Предмет физики. В древности физикой называли учение о природе (от греч. φνσιχά - природа).

Систематизация накопленных знаний о природных явлениях со временем привела к возникновению науки. Знания о природе расширялись и уточнювались благодаря наблюдению, а на более высокой стадии науки - экспериментам.

Предмет физики не остается неизменным, а имеет исторически определенный характер. В то же время он не меняется непрерывно со сменой научной проблематики, расширением круга вопросов, которые физика изучает на определенном этапе. Например, в истории механики расширения и осложнения ее проблематики происходили от статики к динамике, от динамики материальной точки к динамике твердого тела, жидкостей, газов. Однако эти изменения в научной проблематике не повлекли изменения предмета механики. Новые проблемы не выходили за пределы исторически определенного предмета механики, определенной формы материального движения, которые рассматривала механика. В XIX в. физика изучала механические и тепловые движения, гравитационное и электромагнитное поля. Современная физика изучает также квантово-механическую, в частности внутрішньоядерну, форму движения. Конечно, эти движения материи существовали в природе и ранее, но они не принадлежали и не могли принадлежать предмету физики, пока не были обнаружены экспериментально.

Идеалисты и материалисты понимают предмет физики по-разному. Представители субъективного идеализма утверждают, что предмет любой науки, в том числе и физики, находится в сфере чувств и задача физики состоит в открытии законов связей между этими ощущениями.

В XIX в. немецкий химик Ф. Кекуле писал, что химия - наука об атомах, физика - наука о молекулах, механика - наука о массах.

Однако при таком определении наук не отражена связь между ними. Физика изучает простейшие и наиболее общие свойства материи и формы ее движения (механические, тепловые, электромагнитные т.п.), которые принадлежат к высшим, более сложных форм движения (химических, биологических и др.). Например, физический закон всемирного тяготения справедлив для взаимодействия любых тел, независимо от того, химически простые они или сложные, есть неживой или живой материей. Законам сохранения подчинены все природные процессы, в том числе химические, биологические.

Современная физика изучает различные физические поля, элементарные частицы, ионы, атомы, молекулы и их соединения. Молекулы и атомы изучают также химия и биология. Так, на основе общности объекта исследование происходит взаимное проникновение наук. Применение физических методов исследования в химии, биологии, геологии, астрономии приводит к интеграции науки, возникновения новых самостоятельных наук - физической химии, биофизики, геофизики, астрофизики и т.д.

С развитием физики уточняются и совершенствуются ее законы и понятия, меняются физические теории. При этом меняются и предмет физики и методы физического исследования природы.

Физика в современных условиях становится более дифференцированной, что заключается в оформлении отдельных разделов науки в отношении самостоятельные дисциплины со своими специфическими задачами и методами исследования: физика твердого тела, физика жидкостей, физика полупроводников, физика низких температур, физика атмосферы, физика атомного ядра, физика высоких энергий и др. Поэтому при определении предмета современной физики нужно учитывать эти две ее особенности - интеграцию и дифференциацию.

В атомах и атомных ядрах превалируют физические формы движения. Однако уже здесь начинает проявляться и новая форма движения, исследования которой принадлежит химии. Поэтому свойства атомов и атомных ядер исследует не только физика, но и химия. Это та грань, где начинается взаимопроникновение этих наук. Однако атомы и атомные ядра изучает в основном физика. В молекуле, особенно багатоатомній, больше проявляется химическая форма движения. Физика также изучает макротела, исследует их физические свойства и структуру. Весомый вклад сделали ученые - физики в изучение металлов, диэлектриков, полупроводников. Без этого был бы невозможен современное развитие техники.

Современная физика, которая экспериментальными методами, теоретическими обобщениями и предсказаниями изучает простые, но самые общие свойства и объективные пространственно-временные законы движения материи, количественные и качественные изменения ее, связанные со строением, взаимодействием и преобразованиями всех ее видов и состояний, является частью естествознания.

Общие физические методы научного познания условно можно разделить на следующие группы: методы эмпирического исследования; методы, используемые на эмпирическом и теоретическом уровнях исследования; методы теоретического исследования.

