תוֹכֶן
המונחים המדענים משתמשים בהם כדי לתאר את מה שהם חוקרים יכולים להיראות שרירותיים. זה יכול להיראות כאילו מילים בהן הם משתמשים הן רק מילים שאין להן שום דבר אחר. אולם לימוד המונחים המדענים משתמשים בהם כדי לתאר תופעות שונות מאפשר להבין טוב יותר את המשמעות העומדת מאחוריהם.
טיפים
א חוק הוא תובנה חשובה לגבי טבע היקום. ניתן לאמת חוק באופן ניסיוני על ידי התחשבות בתצפיות על היקום ושאלת מה הכלל הכללי השולט בהן. חוקים עשויים להיות קבוצה אחת של קריטריונים לתיאור תופעות כמו החוק הראשון של ניוטון (אובייקט יישאר במנוחה או ינוע בתנועה מהירה קבועה אלא אם כן יפעל על ידי כוח חיצוני) או משוואה אחת כמו החוק השני של ניוטון. (F = ma לכוח נטו, מסה ותאוצה).
חוקים מנוסים באמצעות המון תצפיות וחשבונאות לגבי אפשרויות שונות של השערות מתחרות. הם אינם מסבירים מנגנון שבאמצעותו מתרחשות תופעות, אלא מתארים את התצפיות הרבות הללו. כל דין שיכול להסביר בצורה הטובה ביותר את התצפיות האמפיריות הללו על ידי הסבר תופעות באופן כללי, אוניברסלי, הוא החוק שמדענים מקבלים. חוקים מוחלים על כל האובייקטים ללא קשר לתרחיש אך הם בעלי משמעות רק בתוך חסרונות מסוימים.
א עקרון הוא כלל או מנגנון שבאמצעותם פועלות תופעות מדעיות ספציפיות. לעקרונות בדרך כלל יש יותר דרישות או קריטריונים כאשר ניתן להשתמש בהם. בדרך כלל הם דורשים הסבר רב יותר כדי להתנסח בניגוד למשוואה אוניברסאלית יחידה.
עקרונות יכולים לתאר גם ערכים ומושגים ספציפיים כמו אנטרופיה או עקרון ארכימדס, המתייחס לציפה למשקלם של המים העקורים. בדרך כלל מדענים עוקבים אחר שיטה לזיהוי בעיה, איסוף מידע, גיבוש ובדיקת השערות והסקת מסקנות בעת קביעת עקרונות.
דוגמאות לעקרונות מדעיים בחיי היומיום
עקרונות יכולים להיות גם רעיונות כלליים השולטים בתחומים כמו תיאוריית תאים, תורת גנים, אבולוציה, הומאוסטזיס וחוקים של תרמודינמיקה שהם הגדרה עקרונית מדעית בביולוגיה שהם מעורבים במגוון תופעות בביולוגיה, ובמקום לספק הגדרה אוניברסלית מוגדרת. התכונה של היקום, הם נועדו לקדם את התיאוריות והמחקר בביולוגיה.
ישנן דוגמאות נוספות לעקרונות מדעיים בחיי היומיום. אי אפשר להבדיל בין כוח כבידה לכוח האינרציה, הכוח להאצת אובייקט, המכונה עקרון השוויון. זה אומר לך שאם אתה נמצא במעלית בנפילה חופשית, אתה לא תוכל למדוד את כוח הכבידה מכיוון שלא היית יכול להבחין בינה לבין הכוח שמושך אותך לכיוון ההפוך לכובד.
ניוטון שלושה חוקי תנועה
החוק הראשון של ניוטון, כי אובייקט בתנועה יישאר בתנועה עד שיפעל על ידי כוח חיצוני, פירושו אובייקטים שאין להם כוח נטו (סכום כל הכוחות על עצם) לא יחוו תאוצה. הוא יישאר במנוחה או ינוע במהירות קבועה, הכיוון והמהירות של אובייקט. זה מאוד מרכזי ומשותף לתופעות רבות באופן בו הוא מחבר בין תנועתו של חפץ לבין הכוחות הפועלים עליו, לא משנה אם זה גוף שמימי או כדור שנח על הקרקע.
החוק השני של ניוטון, F = ma, מאפשר לך לקבוע את האצה או המסה מכוח נטו זה עבור חפצים אלה. אתה יכול לחשב את הכוח הנקי בגלל כוח המשיכה של כדור נופל או מכונית שעושה סיבוב. תכונה בסיסית זו של תופעות פיזיות הופכת אותה לחוק אוניברסאלי.
