ЭБЗ Классическая физика (часть 1) - механика, термодинамика и молекулярная физика (1175272), страница 56

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 56)

Что касается физики, то она относится к наиболее фундаментальным наукам, изучаемым в высшей школе. Необходимо учитывать также, что курсобщей физики в технических высших учебных заведениях читается на I и II курсах.Именно здесь, в начале обучения, важно привить студентам интерес к процессу научного познания.Усвоение таких основных физических принципов, как законы сохранения, относительность и инвариантность, динамические и статистические закономерности, корпускулярно-волновой дуализм и т. д.

представляет существенный этап в формированиимировоззрения.Исторический материал в курсе физики делает курс более «живым», сближает его среальным процессом развития науки – противоречивым, диалектичным, сложным. Вкурсе физики исторический материал должен быть связан с методологическими задачами этого курса, прежде всего демонстрировать, как «делается наука», «как это получается или не получается».Необходимо подчеркнуть, что мировоззренческие вопросы должны пронизыватьвесь курс.

Совершенно недостаточно и неэффективно ограничиться упоминанием офилософской стороне дела только во вводной лекции. Укажем также на то, что этимвопросам нужно посвящать специальное время и обращать внимание студентов на различные философские обобщения, которые вытекают из явлений, изучаемых физикой.В первой, вступительной лекции, где определяется предмет физики и методы физического исследования, следует подчеркнуть, что физика является базовой дисциплиной для большого числа общеинженерных и специальных технических дисциплин. Еезаконы и методы исследования широко применяются в курсах сопротивления материалов, электротехники, теплотехники, в различных технологических курсах и т.

д.Останавливаясь на связи физики с техникой, разумно указать на сложность этойсвязи: часто между физикой и техникой нельзя провести резких границ. В настоящеевремя для того, чтобы устанавливать новые физические закономерности, чтобы глубжепроникать в тайны природы, необходим чрезвычайно высокий уровень техники – оченьсложные приборы и сооружения. С другой стороны, технический прогресс приводит ктому, что мы своими «удлиненными руками» захватываем то, что и не ожидали ухватить и, ухватив, не можем сразу объяснить. Таким образом возникают новые физические проблемы.{Нельзя также забывать, что научно-исследовательские организации все в большейстепени ориентируют свою деятельность на решение производственных задач.

Внедрение новых научных разработок зачастую осуществляется непосредственно на производстве, в результате чего не только инженеры-исследователи, но и инженерыпроизводственники становятся активными участниками, а нередко и соавторами новыхразработок. Существенно увеличивается и объем исследовании, выполняемых самимипромышленными предприятиями, в лабораториях и цехах которых создаются новыетехнологические процессы и изделия.Необходимо учитывать далее, что в современных условиях научно-техническойреволюции происходит интеграция дисциплин, относящихся к традиционно разнымобластям науки, техники и культуры. Быстро развиваются, например, инженерная психология, техническая эстетика, эргономика и другие дисциплины, в которых органически объединяются черты, методика и задачи, характерные для естественных и гуманитарных наук, техники и искусства.

Важнейшее социальное значение приобретают такиекомплексные проблемы, как «человек и машина» и «человек и среда». В их разработкеучаствуют физики и математики, инженеры и биологи, психологи и архитекторы, художники и медики. Синтезирующая и организационная роль в таких проблемах нередко принадлежит инженерам.Таким образом, особенности современного развития науки и техники делают всеболее очевидным, что квалификация специалиста определяется не только объемом егознаний, но и уровнем понимания общих законов развития, а также его умением формулировать встающие перед ним. задачи и решить их с минимальными затратами времени, средств и сил. Все это приводит к необходимости развития у будущих инженеровнавыков научного мышления, а следовательно, и ответственности за глубину своегофизического образования.}Значительный интерес представляют высказывания по этому поводу академикаЛ.

И. Мандельштама, бывшего, как известно, не только значительным физиком, но икрупным радиоинженером. «История техники знает немало примеров загадочных неуспехов, неуспехов повторных, имевших иногда весьма неприятные последствия. И оченьчасто оказывалось, что загадочность обусловливалась не присутствием действительноновых, до тех пор неизвестных факторов, а отсутствием у тех, кто данными вопросамизанимался, широкого физического горизонта» [1]. Высказывание Мандельштама сохраняет свою справедливость и в наше время. Обслуживание идущего нормально современного автоматизированного производства не предъявляет, как правило, к квалификации инженера слишком высоких требований. Иное дело, так сказать «нестационарные режимы»: постановка нового производства, перестройка производства по новойсхеме или. ликвидация брака по неизвестным причинам.