К первой группе относятся такие методы познания, как наблюдение, сравнение, измерение и эксперимент.

Наблюдение - самый элементарный метод, выступает чаще всего как один из элементов в составе других эмпирических методов. Наблюдение - активный познавательный процесс, опирающийся прежде всего на работу органов чувств человека и его предметную материальную деятельность. Однако при этом существенное значение принадлежит мышлению человека, ее знаниям и опыту.

Прогресс наблюдение как метод научного познания неразрывно связан с прогрессом средств наблюдения. Изобретение телескопа позволило распространить наблюдения на мегамир, а создание микроскопа способствовало изучению микромира. Рентгеновский аппарат, радиолокатор, генератор ультразвука и много других технических средств наблюдения привело рост значения этого метода исследования. Наблюдение - это не случайное восприятие объекта, не одноактная действие. Исследователь может получить по-настоящему ценную информацию лишь тогда, когда наблюдение ведется или непрерывно, или по определенной системой, что дает возможность воспринимать объект многократно и в самых разнообразных условиях. Наблюдение как средство познания дает нам в форме совокупности эмпирических утверждений первичную информацию об объекте исследования, а результат наблюдения является первичным этапом познания.

Сравнение - это один из самых распространенных и универсальных методов познания. Не случайно существует известный афоризм: «все познается в сравнении». Сравнением называют установка сходства и различия предметов и явлений действительности. В результате сравнения устанавливают то общее, что присуще двум или более объектам, а выявление общего, что повторяющееся в явлениях, как известно, открывает путь к познанию закона. Чтобы сравнение было плодотворным, оно должно удовлетворять два основных требования. Сравнивают лишь такие явления, между которыми может существовать определенная объективная общность. Нельзя сравнивать заведомо несравнимые вещи, поскольку это может привести в лучшем случае до этажных, а следовательно, бесплодных аналогий. Объекты должны сравниваться по наиболее важными, существенными признаками. Сравнение по несущественными признаками может привести к ошибочным выводам. Различные исследуемые объекты можно сравнивать непосредственно или опосредованно, через сравнение их с каким-то другим объектом. В случае наблюдения чаще всего получают следующие качественные результаты: больше - меньше, теплее - холоднее и т.д. Если объекты сравнивают с каким-то другим объектом, который играет роль эталона, то найденные количественные характеристики приобретают особую ценность, поскольку они описывают объекты безотносительно друг относительно друга, дают более полное знание о них. Такое сравнение называют измерением.

Измерения исторически возникло из сравнения, что является его основой. Однако, в отличие от сравнения, измерения есть более эффективным и универсальным познавательным средством. Современная экспериментальная физика, начало которой было положено трудами Г. Галилея и И. Ньютона, своим расцветом обязана применению измерений. Провозглашен Галилеем принцип количественного подхода, согласно которому характеристики физических явлений имеют опираться на величины, имеющие количественную меру, является методологическим фундаментом точной науки. Измерение - это определение численного значения некоторой величины через единицы измерения. Измерение предполагает наличие таких основных элементов: объект измерения; единица измерения, т.е. эталонный объект; измерительный прибор; метод измерения; экспериментатор.

Измерения прямые и косвенные. При прямых измерениях результат получают непосредственно в процессе измерения. При косвенных измерениях искомая величина определяется математически на основании знание других величин, которые получают с помощью прямых измерений. Измерения позволяют устанавливать и формулировать эмпирические законы и даже быть источником формирование научной теории. Так, измерения атомных масс элементов стало одной из предпосылок создания периодической системы Д. И. Менделеева. Ценность измерений, кроме точных сведений об исследуемом объекте, заключается и в том, что при этом могут быть установлены такие факты, сделаны следующие эмпирические открытия, которые повлекут за собой коренное изменение установленных в науке представлений. Это касается прежде всего интересных, унифицированных измерений. Такое значение для физики имели, например, измерения Галилеем периода колебаний маятника; измерения Кавендишем гравитационной постоянной в законе всемирного тяготения; определение Джоулем механического эквивалента теплоты; измерение скорости света Физо, Фуко, Майкельсоном; измерение Лебедевым давления света; опыты по электричеству и магнетизма Франклина, Ампера, Эрстеда, Фарадея, Герца; определение Томсоном отношение заряда к массе е/m частиц катодного излучения; определение Мілікеном элементарного электрического заряда; определение структуры кристаллов Лауэ, Бреггами; опыты Резерфорда по изучению строения атома; изучение заряженных частиц с помощью камеры Вильсона. Этот неполный перечень свидетельствует об революционное значение выдающихся экспериментов в научном познании материи. Важным показателем качества измерений, их научной ценности является точность. Точность измерений зависит от квалификации экспериментатора, применяемого метода, а также от совершенства измерительных приборов. Среди эмпирических методов научного познания измерению принадлежит примерно такое же место, что и наблюдению и сравнению. Это относительно элементарный метод, входит как составляющая к эксперименту, - наиболее сложного и значимого эмпирического метода исследования.

