Аркадий Ликум - Все обо всем. Том 2

В XIII веке Роджер Бэкон прибегнул к эксперименту, а не только к поиску причин, чтобы проверить свои теории, а почти через 400 лет сэр Френсис Бэкон написал книгу «Новый метод», которая заложила принципы современных научных методов. Использование научного метода делает объем знаний наукой. В отличие от прежнего метода созерцания и обдумывания, новый метод основан на тщательном эксперименте и точном измерении. Не все области науки могут пользоваться одними и теми же методами. Химик может экспериментировать с веществами и действующими на них силами в лаборатории. А астроном не может проводить эксперименты с небесными телами. Но оба они прибегают к научному методу.

Первое, что ученый делает, приступая к проблеме, — устанавливает, что уже известно, и старается установить новые факты. Он вырабатывает рабочую теорию, или гипотезу, которая объясняет определенные результаты. Затем он измеряет, испытывает, ставит эксперименты, чтобы установить, работает ли гипотеза. Если да, то она становится проверенной теорией. Или ученый может ждать, пока его работа будет закончена, а затем формулирует теорию. Но теория не считается доказанной, пока не становится очевидным, что нет другой теории, способной объяснить известные факты. Ученый никогда не рассматривает что-то как раз и навсегда доказанное. Теория или закон считаются истинными только до тех пор, пока они объясняют все известные факты. Но наука знает, что могут быть открыты новые факты, которые могут потребовать изменения теории.

Математика — это наука, имеющая дело с числами, количеством, формой. Без знания математики вся современная жизнь была бы невозможна. Например, у нас не было бы хороших домов, потому что строители должны уметь измерять, считать и сооружать. Наша одежда была бы очень грубой, так как ее нужно хорошо скроить, то есть точно все измерить. Не было бы ни железных дорог, ни кораблей, ни самолетов, никакой большой промышленности, ни коммерции. И, конечно, не было бы радио, телевидения, кино, телефона и тысяч других вещей, составляющих часть нашей цивилизации. Использование математики, измерение «насколько?», «как долго?» являются жизненно необходимой частью мира, в котором мы живем. Жизнь наших предков была много проще, но даже они вынуждены были прибегать к использованию цифр.

Древний человек хотел учитывать вещи, которыми он владел. Сколько у него инструментов? Сколько оружия? Сколько животных? Как только появилась необходимость передавать идеи, связанные с количеством, он начал пользоваться математикой. Вообще счет стал началом математики. Это искусство счета развивалось на протяжении длительного времени. Сначала для этого делались зарубки на стене или отметки на папирусе (вид бумаги). Древний человек мог сказать «сколько?», глядя на эти зарубки, хотя не имел даже слов, чтобы назвать это. Со временем древние египтяне, а потом греки и римляне создали более совершенную систему чисел. Но счет, конечно, это только одна часть математики. Идея формы и измерения ее размеров также очень важна для человека.

Древний человек прибегал к ней в своей повседневной жизни, хотя точно не мог измерить размеры форм. Например, при строительстве своего примитивного жилища он использовал прямоугольники и окружности. Это было простейшее, практическое применение математики. Но математика используется и для создания логических заключений из данных фактов, даже если речь не идет о материальных объектах. Например, в геометрии мы все излагаем на бумаге и находим решение проблемы. Затем мы переносим эти решения в повседневнуюжизнь.

Для решения проблемы измерений очень важно определить единицы измерения. Например, средний вес человека может стать возможной единицей измерения. В самом деле, некоторые единицы, которыми сегодня пользуются в англоговорящих странах, основаны на таких понятиях, как расстояние от локтя до кончиков или середины пальцев, или вес зерна. Но в разных странах сложились такие различия между единицами измерения, что возникла необходимость выработать международную систему. Если одна и та же система была бы принята всеми странами мира, это была быметрическая система.

Эта система была выработана комитетом ученых, назначенном во Франции в 1789 году. Великобритания и некоторые другие страны начали пользоваться метрической системой в своих собственных единицах. Система сейчас используется в научной работе в большинстве стран. Метрическая система основана на измерении длины единицей, называемой «метр». Она равна примерно одной миллионной длины земной поверхности от полюса до экватора и составляет 39,37 дюйма.

Метрическая система измерения базируется на десятке. Это означает, что каждая следующая единица длины превышает предыдущую меньшую в 10 раз. Существуют квадратные и кубические меры для определения площади и объема в соответствии с единицами длины. Единица веса — грамм, что соответствует весу кубического сантиметра чистой воды.

Литр — это единица, аналогичная кварте, но немного выше.

Гектар, содержащий 10 000 квадратных метров, используется так же, как акр, но включает 2,471 акра.

Метрическая система более удобна, чем установленная, стандартная система, потому что совпадает с системой счисления. Примеры эквивалентов метрической и принятой стандартной систем: 1 фут = 0,305 метра, 1 дюйм = 2,54 см, 1 миля = 1,609 км, 1 кварта = 0,946 литра.

Вы, вероятно, не знаете, что ноль — это понятие изобретенное. Это одно из величайших достижений человечества, это целая теория, которая оказала влияние на историю человечества, потому что внесла большой вклад в развитие высшей математики. До XVI века система чисел, применяемая в Европе, была римской, изобретенной около 2 тысячелетий назад. Римская система была очень непроста. Она основана на десятке. Значок «X» равен 10. Буква «С» означает 100, «М» — 1000, «I» — 1, «V» — 5, «L» — 50, «D» — 500. 4 обозначают как «IV», т. е. на один меньше, чем 5. Чтобы записать число 1648, нужно использовать следующие цифры: MDCXLVIII. В римской системе, чтобы прочитать номер, нужно посчитать, вычитать, складывать.

Задолго до новой эры жители Индии изобрели более удобную систему счета. Она была привезена около 900 года в Европу арабскими торговцами, поэтому называется индо-арабской системой. По индо-арабской системе все числа записывались знаками — 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и ноль. Цифры, входящие в числа, записанные в этой системе, имели разное значение в зависимости от места, на котором они стояли. Мы знаем, что число 10 обозначает 1 десяток, потому что единица написана на месте десятков, а ноль показывает, что место единиц — свободно, единицы отсутствуют.