В таких ситуациях, собственно, и необходим инженер, обладающий должной квалификацией и широтой научнотехнического горизонта. Понимание физики процессов, используемых при решениизадач в данной области – непременное условие успешной деятельности инженера вэтих случаях.Крупнейший советский физик С. И. Вавилов обращал внимание преподавателейфизики на «необходимость добиться того, чтобы в каждом общем и специальном курсефизики... нашла свое ясное выражение философская основа» [2]. Вместе с тем курс физики не может и не должен «подменять» курс философии.

В частности, в курсе физикинадо очень осторожно пользоваться специфической философской терминологией. Использование соответствующих терминов в данных методических указаниях отнюдь неозначает, что все они должны быть доведены до сведения студентов. Необходимо другое – показать студентам важность и полезность широких обобщений, ведущих уже кфилософским выводам. Важно обращать внимание студентов на существенную рольмировоззренческих установок ученых в развитии науки (роль так называемых физических картин мира). В этом смысле благодатный материал представляет вопрос о ролиопыта в физике.

Здесь следует избегать опасности излишней схематизации, приводящей к недооценке значения мировоззрения и теоретических установок в постановкеэксперимента и трактовке его результатов. Современная физика переживает особыйпериод в своем развитии. Несмотря на огромные успехи в теории и в технических при-менениях, физика во второй половине XX века столкнулась с рядом принципиальныхтрудностей.

Это понятие физики микромира и мегамира, где исследования уже не могут продолжаться на том методологическом фундаменте, который был заложен Эйнштейном и Бором и лег в основу теории относительности и квантовой физики. Успехдальнейшего продвижения вперед часто зависит не столько от наличия новых фактов,сколько от существенно новых методов их осмысления и обобщения. При этом рольфилософских идей в современной физике становится все более значительной. С другойстороны, представления о материи и ее атрибутах не могут ни существовать, ни развиваться без опоры на выводы современного естествознания [3].Как известно, эксперимент является одним из основных методов исследования вфизике и состоит в наблюдении исследуемого явления в точно контролируемых условиях, позволяющих следить за ходом явления и воссоздавать его каждый раз при повторении этих условий.

Для объяснения экспериментальных данных привлекаются гипотезы. Гипотеза есть предположение о внутренних связях, управляющих данным явлением. Гипотеза требует проверки или доказательства, для того чтобы стать научнымзаконом или теорией. На этом этапе познания весьма важную роль играет мировоззрение, методологический фундамент ученого. То, какими опытными результатами заинтересовался ученый и какую гипотезу он выдвигает, определяется именно этими факторами. Правильность высказанной гипотезы проверяется посредством постановки соответствующих экспериментов, путем выяснения согласия следствий, вытекающих изгипотезы, с результатами опытов и наблюдений.

В постановке новых экспериментов иинтерпретации их результатов неизбежно опять отражается уровень и мировоззренческая направленность исследователя. Существует, конечно, и обратная связь: вновь созданная теория и даже эксперименты, осмысленные в рамках существующих теорий,обогащают как научный базис данного ученого, так и влияют на развитие научноймысли вообще, укрепляют и развивают наши представления об окружающем мире, тоесть обогащают мировоззрение.Гипотеза, успешно прошедшая экспериментальную проверку и вошедшая в систему знаний, превращается в научный закон или теорию. Физическая теория представляет собой совокупность основных идей, обобщающих опытные данные и отражающихобъективные закономерности природы.

Физическая теория дает объяснение целой области явлений природы с единой точки зрения, Особую ценность представляет способность теории предсказывать новые явления. Студенты должны понять, что правиль-ность теории в конечном счете определяется согласованностью ее выводов с результатами опыта, практикой, которая, таким образом, является не только источником знаний, но и критерием их истинности. В то же время результаты еще не истолкованногоэксперимента стимулируют создание новых теорий.Принцип единства теории и практики (теории и эксперимента) можно проиллюстрировать на примере буквально всех разделов физики.

Характеристики

Список файлов лекций