Слайд 1Как 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 моделями, упрощенно описывающими изучаемые явления.
Слайд 2Как мы получаем сведения о природе?
Ключевой вопрос –
Как
человек узнает про существование законов природы, каким образом нам удается
их выявить и использовать?
Слайд 3Как мы получаем сведения о природе?
Первым шагом
всегда
является
наблюдение.
Что это такое?
Слайд 4Как мы получаем сведения о природе?
Следующий шаг-
эксперимент.
Что это такое?
Слайд 5Как мы получаем сведения о природе?
В чем принципиальное отличие
научного наблюдения от эксперимента?
Слайд 6Как 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).
Слайд 7Как 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)
Слайд 8Как 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…».
Слайд 9Как 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.
Слайд 10Как 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.
Ясно, что в этом смысле физика не претендует на объяснение природы».
Вигнер Е. (1902-1995)
лауреат Нобелевской премии (1963)
Слайд 11Как 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?
Слайд 12Как мы получаем сведения о природе?
Эксперимент/наблюдение
Гипотеза
Теория
Слайд 13Как мы получаем сведения о природе?
Эксперимент/наблюдение
Гипотеза
Теория
Почему?
Все
камни падают
Слайд 14Как мы получаем сведения о природе?
Аристотель
(384 BC – 322
BC)
Галилео Галилей
(1564 –1642)
Исаак Ньютон
(1643 –1727)
Слайд 15Как мы получаем сведения о природе?
Эксперимент/наблюдение
Гипотеза
Теория
Влияние гипотезы
на
картину мира
Слайд 16Как мы получаем сведения о природе?
Как гипотеза влияет на
последующее создание картины МИРА
Слайд 17Как 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?
Слайд 18Как мы получаем сведения о природе?
Картина
Мира Птолемея
Клаудиус Птолемей
(После 83 – около 168 AD)
Слайд 19Как мы получаем сведения о природе?
Николаус Коперник
(1473 –1543)
Слайд 20Как 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?
Слайд 21Как мы получаем сведения о природе?
Каков принцип отбора гипотезы?
«Бритва (лезвие) О́ккама» —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.
Слайд 22Как 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.
Слайд 23Как мы получаем сведения о природе?
Примеры применения принципа Оккама
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».
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».
На языке теории информации принцип «Бритвы Оккама» гласит, что самым точным сообщением является сообщение минимальной длины.
Эйнштейн переформулировал принцип «Бритвы Оккама» : «Всё следует упрощать до тех пор, пока это возможно, но не более того».
Слайд 24Как 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
Слайд 25Как мы получаем сведения о природе?
Каковы принципы, позволяющие проверить
правомерность новых представлений,
их объективность,
независимость от исследователя?
Слайд 26Как 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.
Слайд 27Как мы получаем сведения о природе?
Во-вторых - подтверждение результатов
теоретических расчетов и моделей экспериментом.
Только эксперимент является последним критерием
верности либо ошибочности модели, теории.
Слайд 28Как 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.
Слайд 29Как мы получаем сведения о природе?
Тема следующей лекции «Измерения»