Sisu
- Näpunäited
- Näited teaduslikest põhimõtetest igapäevaelus
- Newtonid Kolm liikumisseadust
- Füüsika põhimõtted
- Muud tingimused
Mõisted, mida teadlased kasutavad uuritava kirjeldamiseks, võivad tunduda meelevaldsed. Võib tunduda, et need sõnad, mida nad kasutavad, on ainult sõnad, millel pole midagi muud. Kuid teadlaste poolt erinevate nähtuste kirjeldamiseks kasutatavate terminite uurimine võimaldab teil paremini mõista nende taga peituvat tähendust.
Näpunäited
A seadus on oluline ülevaade universumi olemusest. Seadust saab eksperimentaalselt kontrollida, võttes arvesse tähelepanekuid universumi kohta ja küsides, milline üldreegel neid reguleerib. Seadused võivad olla üks kriteeriumikomplekt selliste nähtuste kirjeldamiseks nagu Newtoni esimene seadus (objekt jääb puhkeolekusse või liigub püsikiirusel liikumisel, kui seda ei mõjuta väline jõud) või üks võrrand, näiteks Newtoni teine seadus (F = ma netojõu, massi ja kiirenduse jaoks).
Seadused tuletatakse paljude vaatluste kaudu ja võetakse arvesse konkureerivate hüpoteeside erinevaid võimalusi. Nad ei seleta nähtuste esinemise mehhanismi, vaid kirjeldavad neid arvukaid tähelepanekuid. Ükskõik, milline seadus saab neid empiirilisi tähelepanekuid kõige paremini arvesse võtta, nähtusi üldiselt ja universaalselt selgitades, on seadus, mille teadlased aktsepteerivad. Seadusi rakendatakse kõigile objektidele sõltumata stsenaariumist, kuid need on tähenduslikud ainult teatud miinuste piires.
A põhimõte on reegel või mehhanism, mille abil konkreetsed teaduslikud nähtused toimivad. Põhimõtetel on tavaliselt rohkem nõudeid või kriteeriume, kui seda saab kasutada. Üldiselt vajavad nad artikuleerimiseks rohkem selgitust, mitte ühe universaalset võrrandit.
Põhimõtted võivad kirjeldada ka konkreetseid väärtusi ja mõisteid, näiteks entroopia või Archimedese põhimõte, mis seostub ujuvusega ümberasustatud vee massiga. Teadlased järgivad põhimõtte määramisel tavaliselt probleemi tuvastamise, teabe kogumise, hüpoteeside kujundamise ja testimise ning järelduste tegemise meetodit.
Näited teaduslikest põhimõtetest igapäevaelus
Põhimõtted võivad olla ka üldised ideed, mis reguleerivad selliseid distsipliine nagu rakuteooria, geeniteooria, evolutsioon, homöostaas ja termodünaamika seadused, mis on teaduse põhimõtte määratlus bioloogias. Nad on seotud bioloogia mitmesuguste nähtustega ja selle asemel, et pakkuda kindlat, universaalset universumi tunnusjoon, on nad mõeldud bioloogia teooriate ja uurimistöö edasiseks arendamiseks.
Igapäevaelus on ka teisi näiteid teaduslike põhimõtete kohta. Võimatu eristada gravitatsioonijõudu ja inertsjõudu, objekti kiirendamiseks kasutatavat jõudu, mida nimetatakse ekvivalentsuse põhimõtteks. See ütleb teile, et kui viibite liftis vabalangemise korral, ei saaks te gravitatsioonijõudu mõõta, kuna te ei suutnud seda eristada jõust, mis tõmbab teid gravitatsioonile vastupidises suunas.
Newtonid Kolm liikumisseadust
Newtoni esimene seadus, mille kohaselt liikuv objekt püsib liikumises seni, kuni sellele töötab väline jõud, tähendab objekte, millel puudub netojõud (kõigi objektile mõjuvate jõudude summa), kiirendust. See jääb kas puhkeolekusse või liigub konstantse kiiruse, objekti suuna ja kiirusega. Selle väga keskne ja paljude nähtuste jaoks tavaline viis, kuidas see ühendab objekti liikumise jõududega, mis seda mõjutavad, ükskõik kas see on taevakeha või maapinnal olev pall.
Newtoni teine seadus, F = ma, võimaldab teil määrata kiirenduse või massi nende objektide netojõu põhjal. Netojõu saate arvutada langeva kuuli või pöörde tegeva auto raskusjõu tõttu. See füüsiliste nähtuste põhijoon muudab selle universaalseks seaduseks.
