Глоссарий. Дріс таырыбы Физика тарихы курсына кіріспе
 Скачать 1.58 Mb.
|
|
№1 дәріс Дәріс тақырыбы: Физика тарихы курсына кіріспе Дәріс жоспары 1. Физика тарихы курсына кіріспе 2. Физика тарихы курсы. Физика тарихы курсына кіріспе Физика тарихыфизикалық ғылымның дамуын зерттейтін ғылым тарихының бір бөлігі.Физика ғалымдарын алғашында философтар деп атаған.Физика заңдары табиғат құбылыстары арасындағы байланыстарды табу арқылы ашылады. Физикалық теориялар физикалық құбылыстарды және оларды сипаттайтын заңдарды бір жүйеге түсіру арқылы жасалады. Пәнді оқудың мақсаты - іргелі идеялар, теориялар мен әдістер, физика тарихымен әлемнің эволюциясы физикалық бейнесімен студенттерді таныстыру. Пәнді оқудың міндеттері: - физика ғылымының іргелі идеяларының, тұжырымдамаларының, заңдылықтарының, принциптері мен тұжырымдамаларының пайда болуы мен даму тарихын ашу; - студенттердің физикадан алған білімдерін тереңдету, жалпылау және жүйелеу. - болашақ түлектер арасында әлемнің физикалық бейнесін қалыптастыру. - басқа жаратылыстану ғылымдары арасында физиканың орнын анықтау; - қазіргі физика үшін маңызды кейбір идеялар мен білімнің пайда болуы мен өзгеруін зерттеу; Физика тарихының пәні Адамзат өзі тұратын туралы білімді бірден және дайын, аяқталған күйде алмайды. Мәселен, бұрыннан әрбір оқушыға «Ньютон заңдары» деген атпен белгілі қозғалыстың заңдары жайлы білімдер танымның ұзақ жолын талап етті, яғни мың жылға созылды. Ньютон заңдарының әмбебап емес екендігін және өте үлкен жылдамдықта қозғалатын денелер мен өлшемдері айтарлықтай кішкентай денелер (бөлшектер) дәлелдеулерді қажет ететіндігін түсіну үшін екі жүз жылдай уақыт қажет болды. Адамзат баласы сауатсыздықтан білімділікке ұзақ және қиын жолдардан өтті және әлі де өтіп жатыр. Сонымен, білім тарихи, яғни ғылымда да тарих бар. Әрбір зерттеуші зерттеп отқан сұрақтың оған дейін не нәрселер жасалғаны жайлы хабардар болып және оның алдында алынған нәтижелерді сыни тұрғыда бағалауы керек, яғни тарихшының жұмысын атқаруы қажет. Былайша босқа жасалған жұмыстар жоқ, әрбір жаңа буын өкілдері алдыңғы буын өкілдерінің келіп тоқтаған жерінен бастап, жасалған жұмыстарды келесі буынға табыстайды. Евклид пен Архимедсіз Ньютон болмас еді, Ньютонсыз Эйнштейн мен Бор болмас еді. Танымның даму үдерісін зерттеу ерекше ғылымның – ғылым тарихының ерекше мақсатын құрайды. Физика тарихы – бұл физикалық ғылымның дамуын зерттеумен айналысатын ғылым тарихының бөлімі. Кез келген ғылымның негізгі мақсаты – сол ғылым саласы айналысатын облыста қолданылатын заңдарды ашу. Ғылым тарихының негізгі мақсаты – ғылымның дамуын басқаратын заңдарды табу болып табылады. Бірінші қарағанда ондай заңдар жоқ сияқты болып көрінеді. Архимед, Ньютон, лобачевскилердің пайда болуын алдын – ала болжауға және ғалымдардың ойлауы мен шығармашылығын басқаруға болмайды. Ғылым – сөзсіз адам баласының аса қиын қызметінің жемісі: танымдық, шығармашылық. Бірақ ғылымның дамуы маңызды рөл атқаратын белгілі тарихи шарттар негізінде болады және бұл шарттар ғылыми талдауға түсінікті. Ғылымның өзінің пайда болуы экономикалық