Эксперимент - это такой метод изучения объекта, когда исследователь активно воздействует на него с помощью создание искусственных условий, необходимых для выявления соответствующих свойств, когда сознательно изменяется ход природных процессов. Эксперимент - наиболее сложный и эффективный метод эмпирического познания. Он предполагает использование наблюдения, сравнения и измерения - этих элементарных эмпирических методов. Основателем экспериментальной науки признается Г. Галилей. Он не только создал много приборов для наблюдения и экспериментированию, но и осуществил уникальные эксперименты. С развитием науки и техники эксперимент все шире применяется. Без эксперимента нельзя представить развитие современной науки. Сегодня экспериментальные исследования настолько важными, что рассматриваются как одна из основных форм практической деятельности. С помощью эксперимента исследуют свойства реальных объектов в экстремальных условиях: при сверхнизких и сверхвысоких температур, при очень высоких давлениях, в условиях огромных напряженностей электрических и магнитных полей и т.п. Работа в таких условиях может привести к открытию удивительных свойств обычных веществ и, таким образом, к более глубокому проникновению в их суть. Примером таких свойств, возникающих в экстремальных условиях, могут быть сверхпроводимость и надтекучість. К достоинствам эксперимента относится также его повторяемость. Это означает, что во время эксперимента необходимые наблюдения, сравнения и измерения могут проводиться, как правило, столько раз, сколько нужно для получения достоверных данных. Через это экспериментальный метод в науке приобретает особое значение. Разумеется, этим не исчерпываются все его преимущества. Эксперимент может быть опытным, поверочным или иллюстративным (демонстрационным).

Эксперимент является исследовательским, когда пытаются выявить присущие объекту неизвестные ранее свойства. Следствием такого эксперимента являются утверждения, не вытекающие из ранее известных знаний о объект. Классическим примером экспериментов такого типа есть опыты Резерфорда с рассеяние α-частиц, на основании которых было установлено планетарное строение атома. Анализ характера рассеяния α-частиц показал, что положительный заряд и масса атома сосредоточены в очень малой части его объема, которую называют ядром. Электроны же движутся вокруг ядра на сравнительно больших расстояниях.

До эксперимента обращаются и тогда, когда надо проверить справедливость тех или иных утверждений или теоретических положений. Такой эксперимент называют поверочным. Примеров проверочных экспериментов много в современной физике. Многочисленные элементарные частицы были сначала предусмотрены теоретически: позитрон - П. Дираком, нейтрино - В. Паули, целый ряд элементарных частиц - известным специалистом в области классификации их. Гелл-Маном. Позже эти частицы были открыты экспериментально, то есть, по сути, было проверено соответствующие теоретические утверждения.

До эксперимента обращаются также тогда, когда нужно с целью обучения проиллюстрировать какое-то явление. Такой эксперимент называют иллюстративным, или демонстративным.

