1. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
1.1 Οι φυςικζσ επιςτιμεσ και θ μεκοδολογία τουσ
Όλα γφρω μασ μεταβάλλονται: το χιόνι
λιϊνει, τα πετρϊματα διαβρϊνονται, τα
λουλοφδια ανκίηουν, οι άνκρωποι
αναπτφςςονται, τα αυτοκίνθτα κινοφνται.
Μεταβολζσ όπωσ αυτζσ ονομάηονται
φαινόμενα. Με τθν ζρευνα και τθ μελζτθ
των μεταβολϊν που ςυμβαίνουν ςτθ φφςθ
αςχολοφνται οι φυςικζσ επιςτιμεσ: Η
φυςικι, θ χθμεία, θ βιολογία, θ γεωλογία, θ
μετεωρολογία, περιλαμβάνονται ςτισ
φυςικζσ επιςτιμεσ.

2. 1.1 Οι φυςικζσ επιςτιμεσ και θ μεκοδολογία τουσ
Γιατί είναι χρήςιμη η μελέτη τησ φυςικήσ;
Γνωρίηοντασ βαςικοφσ νόμουσ τθσ
φυςικισ, διαμορφϊνεισ μια
ολοκλθρωμζνθ άποψθ για πολλά από τα
κζματα που απαςχολοφν τισ ςφγχρονεσ
κοινωνίεσ, όπωσ τι είναι το φαινόμενο
του κερμοκθπίου, πϊσ δθμιουργοφνται
οι ςειςμοί και αν είναι δυνατόν να τουσ
προβλζψουμε, τι είναι θ τρφπα του
όηοντοσ, θ πυρθνικι ενζργεια και ποιεσ
είναι οι ειρθνικζσ χριςεισ τθσ. Οι νόμοι
τθσ Φυςικισ κα απαντιςουν ςτισ
απορίεσ πϊσ ςχθματίηεται το ουράνιο
τόξο, γιατί βρζχει, πϊσ δθμιουργοφνται
οι κεραυνοί και οι αςτραπζσ, γιατί τα
αςτζρια λάμπουν ςτον ουρανό ι πϊσ
οι δορυφόροι κινοφνται γφρω από τθ
γθ.

3. 1.1 Οι φυςικζσ επιςτιμεσ και θ μεκοδολογία τουσ
Δυο βαςικζσ ζννοιεσ τθσ Φυςικισ
είναι θ ενζργεια και θ
αλλθλεπίδραςθ, οι οποίεσ μαηί με
τθν αντίλθψθ που ζχουμε για τθ
μικροςκοπικι δομι τθσ φλθσ, μασ
βοθκοφν ςτθν πλθρζςτερθ ερμθνεία
των φαινομζνων.
Η ενζργεια εμφανίηεται με διάφορεσ
μορφζσ και διατθρείται ςτισ φυςικζσ
μεταβολζσ. Για παράδειγμα, όταν ο
άνεμοσ κινεί ζνα
ιςτιοφόρο, μεταφζρεται ενζργεια από
τον άνεμο ςτο ιςτιοφόρο. Όςθ
ποςότθτα ενζργειασ ζχαςε ο άνεμοσ
ακριβϊσ τόςθ κζρδιςε το
ιςτιοφόρο, ζτςι ϊςτε θ ςυνολικι
ενζργεια του ανζμου και του
ιςτιοφόρου διατθρείται ςτακερι.

4. 1.1 Οι φυςικζσ επιςτιμεσ και θ μεκοδολογία τουσ
Η μεγάλθ εξζλιξθ τθσ φυςικισ ξεκίνθςε το 17ο αιϊνα, με τθν ειςαγωγι του πειράματοσ
ςτθ μεκοδολογία τθσ και τθ διατφπωςθ των νόμων τθσ ςτθ γλϊςςα των
μακθματικϊν, δθλαδι με τθ χριςθ εξιςϊςεων ι γραφικϊν παραςτάςεων. Τα
μακθματικά και το πείραμα ςυνετζλεςαν ςτθν τεράςτια ανάπτυξθ τθσ φυςικισ.
Τα φαινόμενα που μελετά θ φυςικι μποροφν να περιγραφοφν με τθ χριςθ κάποιων
κοινϊν, βαςικϊν εννοιϊν. Όπωσ για παράδειγμα, ο «χϊροσ», ο «χρόνοσ», θ «κίνθςθ»
των ςωμάτων, οι «αλλθλεπιδράςεισ» τουσ κτλ. Αυτζσ ςυνκζτουν το λεξιλόγιο τθσ
γλϊςςασ τθσ φυςικισ. Οι ςχζςεισ που ςυνδζουν τισ ζννοιεσ τθσ φυςικισ εκφράηονται
με τουσ νόμουσ τθσ φυςικισ.