дамудың белгілі бір сатысында ғана мүмкін болады. Ғылым дамуындағы айрықша ашық қоғамдық өндірістің рөлі заманауи тарихи кезеңде орындалады. Заианауи ғылым өзінің дамуы үшін орасан зор қоғамдық әдіс – тәсілдерді, амалдарды талап етеді. Атомдық физика мен ядролық энергетиканың дамуы изотоптарды бөлуге арналған арнайы кәсіпорындардың ашылуын, реакторлар мен үдеткіштердің құрылысының салынуын және аса қымбат құралдардың жасалуын талап етті. Орасан зор жабдықтарды заманауи ғарыштық ғылым саласы да қажет етеді. Сонымен қатар ғылымның дамуы үшін өте көп жоғары білімді, білікті мамандар қажет. Сонымен, қарымды экономикалық заманауи ғылым дамуының кепілі болып табылады. Сондай – ақ, ғылымның дамуына әсер ететін т.б. ішкі факторлар бар: ғылыми білімнің жағдайы, мәселенің өзектілігі, жеке қызығушылықтар мен қабілеттіліктер және т.с.с. Ғылым дамуының, сонымен қатар физиканың заңдылықтарын зерттеудің мақсаты – белгілі мән мен үлкен ғылыми мағынаға ие. Ғылым дамуының заңдарын зерттеу өмірге жаңа ғылым – ғылымтануды алып келген өзекті мәселе болып отыр. Ғылым тарихы – ғылым жайлы ғылымдар негізі. Ғылым тарихын, ғылыми ұғымдардың дамуын зерттеу таным теориясын және ғылымның өзін де байытады. Ғылым тарихының негізгі ғылыми мәні осында. Ғылым тарихы маңызды әдістемелік және тәрбиелік мәнге ие. Білімді жеткізудің жиі кездесетін, әрі тиімді жолы – тарихи жол болып табылады. Сондықтан физика пәнінің мұғалімі үшін физика тарихын білу қажет және маңызды, ол мұғалімді әдістемелік және ғылыми жағынан қаруландырады. Ғылым тарихы ғылымға деген сүйіспеншілікке, құрметке тәрбиелейді, дұрыс көзқарасты, адамдағы адамгершілік сапаны қалыптастыруға мүмкіндік береді. Ғылым тарихын оқып – үйрену білім алушылардың ғылыми және мәдени дүниетанымын кеңейтеді. Сонымен, ғылым тарихын оқып – үйрену болашақ физика пәні мұғалімдерінің дайындығының ғылыми және кәсіби деңгейін жоғарылатуға мүмкіндік береді. Білім беруде ғылым тарихын оқытудың маңызы күмән келтірмейді. Физиканың даму тарихын дұрыс, яғни объективті түсіну, негізгі заңдар мен қағидалардың пайда болуы, нақты әлемнің физикалық құрылымы туралы кейбір идеялардан алыстау және басқалардың қалыптасуы үшін анықтамалық нүкте болуы керек. Мұндай бастапқы нүкте немесе дәлірек позиция-бұл ғылыми деп аталатын қызмет түрін түсінудің бірегейлігі. Өз кезегінде ғылымның, атап айтқанда физиканың пайда болу күнін анықтаған жөн. Физика тарихы үшін ғылыми танымның негізгі әдістері, эмпирикалық және теориялық зерттеу әдістерінің құрылымы туралы мәселе түбегейлі маңызды. Бастапқыда ғылым жалпы білім деп түсінілді, осылайша оның пайда болуы адамзат тарихында келесідей реттелді: 1. Ғылым адамзат қоғамының пайда болуымен пайда болды. 2. Ғылымның басталуы б.з. д. 7-мыңжылдыққа, яғни адамзат қоғамының неолит деп аталатын экономикаға көшу кезеңіне жатады. 3. Ғылымның бастапқы ұстанымы Шығыстың ежелгі өркениеттерінде (Қытай, Египет, Вавилон, Үндістан) пайда болған білім деп саналуы керек. 4. Бастарқы ғылымның пайда болуы уақты б.э.д 4-6 ғасырлар жатады. (Ежелгі Греция). 