Б. Г. Артемьев, к. т. н., профессор, В. И. Взоров, к. т. н., доцент, А. В. Дмитриев, к. т. н., доцент,
М. И. Красивская, старший преподаватель, А. И. Юрин, к. т. н., доцент,
Национального исследовательского университета Высшая школа экономики.
Одно из основных общенаучных понятий - это понятие «величина», которое является исходным в теории измерений.
С развитием естественных наук, парка измерительных устройств, математики, содержание понятия «величина» многократно расширялось и видоизменялось. Для правильного понимания сути понятия «физическая величина» - целесообразно проследить динамику становления современных представлений о любых величинах вообще и об отдельных ее разновидностях, в частности - о физической величине.
Понятие «величина» тесно связано с понятием «число». Эти понятия являются основополагающими аксиоматическими определениями любого подхода к основам научного знания, которые непрерывно развивались и обобщались на протяжении всей человеческой истории.
В процессе этого развития и обобщения возникли основные числовые системы (числовые множества)*:
- система (множество) всех натуральных чисел N, являющаяся фундаментом всех других числовых систем,
- система (множество) всех целых чисел Z,
- система (множество) всех рациональных чисел Q,
- система (множество) всех действительных чисел R
- система (множество) всех комплексных чисел C.
( * сноска - Под числовой системой понимается вся совокупность, общее количество, чисел данного типа с определенными на нем совокупностями отношений и операций).
В расширяющейся цепочке числовых множеств ( от меньшего к большему) N < Z < Q < R < C каждая последующая числовая система, стоящая по месту правее любой другой ( в данном выражении), является естественным, ( полученным в ходе временного развития математики), расширением предыдущей системы. При этом, четко наблюдается проявление основного свойства каждой последующей числовой системы, которое и вызывает необходимость такого расширения для всех числовых множеств. Это свойство - возможность выполнения таких операций над членами соответствующего множества, которые в предшествующей числовой системе либо невыполнимы или же выполнимы, но при особых дополнительных условиях [1].
С общим развитием естественных и общественных наук формировались и локальные понятия величины.
Так, например, в физике и других естественных науках под величиной подразумеваются любые свойства изучаемых объектов (явлений), отношения или комбинации этих свойств, обнаруживающиеся при физическом взаимодействии объектов между собой. В социальных же науках величина отождествляется с обобщенной характеристикой (показателем), отражающей состояние, поведение социально-экономических систем или их элементов.
Таким образом, понятие величины связывается с представлением о свойствах рассматриваемого объекта исследования.
Содержание понятия «объект исследования» (ОИ) определяется задачами исследования и уровнем анализа предметов и явлений:
- это может быть предмет в обыденном понимании - стул, дерево, машина, животное;
- это может быть целостная совокупность предметов - колонна автомашин, стадо животных, измерительная система;
- это могут быть отдельные части предметов;
- это могут быть неорганические или биологические вещества, изучаемые на молекулярном уровне;
- характеризу это могут быть элементы микромира.
В социальных и биологических науках объектами исследования являются совокупности людей, животных, растений, их поведение в процессе развития, формы взаимоотношений. Формирование представлений о данном объекте исследования является наиболее существенной ступенью процесса познания.
Объекты действительности обладают определенными свойствами. Под свойством подразумевается категория, выражающая специфическую сторону предмета, характеризующая его сходство или различие с другими предметами и проявляющаяся в процессе их взаимодействия. К примеру, объект исследования занимает конкретное положение в пространстве, имеет объем, определенную температуру, служит источником полей - электрического, магнитного, гравитационного и т. д.
В природе существуют естественные и искусственные физические объекты, возможные взаимодействия которых обусловлены их свойствами. Результатом подобных взаимодействий могут быть различные явления, например гром, радуга, притяжение, деформация и прочие.
Количество свойств объектов (и, следовательно, проявление их взаимодействий) не ограничено. Человек исследует естественные и искусственные объекты и явления, стремясь использовать полученные знания для удовлетворения собственных потребностей. При этом образуются объекты познания - та часть материальной действительности, внешнего мира, материи, которая включена в познавательно-практическую деятельность человека.
Познание объекта осуществляется с помощью абстрагирования некоторых его особенностей, значимых для решения практической задачи. В результате этого в сознании человека формируется модель объекта - искусственно созданный идеальный объект, воспроизводящий структуру и свойства ОИ, а также взаимосвязи между его элементами.
В ряде случаев удается установить непосредственное соответствие некоторого выделенного свойства объекта исследования конкретному параметру модели. В подобных случаях вводится и определяется некоторая величина для возможного описания данного свойства. Например, это может быть физическая величина: для свойства протяженности объекта - длина, для свойства инерционности объекта - масса, для степени нагрева объекта - температура и т. п.
Однако, такая величина, введенная для описания выбранного соответствия между свойством объекта и параметром модели исследования, может быть определена далеко не всегда, особенно для социально-экономических систем. В этих случаях адекватные величины представляются как некоторые абстрактные параметры моделей исследования, описывающие либо обобщенные свойства объектов, либо косвенные проявления физических свойств (их совокупностей) для ОИ.
Кроме того, в исследованиях ОИ часто используются не только уникальные величины, но и комбинации величин: математических, физических и социологических, относимых исследователем к выявленным свойствам ОИ, которые, в большинстве случаев, при этом, соответствуют лишь условным ( абстрактным математическим или системным) свойствам объекта исследования.
В то же время свойства объектов исследований постоянно совершенствуются; прослеживаются различные этапы их логико-исторического становления. Таким образом, на каждом этапе возможно изменение содержания понятия "величины", уточнение способов его описания. Исследование соответствия структур математических моделей объектам исследований и выяснение результатов взаимодействия объектов составляют сущность исследовательских задач.
Последние можно разделить на задачи двух типов:
- проверка соответствия структуры данной математической модели объекту исследования;
- уточнение математической модели объекта.
Количественную характеристику величин находят на основе известных процедур сравнения однородных свойств объектов, т. е. введением необходимой единицы измерения и некоторой шкалы значений величины, ставящей в однозначное соответствие разным степеням проявления свойства ОИ строго определенные числа.
Введение равноценной шкалы возможно на основании изучения множественных проявлений исследуемого свойства ОИ, а также их закономерностей. Построением шкалы значений величины завершается важный этап процесса познания, связанный с выделением отдельных свойств и установлением их особенностей в различных ситуациях.
Возврат к списку
