了一座浮桥。为固定浮桥而放在两岸上的四只上万斤的“镇水”铁牛，也被拉入河中中下几十丈远，陷入淤泥之中。要重建浮桥，恢复黄河两岸的交通，得先把拴浮桥的四只铁牛打捞上来牵到岸边。谈何容易！掌管筑桥的官员写了招贤榜，求助于民间的有才之贤。
一个名叫怀丙的和尚揭了榜。他想既然在河水暴涨时水的浮力能把浮桥顶起，把上万斤重的铁牛拉下来而随浮桥一起冲向下游的淤泥里；那么利用浮力不是同样可以把铁牛从淤泥里拔出来，再牵到两岸吗？
怀丙挑选了两条大船，每条船都装有上万斤的泥沙，划到铁牛沉没的水面上。然后，他令人把两船并排起来，中间架起一根粗大而坚硬的木杠，用铁索把铁牛牢牢地捆绑在大木杠上。
两条大船因为装满了泥沙，所以“吃水”很深。木船受的浮力也很大，它与船重加泥沙重相平衡。待一切准备好了以后，怀丙让船上的人把船上的泥沙铲到河里去。
这样，船上的泥沙越来越少，两条大船受到的浮力就超过了船重加上余沙的重量。多余的浮力正好用于往上拔铁牛。当船上的泥沙扔完了，多余的浮力超过了铁牛在水里的重量，铁牛就渐渐地从淤泥里拔出来了。
除了怀丙的办法，还可以想出别的方法：
弄几十个、上百个气球，让潜水员把气球拴在沉船上，然后往气球里充氢气，靠空气对气球的浮力把沉物拉起来。
用热气球也能把沉物拉起来。
用潜水艇打捞沉物、沉船更有效。潜艇能够在水中自如地沉浮、是因为潜艇早有一个压水仓。当压水仓中灌进水，潜艇就会下沉；压水仓里的水被排出，潜艇就上浮，让上浮的潜艇拉出沉物、沉船。
多样才是存在。月亮只有一个，但以月亮为题材的乐、诗、画比比皆是。仅以乐曲为例就有：气派豪放的古乐府《关山月》，音色柔媚的琵琶曲《月儿高》，对月抒怀的《汉宫秋月》，轻歌曼舞的《花好月圆》，表现月夜宁静的舒曼的音乐诗《月夜》，表现月夜轻柔的德彪西的浪漫曲《明月之光》，描绘月夜西湖的《三潭印月》，刻画江南水乡月夜秀色的《春江花月夜》，轻快的《阿细跳月》，典雅的《彩云追月》，愤懑难平的《二泉映月》。
多样才是和谐。七色才是阳光，五味才是人生。同样是节日，春节气氛最浓，中秋吃月饼赏月，端阳节包粽子划龙舟，清明节踏青祭祖，泼水节、火把节、乞巧节、重阳节，各具风采。
多样化的宇宙万物，决定了研究认识世界的多样化方法。本书中列举了研究物理学的归纳、演绎、分析、综合、类比、比较、分类、实验、图示、概率论、混沌、对称、守恒、理想化、假说、分割、元过程、想像、联想、示踪、转换、放大、移植、求异、逆向、发散、模型、模拟、顿悟诸法，构成了物理方法的网络。世界上没有包治百病的方法，需要多样化的方法认识世界。
（二）埃拉托色尼测地球
亚历LU大城是马其顿国王亚历山大在地中海岸的尼罗河口修建的一座港口城市。公元前305年，埃及托勒密王国兴起，国王托勒密一世大力扩建城市，网罗人才。亚历山大有一个藏书70万卷的图书馆，著名的天文学家埃拉托色尼曾担任过图书馆馆长。
埃拉托色尼有机会常常来往于亚历山大和塞恩（今埃及阿斯旺）之司。他发现，每年夏至这天，正午的太阳可以直射到塞恩的一口深井底部，也就是说太阳正位于头顶正中，在地面上的物体不会留下影子。但在亚历山大，夏至那天中午的太阳在头顶之南，因此物体会在地上留下一条影子。
埃拉托色尼在影子与地球周长二者之间建立了联系。埃拉托色尼在亚历山大测得太阳方向与天顶方向夹角为7．2°，那么，从地心到塞恩和从地心到亚历山大两条直线的夹角也必为7．2°。埃拉托色尼开始计算了7．2°等于圆周360°的1/50。塞恩和亚历山大之间的距离为800千米，聪明的埃拉托色尼由此计算出地球的周长约为40000千米。这个结果跟地球的真实周长相差无几。在2000多年以前就能用如此巧妙的科学方法测出这么一个接近实际的数字，足以说明思维的力量太了不起了。
（三）玛司克林称地球
一把椅子，一个人的质量是多少？只要用天平、台秤、杆秤去称称就知道了。
可是，偌大个地球放在什么秤上才能称得它的质量啊？而万有引力定律，却会使人轻而易举地求出地球的质量。
