Μετάβαση στο κύριο περιεχόμενο

Επιστήμη.

O όρος «επιστήμη» (στα λατινικά scientia, που σημαίνει γνώση) προέρχεται από το ρήμα «επίσταμαι» του οποίου η τελική σημασία είναι «γνωρίζω καλά». O όρος «επιστήμονας» σταδιακά εκτόπισε άλλους όρους, όπως «φυσικός φιλόσοφος».

Αρχικά, επιστήμη σήμαινε εξακριβωμένη, τεκμηριωμένη, βεβαιωμένη γνώση .Ενδεικτικός αυτού του νοήματος είναι ο πρώτος ορισμός που γνωρίζουμε. Διατυπώθηκε ως τελική προσπάθεια (προσέγγισης της γνώσης) από τον Πλάτωνα στο γνωστό διάλογο "Θεαίτητος" (§ 202), όπου συμπερασματικά ένας από τους συνομιλητές καταλήγει:
Επιστήμη λοιπόν, δηλαδή γνώση βεβαιωμένη, είναι η γνώμη που έχουμε για την πραγματικότητα, εφόσον επαληθευτεί με λογικά θεμελιωμένα επιχειρήματα.
Η επιστήμη διαχωρίζεται από την φιλοσοφία τον 16ο και 17ο αιώνα, στην λεγόμενη επιστημονική επανάσταση. Ορόσημο αποτελεί η ίδρυση της Βασιλικής Εταιρίας του Λονδίνου το 1661 που αποτελεί το πρώτο επιστημονικό κέντρο στην Ευρώπη. Μέχρι τον Διαφωτισμό με τον όρο επιστήμη αναφερόμασταν στο αριστοτελικό ορισμό που θα δούμε παρακάτω. Ο προτιμώμενος όρος για την μελέτη των φυσικών φαινομένων ήταν φυσική φιλοσοφία. 
Η επιστήμη αποτελεί μια επίμονη προσπάθεια για την αύξηση των γνώσεων του ανθρώπου για την φύση. Αυτό γίνεται μέσω της επιστημονικής έρευνας.

Στις αρχές του 17 αιώνα συναντούμε το F. Bacon ο οποίος χαρακτηρίστηκε ως ο Αρχιτέκτων της Νέας Επιστήμης. Στα βιβλία του γράφει τις επιστημονολογικές του απόψεις, σύμφωνα με τις οποίες ο χαρακτήρας της επιστήμης πρέπει να είναι δημόσιος, δημοκρατικός και συνεργατικός ενώ πρέπει να γίνεται σαφής χρήση της γλώσσας και της ορολογίας. Τέλος, δομικά συστατικά για την επιστήμη αποτελούν η επαγωγική μέθοδος και το πείραμα.

Μια σύντομη εξήγηση, ερμηνεία των παραπάνω είναι ότι ο επιστήμονας πρέπει να κάνει τα αποτελέσματα της έρευνας του φανερά (σε αντίθεση με την αλχημεία και τις αντιλήψεις που υπήρχαν τότε). Τα αποτελέσματα της έρευνα πρέπει να είναι για χάρη όλου του κόσμου και η έρευνα αυτή πρέπει να γίνεται συλλογικά. Αυτό σημαίνει πως κάποιος επιστήμονας δεν μπορεί να είναι απομονωμένος αλλά ενεργό μέλος της επιστημονικής κοινότητας που σχηματίζεται.

Η επιστήμη οφείλει να έχει συνεπή ορολογία ώστε να διευκολύνεται η συνεννόηση μεταξύ των επιστημόνων και να υπάρχει κοινή κατανόηση των προβλημάτων προς επίλυση. Ο Bacon επίσης προτείνει την επαγωγική μέθοδο, για την οποία έχει μιλήσει πρώτος ο Αριστοτέλης. Αυτή συνίσταται ως η πορεία από τα επιμέρους προς το όλο. Σαν μέθοδος, αυτή δεν χρησιμοποιείται τουλάχιστον εκείνη την εποχή από την κοινωνία για την οργάνωση της, αφού προτιμάται η παραγωγική μέθοδος.

Τέλος, εγείρεται το θέμα πως η γνώση ισοδυναμεί με δύναμη από την οποία μπορεί να προκύψει ωφέλεια (επιστημονικός ωφελιμισμός). Η γνώση της φύσης επιτρέπει την εξήγηση των φαινομένων που παρατηρούμε και επειδή οι γνώσεις μας θα είναι εφαρμόσιμες θα μπορούμε να βελτιώσουμε την ζωή μας. Έτσι, όμως, προκύπτει και η ευθύνη του επιστήμονα.