5. 1.1 Οι φυςικζσ επιςτιμεσ και θ μεκοδολογία τουσ

6. 1.2 Η επιςτθμονικι μζκοδοσ
Οι φυςικοί παρατθροφν προςεκτικά ό,τι
ςυμβαίνει γφρω τουσ και ταξινομοφν τισ
παρατθριςεισ τουσ, αναηθτϊντασ ομοιότθτεσ
μεταξφ των φαινομζνων. Δεν περιορίηονται
όμωσ ς' αυτό: εκφράηουν τισ παρατθριςεισ
τουσ με τθ βοικεια μετριςιμων ποςοτιτων.
Αναηθτοφν ςυςχετίςεισ μεταξφ των ποςοτιτων
τισ οποίεσ προςπακοφν να εκφράςουν με τθ
βοικεια των μακθματικϊν. Στθ ςυνζχεια
διατυπϊνουν υποκζςεισ για να ερμθνεφςουν
τισ παραπάνω ςυςχετίςεισ. Με τθ βοικεια του
πειράματοσ διαψεφδουν ι επαλθκεφουν τισ
υποκζςεισ. Δθλαδι οι φυςικοί, ςτθν
προςπάκειά τουσ να κατανοιςουν το φυςικό
κόςμο, εργάηονται με μια ςυγκεκριμζνθ
μεκοδολογία που περιλαμβάνει τα παραπάνω
βιματα. Η μεκοδολογία αυτι ονομάηεται
επιςτθμονικι μζκοδοσ.
Τι είναι Επιςτήμη;

7. 1.2 Η επιςτθμονικι μζκοδοσ
Παρατιρθςθ Ταξινόμθςθ Αρχικι υπόκεςθ
Ο μεγάλοσ Έλλθνασ φιλόςοφοσ Αριςτοτζλθσ
κάνοντασ προςεκτικζσ παρατθριςεισ του
τρόπου πτϊςθσ των ςωμάτων ιςχυρίςτθκε ότι
τα βαρφτερα ςϊματα πζφτουν πιο γριγορα.
Διάψευςθ τθσ αρχικισ υπόκεςθσ
Ο Γαλιλαίοσ αλλά και πολλοί άλλοι πριν από
αυτόν προςπάκθςαν να επιβεβαιϊςουν ι να
διαψεφςουν τον ιςχυριςμό του Αριςτοτζλθ.
Σφμφωνα με τθν παράδοςθ ο Γαλιλαίοσ άφθςε
να πζςουν από τον κεκλιμζνο πφργο τθσ Πίηασ
ςφαίρεσ διαφορετικοφ βάρουσ. Οι μακθτζσ του
παρατιρθςαν ότι οι ςφαίρεσ ζφκαναν ςτο
ζδαφοσ ςχεδόν ταυτόχρονα. Αυτό το
αποτζλεςμα διζψευςε τθν άποψθ του
Αριςτοτζλθ για τθν πτϊςθ των ςωμάτων.
Το επαναςτατικό βιμα: το πείραμα και θ χριςθ των μακθματικϊν
Τότε ο Γαλιλαίοσ εφάρμοςε για πρϊτθ φορά τθν επιςτθμονικι μζκοδο. Θεϊρθςε τθν άποψθ
του Αριςτοτζλθ ωσ υπόκεςθ, τθν αλικεια τθσ οποίασ ζπρεπε να ελζγξει. Με ποιο τρόπο;
Αναπαράγοντασ το φαινόμενο τθσ πτϊςθσ κάτω από ελεγχόμενεσ ςυνκικεσ, δθλαδι με
πείραμα. Από το ίδιο φψοσ άφθνε διαφορετικά ςϊματα και μετροφςε το χρόνο που διαρκοφςε
θ πτϊςθ τουσ. Τα αποτελζςματα διζψευςαν τθν άποψθ του Αριςτοτζλθ.

8. 1.2 Η επιςτθμονικι μζκοδοσ
Ερμθνεία του πειράματοσ: διατφπωςθ νζασ
υπόκεςθσ
Ο Γαλιλαίοσ για να ερμθνεφςει τα
αποτελζςματα του πειράματοσ υπζκεςε ότι
όταν δεν υπάρχει αζρασ, δθλαδι ςτο κενό, όλα
τα ςϊματα φτάνουν ταυτόχρονα ςτο
ζδαφοσ, όταν αφεκοφν από το ίδιο φψοσ.
Μάλιςτα κατάφερε να διατυπϊςει μια
μακθματικι ςχζςθ μεταξφ του φψουσ και του
χρόνου πτϊςθσ.
Επαλικευςθ Φυςικόσ νόμοσ
Αυτι τθν υπόκεςθ επιβεβαίωςε προςεκτικά
ςτο εργαςτιριο του μετά από πολλζσ
μετριςεισ. Έτςι, θ μακθματικι ςχζςθ
απζκτθςε τθν ιςχφ φυςικοφ νόμου.

9. 1.2 Η επιςτθμονικι μζκοδοσ

10. 1.2 Η επιςτθμονικι μζκοδοσ
Τα ςθμαντικότερα ςτοιχεία τθσ
επιςτθμονικισ μεκόδου είναι: θ
παρατιρθςθ, θ υπόκεςθ και το
πείραμα. Στο πείραμα αναγκαία είναι
θ μζτρθςθ μεγεκϊν για τθν
επιβεβαίωςθ ι διάψευςθ τθσ
υπόκεςθσ. Αυτι θ διαδικαςία
ολοκλθρϊνεται με τθ γενίκευςθ τθσ
υπόκεςθσ και τθ διαμόρφωςθ μιασ
κεωρίασ. Στο πλαίςιο τθσ κεωρίασ
εμφανίηονται νζεσ προβλζψεισ που
πρζπει να ελεγχκοφν με τθν
παρατιρθςθ και το πείραμα.

11. 1.3 Τα φυςικά μεγζκθ και οι μονάδεσ τουσ

12. 1.3 Τα φυςικά μεγζκθ και οι μονάδεσ τουσΕικόνα 1.12.

13. 1.3 Τα φυςικά μεγζκθ και οι μονάδεσ τουσ

14. 1.3 Τα φυςικά μεγζκθ και οι μονάδεσ τουσ