5 Эксперименттің пайда болуымен және нақты біліммен байланысты ғылымның пайда болуына 15-16 ғасырлардағы, жаңа уақыт жатады. 6. Шынайы ғылым 19 ғасырда пайда болды. Шынайы ғылымның қалыптасуының соңғы кезеңі академиялық ғылыми институттардың қалыптасуында көрінеді: Лондон Корольдік қоғамы 1662; Француз Корольдік ғылым академиясы 1662; Пруссия Ғылым академиясы 1700; Санкт-Петербург Ғылым академиясы 1724; Американдық Ғылым академиясы 1780 және басқа академиялық ғылыми мекемелер. Ғылыми танымның зерттеу әдістері әдетте екі үлкен топқа бөлінеді: эмпирикалық зерттеу әдістері (бақылау, салыстыру, өлшеу, эксперимент) теориялық зерттеу әдістері (абстракциялау, талдау және синтездеу, идеализация, индукция және дедукция, ойша модельдеу, абстрактіден нақтыға көтерілу және т. б.) №2 дәрісДәріс тақырыбы: Физика тарихы курсына кіріспе Дәріс жоспары 1. Физика тарихы пәнінің басқа пәндермен байланысы. 2. Физиканың даму кезеңдері. Физика тарихының басқа ғылымдармен байланысы Физиканың мақсаты- табиғатта болып жатқан әр түрлі физикалық құбылыстарды өзара байланыстыратын заңдарды ашу. «Физика» сөзі гректің «физика» - табиғаттан шыққан. Қазіргі түсінікте «физика - бұл заттың құрылысы туралы және оның қозғалысы мен әсерлесуінің қарапайым түрлері туралы ғылым. Заманауи физика элементар бөлшектерді, атом ядроларын, молекулаларды, осы бөлшектердің макроскопиялық агрегаттарын (құрамын) - қатты заттарды, сұйықтықтарды және газдарды, соның ішінде плазманы, сондай-ақ зат бөлшектерін жүйеге байланыстыратын физикалық өрістерді зерттейді». Физика табиғат туралы ғылым ретінде тек XVII ғасырда қалыптасты. Оған дейін физика табиғат туралы жан -жақты білімді қамтитын натурал философияның бөлігі болды. Физика дамуының техникамен және басқа ғылымдардың дамуымен байланысы: Физика әрдайым көрші ғылымдармен тығыз байланыста болды: астрономия, химия, минералогия. Бұл ғылымдар арасындағы шекара тек сыртқы айырмашылықтармен, ең алдымен аппараттың айырмашылығымен анықталады, сондықтан олар жиі өзгереді. XVII ғасырда, сондай-ақ кейінірек физик, химик және астроном жиі бір адамға біріктірілді. Роберт Бойль (1627-1691) және Эдм Мариотт (1620-1684), ең алдымен химиктер болды. Бұл Генри Кавендишке (1731— 1810), Антуан Лоран Лавойзерге (1743-1794) және Гемфри Дэвиге (1778-1829) қатысты. Атом ұғымын құруға физика мен химия тең дәрежеде қатысты. XIX ғасырдың соңында Сванте Аррениус (1859-1927), Якоб Вант Гофф (1852-1911), Вильгельм Оствальд (1853-1932) және Уолтер Нернст (1864-1941) зерттеулерінің арқасында Физикалық химия жеке ғылым ретінде пайда болды. ХХ ғасырда биофизика секілді жаңа ғылыми саласы пайда болды, қалыптасты. ХХ ғасырда физиктер ұзақ үзілістен кейін қайтадан кристалдар теориясына қызығушылық таныта бастады, ол сол кезге дейін минералогтардың бақылауында болды. Физикамен және математика арасындағы тағы тығыз байланыс. Математика толық мағынада физиктің зияткерлік құралына айналды. Өйткені, бұл табиғаттың белгілі заңдылықтарын дәл ғылыми түрде білдіруге және оларды күрделі процестерге қолдануға мүмкіндік береді. 