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.

Материальная точка — тело лишённое всяких разме­ров. Это абстрактный объект, размерами которого пренеб­регают, удобен при описании движения. Абсолютно черное тело — наделяется несуществую­щим в природе свойством поглощать абсолютно всю попа­дающую на него лучистую энергию, ничего не отражая и не пропуская сквозь себя. Спектр излучения абсолютно черно­го тела является идеальным случаем, поскольку на него не оказывает влияния природа вещества излучателя или состо­яние его поверхности. Идеализацию применяют когда: 1.

  Реальные объекты слишком сложны для имеющихся средств теоретического и, в частности, математического анализа; 2.  Необходимо исключить влияние побочных свойств и процессов, скрывающих сущность явления, например, иде­альная паровая машина Карно; 3.   Исключаемые из рассмотрения свойства, стороны объекта в рамках данного исследования не влияют на его сущность.

Например, в ряде случаев атомы можно рассмат­ривать в качестве материальной точки, но не в случае изу­чения самого атома. При использовании идеализации следует учитывать их ограниченность в ряде случаев: ·                        Развитие научного познания заставляет иногда отказы­ваться от принятых ранее идеализированных представ­лений.

Например, Эйнштейн отказался от ньютоновс­ких идеализации «абсолютного пространства» и «абсо­лютного времени». ·                       Идеализация ограничена изучаемой областью явлений и служит для решения только определённых проблем. Например, «абсолютно черное тело».

·                       Эвристическая ценность идеализации определяется ис­ходными теоретическими предпосылками. Например, удачная идеализация Сади Карно тепловой машины под­водила к открытию механического эквивалента тепло­ты, однако он этого не сделал, т. к. верил в «теплород».

      Мысленный эксперимент Мысленный эксперимент — это метод теоретическо­го познания, который предполагает оперирование идеальным объектом. Это мысленный подбор положений, ситуаций, ко­торые позволяют обнаружить важные особенности исследуе­мого объекта. В этом он имеет сходство с реальным экспе­риментом. Кроме того, он предваряет реальный эксперимент в виде процедуры планирования.

Необходимо отметить следующие отличия мысленного эксперимента от реального: 1.  Исследователь оперирует не с реальными, а с идеа­лизированными объектами. Оперирование производится в со­знании. Он не требует материального обеспечения. 2.  Позволяет устранить мешающие физические ограни­чения. Примером служат мысленные эксперименты Гали­лея с исключением трения, которые привели к открытию за­кона инерции. 3.

   Мысленный эксперимент имеет эвристическую цен­ность. Например, мысленный эксперимент В. Гейзенберга. «В этом мысленном эксперименте соотношение неопреде­ленности было найдено благодаря абстрагированию, разде­лившему целостную структуру электрона на две противопо­ложности: волну и корпускулу. Тем самым совпадение результата мысленного эксперимента с результатом, полу­ченным математическим путем, означало доказательство объективно существующей противоречивости электрона как цельного материального образования и дало возможность понять это классически» [21].

Формализация Формализация — это метод теоретического познания, который заключается в использовании специальной симво­лики, позволяющей отвлечься от изучения реальных объек­тов, от содержания описывающих их теоретических поло­жений и оперировать вместо этого некоторым множеством символов, знаков. Примером формализации могут служить математические описания объектов и явлений, основанные на соответствующих теориях.

При этом используемая ма­тематическая символика не только помогает закрепить уже имеющиеся знания об исследуемых объектах, явлениях, но и выступает своего рода инструментом в процессе их даль­нейшего познания. Для построения любой формальной системы необходимо: ►   задание алфавита, т. е. определенного набора знаков; ►   задание правил, по которым из исходных знаков этого алфавита могут быть получены «слова», «формулы»; ►   задание правил, по которым от одних слов, формул дан­ной системы можно переходить к другим словам и формулам.

В результате создается формальная знаковая система в виде определенного искусственного языка. Важным достоинством этой системы является возможность прове­дения в ее рамках исследования какого-либо объекта чис­то формальным путем (оперирование знаками) без непо­средственного обращения к этому объекту. Другое достоинство формализации состоит в обес­печении краткости и четкости записи научной информации, что открывает большие возможности для оперирования ею.

Вряд ли удалось бы успешно пользоваться, например, тео­ретическими выводами Максвелла, если бы они не были компактно выражены в виде математических уравнений, а описывались бы с помощью обычного, естественного языка. Разумеется, формализованные искусственные языки не обладают гибкостью и богатством языка естественного. Зато в них отсутствует многозначность терминов (полисемия), свойственная естественным языкам.

Они характери­зуются точно построенным синтаксисом, устанавливающим правила связи между знаками безотносительно их содержа­ния, и однозначной семантикой (семантические правила фор­мализованного языка вполне однозначно определяют соот­несенность знаковой системы с определенной предметной областью). Таким образом, формализованный язык облада­ет свойством моносемичности.

Возможность представить те или иные теоретические положения науки в виде формализованной знаковой системы имеет большое значение для познания. Но при этом следует иметь в виду, что формализация той или иной теории воз­можна только при учете ее содержательной стороны. Толь­ко в этом случае могут быть правильно применены те или иные формализмы.