Серия заметок для вдумчивых "Освежим школьные знания"
Физика
Уровень 7 класса
Как получает знания физика? В первую очередь посредством обычных наблюдений мы что-то начинаем познавать. Но иногда проводятся специальные опыты (эксперименты), дабы извлечь знания путём измерений. Таким образом, физика судит о чём-то с объективной точки зрения, опираясь на внешние и воспринимаемые данные, но выводы делаются сугубо субъективно. Можно ли так установить закон? Понять закон равносильно тому, чтобы познать причину движения. Даст ли ответы микромир? В физике утверждается, что причину явления можно найти в результате получения знания о строении вещества. Вещество состоит из элементарных частиц, атомов, молекул. Но всё это, как и само вещество, - материя. Что можно узнать, погружаясь в материю? Мы всего лишь расширяем горизонт материального мира. Все объекты микромира «лихорадочно вращаются». А мы знаем причину этого? Предел физического научного познания – квантовый мир, и то там много чего не совсем понятного. Откуда-то появляются и куда-то исчезают, так называемые, «виртуальные частицы». Где первооснова движения? Мы можем проникнуть вглубь квантовой реальности?
Скорее всего, наша способность познания ограничена, так как знание приобретается через опыт, но опыт мы получаем в жизни, воспринимая объекты физического мира. Объективно пока нельзя описать явления, распространяемые за границы предполагаемых квантов. Поэтому изучение физических явлений в рамках объективных ограничений может определяться термином «физикализм». Для нас некоторые уровни квантового мира уже являются сверхреальностью по отношению к тому, что реально может быть обнаружено. Физикализм есть «мировоззренческая и методологическая установка, придающая физике значение основы и идеала научного знания», согласно информации из Большой российской энциклопедии. Физикализм как мировоззрение чем-то сходится с материализмом, но физикализм суживает, по нашему мнению, знания о мире в пределах физических знаний, объективно обусловленных. И знания - основа физикализма.
Физика испытывает ряд ограничений, среди них уровень технического развития. Если приборы не могут дать достоверной информации, то ситуация определяет границы изучения физических явлений. Но проблема ещё носит мировоззренческий характер. Если учёный утверждает, что за физической реальностью, которая на данный момент доступна для обнаружения и непосредственного опыта, ничего нет, то это как раз и есть физикализм. Наоборот, если допускать, что вакуум не пустой, то это ближе к определённой философской позиции. Здесь больше имеют значение гипотезы. Когда-то понятие «атом» принадлежало философии, по сути, представления об атоме можно было считать гипотезами. История исследования микромира показывает, что пока нельзя однозначно ничего утверждать, так, например, неделимые элементарные частицы постоянно «теряют» свою неделимость. Если следовать в рамках подобной логики, то сугубо физическая реальность может уступить место сверхфизической реальности, а затем и вообще некой нефизической реальности. Здесь мы всё-таки подразумеваем материальную реальность, пусть и не физическую по своей природе. Да, доказательств нет. Или чувства у нас несовершенны или приборы грешат чувствительностью, но пытливый ум требует материала для размышлений, а тут основы физикализма – только отправная точка.
В мире вообще ничего нет без движения. Даже камни иногда падают. Если внешне какой-либо камень лежит себе, притаившись на дороге, то он объект. Но вдруг, по определённой причине, камень начинает падать, и это уже опять явление. Какие ещё примеры? Ну, скажем, дует ветер, и ветер – явление. Гремит, пугая народ, гром. Также всем знакомое явление. Замечаем, все явления подразумевают то или иное движение. Что-то появляется, а что-то исчезает, мы говорим о явлениях. Однако все появления и исчезновения, которые являются явлениями, происходят с материальными объектами, так называемой, неживой природы. Отсюда, физика имеет дело с такими телами физического мира, как, например, совокупностями молекул, ну, и другими физическими телами, которые гораздо крупнее. Физика изучает физические тела в движении, называя это явлениями, физическими явлениями.