Μια άποψη του Bacon, ευρέος αποδεκτή σήμερα, είναι πως η θεολογία και η επιστήμη είναι ανεξάρτητες μεταξύ τους. Η θρησκεία αφορά ιδέες για τον θεό οι οποίες γίνονται γνωστές εξ’ αποκαλύψεως ενώ η φιλοσοφία και η επιστήμη αφορούν ιδέες που υπόκεινται σε κρίση, διάλογο, ανατροπές και αμφισβήτηση.

Ο Πλάτωνας πρώτος, κάνει διάκριση ανάμεσα στη γνώμη ή πίστη και την βέβαιη γνώση ή επιστήμη. Στην συνέχεια, ο Αριστοτέλης, μαθητής του Πλάτωνα, προσδιορίζει την επιστήμη η οποία έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: 
1. Ορθολογική γνώση που αφορά στις αρχές και τις αιτίες. 
2. Γνώση που αποκτάται με μέθοδο και χρειάζεται την απόδειξη. 
3. Διανοητική διαδικασία που σκοπός της είναι από τα γνωστά να φθάσει στα άγνωστα. 
4. Από πολλά επιμέρους να φθάσει σε κάτι γενικό (επαγωγή). 
5. Ασχολείται με την αμετάβλητη ουσία των πραγμάτων. 
Οι Στωικοί θεωρούν ότι επιστήμη είναι η κατανόηση και η γνώση που αποκτάται με τη χρήση της λογικής και είναι ασφαλής, βέβαιη και αμετάθετη.

Ο Hume, στην Πραγμάτεια για την ανθρώπινη φύση αναφέρει: 
1. Η αιτία και το αποτέλεσμα πρέπει να συνδέονται στο χώρο και τον χρόνο. 
2. Η αιτία πρέπει να προηγείται του αποτελέσματος. 
3. Η σύνδεση αιτίας αποτελέσματος πρέπει να είναι σταθερή. (αιτιακή σχέση) 
4. Μια αιτία πρέπει να παράγει πάντα το ίδιο αποτέλεσμα. Αντίστροφα, ένα αποτέλεσμα πρέπει να παράγεται πάντα από την ίδια αιτία. 
5. Η διαφορά στα αποτελέσματα που παράγονται από όμοια αντικείμενα, πρέπει να προκύπτει από το σημείο στο οποίο αυτά διαφέρουν. 
6. Όταν ένα αντικείμενο αυξάνεται η μειώνεται με την αύξηση ή μείωση της αιτίας του, αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως σύνθετο αποτέλεσμα. 
7. Η παρουσία ή η απουσία ενός μέρους της αιτίας συνεπάγεται και την παρουσία ή απουσία ενός μέρους του αποτελέσματος.

Η επιστημονική μέθοδος προσπαθεί να εξηγήσει τα γεγονότα της φύσης με ένα τρόπο που μπορεί να επαληθευθεί ώστε να μπορούν να γίνουν χρήσιμες προβλέψεις για το μέλλον. Συντελείται μέσα από την παρατήρηση των φυσικών φαινομένων και τον πειραματισμό όπου και προσπαθείται η εξομοίωση των φυσικών γεγονότων υπό ελεγχόμενες συνθήκες. Παρέχεται μια αντικειμενική μέθοδος ώστε να βρούμε λύσεις σε προβλήματα σε επιστημονικά ή τεχνολογικά πεδία.

Σύμφωνα και με τον Locke, η απόδειξη αποτελεί κυρίαρχο στοιχείο της επιστημονικής γνώσης. Ο Kant θεώρησε ως επιστήμη τη γνώση των αιτιωδών σχέσεων των φαινομένων της φύσης και κάθε έρευνα που βαδίζει σύμφωνα με τις ακόλουθες αρχές: 
1. Να ανακαλύπτει τους νόμους που διέπουν τις σχέσεις φαινομένων.
2. Να οργανώνει ένα θεωρητικό σύστημα το οποίοι εξηγεί τα φαινόμενα.

Ουσιαστικά, η επιστήμη είναι μια αέναη αναζήτηση μιας έλλογης και ολοκληρωμένης κατανόησης του κόσμου στον οποίο ζούμε. 