Любой из этих экспериментов может осуществляться как непосредственно с объектом исследования, так и с его заменителем в познании - моделью. Важнейшей особенностью экспериментирования с моделью есть возможность изучения ее в гораздо более широком диапазоне условий, чем это позволяет непосредственное оперирование с оригиналом. К тому же эксперимент можно осуществлять как с материальными объектами, так и с их идеальными копиями. В последнем случае эксперимент называют мнимым. Мысленный эксперимент является специфическим методом познания, он выступает как идеальная форма реального эксперимента и уже давно и плодотворно применяется в науке. Именно мысленный эксперимент дал возможность Г. Галилею открыть физический принцип инерции, который положен в основу всей классической механики. А. Эйнштейн и другие ученые широко использовали мышлении эксперименты. Сфера применения мысленного эксперимента гораздо шире, чем материального. Однако проверить достоверность полученных с помощью мысленного эксперимента знаний можно только с помощью реального эксперимента, практики.

Ко второй группе относятся такие методы познания: абстрагирование, анализ и синтез, индукция и дедукция, моделирование.

Абстрагирование в умственной деятельности человека имеет самый универсальный характер, поскольку само мышление связано непосредственно с этим процессом или с использованием его последствий. Различают процесс абстрагирования и результат абстрагирования, который называют абстракцией.

Процесс абстрагирования состоит из двух стадий. На первой стадии абстрагирования происходит существенное отделения от несущественного, оказывается самое важное в исследуемых явлениях, устанавливается независимость (или очень слабая зависимость) исследуемых явлений от определенных факторов. Вторая стадия процесса абстрагирования заключается в реализации возможности абстрагирование, которое установлено ранее. Это и есть собственно абстракция, или отворачивание. Абстрагирование может применяться как в реальных, так и к абстрактных объектов, т.е. таких объектов, которые сами уже являются следствием предыдущего абстрагирования. Итак, сложная процедура абстрагирования может применяться к объекту много раз. Уходя от одного уровня абстрагирования к другому, мы получаем абстракции все большей степени всеобщности.

Следствием процесса абстрагирования, как уже отмечалось, есть абстракции. Основная их функция заключается в том, что они дают возможность заменить в познании сравнительно сложное простым, помогают ориентироваться во всем бесконечном разнообразии явлений дифференцированием их, отделением различных свойств, установлением соотношений и связей между этими свойствами, фиксацией их в процессе познания и т.д.

Часто результат абстрагирования выступает как специфический метод исследования, используется при решении некоторых задач.

Анализ и синтез диалектически взаимосвязаны, они являются неразрывным единством противоположностей. Причем основой диалектики анализа и синтеза как методов познания выступает объективная диалектика части и целого, единичного и общего, связи и ограничения.

Анализ - это метод познания, содержанием которого является совокупность мероприятий и закономерностей расчленения предмета исследования на составные части. Этими частями могут быть отдельные материальные элементы объекта или его свойства и отношения.

Синтез - это метод познания, содержанием которого является совокупность мероприятий и закономерностей сочетания отдельных частей предмета в единое целое. Из определения этих методов следует, что они являются противоположностями, которые взаимно предполагают и дополняют друг друга. Метафизическая абсолютизация одного из этих методов ничего, кроме вреда, познанию нанести не может. Вся история познания учит, что анализ и синтез выступают как плодотворные методы познания лишь тогда, когда их используют в тесном единстве. Анализ и синтез в познавательной деятельности плотно связаны и взаимно обусловливают друг друга. Для того чтобы сделать возможным анализ объекта, он должен зафиксироваться в нашем сознании как некое целое, т.е. предварительным условием анализа является целостное, синтетическое его восприятия. И наоборот, синтез возможен лишь тогда, когда уже осуществлен анализ, когда определены те или другие стороны и элементы некоторого целого.

Индукция и дедукция - это парные взаимосвязанные методы познания, занимают особое место в системе научных методов. Они включают в себя использование чисто формальных правил. Разделение этих методов основывается на выделении двух типов выводов - дедуктивного и индуктивного. Дедуктивным называют такой вывод, когда знания о некотором элемент множества достают на основании знаний общих свойств всей множества. В связи с этим иногда под дедуктивным методом познания понимают дедуктивный вывод. Однако мысль от общего к частному может направляться не только в отдельном акте познания, которым является заключение. Такая направленность мысли исследователя может быть и при исследовании определенного круга явлений, при создании научной теории и в других случаях. Так, Дж. Максвелл на основании нескольких уравнений, которые являются наиболее общими законами электродинамики, построил последовательную и полную теорию электромагнитного поля. Таких примеров в науке много. Следовательно, содержанием дедукции как метода познания является использование общих научных положений при исследовании конкретных явлений.

