Ошибкой древних мыслителей было то, что они стремились создать такую схему, которая объясняла бы все великое разнообразие явлений природы одновременно. Решение столь грандиозной задачи оказалось невозможным, и уже в Древней Греции стали выделяться и развиваться отдельные области, исследующие сходные явления. Так появились отдельные науки о природе, которые как бы разбили единый мир на фрагменты, включающие явления, объединенные общими признаками.
Такой подход хоть и противоестественен (ведь Мир един, все в природе взаимосвязано), но продуктивен. Каждая наука вырабатывала свой язык и способ исследования, наиболее подходящий для успешного изучения данной группы явлений, и прогресс в накоплении знаний заметно ускорился. Уже в V-I вв.до н.э. появились математика, астрономия, зоология, логика, психология, ботаника, минералогия, география, музыкальная акустика, механика, оптика, гидростатика, философия, этика, поэтика... Список впечатляет, но он выглядит более, чем скромно в сравнении с количеством наук сегодняшнего дня, одно перечисление которых займет объем этой книги.
Каждая наука имеет свой объект изучения. Вы без труда назовете объект изучения астрономии, географии, геолдогии, медицины, ботаники, зоологии, истории, некоорых других наук. Сложнее всего указать объект изучения физики.
Слово physis в буквальном переводе означает "природа". Так что же, физика - наука о природе? Но и остальные естественные науки тоже о природе. Чем же физика отличается от них?
Природой чаще всего называют окружающий мир или часть мира, скажем особенности климата, растительного и животного мира какой-нибудь области (говорят: "Изумительная природа" или "природы райский уголок" и т.п.). Но слово "природа" имеет и другой смысл: природа - сущность, внутреннее основное свойство явления, какая-то скрытая закономерность, определяющая протекание, ход явления. Например ученик совершает недостойный поступок. А почему? Причин (сущностей) может быть очень много: от плохого самочувствия до прямой корысти. И было бы полезно, прежде чем реагировать на поступок, выяснить эту сущность. Только тогда человеку можно помочь. А в чем смысл (сущность, природа) поразительной способности животных (птиц, угрей), совершающих тысячекилометровые странствия, ориентироваться в пространстве.
Вот в этом смысле и было использовано слово physis (физика) для обозначения нашего предмета: задача физики - вскрыть сущность, внутренние закономерности явлений природы.
Но у вас может возникнуть вопрос: разве задача других естественных наук не такова же? Или, например, астрономы только наблюдают космические явления и описывают их, а поиск закономерностей оставляют другим?
Справедливое замечание. Действительно, задача всех естественных наук - поиск закономерностей (раскрытие природы) явлений, входящих в круг интересов каждой из наук. Различаются лишь объекты изучения: географы изучают Землю, ее рельеф, строение, народонаселение, климатические зоны и т.п., ботаники - растительный мир, зоологи - животный и т.д. Значит, чтобы окончательно определить предмет, нужно назвать явления, которые изучают физики. Какие же?
Ответ и прост, и на первый взгляд парадоксален: физики изучают все явления в окружающем мире!
Что же получается? от чего ушли, к тому и пришли? Физики остались на позициях ученых древнего мира, пытавшихся вскрыть гармонию Мира в целом? Но это путь тупиковый, как выяснилось уже в те далекие времена.
Физики действительно изучают все явления природы, но цель изучения изменилась. Вот современное определение предмета физики:
физика - это наука о наиболее простых и вместе с тем наиболее общих свойствах тел и явлений.
«О наиболее простых и вместе с тем наиболее общих свойствах» - в этом секрет физики! Изучая какое-то явление, физики не ставят цель выяснить как можно больше, установить все многообразие его свойств и связей, а выделяют в этом явлении то, что объединяет его со всеми другими явлениями природы.
Таким образом, физики поставили перед собой задачу исключительной сложности: открыть самые общие закономерности Мира, которые проявляются во всех явлениях природы. Эта задача и впрямь перекликается с идеями античных мыслителей, и если бы не метод, гарантирующий истинность физического знания, то к нему можно было бы отнестись с недоверием, как к мифологическим построениям.
Какое же место занимает физика в группе естественных наук?
Слова "о наиболее простых свойствах тел и явлений" в определении как бы принижают значение физики. Предмет изучения биологии, социальных наук намного сложнее: загадка живого, тайна Человека и общества людей. Действительно, как вы в дальнейшем узнаете, законы физики очень просты по смыслу и форме. Но ...
