Морозова Елена Германовна , кандидат химических наук Введение в естествознание (учебное пособие) Рецензент: кандидат геолого-минералогических наук, священник Константин Буфеев Учебное пособие представляет собой курс естествознания, который мо­жет быть использован в системе высшего гуманитарного и среднего общего образования.

Исходя из них и приравняв их к «1», Планк полу­чил ряд производных единиц (длины, массы, времени и тем­пературы). Планк так писал по поводу единиц предложенной им системы: «Эти величины сохраняют свое естественное значение, пока законы всемирного тяготения, распростране­ния света в пустоте и два основных начала термодинамики останутся неизменными; они должны получаться одинаковыми, какими бы разумными существами и какими бы ме­тодами они ни определялись» [29].

Основное значение «естественных» систем единиц (к ним относится также система атомных единиц Хартри и не­которые другие) состоит в существенном упрощении вида отдельных уравнений физики. Однако размеры единиц та­ких систем делают их малоудобными для практики. Кроме того, точность измерения основных единиц подобных сис­тем, необходимая для установления всех производных еди­ниц, еще далеко недостаточна.

В силу указанных причин предложенные до сих пор «естественные» системы единиц не могут в настоящее время найти применения при решении вопроса об унификации единиц измерения. Вопрос об обеспечении единообразия в измерении ве­личин, отражающих те или иные явления материального мира, всегда был очень важным. Отсутствие такого еди­нообразия порождало существенные трудности для науч­ного познания.

Например, до 1880 года включительно не существовало единства в измерении электрических вели­чин: использовалось 15 различных единиц электрического сопротивления, 8 единиц электродвижущей силы, 5 единиц электрического тока и т. д. Сложившееся положение силь­но затрудняло сопоставление результатов измерений и рас­четов, выполненных различными исследователями.

Остро ощущалась необходимость введения единой системы элек­трических единиц. Такая система была принята первым международным конгрессом по электричеству, состояв­шимся в 1881 году. В настоящее время в естествознании действует преиму­щественно Международная система единиц (СИ), принятая в 1960 г. XI Генеральной конференцией по мерам и весам.

Международная система единиц построена на базе семи ос­новных (метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, канде-ла, моль) и двух дополнительных (радиан, стерадиан) еди­ниц. С помощью специальной таблицы множителей и при­ставок можно образовывать кратные и дольные единицы (например, с помощью множителя 10° и приставки «милли» к наименованию любой из названных выше единиц измерения можно образовывать дольную единицу размером в одну тысячную от исходной.

Международная система единиц физических величин является наиболее совершенной и универсальной из всех существовавших до настоящего времени. Она охватывает физические величины механики, термодинамики, электро­динамики и оптики, которые связаны между собой физи­ческими законами. Потребность в единой международной системе единиц измерения в условиях современной научно-технической ре­волюции очень велика.

Поэтому такие международные орга­низации, как ЮНЕСКО и международная организация зако­нодательной метрологии, призвали государства, являющие­ся членами этих организаций, принять вышеупомянутую Международную систему единиц и градуировать в этих еди­ницах все измерительные приборы. Существует несколько видов измерений. Исходя из ха­рактера зависимости измеряемой величины от времени, из­мерения разделяют на статические и динамические.

При статических измерениях величина, которую мы измеря­ем, остается постоянной во времени (измерение размеров тел, постоянного давления и т. п.). К динамическим отно­сятся такие измерения, в процессе которых измеряемая ве­личина меняется во времени (измерение вибраций, пульси­рующих давлений и т. п.). По способу получения результатов различают измере­ния прямые и косвенные.

В прямых измерениях искомое зна­чение измеряемой величины получается путем непосред­ственного сравнения ее с эталоном или выдается измери­тельным прибором. При косвенном измерении искомую величину определяют на основании известной математичес­кой зависимости между этой величиной и другими величи­нами, получаемыми путем прямых измерений (например, нахождение удельного электрического сопротивления провод­ника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения).

Косвенные измерения широко используются в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат. Технические возмож­ности измерительных приборов в значительной мере отра­жают уровень развития науки. С современной точки зрения, приборы, использовавшиеся учеными-естествоиспытателя­ми в XIX в.

и в начале XX столетия, были весьма несовер­шенны. Тем не менее с помощью этих приборов ставились иногда блестящие эксперименты, оставившие заметный след в истории науки, открывались и изучались важные законо­мерности природы. С прогрессом науки продвигается вперед и измеритель­ная техника. Наряду с совершенствованием существующих измерительных приборов, работающих на основе традици­онных, утвердившихся принципов (

замена материалов, из ко­торых сделаны детали прибора, внесение в его конструкцию отдельных изменений и т. д.), происходит переход к принци­пиально новым конструкциям измерительных устройств, ос­нованным на новых теоретических предпосылках. Так, на­пример, использование эффекта Мессбауэра позволило со­здать прибор с разрешающей способностью порядка 1013 % измеряемой величины.

  Глава 3 ОБЩЕНАУЧНЫЕ МЕТОДЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ПОЗНАНИЯ   Теоретический уровень научного исследования являет­ся рациональной (логической) ступенью познания. На тео­ретическом уровне с помощью мышления происходит пере­ход от чувственно-конкретного представления об объекте исследования к логически-конкретному. Логически-конк­ретное есть теоретически воспроизведенное в мышлении исследователя конкретное представление об объекте во всем богатстве его содержания.