V čem spočívá matematická idealizace přírody

Matematická idealizace přírody je proces, který se vyvíjel od starověku a dodnes hraje klíčovou roli ve vědeckém poznání. Tato idealizace se projevuje v mnoha oblastech, od astronomie po fyziku, a umožňuje nám lépe porozumět složitým jevům.

Vesmír a gravitace

Vesmíru je gravitace, kterou je ve formě zemské tíže. S jevy se lidstvo setkává od prvopočátků. Problémy byly např. počítání předmětů a jejich směňování a pod. Pro řešení těchto problémů se používalo sčítání, odčítání, násobení a dělení.

Měření se prováděla s reálnými tělesy, tj. předmětů, s nimiž se setkávali. Například délka se měřila pomocí "loket" nebo "palec". Později se jednotky začaly odvozovat od rozměrů Země. Snaha byla sjednotit množství do té doby rozrůzněných jednotek. Tak vznikl např. metr a jejich dekadických násobcích.

V astronomii se používá astronomická jednotka AU, která činí 149 597 892 km, tj. 1 AU = 1.49597892×10¹¹ m. Dále se používá světelný rok, což je vzdálenost, kterou světlo urazí za 1 rok. 254.8 AU = 3.26 ly.

Čas se dělí na hodiny, "minut", minuta na 60 "sekund" ("vteřin"). "minuta" pochází z lat. pars minuta prima. Hmotnost se měří pomocí kilogramu, definovaného jako hmotnost jednoho litru vody, 1000 gramů. Násobky kilogram, tuna (100 kg), miligram, mikrogram. Měření hmotnosti se provádí s využitím zemské gravitace. Koncem 19.stol. byly diskutovány tzv. Maxwellovy rovnice.

Čtěte také: Co znamená zákon a příroda?

Historický vývoj astronomie

Ve starověku se obloze přikládala velká důležitost. Pozorování těles na obloze se prováděly již ve starověku. Pohyb hvězd byl postupně odhalována až v průběhu 19. století. Souhvězdí na obloze se považovaly za rozmístění pozorovaných hvězd, které vytvářejí tzv. zvířetník, pojmenované po zvířatům či námětům z mytologie. Např. (Pegasus), Býk (Taurus), Andromeda, ... (celkem jich je více než 80). Těmto souhvězdím se připisuje konkrétní významy.

Nicméně, astrologie nemá žádný vědecký základ. Poloha planet nemá vliv na charakteristiky lidí ani na jejich osud. Intenzita gravitačního pole klesá s druhou mocniou vzdálenosti od zdroje. Slunce má zásadní vliv na sluneční soustavu a na Zemi, na její atmosféru (třebas teplotu) ani žádné jiné děje v přírodě.

Alchymie a astrologie, i když dnes překonané, oslovovat i dnes. Od přelomu 17. století se začaly formovat základy moderní vědy a stavby hmoty.

Věda a realita

Věda je odvozen od slova "vědět". Věda znamená uvědomění, porozumění. Důležitou součástí vědy je myšlení, konfrontaci s fakty. I ve vědě se vyskytují omyly, včetně výzkumníků. Cílem vědy je hledat vysvětlení mechanismů - co je příčinou? Věda se snaží inovovat a objevovat vědu neznámé jevy.

Je třeba mít na paměti, že fyzikální zákony jsou pravděpodobnostní. Matematické modely jsou zjednodušením reality. I když jsou úspěšné v predikcích, neznamená to, že plně odrážejí skutečnost.

Čtěte také: Škola v Přírodě: Matematika

Redukcionizmus

Redukcionizmus je filosofický přístup, který se snaží vysvětlit složité jevy pomocí jednodušších, fundamentálních principů. V exaktních přírodních vědách je redukcionizmus spojen s úspěšnou matematizací přírody. Steven Weinberg je stoupencem redukcionizmu a tvrdí, že úspěšnost matematizace přírody je hluboce redukcionistická a že díky redukcionizmu jsou novodobé exaktní přírodní vědy úspěšné a účinné.

Weinberg přehlédl jedno podstatné rozlišení. Jedna věc by byla, že svět je takový, že sám sebou již je redukcionistický. Tomu, že svět je redukcionistický, by bylo možné rozumět i tak, že ač sám svět redukcionistícký třeba vůbec není, je metodě redukcionizmu přístupný a otevřený. Druhá věc na to pak navazuje tím, že redukcionistická metoda je na svět aplikovatelná. Právě touto užitelností reduktivní metodologie je Weinberg zřejmě uchvácen a zaslepen.

Galileiho matematizace přírody

Novodobá úspěšnost exaktní přírodovědy počíná Galileovým objevem matematizace přírody. Galilei v nominalistickém postoji odhlédl od myšlenkového dosahu klasického realizmu a z hlediska úspěšnosti a účinnosti triumfoval nejen on, ale celá novodobá klasická a moderní přírodověda.

