Не смотрите,что для педВУЗов.см на год(1965).Изучение начать с 6 страницы.Счастливой ботвы!, страница 2

На следующей ступени развития науки часть понятий потребует уточнения, часть испытает коренную ломку или будет вовсе отброшена. Но перестройка наших понятий произойдет не по произволу того или другого исследователя, а возникнет как результат открытия новых сторон действительности, как результат обогащения наших знаний. При этом изменение наших представлений о свойствах материи отнюдь не отрицает ее существования, а является свидетельством того, что мы сделали новый шаг в познании мира.

В. И. Ленин показал, что открытие сложного строения атома не отрицает его материальности, что электрон тоже материален и обладает неисчерпаемым многообразием свойств. Используя метод диалектического материализма, В. И. Ленин не только подверг унич. тожающей критике «физический» идеализм, но и указал путь, по которому должна идти современная физика. Диалектический материализм, обобщая данные всех наук, в частности физики, утверждает, что все существующее беспрерывно изменяется, что движение, понимаемое как развитие, свойственно самой природе вещей; любое явление происходит в органической, непрерывной связи с другими явлениями; развитие всегда происходит в результате борьбы внутренних противоречий, свойственных предметам и явлениям; развитие происходит как процесс постепенного накопления ко. личественных изменений, который приводит к коренным качествен.

ным изменениям, причем последние происходят внезапно в виде скачкообразного перехода от одного состояния к другому, $ 3. ОСОБЕННОСТИ ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ При изучении физического явления мы не можем охватить в одном исследовании всех его связей с другими явлениями. Однако, наблюдая данное физическое явление, мы обнаруживаем, что одни связи существенно сказываются на его развитии, а другие играют второстепенную роль и практически не влияют на ход явления. Какие связи определяющие, или главные, для данного явления, а какие второстепенные, устанавливается опытом. Например, наблю.

дая падение стального шарика в воздухе и в трубе, из которой воздух откачен, мы видим, что в том и в другом случае шарик падает практически одинаково. Следовательно, действие сопротивления воздуха незначительно по сравнению с действием силы тяжести, и движение шарика можно считать происходящим в результате только притяжения его Землей. Наблюдение за движением парашютиста заставляет сделать иной вывод: действие сопротивления воздуха при его падении сравнимо по величине с действием силы тяжести,— н необходимо учитывать ито идругое.

Но и в этом случаемы под. меняем изучение сложного явления изучением его упрощенной схемы, так как не принимаем во внимание, скажем, изменение веса парашютиста с изменением расстояния от Земли. Без такого упрощения задачи теоретические исследования физических явлений были бы вообще неразрешимы. Однако, принимая ту или иную схему явления, мы обязаны помнить, что она должна отражать основные, главные связи между явлениями.

Если это требование не выполнено, то исследование пойдет по ложному пути. Но даже выбрав схему, правильно учитывающую осяовные взаимосвязи явлений, всегда надо помнить об ее ограниченности, о правомерности ее применения только в определенных условиях. Мы получим, вообще говоря, правильное представление о траектории движения снаряда, рассматривая его как материальную точку, движущуюся под действием силы тяжести и силы сопротивления воздуха. Но если то же представление о снаряде как материальной точке мы используем для решения задачи об устойчивости снаряда в полете, то мы не решим ее, так как при этом существенное значение будет играть вращение снаряда вокруг своей оси, а это движение зависит от распределения массы снаряда относительно оси и для своего объяснения требует учета его конечных размеров.

Расхождение между результатами теоретического анализа и опыта должно заставить физика прежде всего проверить соответствие принятой упрощенной схемы реальному явлению. Физик обязан помнить, что явлениям природы свойственны внутренние противоречия и что развитие процесса является разрешением этих противоречий. Так, диалектика утверждает, что движущееся тело одновременно находится в данной точке пространства и не находится в ней, Тело в каждый момент приходит в данную точку, находится в ней и уходит из нее. Непонимание единства этих противоречивых свойств движения приводит к представлению движения в виде ряда разобщенных последовательных положений тела в различных точках пространства.

