Cantitatea fizică este unul dintre cele mai importante concepte din terminologia științifică și tehnică. Principala cerință pentru termeni și definiții este acuratețea și lipsa de ambiguitate a conceptului care este definit, deoarece semnificația și înțelegerea a ceea ce este afirmat va depinde de ceea ce se înțelege exact prin mărime fizică. Cu toate acestea, în literatura științifică și tehnică nu există încă o interpretare unică a acestui concept. Numeroase definiții ale unei mărimi fizice sunt date în diferite surse . Luați în considerare o serie de contexte ca exemplu.
1. Mărimea fizică , o trăsătură, o proprietate care este comună calitativ multor obiecte fizice (sisteme fizice, stările acestora etc.), dar individuală cantitativ pentru fiecare obiect [1]
2. O mărime fizică este o calitate, semn sau proprietate măsurabilă a unui obiect sau fenomen material, care este comună din punct de vedere calitativ pentru obiectele sau procesele materiale, fenomene, dar individuală cantitativ pentru fiecare dintre ele [2]
3. Mărimea fizică , ─ o caracteristică a obiectelor fizice sau a fenomenelor lumii materiale, comună multor obiecte și fenomene din punct de vedere calitativ, dar individuală din punct de vedere cantitativ pentru fiecare dintre ele. [3]
4. O mărime fizică (spre deosebire de una matematică) este o caracteristică a uneia dintre proprietățile unui obiect (sistem fizic, fenomen sau proces), care este comună calitativ multor obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare obiect. [patru]
5. Mărimi fizice - proprietăți sau caracteristici măsurabile ale corpurilor, stărilor sau proceselor fizice care pot fi cuantificate și utilizate pentru a descrie fenomene naturale folosind ecuații matematice. [5]
Din contextele de mai sus rezultă că primele două definiții ale unei mărimi fizice sunt incompatibile cu a treia și a patra, iar în al cincilea context sunt identificate diferite concepte: proprietate și caracteristică . Aici se pune întrebarea ce ar trebui înțeles ca mărime fizică: însăși proprietatea unui obiect fizic real (contextele 1 și 2) sau o abstracție (model mental) sub forma unei descrieri (caracteristice) verbale, grafice etc. a acestei proprietăți (contextele 3 și 4) .
Cu alte cuvinte, în definițiile conceptului de mărime fizică , există o așa-numită ambiguitate categorială . În fizică și alte științe ale naturii, următoarele categorii sunt cel mai adesea tratate:
Esența procesului de cunoaștere este formarea unei lumi de idei care reflectă cel mai exact lumea lucrurilor. [6] [7] Să analizăm contextele din punctul de vedere dacă conceptul de mărime fizică aparține categoriilor de mai sus. În primul și al doilea context, o cantitate fizică este înțeleasă ca o proprietate obiectivă a materiei (un obiect din lumea lucrurilor) care există cu adevărat, în afara conștiinței noastre. Poate interacționa cu alte corpuri (forță), se transmite (energie), se răspândește (transfer de căldură, difuzie), se dizolvă, se poate măsura, de exemplu: inerție - greutate, presiune - manometru, temperatură - termometru ; transforma energia în muncă etc. În al treilea și al patrulea context, mărimea fizică este deja înțeleasă nu ca proprietate a obiectului studiat, ci ca caracteristică a acestuia (un obiect din lumea ideilor), care nu este o realitate, și, prin urmare, nu poate fi măsurat și stocat în instrumentul de măsură ca unitate de măsură, nu poate fi supus unui atac fizic sau chimic. De exemplu, masa nu poate atârna de o frânghie sau nu poate pune presiune pe un suport, volumul nu se poate mișca (de-a lungul unei țevi), etc. În al cincilea context, o mărime fizică este înțeleasă atât ca proprietate a unui obiect, cât și ca caracteristică a acestuia.
Analizând cele de mai sus, precum și numeroase alte exemple, se poate ajunge la concluzia că o mărime fizică are o ambiguitate categorică , deoarece în unele cazuri înseamnă însăși proprietatea unui obiect, proces, fenomen real și, în altele - cantitativ ( numerică) caracteristică. Evident, proprietatea (lucru) în sine și caracteristica sa cantitativă ─ o cantitate fizică ─ nu sunt aceleași, la fel cum cafeaua nu este aceeași băutură și cafeaua este un cuvânt care denotă numele cantinei sau inscripția de pe ambalaj. R. V. Pohl a atras atenția asupra inadmisibilității amestecării lucrurilor și cantităților fizice pentru o lungă perioadă de timp: În toate entitățile fizice, este necesar să se distingă clar o greutate, adică o bucată de metal, de greutate, adică de forță. Trebuie să subliniem utilizarea aparent ineradicabilă a cuvântului masă în loc de corp . Din nou și din nou, de exemplu, găsim în manuale o masă suspendată de o sfoară în loc de un corp suspendat. [opt]
Care este motivul ambiguității categorice a conceptului de mărime fizică? Răspunsul la această întrebare este strâns legat de istoria măsurătorilor. O caracteristică cantitativă a proprietăților corpurilor fizice (proprietăți fizice) se obține prin măsurători, în urma cărora se obțin numere, asupra cărora se pot efectua anumite operații matematice. Din punct de vedere istoric, aceste numere au primit aceleași nume ca și proprietatea măsurată. Pentru a sublinia ceea ce a fost luat ca unitate de măsură atunci când a fost obținut fiecare număr, fiecărei porțiuni de unitate a proprietății a început să i se atribuie un nume, care deseori coincidea cu numele corpului însuși, care stoca porțiunea unitară a proprietății măsurate (picior). , inch, cot etc.) Ca urmare, astfel de măsurători au început să primească numere numite ─ mărimi fizice . Deoarece compoziția unei mărimi fizice include un număr pur ─ un produs al minții umane (un obiect din lumea ideilor), atunci mărimea fizică în sine ar trebui atribuită unui obiect din lumea ideilor. Având în vedere cele de mai sus, urmează următoarea definiție:
O mărime fizică este conceptul (categoria) cel mai general care servește la exprimarea cantitativă a proprietăților corpurilor, fenomenelor sau proceselor și pentru a descrie fenomenele naturale folosind ecuații matematice,
cu alte cuvinte:
O mărime fizică este o caracteristică cantitativă a uneia dintre proprietățile unui obiect fizic, sistem, fenomen sau proces). [9]
Această definiție satisface pe deplin cerințele moderne de acuratețe și neambiguitate categorică. (De remarcat că în literatura de specialitate și în standardele anterioare, din motive istorice, a fost adoptată o definiție diferită (învechită) a termenului mărime fizică, contrazicând cele de mai sus, de exemplu, GOST 16263-70. [10] ] Cu toate acestea, conform actualului din Federația Rusă și din alte cinci țări CSI, recomandări privind standardizarea interstatală RMG 29-2013, termenul de cantitate fizică a fost eliminat și înlocuit cu termenul de cantitate în același sens (învechit) [11].
