IEVADS. A.Broks
2. Kas tā tāda FIZIKA un kāpēc?
6. att. Fizika ir teorija
7. att. Fizika kā cilvēkdarbība noteiktu dzīves vajadzību apmierināšanai
Fizikālo parādību zinātniska apzināšana (atveidošana apziņā) un sekojoša apzināta izmantošana dzīves praksē vispirms īstenojas kā zinātniskā (fundamentālā, lietišķā, izglītojošā) pētniecība.
8. att. Fizikas pētniecības veidi
9. att. Pētniecība — specifiska cilvēkdarbība
Zinātniskās teorijas galvenie raksturojumi:
- iespējami pilnīga atbilstība praksē novērojamajam — realitāte,
- pietiekami augsta kvalitatīvo un kvantitatīvo raksturojumu atbilstība — jēdzienu un mērskaitļu precizitāte.
Fizika sākas un beidzas ar fizikālo parādību novērojumiem. Ja lietišķajā fizikā projekta īstenošana vienmēr un visur noslēdzas ar izstrādnes eksperimentālo pārbaudi, tad arī fundamentālajā fizikā jau sen dominē fizikālo parādību eksperimentālā novērošana — atbilstošo parādību mākslīga izraisīšana un izpēte (mērījumi, iegūto datu apstrāde, novērotā matemātiskā apraksta izveide). Šajā sakarā runā par fizikālo parādību eksperimentālajiem pētījumiem tiem īpaši izveidotajās eksperimentālās fizikas laboratorijās. Citiem vārdiem, mūsdienu fizika sakņojas eksperimentālajā fizikā un attiecīgi ciešā kopsaistībā pastāv jēdzieni „eksperimentālā fizika” un „teorētiskā fizika”, kur eksperimentālie novērojumi ir fizikas kā teorijas pamatu pamats un tās zinātniskuma vērtēšanas galvenais kritērijs (rādītājs, indikators).
10. att. Cilvēkdarbība un pētniecība
Fizikas kā teorijas īpaši izteikta pazīme ir matemātikas kā īpašas cilvēku zinātniskās domāšanas un saziņas valodas attīstīšana un izmantošana. Proti, fizikālo parādību raksturošanai ieviešot atbilstošus fizikālos lielumus, tiek izstrādāti un ieviesti arī tiem atbilstoši matemātiskie lielumi un līdz ar to fizikas teorija veidojas kā atbilstošas matemātiskās struktūras un tiek lietots jēdziens „matemātiskā fizika”. Šīs matemātiskās struktūras apraksta reāli novērojamās fizikālās parādības un tādēļ runā par šo fizikālo parādību matemātisko aprakstīšanu kā matemātisko modelēšanu. Tipiskākās matemātiskās struktūras fizikā ir tenzori, kā arī funkcijas jeb vienādojumi, kas ikdienā parasti tiek saukti par formulām. Pats būtiskākais ir tas, ka matemātiskās struktūras ļauj efektīvi aprakstīt fizikālo lielumu kopsaistības, kuras savukārt atbilst fiziķu izlolotajām atziņām par atbilstošo materiālās pasaules ķermeņu mijiedarbībām.
Fizikālo parādību matemātisko modeļu izveide sākas eksperimentālajā fizikā, veicot novērojumu datu matemātisko apstrādi. Proti, fizika sākas ar skaitlisko datu ieguvi fizikālo parādību novērojumos, šo datu noformējumu tabulās. Tam parasti seko iegūto funkcionālo sakarību grafiskais apraksts un tikai tad atbilstošo analītisku izteiksmju ieguve. Tā, piemēram, determinētu procesu matemātiskie modeļi a(t) ir atbilstošas matemātiskās funkcijas. Visvienkāršākajā gadījumā — konkrētas lineārās funkcijas (sk. 11. att.).
11. att. Fizikālo parādību matemātisko modeļu trīs pamatformas
Otrs fizikālo parādību matemātisko modeļu izveides ceļš saistās ar vispārinātu teorētisko atziņu matemātiskā apraksta konkretizēšanu atsevišķajiem gadījumiem. Taču visos gadījumos mūsdienu fizika ir ļoti cieši saistīta ar matemātiku kā teorijas izveides un izmantošanas zinātnisko valodu.
FIZIKAS kā fundamentālas zinātniskas teorijas par materiālās pasaules ķermeņu kustību aspekti:
- Fizika ir fundamentāla mūsdienu dabaszinātnisko un tehnisko zinātņu teorija;
- Fizika ir fundamentāla teorija materiālās pasaules parādību zinātniskās filozofijas (zinātniskā pasaules skatījuma un redzējuma jeb uzskata) attīstībai;
- Fizika ir fundamentāla zinātniska teorija zinātniskās domāšana attīstībai vispārizglītojošajās skolās.
Pētniecības zinātniskais raksturs piemīt gan fizikas fundamentālajiem, gan lietišķajiem pētījumiem. Īpaši svarīgi ir apzināties to, ka šāds raksturs piemīt arī izglītojošajiem pētījumiem.