1-3 Metódy fyziky

1-3 Metódy fyziky

Pri pozorovaní fyzikálnych javov okolitého sveta zisťujeme jasné súvislosti medzi niektorými pozorovanými údajmi. Zistíme napríklad, že viskozita oleja závisí od teploty, príťažlivá sila elektromagnetu od veľkosti prúdu tečúcim cievkou, tlak plynu od teploty, jasnosť hviezdy od jej hmotnosti. Súvislosti spoznané bezprostredným pozorovaním sú empirické zákony fyziky. Rozmnožením pozorovaní a experimentovaním sa nahromadí čoraz viac takýchto empirických zákonov. Úlohou teoretickej fyziky je, aby našla skryté zákony a zákonitosti medzi empirickými zákonmi, a pomocou hypotéz o hmote a vnútornej štruktúry priamo nepozorovateľných objektov sa pokúsila ich aj interpretovať. Takto sa dá napríklad vysvetliť teplotná závislosť viskozity oleja pomocou „molekulárnej hypotézy“, ktorá predpokladá, že každé hmotné teleso sa skladá z veľmi veľkého počtu veľmi malých častíc, z takzvaných molekúl. Závislosť jasu hviezd od ich hmotnosti sa dá pochopiť, ak urobíme určité predpoklady ohľadom fyzikálnych vlastností hmoty vnútrajšku hviezd, ako aj charakteru energetických zdrojov hviezd. V tejto súvislosti často používame slovo model: spomíname napríklad „Bohrov model atómu“, alebo „Edingtonov model hviezd“. Je samozrejmé, že myslíme tým niečo iné, než keď povieme „model železnice“, alebo „model dediny indiánov pueblo“. Fyzikálny model predstavuje hypotetický popis skrytej, priamo nepozorovateľnej štruktúry a túto hypotézu používame k vysvetleniu pozorovaných vlastností daného objektu. Je pravda, že predpoklady stavané na takéto modelové predstavy, ani zákony, ktoré predpokladáme v súvislosti s modelom, priamym pozorovaním nevieme overiť – pomocou matematiky však dokážeme predpovedať také teoretické dôsledky, ktoré vieme porovnať s pozorovanými údajmi. Ak nejaká teória stavaná na modelovej predstave je v dobrom súhlase s bezprostredne pozorovanými údajmi, tak sa môže upevniť v názore, že model je správny; Ak teória je v súlade nie len s údajmi, ktoré boli pozorované predtým, ale predpovedá aj nové javy alebo zákonitosti, ktoré bezprostredne potvrdíme až neskoršími pozorovaniami alebo experimentmi, tak o to viac môžeme teórii dôverovať.