§ 2. Как человек познает природу?

Существует два основных метода — способа познания, с помощью которых человек изучает природу Это наблюдение и опыт.

Что такое наблюдение? Наблюдение — это очень просто, скажете вы. Действительно, многое мы видим собственными глазами.

Однако видеть — не значит наблюдать! Вы, конечно, не раз видели звезды. Изменяется ли картина звездного неба в течение ночи? Чтобы ответить на этот вопрос, недостаточно только смотреть в небо. Необходимо правильно вести наблюдение.

Но как это делать? Во-первых, нам понадобится прибор — трубка диаметром 2-3 см и длиной 15-20 см. Во-вторых, необходимо оборудовать место для наблюдения: установить трубку на штативе или прикрепить ее к поручням балкона так, чтобы трубка могла двигаться вверх-вниз и влево-вправо.

Теперь можно начинать наблюдение. Наведите трубку на какую-нибудь яркую звезду в южной части неба и зафиксируйте прибор в этом положении (рис. 2.1, а). Через 3-5 минут вы заметите, что звезда исчезла из поля зрения (рис. 2.1, б). Чтобы продолжить наблюдение, необходимо немного повернуть трубку в нужном направлении. Продолжайте наблюдение в течение 20 25 минут. Почему положение трубки приходится постоянно изменять? Потому что звезда движется. Следовательно, картина звездного неба в течение ночи меняется.

Теперь понятно, что наблюдение — дело непростое. Чтобы правильно его провести, необходимо определить, что наблюдать, и разработать способ наблюдения.

Наблюдение — основной метод изучения природы в случаях, когда человек не может оказать влияние на ход явлений. Это главный метод в изучении звезд и планет.

Чем опыт отличается от наблюдения? Используя метод наблюдения, не всегда можно установить, почему происходит то или иное явление природы. И тогда применяют другой метод — опыт, или, как его еще называют, эксперимент.

Все вы наблюдали, как весной, когда воздух становится теплым, тает лед. Маленькие сосульки тают быстрее, а глыбы льда долго лежат на обочинах дорог. Чем больше масса льда, тем медленнее он тает. Но только ли от массы зависит скорость таяния льда?

Мы часто наблюдаем, что замерзшая вода в большой неглубокой луже уже растаяла, в то время как маленькая, но глубокая ямка еще полна льда. Можно предположить, что условием, от которого зависит скорость таяния льда, является площадь поверхности льда, соприкасающаяся с теплым воздухом.

Проверим это на опыте.

Отмерим две одинаковые массы воды и перельем их в тарелку и стакан (рис. 2.2), которые поместим в морозильную камеру.

Когда вода замерзнет, поставим тарелку и стакан со льдом на подоконник. Через некоторое время мы увидим, что первым превратился в воду лед в тарелке, затем растаял лед в стакане (рис. 2.3).

Почему так произошло? Сравним условия, при которых происходило таяние льда.

И тарелку, и стакан окружал воздух одинаковой температуры. Массы льда в тарелке и в стакане тоже были одинаковыми. Единственное отличие — площадь поверхности льда, которая соприкасалась с воздухом. В тарелке она была большей, и лед растаял быстрее. Эксперимент подтвердил наше предположение: величина площади соприкосновения льда с воздухом влияет на скорость таяния льда.

Сегодня научное познание природы невозможно без эксперимента.

Необходимым условием опыта является измерение. Даже в нашем простом опыте понадобилось измерить массы. Для проведения измерений используют измерительные приборы. Некоторые из них вам хорошо знакомы: весы — прибор для определения массы; часы, которые отсчитывают время; линейка для измерения длины (рис. 2.4).

Приборы для наблюдений. Даже невооруженным глазом можно увидеть очень многое, особенно если это пытливый и внимательный взгляд. К примеру, древние ученые наблюдали ночное небо без каких-либо приборов. Первый звездный каталог был составлен еще 2400 лет тому назад. Изобретение телескопа — прибора, позволяющего рассматривать далекие предметы, — позволило великому ученому Галилео Галилею в начале XVII века сделать удивительные открытия. Выяснилось, например, что Млечный Путь, который мы видим как светлую полосу, проходящую через все ночное небо, — это огромное скопление звезд (рис. 2.5).

