РГУ НЕФТИ И ГАЗА им. И.М. ГУБКИНА
Кафедра физики
В.Г. Бекетов
КОНСПЕКТ ПО ФИЗИКЕ
Часть 1
Для студентов факультета экономики и управления
Москва, 2018
ВВЕДЕНИЕ
Естествознание
Естествознание – совокупность наук о природе, то есть о материальном мире. Разделение естествознания на различные науки соответствует различным уровням организации материи. Так астрономия изучает объекты космического уровня, геология – строение Земли, биология – жизнь, живую материю, химия – явления химического уровня и т.д.
Физика имеет дело с самым фундаментальным уровнем организации материального мира, с самыми глубинными свойствами неживой материи.
Физические исследования составляют фундамент большинства естественных наук, в том числе всех технических дисциплин: электротехники, технической термодинамики, сопротивления материалов и других. Физика вооружает эти науки основными понятиями и новыми методами.
Атрибуты науки
У каждой науки есть свой собственный предмет изучения, свой метод исследования, свой язык. Язык естественных наук, и в особенности язык физики, по существу математический.
Любую незаконченную мысль о предметах или явлениях, имеющих количественную характеристику, можно записать в виде выражения:
1)масса в единице объема тела – 
,
2) сила тока через единицу поверхности – 
.
Любую законченную мысль о предметах или явлениях, имеющих количественную характеристику, можно записать в виде уравнения.
1) Объем газа увеличился в два раза: 
,
2) температура газа уменьшилась в три раза: 
.
Чтобы овладеть математическим языком, необходимо усвоить ряд абстрактных понятий, многие из которых не имеют аналога в мире нашей повседневности.
Основной принцип естествознания
Основной принцип естествознания состоит в том, что любые гипотезы и теории об устройстве и поведении объектов природы должны допускать экспериментальную проверку.
Основной принцип математики
В этом смысле математика отличается от естественных наук. Все результаты математики не подлежат экспериментальной проверке.
Главный принцип построения математики – внутренняя непротиворечивость.
Поэтому математика не включается в структуру естествознания.
Например, предположив, что через точку, не лежащую на некоторой прямой, проходит не более одной прямой, параллельной данной, получим евклидову геометрию. А предположив, что через эту точку проходит бесчисленное множество прямых, параллельных данной, получим геометрию Лобачевского.
И при этом математика не обязана отвечать на вопрос, как устроен мир: по Евклиду или по Лобачевскому.На этот вопрос сможет ответить только физика.
Научный метод
Общим для всех естественных наук является научный метод, суть которого заключается в триаде:
наблюдение → размышление → опыт
На стадии наблюдения происходит накопление эмпирического материала. В ходе размышления высказываются гипотезы и строятся научные теории, которые на стадии опыта подвергаются экспериментальной проверке.
Если результаты теоретических расчетов, выполненных на основании предложенной теории, совпадают с результатами эксперимента в пределах погрешности последнего, то можно предположить, что это теория верна.