החוק השלישי של ניוטון ממחיש גם את התכונות הללו. החוק השלישי של ניוטון קובע כי לכל פעולה יש תגובה שווה והפוכה. פירוש ההצהרה שבכל אינטראקציה ישנם זוג כוחות הפועלים על שני העצמים האינטראקציה. כאשר השמש מושכת את כוכבי הלכת לעברם במסלולם, כוכבי הלכת מושכים לאחור בתגובה, חוקי הפיזיקה הללו מתארים את תכונות הטבע הללו כמובנות בתוך היקום.
עקרונות הפיזיקה
ניתן לתאר את עקרון אי-הוודאות של הייזנברג כ"שום דבר אין עמדה מוגדרת, מסלול מוגדר או תנופה מוגדרת ", אך הוא גם דורש הסבר נוסף לבהירות. כאשר הפיזיקאי ורנר הייזנברג ניסה לחקור חלקיקים תת-אטומיים ברמת דיוק מוגברת, הוא מצא שאי אפשר לקבוע במדויק תנופת חלקיקים ומיקום בו זמנית.
הייזנברג השתמש במילה הגרמנית "Ungenauigkeit", שמשמעותה "חוסר דיוק" ולא "אי וודאות" כדי לתאר תופעות אלה שהיינו קוראים לה עקרון אי - הוודאות. המומנטום, תוצר של מהירות ומסה של אובייקטים ומיקום הם תמיד בפיתוי זה לזה.
המילה הגרמנית המקורית מתארת את התופעות בצורה מדויקת יותר מאשר במילה "אי וודאות". עקרון אי הוודאות מוסיף אי וודאות לתצפיות המבוססות על חוסר הדיוק של מדידות מדעיות של פיסיקאים. מכיוון שעקרונות אלה תלויים מאוד בתנאיו של העיקרון, הם דומים יותר לתיאוריות מנחות המשמשות לחיזוי תופעות היקום מאשר חוקים.
אם פיזיקאי היה בוחן את תנועת האלקטרון בתיבה גדולה, היא הייתה יכולה לקבל מושג די מדויק כיצד הוא יעבור לאורך התיבה. אבל אם התיבה הייתה הופכת קטנה יותר וקטנה יותר כך שהאלקטרון לא יכול לזוז, היינו יודעים יותר היכן האלקטרון נמצא, אך אנו יודעים הרבה פחות על כמה מהר הוא נוסע. לגבי אובייקטים בחיי היומיום שלנו, כמו מכונית נעה, אתה יכול לקבוע את המומנטום והמיקום, אך עדיין תהיה מידה קטנה מאוד של אי ודאות במידות אלה מכיוון שהאי ודאות הרבה יותר משמעותית לחלקיקים מאשר חפצים יומיומיים.
תנאים אחרים
בעוד שחוקים ועקרונות מתארים את שני הרעיונות השונים הללו על פני פיזיקה, ביולוגיה ותחומים אחרים, תיאוריות הם אוספים של מושגים, חוקים ורעיונות כדי להסביר תצפיות על היקום. תיאוריית האבולוציה ותורת היחסות הכללית מתארים כיצד המינים השתנו במשך דורות וכמה עצמים מאסיביים מעוותים את זמן החלל דרך כוח הכבידה, בהתאמה.
במתמטיקה החוקרים יכולים להתייחס אליהם משפטים, טענות מתמטיות שניתן להוכיח או להפריך, ו לימות, תוצאות פחות חשובות משמשות בדרך כלל כצעדים להוכחת משפטים. משפט פיתגורס תלוי בגיאומטריה של משולש ימין כדי לקבוע את אורך הצדדים שלהם. ניתן להוכיח זאת באופן מתמטי.
אם איקס ו y הם שני מספרים שלמים כאלה a = x2 - y2, b = 2xy, ו c = x2 + y2, לאחר מכן:
תנאים אחרים עשויים להיות לא ברורים. ההבדל בין א שלטון וניתן להתווכח על עקרון, אך בדרך כלל כללים מתייחסים כיצד לקבוע את התשובה הנכונה מתוך אפשרויות שונות. הכלל הימני מאפשר לפיזיקאים לקבוע כיצד זרם חשמלי, שדה מגנטי וכוח מגנטי תלויים בכיוון זה לזה. למרות שהוא מבוסס על חוקים יסודיים ותיאוריות של אלקטרומגנטיות, הוא משמש יותר כ"כלל האצבע "הכללי בפתרון משוואות בחשמל ובמגנטיות.
בחינת הרטוריקה העומדת מאחורי האופן שבו מדענים מתקשרים מספרת לך יותר על כוונתם כאשר הם מתארים את היקום. הבנת השימוש במונחים אלה רלוונטית להבנת המשמעות האמיתית שלהם.