Физические явления могут быть механическими, электрическими, звуковыми, световыми, а также тепловыми и магнитными. Все явления указывают на изменения, происходящие с телами или же веществами. Физические материальные тела – это вещества, главное, чтобы не было изменения состава этих веществ, допускается лишь изменение самих веществ. Стало быть, физические явления, это движение различных материальных форм, но не внутреннее изменение тел. Камень лежит на дороге, возможно, ему внутри «не хорошо», но физика интересует летящий камень. Для физики изучаемый ей мир – это мир внешних форм. Именно многочисленные материальные формы мы видим, когда нам предлагают оглядеться по сторонам. А что там внутри происходит? Этот вопрос уже не к физике.
Если сказать по-научному, то мир внешних материальных форм является объективным миром. То, что там внутри, оно субъективно. Любые движения, которые могут возникнуть в объективном мире, сразу привлекают физику к их изучению. Однако наблюдения всяких изменений, совершаемых в физическом объективном мире, иногда заканчиваются выведением законов. Это ещё зачем? Чтобы понять движение других объектов, тем самым установить закономерность в природе. Вообще, физики для себя и видят задачу, чтобы находить такие закономерности, которые бы распространялись и на другие физические явления. Тогда можно будет различные явления связать между собой. Допустим, произошло одно явление, и учёные уже знают, что за ним должно последовать другое явление. Именно подобные закономерности в физике называются законами. Физическими законами, если быть точнее. Например, тела падают на Землю, «без зазрения совести». Почему они падают? Кто их кидает? Сами же тела, «не обращают на нас внимания», падают себе. Законы природы, так сказать. Но физики не могут спать спокойно, причины падения их очень сильно волнуют. Хорошо, причиной падения тел на Землю называют – притяжение тел. Такой вывод был получен в результате открытия соответствующего закона. Падают тела, значит, притягиваются. Какие ещё примеры можно привести? Думается, каждый из нас, хоть раз, но подмечал, что день сменяется ночью. Почему так случается, причём, очень часто? Оказывается, смена дня и ночи объясняется вращением нашей планеты вокруг своей оси. Одно явление – вращение планеты, определяет другое явление (смену дня и ночи). Закон тут такой действует. Давайте ещё один пример. У нас уже чайник при нагревании «испускал» пузыри. А если в воздухе нагревание происходит? Если воздух прогревается равномерно, ничего страшного, только жарко. Однако при неравномерном нагревании (перепаде температур) воздуха возникает ветер. Зимой, кстати, бывают сильные ветра, кому-то повезло, у кого-то воздух лучше прогрелся. Но разница в давлении воздуха играет здесь свою роль.
Теперь итоги. Физика изучает движение физических тел, иначе говоря, физические явления в природе. Вместе с тем, природой интересуются и другие науки. Здесь, например, и химия, и биология, а также астрономия, география. У каждой науки свои особенности, но без законов физики не обходится ни одна наука. Применение законов физики, скажем в географии, нужно чтобы объяснить климатические явления. Изучение астрономией движения небесных тел также опирается на использование законов физики. Между прочим, все отмеченные выше науки, в которых важны законы физики, относятся к естественным наукам. Это такие науки, которые изучают природу (материальный мир). Физика – главная наука о природе, и она изучает физические явления, такие как таяние льда, кипячение воды, ветер, гром, электрические явления, падение камней, и многие другие явления.
В заключение хотелось бы проиллюстрировать различные виды явлений, с которыми можно столкнуться осенью, когда желтеют и опадают листья. Вообще, что происходит? Если кратко, основная вина здесь, прежде всего, возлагается на смену времён года. Солнечного света меньше, тепла меньше. И листья просто отмирают у деревьев (дереву больше не нужно много влаги зимой, которую содержат листья), что можно охарактеризовать как биологическое явление (для живых организмов). Что касается химических процессов, то они связаны с внутренними химическими реакциями (снижается образование хлорофилла из-за уменьшения количества света), которые есть в листьях. Ну, элементарное падение листьев на землю (притягиваются они) – сугубо физическое явление. Во избежание замерзания дерева, оно сбрасывает листья (биологический процесс), но листья «бросаются» на землю, так как действует физический закон, и ничего с этим не поделаешь. Перед тем, как «броситься» на землю, листья желтеют, но тут химия. Природа многое чего явно не показывает, только то, что мы можем наблюдать как движение объектов природы, называемым физическим явлением, пример тому, осенний листопад, который радует не только учёных своим проявлением физических законов, но и любого школьного мыслителя.
