Fyzikální veličina je jedním z nejdůležitějších pojmů ve vědecké a technické terminologii. Hlavním požadavkem na termíny a definice je přesnost a jednoznačnost definovaného pojmu, protože význam a pochopení toho, co je uvedeno, bude záviset na tom, co přesně je míněno fyzikální veličinou. Ve vědecké a technické literatuře však stále neexistuje jediný výklad tohoto pojmu. V různých zdrojích jsou uvedeny četné definice fyzikální veličiny . Vezměme si jako příklad řadu kontextů.
1. Fyzikální veličina , vlastnost, vlastnost, která je kvalitativně společná mnoha fyzikálním objektům (fyzikálním systémům, jejich stavům atd.), ale kvantitativně individuální pro každý objekt [1]
2. Fyzikální veličina je měřitelná kvalita, znak nebo vlastnost hmotného předmětu nebo jevu, která je pro hmotné předměty nebo procesy, jevy kvalitativně společná, ale pro každý z nich kvantitativně individuální [2].
3. Fyzikální veličina ─ charakteristika fyzických objektů nebo jevů hmotného světa, společná mnoha objektům a jevům z kvalitativního hlediska, ale z kvantitativního hlediska individuální pro každý z nich. [3]
4. Fyzikální veličina (na rozdíl od matematické) je charakteristika jedné z vlastností objektu (fyzikálního systému, jevu nebo procesu), která je kvalitativně společná mnoha fyzikálním objektům, ale kvantitativně individuální pro každý objekt. [čtyři]
5. Fyzikální veličiny - měřitelné vlastnosti nebo charakteristiky fyzikálních těles, stavů nebo procesů, které lze kvantifikovat a použít k popisu přírodních jevů pomocí matematických rovnic. [5]
Z výše uvedených souvislostí vyplývá, že první dvě definice fyzikální veličiny jsou neslučitelné s třetí a čtvrtou a v pátém kontextu se identifikují různé pojmy: vlastnost a charakteristika . Zde vyvstává otázka, co je třeba chápat jako fyzikální veličinu: samotnou vlastnost reálného fyzického objektu (kontexty 1 a 2) nebo abstrakce (mentální model) ve formě slovního, grafického apod. popisu (charakteristika) této vlastnosti (kontexty 3 a 4) .
Jinými slovy, v definicích pojmu fyzikální veličina existuje tzv. kategorická nejednoznačnost . Ve fyzice a dalších přírodních vědách se nejčastěji řeší tyto kategorie:
Podstatou procesu poznání je utváření myšlenkového světa, který nejpřesněji odráží svět věcí. [6] [7] Rozeberme si souvislosti z pohledu, zda pojem fyzikální veličina patří do výše uvedených kategorií. V prvním a druhém kontextu je fyzikální veličina chápána jako objektivní vlastnost hmoty (předmětu ze světa věcí), která skutečně existuje, mimo naše vědomí. Může interagovat s jinými tělesy (síla), přenášet (energie), šířit (přenos tepla, difúze), rozpouštět, měřit např.: setrvačnost - váha, tlak - manometr, teplota - teploměr ; přeměňovat energii v práci atd. Ve třetím a čtvrtém kontextu je fyzikální veličina již chápána nikoli jako vlastnost zkoumaného předmětu, ale jako jeho charakteristika (předmět ze světa idejí), která není realitou, ale je považována za vlastnost předmětu, která je předmětem zkoumání. a proto nemohou být měřeny a uloženy v měřicím přístroji jako měrná jednotka, být vystaveny fyzickému nebo chemickému napadení. Například hmota nemůže viset na laně nebo tlačit na podpěru, objem se nemůže pohybovat (po trubce) atd. V pátém kontextu je fyzikální veličina chápána jako vlastnost předmětu i jeho charakteristika.
Analýzou výše uvedeného, stejně jako mnoha dalších příkladů, lze dojít k závěru, že fyzikální veličina má kategorickou nejednoznačnost , protože v některých případech znamená samotnou vlastnost skutečného objektu, procesu, jevu a v jiných - jeho kvantitativní ( číselná) charakteristika. Je zřejmé, že samotná vlastnost (věc) a její kvantitativní charakteristika ─ fyzikální veličina ─ nejsou totožné, stejně jako káva není stejný nápoj a káva je slovo označující název kavárny nebo nápis na obalu. Na nepřípustnost dlouhodobě mísit věci a fyzikální veličiny upozorňoval R. V. Pohl: Ve všech fyzikálních entitách je třeba jasně odlišit závaží, tedy kus kovu, od závaží, tedy síly. Musíme upozornit na zdánlivě nevykořenitelné používání slova hmota místo těla . Znovu a znovu například najdeme v učebnicích místo zavěšeného těla hmotu zavěšenou na provázku. [osm]
Co je důvodem kategorické nejednoznačnosti pojmu fyzikální veličina? Odpověď na tuto otázku úzce souvisí s historií měření. Kvantitativní charakteristika vlastností fyzikálních těles (fyzikální vlastnosti) se získává měřením, jehož výsledkem jsou čísla, na kterých lze provádět určité matematické operace. Historicky byla tato čísla pojmenována stejně jako měřená vlastnost. Aby se zdůraznilo, co bylo při získávání každého čísla bráno jako jednotková míra, každé jednotkové části vlastnosti začalo být přidělováno jméno, které se často shodovalo s názvem samotného těla, ve kterém byla uložena jednotková část měřené vlastnosti (noha , palec, loket atd.) V důsledku toho začala tato měření dostávat pojmenovaná čísla ─ fyzikální veličiny . Vzhledem k tomu, že složení fyzikální veličiny zahrnuje čisté číslo ─ produkt lidské mysli (předmět ze světa idejí), měla by být samotná fyzikální veličina připsána předmětu ze světa idejí. Vzhledem k výše uvedenému následuje následující definice:
Fyzikální veličina je nejobecnější pojem (kategorie), který slouží ke kvantitativnímu vyjádření vlastností těles, jevů nebo procesů a k popisu přírodních jevů pomocí matematických rovnic,
jinými slovy:
Fyzikální veličina je kvantitativní charakteristika jedné z vlastností fyzického objektu, systému, jevu nebo procesu). [9]
Tato definice plně vyhovuje moderním požadavkům na přesnost a kategorickou jednoznačnost. (Je třeba poznamenat, že v literatuře o metrologii a v předchozích normách byla z historických důvodů přijata jiná (zastaralá) definice pojmu fyzikální veličina, která je v rozporu s výše uvedeným, např. GOST 16263-70. [10] ] Podle aktuálních v Ruské federaci a v pěti dalších zemích SNS, doporučení k mezistátní normalizaci RMG 29-2013, byl však termín fyzikální veličina odstraněn a nahrazen termínem veličina ve stejném (zastaralém) významu [11].