Значение дедукции в познании неустанно растет. Это связано с тем, что наука все чаще изучает такие объекты, которые не подлежащих чувственному восприятию (микромир, мегамир и т.д.). При познании такого типа объектов чаще приходится обращаться к мысли, чем до наблюдения или эксперимента. Значение дедукции в познании возрастает еще и потому, что в современной физике все шире применяется математика, которая описывает кроме реальных и формальные системы.

Под индукцией понимают выводы, которые идут от частного к общему, когда на основании знаний об отдельных предметы определенного класса делается вывод о классе в целом. Однако индукция может рассматриваться в более широком смысле - как метод познания, как совокупность последовательных операций, в результате которых осуществляется мышление от менее общих утверждений к более общим.

Следовательно, различие между индукцией и дедукцией заключается прежде всего в прямо противоположной направленности хода мысли.

Непосредственным основанием для индуктивного вывода является повторяемость реальных явлений и их признаков. Находя схожие черты у многих предметов определенного класса, делаем вывод, что они присущи всем предметам данного класса. При этом решающее значение принадлежит объективной закономерности реальных явлений, диалектики единичного, особенного и общего. Поскольку в мире существуют бесчисленные закономерные связи, а в любом явлении содержится нечто общее, можно через познание отдельного дойти к познанию общего. Сила метода индукции заключается прежде всего в тесной связи с фактами, с практикой.

Индукция и дедукция взаимосвязаны и дополняют друг друга. Индуктивное исследование предполагает использование общих теорий, принципов, то есть содержит в себе момент дедукции, а дедукция невозможна без общих положений, их достают индуктивным методом.

Моделирование - это особый и универсальный метод научного познания, который применяется не стихийно, а сознательно и систематически. При философском анализе познания имеем дело прежде всего с разнообразием форм моделирования. Часто различные средства объединяются под названием моделирования. Это связано с тем, что в современной науке метод моделирование обобщается.

В литературе используется такое определение этого метода: моделирование - это замена изучения явления в натуре, которое нас интересует, изучение аналогичного явления на модели меньшего или большего масштаба, обычно в специальных лабораторных условиях **.

В основе моделирования лежит сходство. Простейшая ее форма - геометрическая. Обобщением геометрической сходства может быть механическая форма. Как особый метод экспериментального познания, моделирование в физике приобретает более сложный характер. В теоретическом познании моделирование - это использование моделей, состоящих из идеальных воображаемых элементов. Такие модели выступают прежде всего как некоторые контуры, передают определенные черты моделируемого объекта.

Первый этап моделирования в теоретическом познании - это построение модели. На этом этапе превалируют модели реального объекта, в результате чего модель в гносеологическом плане является некоторым границы объекта. Одна из логических основ моделирования - особый вид выводу - аналогия ***.

При этом моделирование будет происходить не при любой аналогии, а лишь в случае замены моделью моделируемого объекта.

Второй этап моделирования - исследование построенной модели. На этом этапе модель (независимо от того, состоит она из материальных или только воображаемых элементов) является относительно самостоятельным квази-объектом (объектом-заместителем), что составляет как бы другую искусственную действительность, посредством которой мы проникаем в суть предметов и явлений, нас интересуют. На этом этапе основным выступает «объектность» модели, ее способность быть предметом исследования, заменить в определенных пределах объект познания.

Третий этап моделирования - экстраполяция (распространение) информации, полученной при изучении вторичной модельной действительности, «на первичную действительность», на сам объект познания.

Четвертый этап моделирования связан с практической проверкой экстраполяции такого рода.