Сегодня ученые с помощью гигантских телескопов изучают звезды, кометы и планеты.

В XVII веке был изобретен микроскоп — прибор, с помощью которого можно рассмотреть очень мелкие предметы. Используя микроскоп, голландский натуралист Антони ван Левенгук обнаружил, что даже в «чистой» воде роятся мельчайшие живые существа (рис. 2.6). Сегодня ученые благодаря микроскопам особой конструкции рассматривают даже отдельные молекулы.

Телескоп и микроскоп (рис. 2.7) — приборы, увеличивающие возможности наблюдателя. Создание приборов для научных исследований требует знаний о природе: чтобы сконструировать эти приборы, следует изучить свойства света. Так, раскрывая тайны природы, человек создает новые приборы, которые дают ему возможность продвигаться по пути познания.

•    Наблюдение и эксперимент — методы, с помощью которых человек изучает природу.

•    Наблюдение — метод, при котором человек не вмешивается в ход природных явлений. Эксперимент допускает изменение человеком условий, при которых происходит определенное природное явление.

•    Для проведения наблюдений и экспериментов используют измерительные приборы и приборы для наблюдения.

Рис. 2.8. Исследование зависимости длины тени от расположения предмета относительно источника света

Наша лаборатория

Проводим опыты, делаем выводы.

1.    Все наблюдали, как предметы отбрасывают тень. Выясним, от чего зависит ее длина.

Проведем опыт.

Нам понадобятся стержень с подставкой или карандаш с кусочком пластилина и настольная лампа.

•    Установим стержень на некотором расстоянии от лампы (рис. 2.8, а) и измерим длину его тени.

•    Переставим стержень ближе клампе (рис. 2.8, б). Повторим измерение. Как изменилась длина тени?

•    Поднимем лампу выше (рис. 2.8, е). Как изменилась длина тени стержня?

Подумайте, как нужно разместить лампу, чтобы тень от стержня исчезла.

Сделайте вывод о том, от чего зависит длина тени предмета.

2.    Все видели «умывающуюся» кошку. Как она это делает? Каким образом язык чистит шубку кошки?

Чтобы разобраться в этом, проведем опыт. Нам понадобятся пилочка для ногтей, ватный тампон и карандаш.

•    Проведем грифелем карандаша по пальцу так, чтобы на пальце осталось черное пятно. Слегка прижимая пилочку, проведем ею по запачканному месту. Что произойдет?

•    Потрем пилочкой тампон. Что мы увидим на не^?

Пилочка снимает с пальца след от карандаша, а с тампона срывает отдельные волокна.

Рис. 2.9. Когда кошка «умывается», ее язык действует, как обыкновенная пилочка для ногтей

Почему мы использовали в этом опыте пилочку? Пилочка — это своеобразная модель языка кошки. На языке кошки находятся твердые кожаные горбики, особенно заметные посередине. Когда кошка вылизывает свою шубку, ее язык действует, как пилочка: его горбики снимают пыль, мусор и выпавшие волоски (рис. 2.9).

Проверьте себя

1.    Рассмотрите рисунок 2.1 и объясните, за каким объектом велось наблюдение. Какой прибор при этом использовали?

2.    Чему человек научился раньше — проводить наблюдения или опыты?

3.    Рассмотрите рисунки 2.2 и 2.3. С их помощью расскажите о ходе опыта.

4.    Назовите измерительные приборы, которые вам известны.

5.    Назовите известные вам приборы, которые используются для наблюдений.

6.    Вы ознакомились с экспериментом, в котором определялась зависимость длины тени предмета от его расположения относительно источника света (рис. 2.8, а-в). Расскажите, как изменялись условия опыта.

7.    Как можно использовать результаты этого опыта, определяя высоту Солнца над горизонтом?

8.    Для чего в опыте по изучению поведения кошки мы использовали пилочку?

9.    Прочитайте перечень названий бытовых приборов: пылесос, счетчик расхода электроэнергии, термометр, электрический чайник, радиоприемник, счетчик расхода газа, часы. Выберите среди них измерительные приборы. Объясните, что они измеряют, для чего их используют в быту.

Это материал из учебника Природоведение 5 клас Т.И. Базанова