Galilei má povahu přírody již ve svém založení za bezprostředně matematickou, aniž by to potřeboval dokazovat. Má za to, že tato čitelná matematizace přírody je samou skutečností. Nerozlišuje mezi tím, co se prvotně nabízí v přírodě smyslům jako „kulaté“ a co uchopuje rozum jako „kruh“ s následnou matematickou (geometrickou) definicí. Přírodní dění je plné obsahů. Matematicky vyjádřený volný pád je obsahově vyprázdněný, individuální příběh skutečnosti se vytratil.

Husserlova reflexe Galileiho matematizace

Edmund Husserl poukázal na nedotázanost původu matematizace přírody. Samu matematizaci přírody pokládá Husserl za hypotézu, a to k tomu ještě za hypotézu zcela zvláštního druhu.

Čtěte také: Matematika a Příroda

Z uvedeného zůstává přinejmenším patrné již to, že galileovská reduktivní metoda při vší své úspěšnosti, účinnosti a při vší své ověřenosti si vyžaduje filosofickou kritickou reflexi. Obsahová vyprázdněnost matematicko-fyzikálních deskripcí přírody je jistě něčím jiným, než čím je příroda sama sebou.

Osiandrova předmluva ke Koperníkovi

Osiandrova předmluva ke Koperníkovu dílu vystihuje poznávací funkci modelů vůči skutečnosti. Osiandr vyjádřil dobově přijatelný noetický smysl Koperníkova heliocentrického systému; vyjadřuje se k poznávání podob pohybů planet následovně: „Astronomovi … přísluší pilným a dokonalým pozorováním zachycovat průběh nebeských pohybů a dále vytvářet a vymýšlet libovolní příčiny čili hypotézy, (protože skutečných příčin se žádným způsobem nelze dopídit) ze kterých, jestliže jsou předpokládány, mohou být tyto podoby na základě geometrických principů správně vypočteny jak do budoucnosti, tak do minulosti. … Vůbec není nutné, aby tyto hypotézy byly pravdivé, či dokonce jen pravdě podobné, ale stačí to jediné, že dávají výpočet shodný s pozorováním."

Výpočet se také stal pro veškerou moderní pogalileovskou přírodovědu a následnou techniku a technologii účelovým cílem. Přírodní zákony, které exaktní přírodověda přináší jako poznání přírodního dění, jsou především orientací v možnostech vzhledem k uskutečnění.

Hawkingova charakteristika přírodovědného poznání

Povšimněme si nápadné shody mezi Hawkingovou charakteristikou novodobého matematicko-fyzikálního (kosmologického) poznávání skutečnosti s charakteristikou Osiandrovou, renesančního a humanistického věku. Hawking:„Každá fyzikální teorie je prozatímní, vždy jde vlastně pouze o hypotézu, neboť žádnou vědeckou teorii nelze dokázat. Nezáleží na tom, kolikrát byla potvrzena různými pokusy a pozorováním; nikdy si nemůžete být úplně jisti, že se příště nevynoří nějaký nesoulad. Na druhé straně může teorii vyvrátit jeden jediný experiment, jediné pozorování, pokud výsledek nesouhlasí s jeho předpověďmi. … jakmile se objeví jediný nesouhlas, musíme teorii opustit nebo upravit. … Konečným cílem vědy je jednotná teorie vysvětlující celý vesmír. Tento úkol si vědci rozdělili na dvě oblasti...“

Astronomická pozorování

Astronomická pozorování se provádějí pomocí dalekohledů. Dalekohledy mohou být čočkové nebo zrcadlové. Pro pozorování vzdálených objektů se používají velké dalekohledy zrcadlové. Pozorování se provádějí v různých oblastech elektromagnetického spektra.

Atmosféra Země absorbuje a rozptyluje elektromagnetické záření. Proto se pro pozorování v některých oblastech spektra používají vesmírné sondy. Vesmírné sondy umožňují získat lepší představy o struktuře vesmíru.

Radioteleskopy se používají pro pozorování v radiové oblasti spektra. Radioteleskopy mohou být umístěny na různých místech a signály z různých antén se kombinují. To umožňuje dosáhnout srovnatelného rozlišení jako u optických dalekohledů.

Spektroskopie se používá pro měření rychlostí hvězd, galaxií a jejich částí. Spektroskopie umožňuje zkoumat složení hvězd a galaxií.

Získané astronomické obrazy jsou ovlivněny statistickým šumem. Statistický šum je způsoben fluktuacemi v počtu fotonů. Pro získání kvalitních snímků je nutné provádět dlouhé expozice.

tags: #v #čem #spočívá #matematická #idealizace #přírody

Oblíbené příspěvky:

• Emise a Mercedes
• Ráj pro trekaře a surfaře
• Role ekologie v komplexních pozemkových úpravách
• Znečištění přírody: detailní analýza
• Nebezpečný odpad v Žabčicích