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.

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.

На теоретическом уровне исполь­зуются следующие методы познания: абстракция, идеали­зация, мысленный эксперимент, индукция, дедукция, анализ, синтез, аналогия, моделирование. Абстракция Абстрагирование — это мысленное отвлечение от ка­ких-то менее существенных свойств, сторон, признаков изу­чаемого объекта или явления с одновременным выделени­ем, формированием одной или нескольких существенных сторон, свойств, признаков.

Результат, получаемый в процес­се абстрагирования называют абстракцией. Наиболее об­щие и абстрактные понятия, идеи и концепции естествозна­ния выражают общие и глубокие свойства природы. Ниже приведены определения основных абстракций ес­тествознания. Материя — это философская категория для обозначе­ния объективной реальности, которая отображается наши­ми ощущениями, существуя независимо от них.

В классическом представлении в естествознании раз­личают два вида материи: вещество и поле. В современ­ном представлении к этим двум следует добавить третий вид материи — физический вакуум. В классической механике Ньютона в качестве веще­ственных образований выступают материальная частица малых размеров — корпускула, часто называемая матери­альной точкой, и физическое тело или простое тело как еди­ная система корпускул, связанных между собой.

Идеальны­ми и предельно абстрактными физическими образами ре­ально существующих частиц и тел в классической механике служат материальная точка и абсолютно твердое тело как система материальных точек. Повседневный опыт показывает, что тела действуют друг на друга, что приводит к всевозможным изменениям и движениям. Взаимодействие тел в макромире происходит под действием силы тяготения и электромагнитных сил.

В классической механике понятие силы является фундамен­тальным. Сила — физическая мера взаимодействия тел и причина изменения их механического движения, т. е. их пе­ремещения друг относительно друга. Источником силы в соответствии с законом всемирно­го тяготения является масса тел. Согласно квантовой тео­рии поля, частицы, обладающие массой, могут рождаться из физического вакуума, представляющего собой совокуп­ность частиц с соответствующими им античастицами, при достаточно высокой концентрации энергии.

Таким образом, энергия выступает как еще более фундаментальная и об­щая концепция, чем масса, поскольку энергия присуща не только веществу, но и безмассовым полям. Движение — неотъемлемое свойство материи. Для ко­личественного описания движения сформировались представ­ления о пространстве и времени. Движение в самом общем виде рассматривается как изменение состояния физической системы.

Для описания состояния вводится набор измеряемых параметров, к ко­торым со времён Декарта относятся пространственно-временные координаты. В физике используются и другие параметры состояния систем: импульс, энергия, тем­пература, спин. Идеализация Идеализация — это особый вид абстрагирования. Это мысленное внесение определённых изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований. Приведем примеры идеализации.