На главную
Физика - одна из самых удивительных наук! Физика столь интенсивно развивается, что даже лучшие педагоги сталкиваются с большими трудностями, когда им надо рассказать о современной науке. Данный ресурс поможет эффективно и интересно изучать физику. Учите физику!
   

Обучение и материалы
Физический справочник
Формулы по физике
Шпаргалки по физике
Энциклопедия
Репетиторы по физике
Работа для физиков
Быстрый устный счет
Виртуальные лабораторные
Опыты по физике
ЕГЭ онлайн
Онлайн тестирование
Ученые физики
Необъяснимые явления
Ваша реклама на сайте
Разное
Контакты
Спецкурс
Фейнмановские лекции

В мире больших скоростей

Введение в теорию относительности

Лекции по биофизике
Лекции по ядерной физике
Ускорение времени...
Лазеры
Нанотехнологии
Книги
полезное
Смешные анекдоты о физике
Готовые шпоры по физике
Физика в жизни
Ученые и деньги
Нобелевские лауреаты
Фото
Видео
Карта сайта
На заметку
Если вам понравился сайт, предлагаем разместить нашу кнопку
Кнопка сайта All-fizika.com
Компьютерные программы
по физике
Программы по физике


Физика и юмор
Физика и юмор


Онлайн тестирование
по физике
Онлайн тестирование по физике



-









17. Путь познания природы

Может показаться непонятным, почему жизнь многих теорий относительно коротка? Положения, которых придерживались в течение некоторого времени, вдруг отбрасывают. Аристотель, например, писал, что движущееся тело останавливается, если толкавшая его сила перестает действовать,— таким был «закон инерции» до Галилея. До Галилея считали также, что чем больше действующая на тело сила, тем больше его скорость.
 
Галилей считал инерционным равномерное движение как по прямой, так и по окружности. Но важнее всего, что он установил новый закон движения тел: чем больше действующая на тело сила, тем больше ускорение тела. Прошло еще почти столетие, прежде чем Ньютон сформулировал основные положения учения о движении с достаточной строгостью. При этом он совершенно пренебрег понятием относительности движения. На заложенной Ньютоном базе построена вся классическая механика. Прошло еще два столетия, и принцип относительности Галилея был расширен: на этой основе возникла теория относительности. Возникла теория, которая описывает природу лучше, чем классическая физика.
 
Значит ли это, что все предыдущие были ненужными? Значит ли это, что создание теорий вообще бесполезно, потому что рано или поздно их все равно приходится заменять другими теориями? Не будет ли разумней довольствоваться в физике только результатами опытов измерений? Эти результаты никогда не изменятся, измениться может лишь точность результатов.
 
Ясно, что непосредственный контакт с природой — единственное, что может дать исследователю природы факты, достойные полного доверия. Но факты — еще не наука. Наука должна уметь систематизировать факты, делать правильные выводы обобщения и указывать пути поиска новых фактов.
 
Природа бесконечно разнообразна, неисчерпаема. Мы можем собрать огромное количество фактов о природе, но все ли они нужны? Возможности для проведения опытов ограничены, поэтому необходимо изучать только существенное. Что же существенно, а что нет, может сказать только теория. А. Пуанкаре сравнивает физику с библиотекой, «которая должна непрерывно пополняться, библиотекарю же отпущены для приобретения ограниченные средства, он не может тратить их неразумно.
 
Задачей экспериментальной физики является приобретение, только она одна может обогатить библиотеку.
 
Что же касается математической физики, то ее задачей является составление каталога. Даже если этот каталог удачно составлен, библиотека от этого еще не становится богаче. Но зато он может помочь читателю в использовании книжного богатства.
 
Указывая библиотекарю на пробелы в его собрании, каталог позволяет более целесообразно использовать средства. Это очень важно, так как средства ограничены.
 
Сходная роль, очевидно, и у математической физики; она должна руководить обобщением так, чтобы это ... увеличивало коэффициент полезного действия науки».
 
В приведенной цитате сформулирована одна из основных   задач   теории:   систематизировать  уже  имеющиеся факты и указывать путь отыскания новых. При этом теория обычно предсказывает и то, каким должен быть результат того или иного опыта. Иногда предсказание оказывается верным, но случается, как, например, с опытом Майкельсона — Морли, и так, что опыт дает неожиданные результаты. Такой факт — первая весточка о приближающемся кризисе старой теории, и рано или поздно возникает новая теория, которая, как правило, шире предшествовавшей и охватывает больше фактов. Именно это и важно Отсюда следует, что теории отображают природу, а не являются произвольными конструкциями разума. Замена старых теорий новыми позволяет нам последовательно приближаться к истине.
 
В процессе смены теорий выступает еще одно интересное явление: новые теории поначалу пытаются облачаться в понятия и образы старых теорий. Как, например, первым электромоторам придавали форму паровых машин, так и в новой теории используют элементы старой, объединяя их в таком виде, который диктуется потребностями новой теории. Путеводной нитью служат при этом математические рассуждения. Чтобы проиллюстрировать это, рассмотрим следующие примеры.
 
Было время, когда атом представляли сходным с солнечной системой. Но при этом у исследователей возник ряд недоразумений: атом был «солнечной системой» с неожиданно странными свойствами. Несмотря на это, теория атома, копирующего солнечную систему, очень хорошо объясняла структуру и образование спектра атома водорода. В дальнейшем ученые расширили понятия для описания атома и разработали более полную теорию, однако, в этой современной теории структура спектра водорода получается точно такой же, как и в предшествовавшей ей теории.
 
Было время, когда электрические явления считали механическими движениями особой среды — эфира. Полученные в этой теории формулы и по сей день мы считаем верными, хотя от наивного представления об эфире мы уже давно отказались.
 
Аналогично обстоит дело и с теорией относительности. Многие результаты этой теории на первый взгляд кажутся непонятными и странными, но это только потому, что в них часто пытаются разобраться о помощью старых, относящихся к механике Ньютона понятий. Оставляя в стороне привычные представления и образы и заменяя их новыми научными понятиями, мы получаем изящную и ясную теорию. Если человек достигает такого восприятия теории относительности, тогда он может сказать, что он научился думать «релятивистски». Это более важное достижение, чем знание отдельных фактов, относящихся к теории относительности. Релятивистски мыслящий человек не находит в теории относительности ничего удивительного и необыкновенного, а видит строгую и понятную систему. Именно элементы релятивистского мышления и пытался дать автор в настоящей книге. Насколько ему это удалось, пусть судит читатель.



ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:


Социальные комментарии Cackle


 
 
© All-Физика, 2009-2016
При использовании материалов сайта ссылка на www.all-fizika.com обязательна.