1700 жылға қарай механиканың керемет ғимараты салынған физикалық іргетастың салынуы оның негізінен математиктер дамытқанымен байланысты деп саналады. Логарифмдер, мысалы, 1600 жылдан кейін көп ұзамай оларды Иобст Бюрги (1552-1632) ашты және оған тәуелсіз Барон Джон Непер (1550-1617) және Генри Бриггс (1556-1630) Кеплердің астрономиялық есептеулерінде алғаш рет қолданылды. Физиканың кейінгі жетістіктері, атап айтқанда механикада, математикадағы бір уақыттағы жетістіктермен тығыз байланысты болды. Керісінше, көбінесе физикалық сұрақтарды қою математиканың дамуын анықтады. Физиканың философияға қатынасы ерекше. Жаңа уақыттың басында физикада ең алдымен философтар ретінде танымал адамдар жұмыс істеді: Декарт, ол, әрине, галилеевтің зерттеу әдістемесін немесе Лейбницті түбегейлі қабылдамады. Кант сонымен бірге жаратылыстанушы ретінде өнер көрсетті; оның физикадағы ең танымал және маңызды жетістіктері-планетарлық жүйенің пайда болуы туралы космологиялық идеялар. Кейінірек бұл керісінше болды: физиктер мен химиктер философиялық еңбектермен, мысалы, Гельмгольц, Мах, Пуанкаре, негізінен барлық философиялық пәндерден физикаға жақын Білім теориясының мәселелері бойынша сөйледі. Әрине, жаратылыстанудың жетістіктері барлық көрнекті философтарға қатты әсер етті. Ең танымал мысал – Ньютонның Кантқа әсері. ХІХ ғасырда Гегельдің "жеке тұлға философиясына" қарсы жаратылыстанушылардың толық негізделген оппозициясы пайда болды, ол кез — келген тәжірибелі ғылымның өмір сүру құқығынан бас тартты-оппозиция, өкінішке орай, көбінесе бүкіл философияға, тіпті жаратылыстану ғылымындағы кез-келген теорияға қатысты болды. Мысалы, Роберт Майер мұны өз шығармаларында алыпсатарлықтың салдарынан бастан өткерді, тіпті Гельмгольцтың әйгілі "күшті сақтау туралы" шығармасына қарсы мұндай айыптаулар алдымен көтерілді. Физика тарихында оның техникамен байланысы көрінеді. Гюйгенстің маятник теориясының дамуы механиканың дамуы үшін маңызды болды, сағаттарды жобалау мәселесінің әсерінен болды. Бу машиналарын жетілдірудің практикалық міндеті (Джемс Ватт, 1770) Термодинамиканың дамуының бастапқы нүктесі болып табылатын Карно теоремасын тұжырымдауға әкелді. Ядролық физика ядро ішіндегі энергияны игерудің нақты практикалық міндеті болғаннан кейін дами бастады. Бұл байланыс Уақыт өте келе кеңейіп, тереңдей түсті, байланыс сипаты өзгерді. 19 ғасырдың ортасына дейін технологияның қажеттіліктері физиканың дамуына түрткі болды. Бұл әсіресе термодинамика мысалында айқын көрінеді: алдымен бу машинасы ойлап табылды, содан кейін Карнодан бастап термодинамика дамиды. Бірақ 19 ғасырдың ортасынан бастап байланыс барған сайын өзгеріп отырады – технология салаларының пайда болуы физика ғылымындағы жаңалықтардың нәтижесі болады. Мысалы, 19 ғасырдың бірінші жартысындағы электродинамика саласындағы жаңалықтар телеграфты құру туралы ойға алып келді, техниканың жаңа саласы пайда болды – әлсіз ток техникасы, содан кейін электр энергетикасы. Атом мен ядро физикасы саласындағы ашылулар Атом және ядролық энергетиканы өмірге әкелді. Физика мен техника арасындағы байланысты нығайтумен қатар физика барған сайын