I курс «Основы физического рассмотрения природы» Тема 1. Введение в физику Салима Адер [email protected]

1.1. Введение в физику, с опорой на личный опыт. Человек как наблюдатель. Событие, сигнал, ощущение и представление. Представления наблюдателя и физика
Несмотря на то, что слова мир, природа и физика вам уже знакомы, мы объясним и уточним значения этих понятий ещё раз. Рассмотрим также понятия наблюдение, событие, сигнал, ощущение и представление. Выясним, что между природой и представлениями наблюдателя существуют неизбежные различия; что наши органы чувств хорошо приспособлены к многооб­разным явлениям природы, помогают человеку, как и другим живым организмам, правильно ориентироваться, действовать, сохранять себя.

1.1.1. Введение в физику, с опорой на личный опыт
Мир в широком смысле — это всё, что существует, Вселенная.
Всё, что реально существует в мире, на Земле и вне Земли, называют материей .
Всевозможные изменения, происходящие в материальном мире, изменения материи называют явлениями природы.
Природа — это материальный мир Вселенной, в сущности — основной объект изучения науки.
Физика — наука, которая изучает наиболее общие свойства материи и формы её движения (механическую, тепловую, электромагнитную, атомную, ядерную).
Изучает физика самые разнообразные явления и объекты — от галактик до элементарных частиц.

1.1.2. Человек как наблюдатель
Пять чувств (зрение, слух, осязание, обоняние, вкус), отпущенных нам природой, позволяют создавать свои представления о мире.
Наблюдение в физике — это изучение, исследование, а не просто созерцание.
Наблюдать — это не только видеть, но и слышать, осязать кожей, ощущать запахи и вкус.
Получаемая информация о внешнем мире и состоянии самого человеческого организма разнообразна и дублируется несколькими каналами. Поэтому наблюдение можно рассматривать как физико-химический эксперимент с помощью всех органов чувств.

1.1.3. Событие, сигнал, ощущение и представление. Представления наблюдателя и физика
Событие — физическое явление, происходящее в некоторой пространственной точке в определённый момент времени. Событие характеризуется физическим содержанием, местом и временем.
Органы чувств сигнализируют нам о свойствах объекта. Других средств приёма сигналов из внешнего мира для передачи их в мозг, кроме органов чувств, у человека нет. Предметы воздействуют на наши органы чувств и вызывают в мозгу ощущения и восприятия.
Формами чувственного познания являются ощущения, восприятия, представления.

Ощущение — это отражение отдельных свойств предметов или событий материального мира, непосредственно воздействующих на органы чувств (например, отражение свойств горького, солёного, тёплого, красного, круглого, гладкого и т. д.)
Восприятия являются чувственным образом отражения предмета, который на человека в данный момент воздействует. Они во многом зависят от прошлого опыта.

Третья форма чувственного отражения — представление, оно базируется на ощущениях и восприятиях.
Главное в специфике представления: отсутствие непосредственной связи с отражаемым предметом. Это, по сути, то же восприятие, тот же целостный образ предмета, но при отсутствии предмета.
По сравнению с восприятием часть подробностей не сохраняется; в представлении больше общих черт и сторон — происходит «накладка» на конкретный образ ранее воспринимавшихся аналогичных образов; включаются в «работу» такие способности человека, как память (способность воспроизводить образы предметов, в данный момент не действующих на человека; воспроизведение по оставшимся в мозгу «следам»).

1. 2. Физика как естественная наука. Физика как наука, отодвигающая горизонты видимости человечества. Микро-, макро- и мегамир
Основные цели естественных наук – достичь наилучшего соответствия между природой и отражающими её представлениями. Выясним значение понятия «горизонт видимости» и ответим на два основных структурных вопроса – что за этим стоит и что в этом заключатся? И что существенными признаками материи являются структурность и системность.
Узнаете также, что основное отличие физики от других естественных наук – это обязанность физики и связанных с ней наук определять и отодвигать горизонты видимости. Научитесь определять по схеме структурных уровней природы макро-, микро- и мегамир, а также называть их отличия.

1. 2.1. Физика как естественная наука
Основная задача изучения естествознания состоит в том, чтобы ясно представить единство природы, её целостность. Нельзя познать природу во всей её целостности, изучая только отдельные естественные науки.
Целью естествознания является познание законов природы и поиск путей их разумного практического использования. Естествознание даёт нам информа­цию для принятия решений, а также методы решения задач в различных сферах деятельности.
Физика считается самой глубоко развитой областью человеческого знания и составляет фундамент его технического, естественнонаучного и теоретического мышления.

1. 2.2. Физика как наука, отодвигающая горизонты видимости человечества. Микро-, макро- и мегамир
Горизонт видимости человека в космических масштабах совпадает с границами Метагалактики — наблюдаемой части Вселенной. Наступление на сокровенные тайны Вселенной ведётся не только в астрономических обсерваториях, но и в физических лабораториях, где изучаются закономерности строения материи.
Существенными признаками материи являются структурность и системность. Они выражают упорядоченность существования материи и те конкретные формы, в которых она проявляется.
Система — это совокупность составных частей, связанных друг с другом в единое целое.
Совокупность связей между элементами системы образует структуру системы.

Наиболее важные структурные уровни природы можно выстроить в ряд согласно их характерным размерам. Очень условно (в смысле положения границ) природу можно разбить на три уровня (или «мира»): микро-, макро- и мега- .
Первый — это микромир, мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, мир атомов и молекул и составляющих их частей — электронов, протонов, нейтронов и других элементарных частиц. Это частицы, из которых состоит вещество. Их размеры меньше 10–8 см.
Вторая группа объектов составляет макромир — мир макрообъектов, соизмеримых с человеком и его опытом.
И наконец, мегамир — мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется астрономическими единицами, световыми годами и парсеками, а время существования космических объектов — миллионами и миллиардами лет.

Таблица 1
Материальный мир

Краткие итоги Темы 1. Введение в физику
Мир в широком смысле — это всё, что существует, Вселенная. Всё, что реально существует в ми­ре, на Земле и вне Земли, называют материей. Всевозмож­ные изменения, происходящие в ма­териальном мире, изменения ма­терии называют явлениями при­роды. Природа — это материальный мир Вселенной, в сущности — основной объект изучения науки.
Физика — наука, которая изучает наиболее общие свойства материи и формы её движения (механическую, тепловую, электромагнитную, атомную, ядерную). Изучает физика самые разнообразные явления и объекты — от галактик до элементарных частиц.
Наблюдение в физике — это изучение, исследо­вание, а не просто созерцание.
Пять чувств (зрение, слух, осязание, обоняние, вкус), отпущенных нам природой, позволяют создавать свои представления о мире.

Событие — физическое явление, происходящее в некоторой пространственной точке в определённый момент времени.
Событие характеризуется физическим содержанием, местом и временем, является объектом познания. Органы чувств сигнализируют нам о свойствах объекта. Формами чувственного познания являются ощущения, восприятия, представления.
Основная задача изучения естествознания состоит в том, чтобы ясно представить единство природы, её целостность. Целью естествознания является познание законов природы и поиск путей их разумного практического использования. Горизонт видимости человека в космических масштабах совпадает с границами Метагалактики — наблюдаемой части Вселенной.
Существенными признаками материи являются структурность и системность. Наиболее важные структурные уровни природы можно выстроить в ряд согласно их характерным размерам. Очень условно (в смысле положения границ) природу можно разбить на три уровня (или «мира»): микро-, макро- и мега- .