О необходимости измерений

Выживания человека, в среде, неблагоприятной, в общем-то, для его существования, стало возможным благодаря выработавшейся у него в процессе эволюции способности обнаруживать причинно-следственные связи в явлениях, происходящих вокруг него. Это позволяло ему ориентироваться в окружающем его мире, прогнозировать свои действия. Тем самым у человека развилась внутренняя потребность познания природы, что привело к зарождению науки вообще и, в частности, физики - науки, занимающейся изучением самых общих свойств материального мира и обнаружением его закономерностей.

Заметить определенные закономерности можно, просто внимательно наблюдая различные явления и процессы. Обнаруженные таким способом закономерности имеют, однако, лишь качественный характер. Они сродни народным приметам вроде "Длинные сосульки - к дол-гой весне" или "Кошка клубком - на мороз". Но чтобы делать общие выводы, выяснять причины явлений таких качественных закономерностей недостаточно. Надо установить количественные зависимости между различными величинами, что возможно, если известны численные значения этих величин, то есть если они измерены. Если такая зависимость найдена, то говорят, что обнаружена физическая закономерность.

Итак, для установления зависимостей между физическими величинами необходимо провести их измерение, иначе говоря, перейти к физическому эксперименту, то есть к такой организации измерений, при которой специально фиксируются условия протекания процесса. Другими словами, проводя физический эксперимент, стремятся проследить зависимость одной физической величины от характера изменения другой по отдельности, то есть, поддерживая все физические величины, характеризующие процесс, постоянными (кроме тех, взаимосвязь которых определяется). Очевидно, что если меняются все условия сразу, то какие-либо определенные закономерности уловить чрезвычайно трудно.

Таким образом, в результате физического эксперимента обнаруживают количественные связи между отдельными величинами, выявляя тем самым некоторые частные закономерности. Они являются базой для формирования физических законов, создания физических теорий. Физические теории не могут быть построены чисто логически. Фундаментальные связи могут быть установлены только на основе эксперимента. Однако данные опытов неизбежно разрознены, многие важные детали могут упущены. Поэтому создание цельной физической теории явления требует творческого осмысления экспериментальных данных, воображения и интуиции.

Для объяснения уже обнаруженных физических закономерностей может быть предложено достаточно много физических теорий (например, корпускулярная и волновая теория света). Справедливость той или иной из них доказывается тем, что вся совокупность следствий какой-либо теории согласуется с опытными фактами. Обнаружение хотя бы одного экспериментального факта, противоречащего выводам теории, ставит под сомнение все теоретическое построение. Можно сказать, что логическая непротиворечивость теории является необходимым, но не достаточным условием для справедливости теории.