•  
Нравится
Google+

§ 2. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ЯВЛЕНИЙ В ФИЗИКЕ И АСТРОНОМИИ

Методы познания природы. Еще древние ученые и философы Фалес, Анаксагор, Демокрит, Гераклит, Аристарх, Архимед знали, что в основе наук лежат наблюдения явлений и объектов природы. Аристотель наиболее четко сформулировал логический метод познания законов природы, основанный на осмыслении наблюдений. Таким образом формируются наши представления о телах и явлениях. Эти представления должны приближать нас к познанию истинной их сути. Однако, если при анализе будут допущены какие-либо ошибки, результат может оказаться далеким от истины и привести к ложным выводам. Таких ошибок не избежал и Аристотель. Например, он считал, что при отсутствии сил не может быть движения. Только в эпоху Возрождения ученым стало ясно, что действие сил изменяет только скорость движения тел. В истории науки немало примеров, когда из-за неправильных предпосылок возникали целые наукообразные учения, например алхимия и астрология, которые в принципе не могли привести к объективному решению поставленных задач.

Одним из основоположников научного метода в естествознании был итальянский механик, физик и астроном Галилео Галилей, сочетавший наблюдения и их теоретический анализ.

Галилёй Галилео (1564—1642) — итальянский ученый, один из основателей точного естествознания. Впервые установил, что опыт — главный источник познания. Изготовил подзорную трубу и начал астрономические наблюдения. В трактате «Звездный вестник» (1610) описал сделанные им открытия: обнаружение гор на Луне, четырех спутников у Юпитера, темных пятен на Солнце; доказательство того, что Млечный Путь состоит из множества звезд.

Основа научного метода познания — наблюдениеизучаемого явления или процесса, а также проведение эксперимента и последующий их теоретический анализ.Наблюдения (непосредственные или с помощью приборов) и эксперимент позволяют узнать основные характеристики данного явления. По ним можно сформулировать гипотезуили построить модельявления. Для этого часто требуются повторные или дополнительные наблюдения и эксперименты в иных условиях. Результаты наблюдений и экспериментов позволяют уточнить модель и получить новые, ранее неизвестные данные. Если дальнейшие наблюдения или эксперименты подтверждают эти теоретические выводы, то модель можно считать правильно объясняющей явление.

Таким образом, как и во всех естественных науках, в физике и астрономии сочетаются как теоретические, так и экспериментальные методыпознания: эксперимент и теория в равной мере необходимы и взаимосвязаны.

Физика и астрономия едины. Они различаются лишь в характере используемого в них эксперимента: если основу физики составляет, как правило, активный, лабораторный эксперимент, являющийся как бы вопросом исследователя к Природе, то в астрономии активные эксперименты (типа лабораторного анализа метеоритов или космических экспериментов) весьма редки и чаще всего приходится ограничиваться пассивными наблюдениями. Говоря точнее, основу астрономии составляет качественный и количественный анализ различных видов излучения, приходящего на Землю из космоса. При этом особое значение приобретают методы математики и теоретической физики. Другая важная особенность астрономии — это огромные масштабы исследуемых объектов как в пространстве, так и во времени, что придает астрономии эволюционный характер: основная ее задача — изучать физический мир в его развитии.

Язык физики и астрономии. Во всех науках при построении и расчетах моделей, их анализе и обобщениях широко используются достижения математики. Математика — важнейший инструмент научного исследования. Основные физические и астрономические задачи формулируются в виде математических уравнений, решение которых нередко требует огромного труда или даже специальных разработок. Так, многие разделы математики развились благодаря решению задач в области физики и астрономии. Физика особенно помогает совершенствовать технику вычислительных операций. Современные компьютеры широко используются для решения физических и астрономических задач.

Связь физики и астрономии с другими науками. Границы, отделяющие физику от других наук, условны и изменяются с течением времени. Физика — основа естественных наук. Проникновение физики в астрономию, биологию, геологию, химию столь велико, что на их стыке возникли новые самостоятельные науки: астрофизика, биофизика, геофизика, физическая химия и химическая физика. Уже сами эти названия свидетельствуют о том, что физика — основа многих астрономических, биологических и химических исследований.

Взаимосвязь между физикой и астрономией очень тесная: обе эти взаимопроникающие науки исследуют окружающий нас мир. Астрономия пользуется методами физики, а физика обогащается достижениями астрономии. Обе дисциплины в основном различаются лишь масштабами исследуемых явлений и местонахождением соответствующих объектов. Физика в первую очередь рассматривает явления, наблюдаемые в земных условиях или в специальных лабораториях. Однако основные (фундаментальные) законы физики были открыты или проверены при изучении небесных тел. В свою очередь, и астрономия широко использует достижения физики, математики и техники. Главная задача астрономии — изучение физической природы, происхождения, эволюции объектов за пределами земной атмосферы.

Физика и техника. Современная техника возникла и развивалась на основе физики. Так развивались, например, радиотехника, авиационная, атомная и космическая техника. Техника, в свою очередь, дарит физике новые приборы для экспериментальных исследований. Это и электронная аппаратура, и ЭВМ, и огромные ускорители элементарных частиц, и приборы для изучения недр Земли, подводного мира, космического пространства.

 

1. Какие методы познания природы известны вам?
2. В чем особенности изучения природы в астрономии?
3. Приведите примеры, иллюстрирующие взаимосвязь физики, математи.
4. Обоснуйте справедливость утверждения: «Эксперимент и теория в равной мере необходимы и взаимосвязаны».

 

• На рисунке 2 изображен опыт, иллюстрирующий кипение воды. Какие методы изучения явления кипения воды при этом используются? Ответ обоснуйте.

Опубликовал(а) Дмитрий Иванов | Последнее обновление 10 ноября 2011 г. | В раздел Физика - 1540 просмотров #7 класс #Физика #астрономия #Галилёй Галилео