Оригинал взят у
navi03 в
***Продолжение поста
Как я решила выяснить, что такое электрический ток...
До электричества дойдёт, но не сразу.
Я предупреждала, что в один пост это не уместится.
По ходу изучения учебника физики, у меня возникает огромная куча вопросов, которые я задаю Яндексу с Гугглом, и они, в меру своей подготовленности, находят мне ответы. Но во всём этом непросто разобраться.
Как уже было сказано, в физике всё страшно запутано.
И ещё в физике многое завязано на математике.
Вот по этому поводу хочется порассуждать.
-----------------
Математика и физика - это принципиально разные по направленности науки.
Математика направлена на придумывание средств, которыми можно описать то, что мы видим вокруг себя. Математика придумывает измерительные системы и действия, которыми мы будем оперировать при описании различных процессов.
Если вспомнить недавнюю шумиху по поводу одного бублика и разобраться, в чём суть того, что сделал некий странный математик из С-Петербурга, то получим следующее:
этот математик нашёл математический способ описания одного процесса, который происходит в видимом физическом мире. То есть он показал, что математика РАСПОЛАГАЕТ средствами, с помощью которых можно описать математически, то, что и так совершенно очевидно.
То есть он НЕ ДОКАЗЫВАЛ того, что процесс действительно имеет место в природе, как и не доказывал того, что процесс происходит в природе ИМЕННО ТАКИМ образом, - нет, он доказал, что математика имеет средства для того, чтобы описать этот процесс, он отыскал и представил такие средства. Вы понимаете суть? Вот этим и занимается математика - поисками математических средств для описания происходящих в природе процессов.
-----------------------
У физики совершенно другая задача.
Физика ничего не должна придумывать, никаких законов и никаких правил.
Задача физики - выявить и познать законы, которые работают во Вселенной.
Во Вселенной нет никакого хаоса, и нет никаких случайностей.
С этими моими словами тоже не все согласны, но вот Анри Пуанкаре, например, согласен, он тоже считал, что случаные явления - это всгео лишь те являния, законы которых мы пока не знаем.
Так вот, задача физики состоит в том, чтобы найти все те Законы, которые работают во Вселенной.
Вы поняли, да? Законы эти УЖЕ существуют, они УЖЕ работают, их нельзя придумывать (как делают некоторые физики), их нужно только постичь и описать их действия.
Для познания законов когда-то "хорошие, правильные" физики придумали такое очень верное правило:
Чтобы постичь законы, действующие в природе, нужно наблюдать за происходящими явлениями, выявлять закономерности, выдвигать предположения о том, что это за закономерности, выдвигать гипотезы о том, по каким принципам происходят процессы, потом проводить эксперименты и проверять верность этих гипотез.
И ТОЛЬКО ПОСЛЕ ТОГО, как верность гипотез проверена экспериментально, записывать Законы.
Для записи познанных законов в физике применяются математические инструменты.
Но очень велико бывает искушение, против которого не могут устоять физики. Они как все живые люди, хотят иметь славу и признание уже здесь и прямо сейчас.
Читая учебник, я обнаруживаю, что в физике имеет место такое явление: гипотезы называют постулатами и не проверяют ничем. Или пишутся формулы, которые выводятся математическим путём из каких-то других формул, и потом под все эти "новооткрытия" подгоняются представления людей о процессах, которые якобы происходят в природе (я возможно потом напишу специальный пост про такие махинации).
Причём за тем, чтобы все люди признавали истинность непроверенных гипотез, ведётся тщательное наблюдение. И несогласные караются. Такого в физике обнаруживается много, и началось это, как видно из учебника, довольно давно.
Мне совершенно ничего не угрожает, я не работаю в области физики, мне не закроют проект, не лишат финансирования, и поэтому я могу себе позволить тут все эти рассуждения, не опасаясь за последствия. Что я и делаю. Рассуждаю себе на досуге.
-----------------------------------
Математические инструменты в физике
Отдельно нужно коснуться этой темы.
Я подозреваю, что многим мои мысли могут не понравиться.
Ну, тут дело такое, всё, что должно ВСЕМ нравится, написано в "официальных источниках" - можно туда пойти и там почитать, но если вам, как и мне НИ ЧЕРТА НЕ БУДЕТ ПОНЯТНО, А БУДЕТ ТОЛЬКО КУЧА ВПРОСОВ БЕЗ ОТВЕТОВ - то знайте, я вас предупреждала.
Ничего похожего на то, что "будет понятно восьмилетнему ребёнку", в учебниках физики нет.
Отсюда напрашивается определённый вывод. Да-да, тот самый, о котором сказал доктор Хониккер.
--------------
Так вот, про математику в физике на одном простом примере.
Мы настолько привыкли к математике, что действительно часто забываем, что математика - абстракция. И что всё в ней - придумано человеком для своего удобства. И что существующие математические инструменты совсем не идеальны.
Когда я вижу формулу импульса, в которой масса умножается на скорость, я вспоминаю недавно нашумевшую в ЖЖ школьную задачу, - народ тогда страшно возмущался, как это люди могут литры умножать на людей, оставаясь при этом вменяемыми.
Мне тоже трудно себе представить, как можно, оставаясь вменяемым, умножать километры в час (или метры в секунду) на килограммы, чтобы измерить импульс. Но затем и нужно нам помнить об абстрактности математики, трезво оценивать её ограниченные возможности и НЕ ИДЕАЛИЗИРОВАТЬ ЕЁ, чтобы не совершать насилие над мозгом, и не пытаться представить себе в уме метры в секунду, умноженные на килограммы.
Да, физика пользуется для своих целей инструментами математики, да, они не идеальны, но других у физики просто нет. Поэтому приходится мириться с тем, что расчёты с точки зрения логики могут выглядеть абсурдно.
Нужно некоторые вещи просто игнорировать, представлять себе суть процесса, помня, что математика - это абстракция, а совсем не отражение жизни.
В случае с импульсом НЕ НУЖНО представлять себе математическое действие умножения, нужно представлять, что в данной физической картине - это всего лишь иллюстрация зависимости импульса от массы и скорости, и формулируется так:
величина импульса зависит от двух величин, от массы тела и его скорости,
чем больше скорость - тем больше импульс, и чем больше масса - тем больше импульс.
Если бы я была учителем физики, я бы своим ученикам именно так объясняла бы:
физические процессы описываются математическими формулами.
Это не всегда имеет смысл с точки зрения логики, поэтому не стоит понимать математические формулы буквально: мы не умножаем массу тела на скорость тела, мы не определяем килограммо-метры-в-секунду,
мы определяем «количество движения, мера которого пропорциональна скорости и массе»
(И. Ньютон)