Κορνέλιους βαν Νιλ



Σχόλια

Δημοφιλείς αναρτήσεις από αυτό το ιστολόγιο

Απλή Αρμονική Ταλάντωση (Α.Α.Τ) Εξισώσεις κίνησης

Περιοδικά ονομάζονται τα φαινόμενα που επαναλαμβάνονται με τον ίδιο τρόπο σε ίσα χρονικά διαστήματα. Π.χ. ομαλή κυκλική κίνηση, κίνηση εκκρεμούς, περιστροφή γης γύρω από τον ήλιο κ.ά.
(Σκέψου μερικά ακόμη…)
Στοιχεία περιοδικής κίνησης Κάθε περιοδική κίνηση χαρακτηρίζεται από τα παρακάτω τρία στοιχειά:
Περίοδος (Τ) ενός περιοδικού φαινομένου ονομάζεται ο χρόνος που απαιτείται για μια πλήρη επανάληψη του φαινομένου ή ο χρόνος που μεσολαβεί μεταξύ δύο διαδοχικών επαναλήψεων του φαινομένου.
Η περίοδος είναι μονόμετρο μέγεθος και η μονάδα μέτρησής της είναι το 1 sec.

Συχνότητα (f) ενός περιοδικού φαινομένου ονομάζεται το φυσικό μέγεθος του οποίου το μέτρο θα δίνεται από το σταθερό πηλίκο του αριθμού Ν των επαναλήψεων του φαινομένου σε κάποιο χρόνο t, προς το χρόνο αυτό.Δηλαδή: Η συχνότητα είναι μονόμετρο μέγεθος και έχει μονάδα μέτρησης το 1 sec-1 ή 1 κύκλος/sec ή 1 Hz (Hertz).



Σχέση μεταξύ περιόδου – συχνότητας Επειδή σε χρόνο t ίσο με μια περίοδο Τ έχουμε μια επανάληψη (Ν=1) του φαινομένου έχουμ…

Ενέργεια Ταλάντωσης

Η ενέργεια της ταλάντωσης Ε (ή ολική ενέργεια) ενός συστήματος που εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση ισούται με την ενέργεια που προσφέραμε αρχικά στο σύστημα για να το θέσουμε σε κίνηση (ταλάντωση). 




Η ενέργεια αυτή θα δίνεται από τη σχέση:  Από την σχέση αυτή προκύπτει ότι το πλάτος Α καθορίζεται από την ενέργεια της ταλάντωσης, δηλαδή από την ενέργεια που προσφέραμε αρχικά στο σύστημα ώστε να αρχίσει να ταλαντώνεται. Σε όλη την διάρκεια της ταλάντωσης η ενέργεια παραμένει σταθερή. Η ενέργεια μιας απλής αρμονικής ταλάντωσης είναι σταθερή και ανάλογη µε το τετράγωνο του πλάτους της.

Απόδειξη της παραπάνω σχέσης. Αν το σώμα βρίσκεται ακίνητο στην θέση ισορροπίας, για να μετακινηθεί σε µια άλλη θέση πρέπει να του ασκηθεί κατάλληλη εξωτερική δύναμη Fεξ . Κατά την μετακίνηση αυτή θα ασκείται στο σώμα και η δύναμη επαναφοράς. 

Για να μετακινηθεί το σώμα στην θέση (x) θα πρέπει το μέτρο της εξωτερικής δύναμης να είναι ίσο µε το μέτρο της δύναμης επαναφοράς και να έχει αντίθετη φορά, σε κάθε χρονι…