Но в определении есть слова "о наиболее общих", и они сразу поднимают физику на самую высокую ступень сложности, так как докопаться до общего в разнообразии тел и явлений чрезвычайно трудно. Чтобы убедиться в этом, выберите десяток предметов (звезда, муха, дерево, облако, стол...) и попробуйте отыскать это общее. Ну как? Не проще дела обстоят и с явлениями. что общего у таких явлений: гроза, кипение воды, пламя свечи, бег человека?.. открыть закономерности, общие для всех тел и явлений, очень и очень трудно. Путь к открытию занимает всего век - другой времени, суммируя усилия нескольких поколений ученых.
Таким образом, физика одновременно и проста (по результатам; «И как мы этого не замечали?» - нередко будет приходить вам в голову, когда вы познакомитесь с результатами), и сложна, так как вскрывает самые глубокие закономерности всей Природы.
Физики накопили значительное количество сведений, которые понадобились и представителям других естественных наук. Это не удивляет, ведь открытия физиков касаются всех тел и явлений природы. Сегодня успешно развиваются астрофизика, биофизика, химфизика, геофизика, техническая физика, в которых объекты соответствующих наук изучаются на основе законов физики и ее методами. Другими словами, наряду с дифференциацией (разделением) наук идет и процесс их интеграции (соединения). Hе придем ли мы когда-нибудь к единой науке peri physeos (о природе), как это было в начале пути? Не исключено!
Приведем примеры нескольких групп явлений, представляющих интерес для физики.
Все тела независимо от их природы имеют некоторую протяженность, занимают какое-то место в пространстве. Значит, пространство - объект изучения физики.
Аналогично все явления живой и неживой природы протекают во времени. Значит, и время - предмет внимания физиков.
Общим свойством тел является их перемещение в пространстве или механическое движение. Учение о движении - механика - основной раздел физики.
Важную роль во всех явлениях природы играют тепловые процессы, связанные с получением тепла и передачей его от одних тел к другим. Раздел физики - термодинамика - изучает тепловые явления и свойства тел во всем их разнообразии.
Менее очевидна всеобщность электромагнитных явлений, если не считать рукотворного электричества - электрифицированного производства и быта. Но стоит только сказать, что все частицы, из которых построены тела, скреплены именно электромагнитными силами и что свет и друге излучения имеют электромагнитное происхождение, и этого достаточно, чтобы ощутить всеобщее значение законов электродинамики - раздела классической физики.
В физике издавна и по сей день существует и еще одно направление исследования. Речь идет об изучении строения вещества, поиске "кирпичиков" мироздания, "строительного материала", из которого созданы все тела.
Такова в общих чертах физика, простая и сложная, открывающая необыкновенную внутреннюю гармонию Мира за многообразием обыкновенных вещей и событий.
Такой подход хоть и противоестественен (ведь Мир един, все в природе взаимосвязано), но продуктивен. Каждая наука вырабатывала свой язык и способ исследования, наиболее подходящий для успешного изучения данной группы явлений, и прогресс в накоплении знаний заметно ускорился. Уже в V-I вв.до н.э. появились математика, астрономия, зоология, логика, психология, ботаника, минералогия, география, музыкальная акустика, механика, оптика, гидростатика, философия, этика, поэтика... Список впечатляет, но он выглядит более, чем скромно в сравнении с количеством наук сегодняшнего дня, одно перечисление которых займет объем этой книги.
Каждая наука имеет свой объект изучения. Вы без труда назовете объект изучения астрономии, географии, геолдогии, медицины, ботаники, зоологии, истории, некоорых других наук. Сложнее всего указать объект изучения физики.
Слово physis в буквальном переводе означает "природа". Так что же, физика - наука о природе? Но и остальные естественные науки тоже о природе. Чем же физика отличается от них?
Природой чаще всего называют окружающий мир или часть мира, скажем особенности климата, растительного и животного мира какой-нибудь области (говорят: "Изумительная природа" или "природы райский уголок" и т.п.). Но слово "природа" имеет и другой смысл: природа - сущность, внутреннее основное свойство явления, какая-то скрытая закономерность, определяющая протекание, ход явления. Например ученик совершает недостойный поступок. А почему? Причин (сущностей) может быть очень много: от плохого самочувствия до прямой корысти. И было бы полезно, прежде чем реагировать на поступок, выяснить эту сущность. Только тогда человеку можно помочь. А в чем смысл (сущность, природа) поразительной способности животных (птиц, угрей), совершающих тысячекилометровые странствия, ориентироваться в пространстве.
Вот в этом смысле и было использовано слово physis (физика) для обозначения нашего предмета: задача физики - вскрыть сущность, внутренние закономерности явлений природы.
Но у вас может возникнуть вопрос: разве задача других естественных наук не такова же? Или, например, астрономы только наблюдают космические явления и описывают их, а поиск закономерностей оставляют другим?
