1. Задачи и методы физики
2. Физические величины и их измерение
3. О6 определении понятий и величин в физике
4. Системы единиц физических величин является их основой. Количественые соотношения между физическими величинами выясняотся в результате измерепий, паблюдений и эксперименталыиы исследований и лишь выражаотся на языке математики. Однако другого языка для построения физических теорий пе существует.
1. Задачи и методы физики

Задачи физики. Встречаясь в повседневной жизни и практической деятельности с различными физическими объектами, явлениями, ситуациями и связями между ними, человек создает в своем сознании модель, которая состоит из образов этих объектов, явлений, ситуаций и связей между ними, а также правил оперирования с ними. Модели физической действительности начали создаваться в сознании человека вместе с возникповением самого сознания. Поэтому нет ничего удивительного в том, что некоторые элементы этих моделей (например, понятия пространства и времени) столь глубоко укоренились в нашем сознании, что ряд философов считали их формами сознания, а не отраяением в сознании элементов внешнего мира. При изучении физики как науки весьма важно всегда иметь в виду модельный характер ее построений. Задача физики состоит в том, чтобы создать в нашем сознании такую картину физического мира, которая наиболее полно
отражает свойства мира и обеспечивает такие соотношения между элементами модели, какие существуют между элементами внешнего мира.

Абстракции и ограниченность моделей. В реальном физическом мире связи между явлениями и предметами столь многообразны, что охватить их все невозможно не только в практическом, но и в теоретическом принципиальном смысле. Последнее обстоятельство обусловлено неисчерпаемостью свойств материи. Поэтому при создании моделей принимаютея во внимание только существенные для данного круга явлений свойства и связи. Лишь благодаря такому ограничению удается создать модель, которую возможно охватить мысленным взором. Задача отбрасывания всего несущественного для данного явления выступает в качестве важнейшего элемента физического исследования. Например, при изучении законов движения планет вокруг Солнца нет необходимости принимать во внимание давление солнечных лучей и солнечного ветра на планеты, а при рассмотрении поведения хвостов комет их учет является необходимым. Известны многочисленные факты неудачи научного поиска из-за того, что исследователи пытались учесть факторы, которые для исследуемого явления не имеют значения.

Учет лишь существенных факторов сводится к абстрагированио от реальной ситуации и созданию модели в рамках принятых абстракций.

Используемые модели являются приближенными моделями, и их справедливость может быть гарантирована пишь в пределах применимости употребляемых абстракций. Вне этих пределов модель может стать неприменимой и даже бессмысленной.

Поэтому в физическом исследовании весьма важно иметь на каждом этапе ясное понимание, почему считается применимой именно та модель, которая используется. Здесь существенно подчеркнуть, что один и тот же физический объект в различных ситуациях может быть представлен различными моделями. Например, при рассмотрении движения Земли вокруг Солнца можно в качестве модели принять модель материальной точки с массой Земли, расположенной в ее центре. Эта же модель Земли применима в первом приближении при рассмотрении полетов спутников вокруг Земли на достаточно большом расстоянии от нее. Однако для более точного описания движения спутников такая модель неприменима, поскольку Земля не является строго шаром и ее масса неравномерно распределена по объему, благодаря чему сила тяготения, действующая на спутник, не сводится к силе тяготения материальной точки, расположенной в центре Земли. Кроме того, модель тяготеющей материальной точки допускает для спутников орбиты, проходящие от центра Земли на расстояниях, меньших ее радиуса, что невозможно ввиду неизбежного столкновения с поверхностью Земли.
Методы физики. Поскольку задача физики состоит в создании в нашем сознании модели внешнего мира, адекватно отражающей его строение и свойства, она может быть выполнена лишь в процессе практической деятельности человека по познанию и преобразованио мира. Человек от рождения не имеет в сознании никаких элементов модели внешнего мира и правил оперирования с ними. Они выработаны человечеством в результате всего исторического развития. Индивидуальный человек делает их элементами своего сознания посредством собственной деятельности и процесса обучения.

Научные исследования постоянно расширяют и углубляют физиqескую модель мира. Это может быть сделано лишь в результате эксперимента и наблюдения. Поэтому физика является наукой экспериментальной. Ее модели должны адекватно отражать свойства, обнаруживаемые в наблюдении и экспериментах. С другой стороны, границы применимости моделей также определяются экспериментом.

Следовательно, экспериментальный метод физики состоит в следующем: на основе эксперимента и наблюдений создается модель, в рамках которой делаются предсказания 0 явлениях, проверяемых в свою очередь в экспериментах и наблюдениях; в результате этого уточняется модель, делаются новые предсказания и т. д.

Наиболее существенный прогресс в физике происходит в двух случаях: во-первых, когда предсказания модели не подтверждаются экспериментом; во-вторых, когда открывается новый круг физических явлений, для которого нет моделей вообще. В первом случае приходится исправлять модель, а иногда заменять новой. Если замена модели связана с пересмотром основных представлений, то говорят о революции в физике. Во втором случае создается новый раздел физики.

Примером первого случая, когда пришлось пересматривать основные представления ньютоновской модели пространства и времени, является создание специальной теории относительности, примером второго случая – создание квантовой механики как нового раздела физики. В обоих случаях речь идет не об опровержении сущестьующих моделей, а об установлении границ их применимости и разработке новых моделей, особенности которых проявляются вне области применимости старых моделей.

Экспериментальный метод физики требует, чтобы всем представлениям, понятиям и другим әлементам, составляющим физическую модель, было дано однозначное истолкование. Необходимо, чтобы модель не содержала элементов, для которых не указано однозначного истолкования в виде соотношений либо с объектами, процессами, ситуациями ит. д. реального мира, либо с другими әлементами модели, которые уже определены.

Это обстоятельство имеет большое значение для изучения физики. Необходимо заботиться, чтобы каждый элемент изучаемой модели имел четко определенное содержание и ясно сформулированное соотношение с элементом реального физического мира.