Fyzikální veličina není vlastností předmětu, ale jeho číselná charakteristika, výsledek měření (pojmenované číslo) je předmět ze světa myšlenek. Z toho vyplývá, že jej nelze změřit, stejně jako nelze změřit hmotnost jakéhokoli předmětu z jeho fotografie nebo slovního popisu. Spojení „ měření fyzikálních veličin “, které je v metrologii dobře zavedené, by proto mělo být nahrazeno měřením fyzikálních vlastností. Ve slovním spojení energie ─ míra pohybu má energie význam fyzikální veličina, protože nelze specifikovat konkrétní část pohybu, označovanou slovem energie. Protože fyzikální veličina není objektivní realitou, nemůže být ani částí vlastnosti, ani tělesem, které tuto část uchovává. V důsledku toho by zde míra měla být již chápána nikoli jako objektivní realita (část měřené vlastnosti nebo etalon, který tuto část uchovává), ale kvantitativní (numerická) charakteristika měřené vlastnosti (zde pohyb). Vzhledem k tomu, že míra je nejednoznačný termín, abychom zdůraznili, že termín energie se vztahuje k fyzikální veličině (a ne k pohybu samotnému), měla by být výše uvedená fráze objasněna následovně: energie je kvantitativní charakteristika pohybu. Podobně: hmotnost není mírou setrvačnosti, ale kvantitativní charakteristikou setrvačnosti tělesa.
Moderní vědecká a technická terminologie se vytvářela a zdokonalovala v průběhu staletí. V souvislosti s rozvojem vědy mnohé vědecké teorie zastaraly, byly nahrazeny novými a s nimi se měnily termíny a definice, případně byl do starých pojmů vkládán nový význam. Zároveň se v příbuzných vědách a dokonce i v různých sekcích téže vědy tyto stejné termíny nadále používaly ve svých předchozích významech. Například do termínu teplo se v závislosti na přijímané teorii tepla investovaly a stále investují zcela jiné významy. V kalorické teorii je teplo beztížná tekutina ─ kalorická, v mechanické teorii tepla ─ forma (typ) pohybu nejmenších částic hmoty, v molekulární kinetické teorii ─ mikrofyzikální forma přenosu energie z jednoho tělesa do druhého, atd. atd. Ve fyzice a termodynamice neexistuje nejednoznačnější pojem než teplo nebo teplo. Není to jednoznačné, jak je ukázáno výše, a termín fyzikální veličina . Pro pochopení stability frází měření fyzikálních veličin (například výkonu), energie je mírou pohybu, hmotnost je mírou setrvačnosti, ve které fyzikální veličiny působí jako objektivní realita, je nutné obrátit se do historie vzhledu opatření. Zpočátku se jako míry používaly části lidského těla (skutečné věci), které se nazývaly měrné jednotky, například chodidlo ─ chodidlo, tloušťka palce ─ palec, délka předloktí ─ loket, atd. Samotný proces měření, například tloušťky desky, spočíval v přiložení palce na desku; množství hmoty (tkáně) bylo určeno namotáním kolem předloktí; množství ovsa se určovalo porcí ovsa v nádobě o určité velikosti, které se říkalo míra, stanovením (měřením) počtu takových porcí ─ měr v dané hromadě ovsa. Následně byly měřeny samy věci (prkna, hmota, oves atd.) nebo přesněji jejich vlastnosti (délka, inertnost, pružnost, tvrdost atd.) pomocí stejných věcí (prst, loket, míry ovsa, váhy). , atd., obsahující část (míru) měřených vlastností Takové experimentální srovnání vlastností předmětů a jevů s mírami (částmi) těchto vlastností pro získání kvantitativních odhadů budeme nazývat měřením.V metrologii tedy proces měření sama o sobě (v počáteční fázi) vedla ke kategorické nejednoznačnosti pojmu fyzikální veličina.
Gomoyunov K. K. . Zkvalitnění výuky technických oborů // Metodologické aspekty rozboru výukových textů. — Leningradská univerzita. - L. , 1983. - 206 s.