Справедливое замечание. Действительно, задача всех естественных наук - поиск закономерностей (раскрытие природы) явлений, входящих в круг интересов каждой из наук. Различаются лишь объекты изучения: географы изучают Землю, ее рельеф, строение, народонаселение, климатические зоны и т.п., ботаники - растительный мир, зоологи - животный и т.д. Значит, чтобы окончательно определить предмет, нужно назвать явления, которые изучают физики. Какие же?
Ответ и прост, и на первый взгляд парадоксален: физики изучают все явления в окружающем мире!
Что же получается? от чего ушли, к тому и пришли? Физики остались на позициях ученых древнего мира, пытавшихся вскрыть гармонию Мира в целом? Но это путь тупиковый, как выяснилось уже в те далекие времена.
Физики действительно изучают все явления природы, но цель изучения изменилась. Вот современное определение предмета физики:
физика - это наука о наиболее простых и вместе с тем наиболее общих свойствах тел и явлений.
«О наиболее простых и вместе с тем наиболее общих свойствах» - в этом секрет физики! Изучая какое-то явление, физики не ставят цель выяснить как можно больше, установить все многообразие его свойств и связей, а выделяют в этом явлении то, что объединяет его со всеми другими явлениями природы.
Таким образом, физики поставили перед собой задачу исключительной сложности: открыть самые общие закономерности Мира, которые проявляются во всех явлениях природы. Эта задача и впрямь перекликается с идеями античных мыслителей, и если бы не метод, гарантирующий истинность физического знания, то к нему можно было бы отнестись с недоверием, как к мифологическим построениям.
Какое же место занимает физика в группе естественных наук?
Слова "о наиболее простых свойствах тел и явлений" в определении как бы принижают значение физики. Предмет изучения биологии, социальных наук намного сложнее: загадка живого, тайна Человека и общества людей. Действительно, как вы в дальнейшем узнаете, законы физики очень просты по смыслу и форме. Но ...
Но в определении есть слова "о наиболее общих", и они сразу поднимают физику на самую высокую ступень сложности, так как докопаться до общего в разнообразии тел и явлений чрезвычайно трудно. Чтобы убедиться в этом, выберите десяток предметов (звезда, муха, дерево, облако, стол...) и попробуйте отыскать это общее. Ну как? Не проще дела обстоят и с явлениями. что общего у таких явлений: гроза, кипение воды, пламя свечи, бег человека?.. открыть закономерности, общие для всех тел и явлений, очень и очень трудно. Путь к открытию занимает всего век - другой времени, суммируя усилия нескольких поколений ученых.
Таким образом, физика одновременно и проста (по результатам; «И как мы этого не замечали?» - нередко будет приходить вам в голову, когда вы познакомитесь с результатами), и сложна, так как вскрывает самые глубокие закономерности всей Природы.
Физики накопили значительное количество сведений, которые понадобились и представителям других естественных наук. Это не удивляет, ведь открытия физиков касаются всех тел и явлений природы. Сегодня успешно развиваются астрофизика, биофизика, химфизика, геофизика, техническая физика, в которых объекты соответствующих наук изучаются на основе законов физики и ее методами. Другими словами, наряду с дифференциацией (разделением) наук идет и процесс их интеграции (соединения). Hе придем ли мы когда-нибудь к единой науке peri physeos (о природе), как это было в начале пути? Не исключено!
Приведем примеры нескольких групп явлений, представляющих интерес для физики.
Все тела независимо от их природы имеют некоторую протяженность, занимают какое-то место в пространстве. Значит, пространство - объект изучения физики.
Аналогично все явления живой и неживой природы протекают во времени. Значит, и время - предмет внимания физиков.
Общим свойством тел является их перемещение в пространстве или механическое движение. Учение о движении - механика - основной раздел физики.
Важную роль во всех явлениях природы играют тепловые процессы, связанные с получением тепла и передачей его от одних тел к другим. Раздел физики - термодинамика - изучает тепловые явления и свойства тел во всем их разнообразии.
Менее очевидна всеобщность электромагнитных явлений, если не считать рукотворного электричества - электрифицированного производства и быта. Но стоит только сказать, что все частицы, из которых построены тела, скреплены именно электромагнитными силами и что свет и друге излучения имеют электромагнитное происхождение, и этого достаточно, чтобы ощутить всеобщее значение законов электродинамики - раздела классической физики.
В физике издавна и по сей день существует и еще одно направление исследования. Речь идет об изучении строения вещества, поиске "кирпичиков" мироздания, "строительного материала", из которого созданы все тела.
Такова в общих чертах физика, простая и сложная, открывающая необыкновенную внутреннюю гармонию Мира за многообразием обыкновенных вещей и событий.