O mărime fizică nu este o proprietate a unui obiect, ci caracteristica sa numerică, rezultatul măsurării (numit număr) este un obiect din lumea ideilor. Rezultă că este imposibil să-l măsori, la fel cum este imposibil să măsori greutatea oricărui obiect din fotografia sau descrierea verbală a acestuia. Prin urmare, sintagma „ măsurarea mărimilor fizice ”, care este bine stabilită în metrologie, ar trebui înlocuită cu măsurarea proprietăților fizice. În sintagma energie ─ măsura mișcării , energia are semnificația unei mărimi fizice, deoarece este imposibil să se precizeze o anumită porțiune a mișcării, notat cu cuvântul energie. Deoarece o cantitate fizică nu este o realitate obiectivă, nu poate fi nici o porțiune a unei proprietăți, nici un corp care stochează această porțiune. În consecință, măsura de aici ar trebui deja înțeleasă nu ca o realitate obiectivă (o porțiune a proprietății măsurate sau un standard care stochează această porțiune), ci o caracteristică cantitativă (numerică) a proprietății măsurate (aici, mișcare). Întrucât măsura este un termen ambiguu, pentru a sublinia că termenul energie se referă la o mărime fizică (și nu la mișcarea în sine), fraza de mai sus trebuie clarificată după cum urmează: energia este o caracteristică cantitativă a mișcării. În mod similar: masa nu este o măsură a inerției, ci o caracteristică cantitativă a inerției unui corp.
Terminologia științifică și tehnică modernă a fost creată și îmbunătățită de-a lungul secolelor. În legătură cu dezvoltarea științei, multe teorii științifice au devenit învechite, au fost înlocuite cu altele noi, iar odată cu ele s-au schimbat termenii și definițiile sau s-a dat un nou sens în conceptele vechi. În același timp, în științele conexe și chiar în secțiuni diferite ale aceleiași științe, acești termeni au continuat să fie folosiți în sensurile lor anterioare. De exemplu, în termenul de căldură, în funcție de teoria acceptată a căldurii, au fost investite sensuri complet diferite și continuă să fie investite. În teoria calorică, căldura este un fluid fără greutate ─ caloric, în teoria mecanică a căldurii ─ forma (tipul) de mișcare a celor mai mici particule de materie, în teoria cinetică moleculară ─ forma microfizică a transferului de energie de la un corp la altul, etc etc. Nu există un concept mai ambiguu în fizică și termodinamică decât căldura sau căldura. Nu este unic, așa cum se arată mai sus, și termenul mărime fizică . Pentru a înțelege stabilitatea frazelor măsurarea mărimilor fizice (de exemplu, puterea), energia este o măsură a mișcării, masa este o măsură a inerției, în care mărimile fizice acționează ca o realitate obiectivă, este necesar să ne întoarcem la istorie. a apariţiei măsurilor. Inițial, părți ale corpului uman (lucruri reale) au fost folosite ca măsuri, care au fost numite unități de măsură, de exemplu, piciorul piciorului ─ piciorului, grosimea degetului mare ─ inch, lungimea antebrațului ─ cot, etc. Procesul de măsurare în sine, de exemplu, grosimea plăcii, a constat în punerea degetului mare pe placă; cantitatea de materie (țesut) a fost determinată prin înfășurarea acesteia în jurul antebrațului; cantitatea de ovăz a fost determinată de o porție de ovăz într-un vas de o anumită dimensiune, care a fost numită măsură, prin determinarea (măsurarea) numărului de astfel de porții ─ măsuri într-un anumit morman de ovăz. În consecință, lucrurile în sine au fost măsurate (scânduri, materie, ovăz etc.) sau, mai precis, proprietățile lor (lungime, inerție, elasticitate, duritate etc.) folosind aceleași lucruri (degetul, cotul, măsurile de ovăz, greutăți). , etc., conținând o porțiune (măsură) de proprietăți măsurate.O astfel de comparație experimentală a proprietăților obiectelor și fenomenelor cu măsuri (porțiuni) din aceste proprietăți pentru a obține estimări cantitative se va numi măsurare.Astfel , în metrologie, procesul de măsurare în sine (în stadiul inițial) a condus la ambiguitatea categorică a conceptului de mărime fizică.
Gomoyunov K. K. . Perfecţionarea predării disciplinelor tehnice // Aspecte metodologice ale analizei textelor educaţionale. — Universitatea din Leningrad. - L. , 1983. - 206 p.