5
К таким законам можно отнести законы Ньютона в механике, три начала в
термодинамике, полную систему уравнений Максвелла в электромагнетизме,
уравнение Шредингера в квантовой механике.
В физике реализуется, в основном, следующая схема познания, изучения
явлений природы: 1) наблюдение какого-либо нового явления в природе, проведе-
ние опытов – многократного воспроизведения данного явления в контролируемых
условиях; 2) объяснения результатов опытов с помощью различных гипотез, по-
зволяющих теоретически объяснить закономерности протекания этого явления; 3)
после экспериментальной проверки гипотеза либо отбрасывается, либо становится
законом, позволяющим описать данную область явлений и подсказать новые яв-
ления, новые закономерности. Эти предсказания проверяются на опыте, и схема
познания реализуется на более высоком уровне.
В настоящее время современное изложение курса физики можно суще-
ственно упростить в связи с тем, что ряд законов, открытых исторически опытным
путем, выводится теоретически из фундаментальных законов физики. Например,
закон электромагнитной индукции Фарадея является следствием закона сохране-
ния энергии; законы теплового излучения можно получить на основе квантовой
теории излучения. Однако нужно
помнить, что физика является, прежде всего,
наукой экспериментальной и поэтому при изложении курса физики нужно посто-
янно подчеркивать эту мысль, показывать реальный исторический путь ее разви-
тия.
3. Физика и математика. Любой физический образ, понятие, закон обязательно
включают в себя наряду со словесным, наглядно–пространственным, также и ана-
литическое описание. Законы
физики представляют собой количественные соот-
ношения и формулируются на математическом языке. Поэтому отделить физику
от математики невозможно. Широкое внедрение математического аппарата при-
вело к делению физики как науки на экспериментальную и теоретическую физику.
Применение математических методов позволило в теоретической физике не толь-
ко записывать в компактной форме различные законы в
виде уравнений, но и, сле-
дуя внутренней логике математических приемов, методов, получать новые резуль-
таты, которые не являются следствием опытных наблюдений. Конечно, справед-
ливость новых формул, гипотез, полученных на “кончике пера”, проверяется на
эксперименте. Примерами таких открытий могут служить предсказание Максвел-
лом существования электромагнитных волн, которое затем было эксперименталь-
но подтверждено
Герцем, открытие античастицы – позитрона и реакции анниги-
ляции электрона и позитрона на основе решения уравнения, записанного Дираком.
Развитие физики, в свою очередь, стимулирует развитие математики. Изу-
чение квантово-механической формы движения материи, физики атомного ядра и
элементарных частиц, ранних этапов развития Вселенной требуют разработки но-
вых понятий и методов в
математике.
4. Физика и техника. Физика оказывает существенное влияние на развитие тех-
ники, новые отрасли в которой возникают в результате открытий в различных об-