БҚМУ Хабаршы №1-2019ж.
трудах Гераклита утверждается существование атомов и вечность их движения в
пространстве. Невозможность уничтожения того, что есть, утверждал Демокрит.
Исследования наблюдаемых изменений, математическая формулировка
механики, первого раздела фундаментальной физической науки, сопровождались
введением закона сохранения массы (французский химик А.Лавуазье),
механической энергии (немецкий ученный Г.Лейбнец). С именами немецких
ученных Ю.Р. Майера и Г.Гельмгольца и английского физика Дж.Джоуля
связано обнаружение законов сохранения энергии в немеханических (тепловых)
процессах. Эти законы утверждают сохранение материи и движения. Согласно
им, численное значение некоторых физических величин не изменяется со
временем в любых процессах или в определенном классе процессов. Полное,
детальное описание физических систем возможно только в рамках динамических
законов. Однако, во многих случаях такие законы для рассматриваемой системы
или неизвестны, или сложны. В этом случае законы сохранения позволяют
сделать некоторые выводы о характере процессов в системе [1, с. 701; 2, с. 223].
Развитие физической науки, изучение физических явлений, процессов в
макромире и микромире сопровождается введением новых физических
характеристик, расширением круга сохраняющихся величин.
Исследование роли и места законов сохранения в физической науке
определяется их принципиальной значимостью в понимании механизма
протекания физических процессов на различных структурных уровнях материи
(микромир, макромир, мегамир), а также в решении практических задач,
относящихся к различным разделам физики, интегрированных задач, входящих в
содержание физики. Физическая наука и содержание обучения физике опираются
на ряд законов и принципов, которые в своей совокупности отражают единую
физическую картину мира. Физические законы и принципы различны по своей
общности. Среди них законы сохранения, являющиеся по своей сути законами
запрета, занимают особое место [3, с. 211]. Именно законы запрета позволяют
выделить явления и процессы, которые могут протекать в природе и могут быть
реализованы в практической деятельности. Законы сохранения являются одной
из основных составляющих в реализации
цели формирования научного
представления о физической картине мира, научного мировозрения. В природе
может существовать и происходить все, что не запрещено. Отсутствие чего-либо
стимулирует развитие науки. Такая ситуация существует в электродинамике,
науке об электричестве и магнетизме. Между электрическими и магнитными
явлениями прослеживается существенная симметрия: переменное электрическое
поле порождает переменное магнитное поле, а переменное магнитное поле –
переменное электрическое. В то же время: существуют электрические заряды,
создающие электрические и магнитные поля, но не обнаружены магнитные
заряды, которые так же создавали бы эти поля. Однако, физической науке не
известен и закон запрета на существование магнитных зарядов. Поэтому
экспериментаторы не оставляют попыток обнаружить такие заряды, а теоретики
работают в двух направлениях. В одном направлении – введется поиск закона,
запрещающего существование магнитных зарядов. В другом, – предполагается
существование магнитных зарядов и разрабатывается теоретическое обоснование
причин, по которым они не обнаруживаются. Таким образом, в практической и
научной деятельности любой планируемый или ожидаемый процесс должен
проверятся на выполнение законов сохранения. Процесс осуществим, если он не
противоречит законам сохранения.
Важная роль законов сохранения в природе, науке и практической
деятельности находит отражение в содержании обучения: отмечается их роль в
познании окружающего мира и практической деятельности. Ряд практических
81