Как мы получаем сведения о природе Одной из

Как мы получаем сведения о природе? Одной из ведущих естественных наук является физика. Физика изучает самые элементарные явления природы, лежащие в основе мироздания, и имеет своей задачей выявить и объяснить законы природы. Физика работает с моделямиупрощенно , описывающими изучаемые явления. 1

Как мы получаем сведения о природе? Ключевой вопрос – Как человек узнает про существование законов природы, каким образом нам удается их выявить и использовать? 2

Как мы получаем сведения о природе? Первым шагом всегда является наблюдение. Что это такое? 3

Как мы получаем сведения о природе? Следующий шаг- эксперимент. Что это такое? 4

Как мы получаем сведения о природе? В чем принципиальное отличие научного наблюдения от эксперимента? 5

Как мы получаем сведения о природе? Единственным способом проверки верности применяемой для описания изучаемого явления модели могут служить эксперимент или наблюдение. Естественные науки и, в первую очередь, физика, являются экспериментальными (наблюдательными). 6

Как мы получаем сведения о природе? «Я хотел бы, чтобы значение и роль хорошего эксперимента запомнились бы Вам в словах шутливого афоризма, принадлежащего героине романа «Джентльмены предпочитают блондинок» – одного из «классических» американских произведений: «Любовь – это хорошая вещь, но золотой браслет остается навсегда» . Я думаю, что мы, ученые, можем сказать: «Теория хорошая вещь, но правильный эксперимент остается навсегда» . Академик П. Л. Капица (1894 -1984), лауреат Нобелевской премии (1978) 7

Как мы получаем сведения о природе? Вместе с тем не стоит пренебрегать и теоретическими описаниями. Австрийский физик Л. Больцман (1846 -1906) говорил, что «…нет ничего более полезного и практичного, чем хорошая теория…» . 8

Как мы получаем сведения о природе? История науки демонстрирует движение к более глубокому пониманию природы, но не к полному ее объяснению. Природа всегда сложнее и неожиданнее любого объяснения. 9

Как мы получаем сведения о природе? «Часто приходится слышать, что цель физики состоит в объяснении природы или, по крайней мере, неживой природы. Что мы понимаем под объяснением? Объяснение — это установление нескольких простых принципов, описывающих свойства того, что подлежит объяснению. Если мы что-то поняли, то поведение этого «что-то» , т. е. те явления, которые с ним происходят, не должно удивлять нас какими-либо неожиданностями. Впечатление, что иначе быть не может, не должно покидать нас. Вигнер Е. (1902 -1995) лауреат Нобелевской премии (1963) Ясно, что в этом смысле физика не претендует на объяснение природы» . 10

Как мы получаем сведения о природе? Ясно, что в этом смысле (установление нескольких простых принципов) физика не претендует на объяснение природы. Нет ли противоречий в этом утверждении? 11

Как мы получаем сведения о природе? Эксперимент/наблюдение Гипотеза Теория 12

Как мы получаем сведения о природе? Эксперимент/наблюдение Гипотеза Все камни падают Почему? Теория 13

Как мы получаем сведения о природе? Аристотель (384 BC – 322 BC) Галилео Галилей (1564 – 1642) Исаак Ньютон (1643 – 1727) 14

Как мы получаем сведения о природе? Эксперимент/наблюдение Гипотеза Влияние гипотезы на картину мира Теория 15

Как мы получаем сведения о природе? Как гипотеза влияет на последующее создание картины МИРА 16

Как мы получаем сведения о природе? Как гипотеза влияет на последующее создание картины МИРА Человек наблюдает за Космосом тысячелетия. И видит одно и то же! Звезды, планеты, кометы… А как отличить звезду от планеты? 17

Как мы получаем сведения о природе? Клаудиус Птолемей (После 83 – около 168 AD) Картина Мира Птолемея 18

Как мы получаем сведения о природе? Николаус Коперник (1473 – 1543) 19

Как мы получаем сведения о природе? Эксперимент/наблюдение Гипотеза Теория Влияние гипотезы на картину мира Исходная гипотеза существенно влияет на вытекающую из нее теорию Каков принцип отбора гипотезы? 20

Как мы получаем сведения о природе? Каков принцип отбора гипотезы? «Бритва (лезвие) О ккама» —принцип, получивший название по имени английского монаха-францисканца, философа Уильяма Оккама (ок. 1285— 1349). В упрощенном виде он гласит: «Не следует множить сущее без необходимости» (либо «Не следует привлекать новые сущности без самой крайней на то необходимости» ). Принцип бережливости или закон экономии. 21

Как мы получаем сведения о природе? Содержание принципа Оккама можно упрощённо свести к следующему: не надо вводить новые законы, чтобы объяснить какое -то новое явление, если это явление можно объяснить старыми законами. Сейчас этот принцип – мощное орудие научной мысли. Сам же Оккам сформулировал этот принцип как подтверждение существования Божия. Им-то, по его мнению, точно можно все объяснить, не вводя ничего нового. 22

Как мы получаем сведения о природе? Примеры применения принципа Оккама n Наполеон якобы спросил Лапласа: «Что-то я не вижу в Вашей теории места для Бога» , на что Лаплас ответил: «Сир, у меня не было нужды в этой гипотезе» . n Когда ученики Платона попросили дать определение человека, величайший философ сказал: «Человек есть животное о двух ногах, лишённое перьев» . Услышав это, Диоген поймал петуха, ощипал его и, принеся в Академию, объявил: «Вот платоновский человек!» . После чего Платон вынужден был добавить к своему определению: «И с плоскими ногтями» . n На языке теории информации принцип «Бритвы Оккама» гласит, что самым точным сообщением является сообщение минимальной длины. n Эйнштейн переформулировал принцип «Бритвы Оккама» : «Всё следует упрощать до тех пор, пока это возможно, но не более того» . 23

Как мы получаем сведения о природе? Изучая какое-либо явление, следует сначала попытаться объяснить его исходя из внутренних причин. Если же это не получилось, то подключать новые сущности. К примеру, исторические события следует сначала объяснить экономическими, политическими причинами, ролью личности в истории. Лишь только в том случае, если всего этого недостаточно, следует вводить в историю инопланетян, масонов и прочие сущности, непосредственно к ней не относящиеся 24

Как мы получаем сведения о природе? Каковы принципы, позволяющие проверить правомерность новых представлений, их объективность, независимость от исследователя? 25

Как мы получаем сведения о природе? Во-первых - преемственность. Так теория относительности Эйнштейна не только объясняет поведение тел при скоростях близких к скорости света, но и содержит в себе сформулированный Галилеем принцип относительности движения. И, кроме того, предсказывает новые явления природы, не известные до сих пор. 26

Как мы получаем сведения о природе? Во-вторых - подтверждение результатов теоретических расчетов и моделей экспериментом. Только эксперимент является последним критерием верности либо ошибочности модели, теории. 27

Как мы получаем сведения о природе? Астрология, психокинез, колдовство, загробная жизнь, сверхъестественные явления, черная магия, телепатия, летающие тарелки, машина времени, магические пирамиды либо требуют введения сил и взаимодействий, с которыми никогда не сталкивались физики, либо нарушают основные законы физики. Список может быть продолжен. В этом нам активно помогают средства массовой информации. 28

Как мы получаем сведения о природе? Тема следующей лекции «Измерения» 29