Newtoni kolmas seadus illustreerib ka neid funktsioone. Newtoni kolmas seadus väidab, et iga toimingu korral on võrdne ja vastupidine reaktsioon. See väide tähendab, et igas interaktsioonis on mõlemal üksteisega mõjutataval objektil jõud. Kui päike tõmbab planeete orbiidil selle poole, tõmbuvad planeedid vastuseks tagasi. Need füüsikaseadused kirjeldavad neid looduse tunnuseid universumis olemuselt.
Füüsika põhimõtted
Heisenbergsi ebakindluse põhimõtet võib kirjeldada kui "mitte kellelgi pole kindlat positsiooni, kindlat trajektoori ega kindlat hoogu", kuid see nõuab selguse huvides ka täiendavaid selgitusi. Kui füüsik Werner Heisenberg proovis suurenenud täpsusega subatomaatset osakesi uurida, leidis ta, et osakeste impulsi ja positsiooni üheaegselt täpselt kindlaks määrata on võimatu.
Heisenberg kasutas saksa sõna "Ungenauigkeit", mis tähendab "ebatäpsust", mitte "ebakindlust", et kirjeldada neid nähtusi, mida me nimetaksime Ebakindluse põhimõte. Hoog, objektide kiiruse ja massi korrutis ning asend on alati üksteise vahel.
Saksa algsõna kirjeldab nähtusi täpsemini kui sõna "ebakindlus". Määramatuse põhimõte lisab füüsikute teaduslike mõõtmiste ebatäpsusel põhinevatele vaatlustele ebakindlust. Kuna need põhimõtted sõltuvad suuresti põhimõtte tingimustest ja tingimustest, on need pigem juhtteooriad, mida kasutatakse universumi nähtuste ennustamiseks kui seadused.
Kui füüsik uuriks elektroni liikumist suures kastis, saaks ta üsna täpse ettekujutuse, kuidas see kogu kastis ringi liigub. Kuid kui kast oleks tehtud väiksemaks ja väiksemaks, nii et elektron ei saaks liikuda, teaksime rohkem, kus elektron asub, kuid teaksime palju vähem, kui kiiresti see liikus. Meie igapäevases elus olevate objektide (nt liikuv auto) puhul saate impulsi ja asendi kindlaks teha, kuid nende mõõtmistega kaasneb siiski väga väike ebakindlus, kuna määramatused on osakeste jaoks palju olulisemad kui igapäevased objektid.
Muud tingimused
Kuigi seadused ja põhimõtted kirjeldavad neid kahte erinevat ideed füüsikas, bioloogias ja muudes teadusharudes, teooriad on mõistete, seaduste ja ideede kogumid universumi vaatluste selgitamiseks. Evolutsiooniteooria ja üldine relatiivsusteooria kirjeldavad, kuidas liigid on põlvkondade jooksul muutunud ja kuidas massiivsed objektid moonutavad ruumi-aega vastavalt gravitatsiooni kaudu.
Matemaatikas saavad teadlased viidata teoreemid, matemaatilisi väiteid, mida saab tõestada või ümber lükata, ja - lemmasid, vähem olulised tulemused, mida kasutatakse tavaliselt teoreemide tõestamiseks. Pythagorase teoreem sõltub nende külgede pikkuse määramiseks täisnurga kolmnurga geomeetriast. Seda saab matemaatiliselt tõestada.
Kui x ja y on kaks täisarvu sellised, et a = x2 - jaa2, b = 2oksüja c = x2 + y2, siis:
Muud terminid ei pruugi olla nii selged. Erinevus a reegel ja põhimõtte üle võib vaielda, kuid reeglid viitavad üldiselt sellele, kuidas erinevatest võimalustest õige vastus kindlaks määrata. Parempoolne reegel laseb füüsikutel kindlaks teha, kuidas elektrivool, magnetväli ja magnetjõud sõltuvad üksteise suunast. Kuigi see põhineb põhiseadustel ja elektromagnetilisuse teooriatel, kasutatakse seda rohkem üldise "rusikareeglina" elektrienergia ja magnetismi võrrandite lahendamisel.
Uurides retoorikat, kuidas teadlased suhtlevad, räägitakse teile lähemalt, mida nad universumi kirjeldamisel tähendavad. Nende mõistete kasutamise mõistmine on asjakohane nende tegeliku tähenduse mõistmiseks.