Эрик Роджерс - Физика для любознательных. Том 3. Электричество и магнетизм. Атомы и ядра

а) Какой тип прибора Р следует использовать?

б) Какой тип прибора Q здесь нужен?

в) Если переключатель S выключен («открыт»), что покажут Р и Q ?

г) Когда переключатель S включен, что покажут Р и Q ?

д) Если переключатель S включен, но проволока R 1удалена или разорвана, что покажут приборы?

Фиг. XI.

37. «В построении областей науки теория и эксперимент часто играют дополнительные роли». Внимательно обсудите это утверждение, иллюстрируя ваше обсуждение примерами из книги.

38. Что подразумевается под законом в науке? (~2 страницы.)

(Очевидно, что на этот вопрос нет единого «правильного ответа».) Вас приглашают высказать свое собственное мнение и замечания, скажем, интеллигентному, но не занимающемуся наукой человеку, который задает такие вопросы: что такое законы, почему приборы (или природа) подчиняются им, как они используются, справедливы ли они? Если можно, дайте примеры из этого курса.

39. а) Что вы должны иметь в виду как ученый, если вы характеризуете эксперимент как хороший, или успешный (~1 страница)? (Очевидно, что на этот вопрос нет единого «правильного ответа». Вас приглашают высказать свое мнение и заключения, скажем, интеллигентному человеку, не занимающемуся наукой, который говорит: откуда вы знаете, экспериментируете вы или просто играете с приборами, и какая разница между исследованием и обычными техническими измерениями? (Дайте, если хотите, примеры из какой-либо работы, проделанной вами при изучении этого курса.)

б) Несколько лет назад Автодорожное управление разметило несколько необычной системой белых линий полотно дорог, имеющих плохие обочины на поворотах, и расставило знаки: «Автодорожное управление. Экспериментальная маркировка дорог». Обсудите смысл «успеха» такого эксперимента.

40. Напишите реферат на тему одной из предлагаемых пар видов деятельности. Сравните в ваших рассуждениях: используемые методы, ценность того, что вы достигаете, предмет и цель деятельности.

1) Физика и поэзия.

2) Физика и история.

3) Физика и критика (литературная, музыкальная и т. п.).

41. Каковы, по вашему мнению, основные задачи и функции теоретической физики?

При ответе на этот вопрос обсудите некоторые из следующих примеров:

— Резерфордовская картина атома.

— Кинетическая теория газов.

— Теория относительности.

— Ранние работы по радиоактивности или рентгеновским лучам (из самостоятельного чтения).

42. Обратитесь к книгам:

«A History of Science» by sir William Dampier ,

«Out of My Later Years» by Albert Einstein ,

«Experiment and Theory in Physics» by Max Bo rn,

«The Edge of Objectivity» by Charles Gillispie

и другим книгам по философии науки. Затем напишите короткий реферат, отвечающий своими словами на вопрос: какие задачи у теоретической физики?

43. а) Как научное знание приходит в физику? Обсудите роли, которые играют наблюдения, эксперимент и математика. Дайте примеры.

б) Может ли только одна математика дать новые знания о реальном мире? Если это так, укажите пример и критически проанализируйте его. Если нет, объясните, почему математика важна, если она может только воссоздать то, что мы уже узнали из эксперимента.

в) Посоветуйтесь с людьми, которые изучают биологию, геологию или физиологию, и установите, как в одной из этих наук получают знания. Сравните методы, используемые в этой науке с методами в физике.

44. «Ньютоновская теория всемирного тяготения создала грандиозную умозрительную схему для солнечной системы и Земли». Что это за теория, каковы ее достижения, и почему она так грандиозна? (При обсуждении достижений нужно не просто перечислить их, но и аргументировать их.) Однако вам не нужно тратить время на то, чтобы дать полные математические выкладки, за исключением, может быть, одного достижения, которое вы выберете.

45. «Кинетическая теория газов создает ложное чувство хорошей осведомленности о молекулах. Ее нельзя назвать хорошей теорией потому, что картина, которую она создает, это всего лишь некое построение на основе только отчасти верных предположений». Допустим, что вас попросили подготовить речь или написать длинное письмо, которое оспаривает или отвергает точку зрения, высказанную выше. Напишите план или короткую заметку, отражающие важные пункты вашей речи или письма (~1 страница).

46. а) Предположим, что вы сделали очень точные измерения плотности образца химически чистой меди, зная с очевидностью, что ваши экспериментальные ошибки составляют около 0,007 % ваших результатов. Охотно ли вы опубликуете утверждение, касающееся плотности химически чистой меди?

б) Предположим, что вы измерили плотность мороженого из ближайшего ларька. Опубликуете ли вы утверждение, касающееся плотности мороженого, и поручитесь ли вы за него?

в) На основе ваших ответов на пункты а) и б) в качестве примеров прокомментируйте принцип однообразия природы (т. е. принцип, согласно которому объекты в природе ведут себя одинаково при одинаковых обстоятельствах). Обсудите вопрос, основан ли принцип на опыте или философском предположении.

47. Посмотрите книги по философии (особенно по философии науки) или по истории науки и найдите, что означает «бритва Оккама».

а) Кратко расскажите об этом.

б) Найдите и сформулируйте ньютоновский вариант ее.

в) Пригодна ли она сегодня?

48. Почему мы не относимся к астрологии как к науке? (Напишите короткий реферат. Вас просят привести обоснованные аргументы с обсуждением определений без претензий на осуждение или неоправданные требования.)

Астрология — это система подробных традиционных правил, применяющихся к хорошей астрономической информации; она претендует на то, чтобы предсказывать или открывать будущее человека или его характер по расположению планет и звезд.

49. Как вы думаете, что означает «суеверие»? Проанализируйте связь между суеверием и наукой в смысле материального удобства и интеллектуального благополучия.

50. а) Мы говорим, что можем вывести закон Бойля-Мариотта PV= const из кинетической теории. Предположим, что выдающийся ученый вывел из другой теории (не кинетической) соотношение P/ V= const . Этот результат противоречит результатам экспериментальных исследований с газами. Предположим, однако, что в обоих случаях математические выводы оказываются абсолютно правильными. Поверите ли вы новой теории? Если так, то почему? Если нет, то что вы можете заподозрить?