тәуелсіздікке ие болады, яғни. зерттеу пәнінің ішкі қажеттіліктерінен дамиды. Бұл "таза" немесе іргелі ғылым әлі де немесе жақын болашақта практикамен мүлдем байланысты емес дегенді білдіреді. Мысалы, бұл физикалық космологиялық көріністердің қалыптасуы-үлкен жарылыс теориясы, кеңістік пен уақыт теориясы-Хокинг. Сонымен қатар, техника физиканың эксперименттік мүмкіндіктерін кеңейтеді. Қазіргі заманғы физикалық институтты құру технологияның кең көмегінсіз мүмкін емес еді. Физика математикамен тікелей байланысты. Ерте заманнан – ақ физикада математикалық әдістер кеңінен қолданылған. Кейбір ғалымдар барлық құбылыстарды, үдерістерді сандардың көмегімен түсіндіруге болады деп ойлады. Математикалық әдістерді қолдану барысында теориялық физика пайда болды. Физика тарихының астрономиямен байланысы ерте заманнан басталатыны белгілі. Ғалымдар астрономиялық құбылыстарды физикалық заңдардың көмегімен түсіндіруге болатынын байқады. Физика мен астрономияның тығыз байланыста екендігіне астрофизика ғылымы дәлел бола алады. Бірінші кезекте физика тарихының физикамен байланысын атап өткен жөн. Физика тарихын оқу барысында келесі негізгі сұрақтар қарастырылады: Ғылыми білімдердің пайда болуы; Физиканың философиядан бөлініп шығуы; Физикалық теорияларды қалыптастыру; Ғалымның ғылыми көзқарастары; Ғалымдардың өмірі мен қызметінен мағлұматтар; Әлемнің физикалық көрінісінің қалыптасуы жайлы мәліметтер; Тарихи физикалық тәжірибелер; Физиканы оқыту барысындағы физика тарихының рөлі; Физика тарихының болашақ мұғалімдерге көмегі және т.б. Физика ғылымының даму кезеңдері Физика ғылымының дамуын шартты түрде 3 үлкен кезеңге бөлуге болады: I кезең – Физиканың пайда болуы (ежелден Ньютонға дейін). Бұл кезеңде физиканың дамуының келесі негізгі кезеңдерін атап көрсетуге болады: Ежелгі физика; Орта ғасырдағы физика; Гелиоцентрлік жүйе үшін күрес; Тәжірибелік және математикалық әдістердің пайда болуы. II кезең – Классикалық физиканың негізгі бағыттарының дамуы (XVIII-XIX ғ.ғ.) XVIII ғасырдағы ғылыми революцияның аяқталуы; XIX ғасырдағы физиканың негізгі бағыттарының дамуы. III кезең – XX ғасырдағы физикадағы ғылыми революцияның негізгі бағыттары. Электрондық теория және қозғалыстағы ортаның электродинамикасы; Эйнштейннің салыстырмалылық теориясы; Атомдық және ядролық физиканың пайда болуы; Физикадағы революцияның бірінші кезеңі; Резерфорд – Бордың атомы; Кеңестік физиканың қалыптасуы; Кванттық механиканың пайда болуы; Ядролық физиканың дамуы. Тақырыпты бекітуге арналған сұрақтар: Ғалымның зерттеу жұмысы неден басталады? Ғылым тарихы нені зерттейді? Физика тарихы немен айналысады? Физика тарихының пәні. Физика тарихының мақсаты. Физика тарихы қандай ғылымдармен тығыз байланысты? Физика тарихын оқу барысында қарастырылатын негізгі сұрақтар. Физика ғылымының даму кезеңдері. II. Физиканың пайда болуы (ежелден Ньютонға дейін) №3 дәріс Дәріс тақырыбы: Ежелгі физика Дәріс жоспары 1. Ежелгі Физика. 