英国的玛司克林在1775年，用一根线系一个铅球悬挂在苏格兰的西黑林山，第一次称过地球。
大家知道，凡是悬有铅球的线一般指向地球中心，也就是垂直于水平地面的。可是在大山边，又受到西黑林山的万有引力作用，铅球还得向大山方向移动。
铅球所以能静止在一个位置上，就是因为铅球所受的地球引力和大山引力的合力与绳子的张力相平衡。所以，该张角∠BOA的正切等于大山对铅球的引力与地球对铅球引力之比，即：tg（∠BOA）=G·m球m山（铅球到大山质心的距离）2∶G·m球M地（铅球到地心距离）2=m山（铅球对大山威山的距离）2/M地（地球半径）2。玛司克林测出∠BOA的度数，又估计了大山的质量和大山质心到铅球的距离，根据已知的地球半径，将这些数据代入上式，便求出地球的质量为5.5×1024千克。这个数字虽然不太精确，但他的思维灵活性实在是令人钦佩的。
（四）牛顿的失误
“谁要是有闲暇和宁静来读这本书，就会重新生活于伟大的牛顿在他青年时代所经历的那些奇妙的事件当中。对于他，自然界是本打开的书，一本他读起来毫不费力的书。”这是爱因斯坦为牛顿的《光学》重印本所写的序言中的一段话。牛顿是近代光学的奠基者，但是牛顿也有过失误。
牛顿很想改进望远镜。因为望远镜有两种缺陷：球面像差和色差。球面像差是指同一光源发出的近轴光线和远轴光线通过透镜后，由于成像位置不同而使像的边缘成模糊状；色差是白光经过透镜后，由于同一透镜对不同色光折射率不同，而使像的边缘呈彩色模糊状。牛顿下决心要消除色差这种缺陷。
他买了一块玻璃棱镜，经过一系列实验后得出结论：白光通过棱镜后之所以分成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光，是因为白光本来就是由这些色光混合而成的，绝不是无中生有或是由白光变的。
牛顿的结论使色差的原因找出来了，像的大部分因色光混合仍呈白色，像的边缘因色光折射而分开形成色差。如何消除色差呢？牛顿想：如果不同的物质对光具有不同的折射率，那么，色彩也许可以通过不同折射率的透镜组合得以消除。
牛顿设计了一个实验：在一个注满水的玻璃棱镜容器中，放一个玻璃棱镜，以观察光线通过这种组合棱镜后，是否会发生什么变化。牛顿设想：如果水和玻璃对光具有不同的折射率，那么，这一水和玻璃的组合一定会使折射发生某些变化，牛顿的设想十分合理，但是他将这个实验重复了多次，仍然没有发现折射情况有何改变。不应当没有变化啊，但是实验的结果确实如此，牛顿万万没有想到，他所选的玻璃和水恰好有相同的折射率。
如果牛顿更换另一些透明物质，再做一些实验，他可能会有新的发现。但是牛顿轻率地下结论了：所有的不同的透明物质都是以相同的方式折射不同的色光。有这样的一个结论，那么试图用不同的透明物质的组合来解决色差问题当然就不可能。牛顿逝世以后，人们经过实验知道牛顿错了，人们明白了不同的透明物质对色光有不同的折射率，并用不同的玻璃制成了消除色差的复合透镜。
牛顿和他以后的科学家都运用了实验和归纳的方法，都是从个别推出一般，但是牛顿失败了，而后来的科学家成功了，这说明归纳方法对科学发现有一定效用，但它又是不完善的。
物理学研究中很多情况下需要运用归纳的方法。归纳法是以观察、测量、实验为手段，在大量经验材料的基础上进行概括，把事物的本质和规律揭露出来，以求最终建立最普适的定理。从个别推出般，由个性寻求共性，这是归纳法的本质所在。在物理学发展的过程中，运用归纳推理方法提出科学假说，建立科学理论的成果举不胜举。
牛顿由地球和月球之间、太阳和地球之间、地球与火星之间等互相吸引的个别事例，作出任何两个物体之间都互相吸引的假说，进而创立了万有引力定律。
巴耳末在对氢原子的光谱谱线的研究中，找出氢原子光谱中可见光谱线波数N的经验公式：N=R（12-1n2）。这些经验公式虽然是根据有限次数的实验或观测取得的，虽然有局限性，但是在此基础上提出的假设，可以为发展完整理论提供积极的线索。巴耳末就是在有限的经验公式的基础上，提出了氢原子内在规律表现的假说。
