• Фізика – наука про природу

Фізика є найбільш фундаментальною та всеохоплюючою наукою про неживу природу. Вона виросла з стародавньої натуральної філософії, або філософії природи, з якої виникла більшість сучасних природознавчих наук. Вплив фізики є безсумнівним у таких науках як астрономія, хімія, біологія, геологія та інші. Разом з тим, кожна з них має свій предмет і власний метод його вивчення, в кожній з них мірилом істини є практика, результати спостережень, або дослідів. (На відміну, скажімо, від математики, яка з цієї точки зору природознавчою наукою не є).

Світ, що оточує нас, все існуюче навколо нас і виявлене нами через відчуття представляє собою матерію. Під матерією розуміють усе те, що реально існує поза нашою свідомістю і що може сприйматися нашими органами чуття безпосередньо чи за допомогою приладів. Відчуття тепла або холоду, звуку, світла тощо є нашими реакції на навколишню дійсність.

У фізиці розрізняють два види матерії – речовину і поле. Проте цим не вичерпується поняття матерії як філософської категорії, яким користуються для означення об’єктивної реальності у всесвіті, яка копіюється, фотографується, відображується нашими відчуттями, існуючи незалежно від них.

Увесь розвиток науки стверджує, що матерія перебуває у вічному безперервному русі. Отже, невід’ємною властивістю матерії та формою її існування є рух. Рух в широкому розумінні – це різноманітні зміни матерії – від простого переміщення до складних процесів мислення. Рух є формою буття матерії; спокій має відносний характер, він є окремим випадком руху. Різноманітні форми руху матерії вивчаються різними науками, у тому числі і фізикою.

Різні явища в природі відбуваються в певній послідовності і мають більшу або меншу тривалість, тобто безперервні зміни і розвиток матерії відбуваються в часі. Якби припинилися всякі зміни в природі, то поняття часу зникло б. Зміни в природі відбуваються не тільки в часі, а й у просторі. Різні матеріальні об’єкти мають певну просторову протяжність, певним способом розміщуються один відносно одного. Зміни в природі зумовлюють зміни в протяжності і взаємному розміщенні тіл. Простір, як і час не має змісту без матерії і руху. Тому рух, простір і час називають формами існування матерії. В ХІХ ст. М.І.Лобачевський передбачав, що геометричні властивості простору повинні залежати від наявності матеріальних об’єктів і характеру їх рухів. А у ХХ ст. це довів А.Ейнштейн у теорії відносності. Він показав, що простір і час становлять загальний чотири вимірний континуум матеріального світу; простір і час взаємозв’язані, змінюються при переході від однієї системи відліку до іншої, залежать від швидкості руху матеріальних систем.

Завдання фізики полягає в тому, щоб створити в нашій свідомості таку картину фізичного світу, яка найбільш повно відбиває властивості світу і забезпечує такі співвідношення між елементами моделі, які існують між елементами зовнішнього світу.

• Методи фізики. Фізичні закони і системи одиниць

Фізика – експериментальна наука. В основі її законів покладені дослідні факти. Самі закони формулюються у вигляді кількісних співвідношень між фізичними величинами. Тому закони фізики записуються у формі математичних виразів.

Експериментальний метод фізики полягає в тому, що на основі спостережень створюється модель, в межах якої робляться передбачення про явища, що перевіряються в свою чергу в експериментах і спостереженнях, внаслідок цього уточнюється модель, робляться нові передбачення і т.д. В результаті узагальнення експериментальних фактів, а також результатів діяльності людей установлюються фізичні закони – стійкі, повторювальні об’єктивні закономірності, що існують у природі.

Для вивчення фізичних явищ і закономірностей, яким вони підлягають, використовують:

• метод спостереження явища в природному вигляді (так було вивчено закономірності руху планет у Сонячні системі);

• метод експерименту, коли явище штучно відтворюється в лабораторних умовах (а саме за цим методом встановили закони вільного падіння тіл);

• метод теоретичного узагальнення даних спостереження й експерименту (а от завдяки генію сера Максвела їм було передбачено існування електромагнітних хвиль та світловий тиск).

Але в цілому всі згадані методи дослідження перебувають у взаємному зв’язку і доповнюють один одного, повсякчас збагачуються новими ідеями і технологічними засобами.

Пізнання природи – складний процес, що пролягає від спостереження явищ природи, лабораторних і технічних дослідів до аналізу, побудови моделі і окреслення закономірності перебігу явища; критерієм істинності здобутків наукового пізнання є їх узгодження з практикою.

Різні фізичні властивості матерії та її рух визначаються з кількісного боку відповідними фізичними величинами. Характерною ознакою фізичних величин є вимірність. Вимірювання величин зводиться до порівняння даної величини з однорідною її величиною, взятою за одиницю. Наприклад, довжину вимірюють, порівнюючи з довжиною еталона – метра; масу тіла порівнюють з масою еталона – кілограма і т.д. Отже, для того аби задати меру фізичні величині, ми повинні встановити її одиницю. Одиницею певної фізичної величини є значення даної фізичної величини, яке за визначенням вважається рівним 1.

Питання про те, як визначити одиницю вимірюваної величини може бути вирішено довільно. Історії відома велика кількість різноманітних одиниць, особливо одиниць для вимірювання довжини, площі, об’єму та маси. Наявність великої кількості різноманітних одиниць викликала утруднення в міжнародних торгівельних стосунках, обміні результатами наукових досліджень та ін. Внаслідок чого вчені різних країн домовилися про використання одиниць метричної системи мір, яка була в створена під час Великої французької революції і яка повинна була служити „на всі часи, для всіх народів, для всіх країн” [3]. Але і повсякдень у деяких країн поряд із метричною системою використовуються свої – місцеві одиниці.

У відповідності до стандартів прийнятих під час Міжнародних союзів та Генеральних конференцій по мірам [3,с.7] були прийняті рішення про створення Міжнародної системи одиниць - СІ. Основні з них наведені в таблиці 1.

Таблиця 1. Основні величини системи СІ та одиниці їх вимірювань.

№	Величина	Одиниця	Скорочене позначення
1.	Довжина	метр	м
2.	Час	секунда	с
3.	Маса	кілограм	кг
4.	Сила струму	ампер	А
5.	Температура	кельвін	К
6.	Кількість речовини	моль	моль
7.	Сила світла	кандела	кд
8.	Кут	радіан	рад
9.	Тілесний кут	стерадіан	ср

Для встановлення похідних одиниць використовуються фізичні закони (або визначення), що зв’язують їх з основними одиницями. Наприклад: швидкість



(0.1)

Різні фізичні величини перебувають у певних залежностях, що виражаються фізичними формулами і законами.