Физические величины и их измерение
Экспериментальный характер физики определяет весь строй этой науки.
Исследование явлений начинается с наблюдения. Но при этом нельзя ограничиваться общим качественным впечатлением от явления.
Человек должен выделить и зафиксировать в памяти те общие черты отдельных восприятий, которые повторяются и которые для него практически важны. Это ведет к образованию понятий, являющихся первым шагом на пути по-знания природы.Следующий важный шаг в развитии научной мысли состоит в переходе к понятиям, допускающим количественные характеристики в форме числа. Необходимо найти количественные характеристики отдельных сторон явления в виде величин, до-ступных измерению. Дело это непростое: ведь надо догадаться, какие именно понятия могут служить для количественной характеристики явления.
Для того чтобы описать происходящие события и вскрыть их сущность, ученые вводят целый ряд строго определенных количественных понятий — физических величин: скорость, сила, давление, температура, электрический заряд и т. д. Каждой величине надо дать точное определение, в котором указать, как эту величину можно измерить, как провести необходимый для этого измерения опыт, чтобы получить ее количественное значение. В физике чисто словесного определения величины недостаточно. При определении математических величин мы не встречаем чего-либо подобного.
Можно смело утверждать, что какая-либо область физического знания вообще становится наукой лишь с того момента, когда мы вводим в нее измерения. Только благодаря возможности получать количественные значения физических величин мы можем точно предсказать наступление определенных событий. Например, если бы мы не умели измерять температуру, то никогда не смогли бы дать точный ответ на вопрос: когда закипит вода? Умея же измерять температуру, такой ответ можно дать без труда: вода закипит при температуре 100 °С. Следя за изменением температуры воды, мы можем предсказать момент закипания воды.
Обычно при определении физических величин просто уточняют и придают количественную форму тому, что непосредственно воспринимается нашими органами чувств. Так вводят понятия силы, температуры и т. д. Но есть, конечно, величины, которые не воспринимаются нашими органами чувств, например электрический заряд. Но они могут быть выражены через другие величины, на которые органы чувств человека реагируют. Так, значение электрического заряда определяется по силам взаимодействия между заряженными телами.