卢瑟福根据α粒子散射实验这个个别事实，提出原子核式结构模型的假说，伦福德根据钻头钻炮筒产生大量热量使水沸腾这样一些个别事实，否定了“热质说”，提出了“热动说”的假说；迈耳发现船员进入热带后，血液比在欧洲时更红，他根据这样一些个别事实，联想到食物的化学能与热能转换问题，最早提出能量守恒和转化定律。
我们不可能把某类自然现象枚举穷尽。因此，只能根据我们已经把握的一部分事物的某些属性进行归纳，因此，难免以偏概全，作出的结论不是完全可靠的。例如，在常温下，金、银、铜、铁、锡都具有固体的特征，于是就由此归纳出“一切金属都是固体”的一般结论，那么汞呢？它可不是固体。牛顿的错误在于过分相信个别的事实，过分相信归纳方法。
归纳推理具有探险的性质，既然是探险，就是说它有时可以成功，有时也可以失败，结果飘忽不定。但是我们如果坐在家里不探险，就不可能发现奇迹，因此，既便归纳方法有局限性，它仍然是人们认识世界的基本方法之一。
成功了，会鼓舞更多的人去开拓；失败了，也会给后者提供有益的启示和发展的余地。归纳推论要得到较高的成功率，应当满足两个要求：一是取样要多，二是取样要有代表性。
（五）发现了海王星
1781年，英国天文学家赫歇耳在土星之外发现了一个新的行星，取名为天王星。这以后，天文学家经过多次观察，计算出天王星的运行表。根据牛顿的万有引力定律计算出来的天王星的运行情况与观察的实际位置有时候吻合，有时候不太符合，有时候相差不少。有人认为万有引力定律在比较远的空间不能严格有效，怀疑牛顿力学的正确性。然而有人坚信，万有引力定律是正确的，他们用演绎方法的“三段论法“得出了一个结论：大前提：牛顿的万有引力定律是正确的。
小前提：对天王星的观测，观测事实与万有引力计算结果不符。
结论：在天王星之外还有一颗行星，它们之间的吸引力也应当参加计算。
由于他们坚信大前提是正确的，所以也坚信结论是正确的。
英国剑桥大学青年数学家亚当斯根据天文星的实际位置，按照万有引力定律来计算，在1845年算出了这颗未知行星的轨道。他向英国格林尼治天文台求助，希望用望远镜找到这颗行星。格林尼治天文台没有理会亚当斯的报告，把报告扔到了一边。
第二年，又有一位法国青年勒维烈也做了相同的工作。勒维烈因研究天王星运行的反常问题，作了一系列的报告，送呈法国科学院，他的论文《论使天文星运行失常的行星，它的质量、轨道和现在的位置》，预言了未知行星的位置和其他参数。同时他又给柏林天文台写信，说明行星现在的位置，柏林天文台收到信后，当天晚上就通过望远镜在勒维烈预告的新行星出现的位置只差52"的地方，找到了这颗行星，取名为海王星。
海王星是由理论计算预测的，又通过实践而验证。
这件事充分说明了科学理论对科学实践的指导作用，也说明了实践是检验真理的惟一标准，只有得到实践的验证，理论才不只是设想。在理论预测之后的过程中，随时都必须求助于科学实践。
海王星发现后，人们又从海王星的轨道猜想它之外还有一颗行星存在，这最终导致了冥王星的发现。
（六）原子模型与科学假说
科学假说是根据一定的科学事实和科学理论，对研究中的问题所提出的假定，看法和说明。任何一项科学研究，都有预见的目的。因此，在人们要了解自然现象之前，人们的头脑对这种自然现象有一个初步的设想、推测或猜想，这就是提出假说。因为假说的形成是建立在真实的事实材料的基础上，所以它与迷信、瞎说有本质的区别。在科学研究活动中，假说是必不可少的，正如牛顿所说：“没有大胆的猜测，就做不出伟大的发现。”恩格斯认为，假说是自然科学的发展形式。
一个假说，最开始时可能很粗糙，很不完善，甚至可能是错误的。没关系，根据这个假说，人们通过实验进行深入研究，不断验证假说、修正假说，或否定旧假设、建立新假说，一步一步逼近真理。假说方法的作用和意义在不断修正的原子结构模型的建立过程中，得到了很好的体现。
汤姆逊模型