Итак, если брать только «статику» моделирование, то можно ограничиться толкованием модели, что отражает отдельные черты объекта познания. Если рассматривать динамику процесса моделирования, то следует учитывать и объектность модели, то есть ее способность быть относительно самостоятельным предметом исследования. В процессе моделирования «образность» и «объектность» модели выступают в единстве, поскольку известной односторонностью характеризуется толкование модели как образа, так и противоположный взгляд, согласно которому модель рассматривается как относительно самостоятельный заменитель предмета исследования. Поэтому следует учитывать диалектическую сложность, многоэтапность процесса моделирования, органическое единство в этом процессе двух противоречивых моментов - «образности» и «об'єктності» модели.

Итак, относительно моделей в технике, эксперименте и теоретическом познании можно дать общее определение понятия модели. Модель - это особого рода промежуточный предмет исследования, построен из материальных или идеальных (воображаемых) элементов, находящихся в определенной соответствии с самим объектом познания, и способен заменять объект на некоторых этапах познания. В связи с этим моделирование можно рассматривать как метод опосредованного получения информации об объекте познания с помощью исследование некоторого заменителя объекта, что является с ним в определенном соответствии.

В гносеологическом плане модели целесообразно разделить на два основных типа: вещественные в форме системы, что реально функционирует, и воображаемые в форме некоторых идеальных структур. Модели второго типа, что используются в теоретическом естествознании, разделяют на наглядные, чувственно мнимые и абстрактно-логические.

Основной чертой всех типов моделирование является то, что объект исследования опосереднюють через промежуточный квази-объект, который заменяет сам объект на определенных этапах практической или теоретической деятельности. Поэтому моделирование выступает прежде всего как вид опосредствование на практике и в процессе познания, что осуществляется заменой самого объекта квази-объектом (моделью). Метод модельного опосредствование тесно связан с другими познавательными средствами и формами современной науки - аналогии, гипотезе, приладним опосередненням, теорией и т.д.

Моделирование подчинено основном задаче - созданию научной теории, способной объяснить объективную реальность. Объективным критерием истинности модельного знания, как и в любой другой познавательной форме, и вообще процесса познания в целом, является общественно-историческая практика.

Применение метода моделирования в физике речь пойдет в одном из следующих подразделов этого раздела.

К третьей группе научных методов познания в физике относятся такие методы, как восхождение от абстрактного к конкретному, идеализация, формализация, аксиоматический метод.

Восхождение от абстрактного к конкретного. Под абстрактным понимают одностороннее, неполное знание, не раскрывает сущности предмета в целом. Объективным содержанием абстрактного есть отдельные стороны, свойства и связи вещей. Под конкретным понимают саму действительность, различные объекты во всем многообразии их свойств, связей и отношений.

Термин «конкретное» используют также для обозначения многогранного, всестороннего, систематического знания о объект. Конкретное знание выступает как противоположность абстрактному, т.е. знания, обедненного по содержанию, одностороннего.

Переход от абстрактного к конкретного является всеобщей формой развития научного знания, законом отражения действительности в мышлении. Согласно этому методу процесс познания состоит из двух относительно самостоятельных этапов. На первом этапе осуществляется переход от чувственно-конкретного в его абстрактных определений. Единый объект расчленяется, описывается при помощи множества понятий и суждений. Он будто превращается в совокупность зафиксированных мышлением абстракций, односторонних определений. Второй этап процесса познания и является переходом от абстрактного к конкретному. Суть его состоит в мышлении от абстрактных определений объекта, то есть от абстрактного в познании, к всестороннего, многогранного знания об объекте, к конкретному в познании. На этом этапе как бы восстанавливается исходная целостность объекта, он воспроизводится в всей своей многогранности - но уже в мышлении. Получения абстракций односторонних определений подчинено общей цели - достижению конкретного. Получение конкретного знания - это цель, которая как закон определяет действия теоретика. В этом плане абстрактное выступает лишь как средство достижения поставленной цели. Поэтому такой метод познания называют восхождением от абстрактного к конкретному. Выше указанное не означает, что переход от конкретного к абстрактному нельзя недооценивать. Без этого этапа познания невозможно постичь объект во всей его конкретности.

