Кириллов Андрей Михайлович,

Физика (греческое «фюзис») - природа. Аристотель (IV в до н.э.). В русский язык слово введено М. Ломоносовым.

Что стимулирует научное познание? Любознательность, стремление увидеть общее в разрозненных проявлениях и признаках природных явлений, понять причины, вызывающие их, а также желание предсказать их возникновение. Любому рационально мыслящему человеку, несомненно, интересно узнать, чем отличаются различные звуки и что у них общего, что определяет разный цвет тел, что общего между падением тел на Землю и движением звезд и планет.

Физика – одна из основных наук о природе География изучает климат, а физика объясняет причину возникновения именно таких климатических условий, зарождение циклонов и т.д. Биология изучает растения и животный мир, физика объясняет, к примеру, как вода из почвы поступает к веткам, листьям деревьев (капилляры), и почему рыбы имеют обтекаемую форму тела. Астрономия изучает звезды, Солнце, планеты, а физика объясняет, почему планеты движутся вокруг Солнца, а не улетают от него и т. д.

Количественный подход Начало физике как науке количественной и экспериментальной положил итальянский ученый Галилео Галилей ( ), поставивший первые физические эксперименты и предложивший теоретическое объяснение движения тел. До Галилея изучение движения основывалось на чисто философских выводах и было описательным.

Физика – наука о наиболее простейших, общих и фундаментальных свойствах, окружающего нас материального мира. Именно в силу этого, понятия физики и ее законы лежат в основе любого раздела естествознания.

Физика, как и любая другая наука, основывается на количественных наблюдениях. Например, изучая падение тел разной массы, Галилей не просто наблюдал за движением, но и измерял высоту, с которой падают тела, и определял время их падения. В результате измерений Галилеем были получены количественные соотношения между величинами. Только с их помощью Галилею удалось объяснить закономерность падения тел на Землю.

Замечательное свойство физики втом, что изучая простые явления, можно вывести основные законы. Например, изучая процесс нагревания железа, можно установить закономерности нагревания других металлов. Задача физики – открытие и изучение законов, связывающих между собой различные физические явления, происходящие в природе.

Органы чувствв как источник информации об окружающем мире Органы чувствв, обеспечивая необходимый уровень адаптации человека к возможным изменениям внешней среды, ограничивают возможности познания человеком природных явлений из-за сравнительно узкого диапазона воспринимаемых ими информационных сигналов.

Органы осязания не позволяют отличать друг от друга достаточно мелкие шероховатости и различать слабые раздражители. Диапазон воспринимаемой температуры, а также концентрации вредных жидкостей на коже невелик и обеспечивает лишь режим биологического выживания организма. Рецепторы вкуса чувстввительны только к ограниченному набору химических соединений и веществ, потребляемых организмом. Органы обоняния реагируют лишь на некоторые газы, пары и их смеси в узком диапазоне концентрации. Невелики пороговые возможности восприятия малой и большой интенсивности звука органами слуха. Частотный диапазон сигналов, воспринимаемых человеческим ухом ……???….

Через органы зрения поступает наибольший объем информации. Однако здесь есть следующие ограничения: 1) человек не может воспринимать сверхвысокую интенсивность излучения; 2) не может различать последовательные короткие сигналы (длительностью менее 0,05 с); 3) видимый свет ограничен очень узким диапазоном длин волн от 380 нм до 780 нм; 4) невелика разрешающая способность глаза: минимальный размер объекта, различаемого глазом, оказывается порядка микрона.

Узкий диапазон восприятия органов чувствв – существенное препятствие, тормозящее развитие научных представлений об окружающем мире. Притча о пяти слепых, пытавшихся представить себе, что такое слон. 1-ый взобрался на спину слона и посчитал, что это стена. 2-ой ощупал ногу слона и решил, что это колонна. 3-ий взял в руки хобот и посчитал, что это труба. 4-ый дотронулся до бивня и заключил, что это сабля. 5-ый погладил хвост и заподозрил, что это веревка.

Таким образом, основываясь на «жизненном опыте» и доверяя только органам чувств человечек должен был придти к неоднозначным и противоречивым представлениям о структуре окружающего мира. Но несмотря на ограниченный диапазон восприятия органов чувствв, человек сумел определить структуру вещества и понять природу многочисленных эффектов вне этого диапазона. Человек получает дополнительную информацию с помощью приборов, экспериментальных установок, существенно расширяющих диапазон принимаемых информационных сигналов.

СПОСОБЫ ПОЗНАНИЯ (источники физических знаний) Наблюдения

Опыты (эксперименты)

Опыт отличается от простого наблюдения тем, что мы не ждем явления (с моря погоды), а сами вызываем явление. Опыты проводятся с определенной целью и по заранее составленному плану. Во время наблюдений и опытов производят измерения. Для составления плана опытов (экспериментов) необходимо иметь догадки о протекании явления. Это называется выдвинуть гипотезу.

Гипотеза – предварительные догадки оп протекании явления. Научная гипотеза является предположением о том, что существует связь между известным и вновь объясняемым явлением.

Следующий шаг – это обдумывание и объяснение результатов проведенных опытов (экспериментов), нахождение причин и закономерностей наблюдаемых явлений. Классификация и анализ экспериментальных данных выявляют характер изменения наблюдаемых величин или их постоянство. Результаты таких исследований формулируются в виде определенных закономерностей. Физический закон – описание соотношений в природе, проявляющихся при определенных условиях в эксперименте.

Особая ценность получаемого из опыта закона состоит в том, что с его помощью часто можно описать не только изучаемое явление, но и ряд других явлений и экспериментов. Сравнительно небольшое число основных, фундаментальных физических законов достаточно для описания многих природных явлений. Объяснить явление помогают интуиция, воображение, догадка.

Эксперимент. Закон. Теория. Научная теория содержит постулаты, определения, гипотезы и законы, объясняющие наблюдаемое явление. Примером физической теории является классическая теория тяготения, основоположником которой является Исаак Ньютон (англ. ученый, ).

Любая теория является некоторым приближением к реальности. Результаты теории постоянно проверяются экспериментом, являющимся критерием истинности теории. Расхождение теории с корректно поставленным экспериментом приводит к совершенствованию старой или созданию принципиально новой теории, дающей новые законы и более глубокое понимание физической реальности.

Особенностью фундаментальных физических теорий является их преемственность. Более общая теория включает частные, уже известные законы и определяет границы применимости предыдущей теории.

Домашнее задание Конспект Принципы соответствия и причинности (стр.7-8).