Ταλάντωση και Ελατήριο

Ελατήριο ονομάζεται ένα μηχανικό εξάρτημα το οποίο έχει την ικανότητα να αποθηκεύει μηχανική ενέργεια παραμορφώμενο προσωρινά. Συνήθως το σχήμα είναι ελικοειδές, αλλά υπάρχουν και ελατήρια σε σχήμα ράβδου, οι σούστες.
Το κάθε ελατήριο μπορεί να παραμορφωθεί ως προς μία διάστασή του υπό την επίδραση δύναμης. Όταν ασκείται δύναμη σε αυτήν τη διάσταση, το ελατήριο παραμορφώνεται αποθηκεύοντας το έργο της δύναμης.
Ιδανικό ελατήριο Σε ιδανικά θεωρητικά ελατήρια ισχύει απόλυτα ο νόμος του Hook, δε χάνεται ενέργεια στο περιβάλλον και τα ελατήρια μπορούν πάντα να επιστρέψουν στο αρχικό τους μήκος. Επίσης η μάζα του ιδανικού ελατηρίου θεωρείται αμελητέα. [Στην πραγματικότητα χάνεται μικρό ποσό ενέργειας στο περιβάλλον ως θερμική ενέργεια, ενώ η παραμόρφωση μπορεί να γίνει μόνιμη. Κάθε ελατήριο έχει κάποια όρια αντοχής αν τα υπερβούν θα παραμορφωθεί ή θα σπάσει. Επιπλέον, με την επαναλαμβανόμενη χρήση το υλικό χάνει τις ιδιότητές του λόγω μηχανικής κόπωσης και αν δεν αντικατασταθεί θα σπάσει.]

Νόμο…

Απλή Αρμονική Ταλάντωση (Α.Α.Τ) - Συνισταμένη Δύναμη

Από την Α΄ Λυκείου γνωρίζεις τον θεμελιώδη νόμο της Μηχανικής (2ος νόμος του Newton), ΣF=mα. Επίσης, όπως γνωρίζεις για να υπάρχει επιτάχυνση πρέπει να υπάρχει και δύναμη που ασκείται σε κάποιο σώμα. Στην Α.Α.Τ. ισχύει α=-ω2x, ο συνδυασμός αυτών των δυο σχέσεων δίνει τη σχέση: 
ΣF=-m ω2x Από τη σχέση αυτή φαίνεται ότι όταν ένα σώμα εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση η συνολική δύναμη που δέχεται είναι ανάλογη με την απομάκρυνση του σώματος από την Θ.Ι. της τροχιάς του και έχει αντίθετη φορά από αυτήν. Όταν το σώμα περνά από την Θ.Ι. η συνολική δύναμη που δέχεται ισούται με μηδέν. (Για το λόγο αυτό, ονομάζεται θέση ισορροπίας της ταλάντωσης). Επίσης, στις ακραίες θέσεις της ταλάντωσης η ΣF είναι μεγίστη.


Στο βίντεο δες το διάνυσμα της δύναμης επαναφοράς (είναι πάντα προς την θέση ισορροπίας). 



Αν συμβολίσουμε το γινόμενο mω2 με D (που είναι σταθερό για κάθε ταλαντωτή), δηλαδή D = mω2
Τότε θα έχουμε τη σχέση που δίνει τη δύναμη:F = −Dx (Μάθε την απόδειξη)

Η παραπάνω σχέση είναι γνωστή και σαν συν…

Ταλάντωση και πλαστική κρούση

Θυμήσου την ορμή: 
Για ένα σώμα μάζας m που κινείται µε ταχύτητα u η ορμή του p δίνεται από τη σχέση: p=mu

Η ορμή p είναι ένα διανυσματικό μέγεθος το ο­ποίο έχει: μέτρο p = mu,διεύθυνση και φορά ίδια µε τη διεύθυνση και τη φορά της ταχύτητας u,μονάδα μέτρησης στο S.I. το 1 kg ∙ m/s (ισοδύναμη μονάδα είναι το 1 Ν∙s).Η ορμή, ως διανυσματικό μέγεθος, έχει όλες τις ιδιότητες των διανυσμάτων. Έτσι: μπορεί ν' αναλυθεί σε άξονες, δηλαδή σε συ­νιστώσες px και py,μεταβάλλεται αν μεταβληθεί τουλάχιστον ένα από τα στοιχεία της, δηλαδή το μέτρο της, η διεύθυνσή της ή η φορά της.Ο ρυθμός μεταβολής της ορμής (dp/dt) ισούται με την δύναμη ή τη συνισταμένη των δυνάμεων (ΣF) που ασκούνται στο σώμα.

Προσοχή:

Όταν στις ασκήσεις πρέπει να υπολογίσεις την μεταβολή της ορμής τότε θα υπολογίζεις την σχέση:Δp = pτελ – pαρχΕνώ όταν  ζητείται ο ρυθμό μεταβολής της ορμής θα υπολογίζεις τη σχέση: dp/dt ή ΣF. Θυμήσου:
Σύστημα σωμάτων ονομάζουμε κάθε σύνολο σωμάτων, τα οποία απομονώνουμε νοητι…