Идеализация. С целью научного познания широко используют так называемые идеальные объекты, которые не существуют в действительности: материальная точка, математический маятник, абсолютно твердое тело, идеальный газ, абсолютно черное тело, точечный электрический заряд и т.д. Мнимое конструирование объекта такого типа называют идеализацией. Процесс конструирования идеального объекта обязательно предполагает абстрагирование. Создавая такой идеальный объект, как абсолютно твердое тело, мы абстрагируемся от способности реальных тел деформироваться под воздействием внешних сил. Кроме абстрагирования большое значение при формировании идеальных объектов имеют также другие мышлении эксперименты. Это связано с тем, что при мысленном конструировании идеальных объектов реальные объекты теряют некоторые присущие им свойства, им приписывают определенные нереальные, гипотетические, практически несуществующие свойства. Использование идеальных объектов позволяет осуществить переход от эмпирических законов к точного математического формулирования их, что значительно облегчает дедуктивную построение определенных отраслей знаний. Из истории науки известно много примеров, когда использование идеальных объектов приводило к выдающимся открытиям (классическая механика, теория относительности). Правда, идеализация - это специфическое упрощения действительности. Любая идеализация правомерна лишь в определенных пределах, она предназначена для научного решения определенных проблем. Например, ньютонівські идеализации «абсолютное пространство», «абсолютное время» были отвергнуты современной физикой. На основе этих идеализаций в известных опытах Майкельсона по обнаружению движения Земли относительно эфира получили отрицательный результат. Следовательно, использование в науке идеальных объектов приводит к выводу, что научное познание - это сложный процесс, который предусматривает кроме моментов творчества моменты фантазии, отход мысли от действительности.

Формализация. Под формализацией в широком смысле понимают метод изучения самых разнообразных объектов отражением содержания и структуры их в знаковой форме при помощи различных искусственных способов, например математики, математической логики и т.д. Использование специальной символики в этих науках является необходимым и прогрессирующим методом отражение действительности человеком. Изучение полу-формализованных дисциплин, особенно математических - дифференциального, интегрального исчислений и т.п., наглядно демонстрирует познавательную способность и эффективность метода формализации. С помощью дифференциального и интегрального исчислений решают разные задачи одним унифицированным методом, отыскивают общие алгоритмы решения таких проблем. Метод формализации основывается на использовании специальной символики, введение которой обеспечивает лаконичность и четкость фиксации знаний. Этим в значительной степени обусловлена изящество математических и физических теорий, компактность и своеобразная красота.

Развитие физики неразрывно связан с развитием математики.

Создание интегрального и дифференциального исчислений открыло невиданные перспективы для развития как математики, так и смежных наук - механики, астрономии, физики. Математика стала орудием исследования природы и технических процессов. Математическая формулировка законов механики, данное И. Ньютоном, способствовало достижению выдающихся успехов науки, в результате которых человечество получило возможность не только описывать события, произошедшие но и предсказывать явления, которых еще не было. Расчет начал опережать эксперимент и изготовления проектных образцов. Одним из ярких примеров этого следует считать математическое предвидение особенностей полета космических ракет и расчет их траекторий.

Методы математического анализа получили широкого применения в начале XIX в. при изучении многих физических явлений - распространение волн, теплоты, электричества в различных средах. Благодаря применению математических методов качественное описание явлений заменил количественный анализ, который дал возможность установить законы распространения их. Расширение поля действия математического аппарата способствовало не только развитию его деталей, но и существенной перестройке содержания всей математики. Так, молекулярная физика, которая в середине XIX в. перешла из состояния качественных представлений и словесных рассуждений в точную науку с количественными методами исследования, привела к представлениям о многомерное пространство. Это понятие повлекло существенные изменения представлений и в математике, которая еще в XVIII - первой половине XIX в. тесно связывалась с геометрическими образами привычного трехмерного пространства и количественными отношениями, которые выражаются с помощью чисел. Это неизменно зміщувало центр математических интересов то в одну, то в другую сферу. XIX ст. прошло под знаком развития теории дифференциальных уравнений. Начало XX в. характеризовался бурным развитием теории интегральных уравнений и теории функций комплексного переменного. Однако уже в 20-х годах XX в. оказалось, что классического аппарата анализа недостаточно. В развитии математических теорий активное участие приняли физики, так же как в развитии физических теорий принимали участие математики. Углубленное изучение физических свойств материи способствовало совершенствованию математического аппарата. Он стал гибче и точнее отражал явления природы. Принципиальный сдвиг в сознании математиков и физиков связано с развитием молекулярных представлений. Многочисленные нарекания на кинетическую теорию материи, которые высказывались в XIX ст., прекратились в начале XX в. благодаря удачно поставленным экспериментам, а также объяснению явлений броуновского движения и диффузии, исходя из статистической природы их.