2. Ғылыми білімнің пайда болуы. Ғылыми білімнің пайда болуы. Адамзат өзін қоршаған әлем жайлы білімдерді өмір сүру үшін қатал күресте алды. Қорғаныс пен тамақ табу үшін кездейсоқ сойыл мен тастарды пайдаланып, құралдар жасауға көшті. Адам баласының ұлы жетістіктерінің бірі отты алу және пайдалану болды. Адам табиғат туралы діни ұғымдармен қатар аспан жарқыраулары жайлы, өсімдіктер мен жануарлар жайлы, қозғалыстар мен күштер жайлы және метеорологиялық құбылыстар жайлы нақты білімдерін байытты. Жинақталған білімдер мен практикалық дағдылар ұрпақтан ұрпаққа беріліп, болашақ ғылымның алғашқы фонын құрады. Егіншіліктің пайда болуы қоғамда шешуші рөл ойнады. Бір жерден жылдан – жылға тұрақты егін алу үшін жағдай жасалған жерде қоныс – мекендер, қалалар, одан кейін мемлекеттер құрыла бастады. Мұндай жағдайлар Солтүстік Африкада Ніл аңғарында пайда болды, мұнда жыл сайынғы су тасқындары егін даласында құнарлы лай қалдырып отырды. Осылай Тигр және Ефрат өзендерінің арасында б.э.д. IV мыңжылдықта заманауи ғылымның бесігіне айналған ежелгі құлиеленуші мемелекеттер құрыла бастады. Қоғамдық қажеттіліктер жазу әліппесінің (Египеттегі иероглиф, Вавилондағы сына жазулар), астрономиялық және математикалық білімдердің пайда болуына алып келді. Осы күнге дейін сақталған Египеттегі ұлы пирамидалар б.э.д. III мыңжылдықта мемелекет көп адамдарды ұйымдастырып, материалдар есебін, жұмсалған жұмыс күші мен еңбекті жүргізгендіктерінің дәлелі бола алады. Бұл мақсаттар үшін арнайы адамдар мен ақыл – ой еңбегінің жұмысшылары қажет болды. Ніл өзенінің тасу уақытын анықтау үшін мұқият астрономиялық бақылаулар қажет болған. Египеттіктер 30 күннен тұратын 12 айлық күнтізбе жасап шығарды, күнтізбеде қосымша 1 жылға тағы 5 күн қосылды. Айлар үш он күндікке, тәулік 24 сағатқа бөлінді. Вавилондық математика және астрономия жоғары дәрежеге жетті. Вавилондықтар Пифагор теоремасын білді, квадрат және квадрат түбірлерді, куб және кубтық түбірлерді есептеп шығарды, теңдеулер жүйесі мен квадрат теңдеулерді шығара алды. Тарихшылардың ойынша вавилондық математика египеттік математикаға қарағанда жоғары дәрежеде болған. Бірақ геометрия аумағында вавилондықтарға қарағанда египеттіктер өте жоғары дәрежеде болған. Астрономия жаратылыстану ғылымдарының ішіндегі алғашқы ғылым саласы болды. Астрономияның дамуы үшін математика қажет болған, ал құрылыс практикасы механиканың дамуына себепкер болды. Құрылыс жұмыстары кезінде қарапайым механизмдер құрамасы: рычагтар, катоктар (асфальт тегістейтін каток), көлбеу жазықтықтар қолданыс таба бастады. Яғни практикалық қажеттіліктер өмірге ғылыми білімнің: арифметика, геометрия, астрономия, механиканың және т.б. жаратылыстану ғылымдарының нышанын алып келді. Ғылым тарихы және мәдениет ұғымдарының бастапқы кезеңдері аса жоғары екендігін атап өткен жөн. Тарихшылар египеттік және вавилондық математикаға кездейсоқ үлкен мән бермеген. Мұнда математиканың нышаны геометрияның негізі қаланған. Египет пен Вавилонда адамдар алғаш рет жұлдызды аспанды, Күн, Ай және аспан денелерінің қозғалысын, аспан жарқырауларын бақылауды үйреніп, уақыт өлшемінің негізін жасап, алфавиттік жазудың негізін қалаған. Ежелгі заман физикасы. Ежелгі ғылымның бастапқы этабы. |