Физика и её роль в познании окружающего мира
§1 Что изучает физика
1.1. Природные явления
Окружающий нас мир мы обычно именуем природой. Происходящие в мире явления – природные явления. Они происходят помимо воли и без участия человека. Ветер дует, дождь идёт, после дождя на небе появляется радуга, вечером над полем стелется туман. Наблюдает за этим кто-то со стороны или нет, всё происходит в мире «как заведено», по одним и тем же природным законам.
Люди, даже не будучи академиками и профессорами, издавна замечали природные закономерности. Закономерно то явление, что всегда повторяется из раза в раз при повторении определённых природных условий. Условия здесь – причина, а само явление – следствие. Одинаковые причины приводят к одинаковым последствиям. Такое положение дел и называют закономерностью.
Солнечное гало в Антарктиде
Полярное сияние в северных широтах
Для наблюдения некоторых природных явлений необходимо оказаться в определённом месте на планете. Полярные сияния чаще можно видеть за полярным кругом. Но иногда их можно наблюдать и на широте Санкт-Петербурга, в Иваново, и даже в Москве.
Фазы полного солнечного затмения
Полное солнечное затмение возможно увидеть исключительно вблизи экватора. В более «высоких» широтах ближе к полюсам планеты наблюдается только частичное затмение при прохождении Луны по диску Солнца.
Даже для совершенно далёких от науки людей было очевидно: Луна, «двигаясь по небу», закрывает собой Солнце. Очевидным был и тот факт, что видимые размеры двух небесных тел одинаковы. Если посмотреть на снимок полного солнечного затмения, легко заметить: радиус диска Луны почти в точности совпадает с радиусом диска Солнца. Возможно поэтому в старину люди считали Солнце и Луну «равноправными хозяевами» дня и ночи.
Задание: Подумайте, какими способами можно сравнить видимые радиусы Солнца и Луны на приведённом здесь снимке частичного солнечного затмения. Предложите несколько способов.
Снимок частичного солнечного затмения. Наблюдения выполнены в Италии 1 августа 2008 года
Древние мифы все небесные природные явления приписывали воле и действию небожителей. Греки считали «резиденцией» небожителей гору Олимп. Японцы были уверены, что на горе Фудзияма обитает дух вулкана Сакуяхимэ, что в переводе означает – «принцесса, заставляющая цвести деревья». Гора Кайлаш на западе Тибетского нагорья до сих пор считается центром Вселенной для последователей индуизма и буддизма.
Гора Фудзияма. Фото Такаси Накадзавы
Для нас не секрет, что лунные и солнечные затмения происходят время от времени, циклично. Предсказывать наступление этих явлений с достаточно большой точностью научились уже в древности. Ожидаемое время затмений вычисляли в результате длительных астрономических наблюдений.
Древние артефакты — Стоунхендж в Англии, календарь племени Майя в Новом Свете, показывают, что люди издавна вели наблюдения циклических изменений в космосе и в окружающей земной природе.
Календарь племени Майя
Стоунхендж с высоты птичьего полёта
Стоунхендж. Рисунок-реконструкция
Считается, что в древности искусство астрономических вычислений охраняли как «тайное знание» жрецы мистических культов. Объектом же внимания «простого народа» становилось то, что «ближе к земле». Интересы простых охотников и земледельцев в основном были сосредоточены на предсказании погодных изменений: дождливой поры и засухи, ветреной и спокойной погоды, мороза и оттепели.
От погодных условий нередко зависел и исход многих состоявшихся в истории битв. Встречный ветер останавливал выпущенные стрелы лучников. Во времена господства огнестрельного оружия тот же ветер наносил пороховой дым на позиции военачальника, закрывая от него поле боя и мешая обдуманно руководить сражением.
Сцена боя лучников, нарисованная на моржовом клыке из Аляски
Получается, что знание о природных явлениях оказывались жизненно важным и для ожидающего урожай земледельца, и для выслеживающего добычу охотника, и для идущего на битву с верой в победу воина.
Повторяющиеся атмосферные явления, характерное поведение зверей и птиц,