Теория вероятностей, которая способствовала развития кинетической теории материи, стала объектом влияния статистической физики. Уже в начале XX в. физики, желая изучить явление диффузии с точки зрения кинетической теории, сделали первую попытку приблизить теорию вероятности к потребностям физике. им принадлежит попытка изучения случайных величин, которые изменяются со временем, т.е. случайных процессов. Практика требовала полного пересмотра логического фундамента теории вероятностей, поскольку ее основные понятия и математический аппарат не соответствовали требованиям физики. Подобные требования в течение последних полтораста лет физика ставила перед математиками, ведь математика для физики стала тем языком, которым ему удается наиболее точно выражать свои закономерности, выявлять новые, а также проверять положения, которые лежат в основе взглядов на суть тех или иных физических явлений. Содержание современной математики в значительной мере сложился под влиянием требований трех наук - астрономии, механики и физики. Физика и в настоящее время является не только потребителем уже готовых математических теорий, но и постоянно наталкивает на создание новых математических направлений. Такая содружество физики и математики позволяет им успешно продвигаться вперед, и каждый новый успех одной из них помогает второй делать новый шаг в познании природы.

Теперь, когда основные усилия физиков направлены на изучение явлений микромира, роль математики в физических исследованиях неизмеримо возросла. Однако, как и в прошлом, математическая теория физических явлений подлежит тщательной экспериментальной проверке. От математической теории требуется значительно больше, чем совпадение теоретических расчетов с результатами эксперимента: от нее требуется формулировка общих закономерностей и, как следствие, предсказания новых, еще неизвестных до этого. Математика и физика и в дальнейшем развиваться, взаимообогащая друг друга и помогая глубже проникать в суть как макро-, так и микромира.

Формализация дает возможность построить знаковые модели объектов, а изучение реальных вещей и процессов заменить изучением моделей, что значительно облегчает решение познавательных задач. Метод формализации тесно связан со многими другими методами - моделированием, абстрагуванням, идеализацией и т.д. Относительно моделирования он носит в определенном смысле служебный характер, поскольку выступает как способ знакового моделирования. Использование методов абстрагирования и идеализации является исходным условием метода формализации. Поэтому формализация невозможна без предварительной обработки, упрощение исследуемых объектов. Эффективность метода формализации определяется тем, насколько точно выявлены основное в составе объекта, насколько удачно схвачено его суть. Без этого даже самые умелые формальные манипуляции с символами остаются бесполезными или приводят к ошибочным выводам.

Аксиоматический метод - один из самых распространенных способов организации научного знания. Особенно широко он употребляется в математике и математических науках. Под аксиоматичным методом построения определенной научной теории или дисциплины понимают такую организацию их, когда ряд утверждений принимается без доказательства. Эти утверждения называют аксиомами. Другое знание фиксируется в виде лемм, теорем, законов и т.д. Примерами аксиоматично построенных систем знания могут быть электромагнитная теория Максвелла, теория относительности Эйнштейна и многие другие. Аксиоматически построенная теория признается истинной только тогда, когда истинны будут ее аксиомы и правила, по которым получены все другие утверждения. Только в таком случае теория правильно отражает действительность. Сфера применения аксиоматического метода хоть и растет, однако остается еще относительно ограниченной. В науках нематематичного профиля этот метод играет вспомогательную роль, а прогресс в его применении существенно зависит от уровня математизации соответствующей отрасли знания. Значительно шире аксиоматический метод применяется в математике, но и здесь у него есть определенные границы. Следовательно, все упомянутые методы - это научный арсенал физики в нахождении относительных истин, в познании реальной действительности.