Примером такого ложного метафизического взгляда на движение служит рассуждение древнегреческого философа Зенона о том, что Ахиллес не может догнать черепаху, хотя и движется быстрее ее. В начальный момент времени Ахиллес находится на некотором расстоянии от черепахи, в следующий момент времени Ахиллес прибежит в то место, где была черепаха в начальный момент, но черепаха к этому времени уйдет вперед. Когда Ахиллес прибежит к новому местоположению черепахи, последняя спать опередит его, и так далее. Таким образом, бесконечно уменьшая расстояние между Ахиллесом и черепахой и рассматривая в каждый момент времени того и другого как бы застывшими в местах своего нахождения, Зенон пришел к выводу, что черепаха всегда будет находиться впереди Ахиллеса.

Этот противоречащий всей нашей практике вывод Зенон сделал потому, что не знал о противоречивом характере движения В самом деле, если Ахиллес не только находится в данный момент в данной точке, но н покидает ее, то наступит момент, когда расстояние между Ахиллесом и черепахой станет настолько малым, что он одновременно будет позади черепахи (в бесконечно близкой точке) и вместе с тем нагонит ее. Основные, объективно существующие связи, общие для группы явлений, называются физическими з конами. Изучение физических процессов и явлений опирается на данные наблюдений и опытов. Наблюдением называется изучение явления в естественных условиях при сохранении всего многообразия связей с другими явлениями.

Так, например, наблюдая падения тел: листа с дерева, капли с крыши, — мы не можем расчленить эффект воздействия на них силы тяжести и сопротивления среды и обнаруживаем, что в этих условиях тела движутся с различными ускорениями. Физическим оаьапом называется воспроизведение явления в искусственных, лабораторных, условиях, исключающих второстепен- ные связи, сказывающиеся на явлении, Исследуя влияние силы тяжести на падение тел, мы заставляем тела падать в трубке, из квторой откачан воздух.

При этом устанавливается в чистом виде зависимость, скажем, ускорения, с которым падает камень, от величины силы тяжести. Сравнение результатов наблюдения и опыта позволяет сделать заключение, что в отсутствие сопротивления воздуха ускорение, с которым падают тела на Землю, одинаково для всех тел, Характеристики процессов нли свойств тел, которые могут быть определены количественно с помощью тех нли иных измерений, называются физическими величинами. При наблюдениях и опытах решающую роль играет правильное и точное измерение физических величин, характеризующих исследуемое явление.

Физические измерения могут быть произведены всегда лишь с некоторой ограниченной точностью. Измеряя какую-либо величину, мы получаем не истинное ее значение, а значение, в которое внесена некоторая ошибка несовершенством измерительного прибора и несовершенством наших органов чувств. Так, измеряя длину отрезка 1 с помощью линейки с миллиметровыми делениями, мы получим измеряемую величину с точностью до миллиметра. Тренированный глаз может отсчитать еще десятые доли миллиметрового деления.

Следовательно, мы измерим длину с точностью до О,1 мм. Скажем, 1 = а мм + 0,2 мм. Если истинная длина отрезка лежит между 1 = а мм + 0,1 мм и 1 = а мм + 0,3 мм, мы этого не заметим. С помощью измерительного микроскопа можно значительно повысить точность измерения длины, однако ошибка, хотя и меньшая, будет иметь место и в этом случае.

Точность измерения физических величин повышается по мере развития техники. Физические законы обычно выражаются в виде количественных зависимостей между физическими величинами. Математический аппарат, используемый физикой, не только позволяет количественно выражать найденные зависимости, но исследовать нх и находить новые. Однако надо помнить, что математические формулы выражают реальные закономерности физических явлений всегда с некоторым приближением. Любое самое простое явление неизмеримо богаче, чем математические формулы, с помощью которых его описывает физик.

Причина этого лежит, во-первых, в схематизации изучаемых явлений, к которому вынуждена прибегать физика, во-вторых, в несовершенстве наших измерений. Например, измеряя путь, пройденный бегуном от старта до финиша, мы считаем, что он бежит по некоторой строго геометрической линии (по прямой или по овалу, соответствующему средней линии беговой дорожки). Но спортсмен во время бега слегка отклоняется то вправо, то влево от предполагаемой линии, Меняется н скорость его движения (хотя и немного) даже от шага к шагу. Поэтому когда мы найдем математическую зависимость пройденного им пути от времени з = з (Г), то оиа будет отражать реальное движение бегуна лишь приближенно.