kísérlet és megfigyelés · 2016-09-02 · a kísérleti szemlélet térnyerése 17. század...
Post on 21-Apr-2020
2 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Kísérlet és Megfigyelés
Bevett nézet:
● tudományunkat az különbözteti meg más megismerési formáktól, hogy alapvetően
– tapasztalatra épül (+ racionalitás,…ld. 1.ea)
● A mai órán a kísérletezés kérdését járjuk körbe
Figyeljük meg az igazi tudós ismertető jegyeit!
Főbb témák az órán
1. Mikor alakult ki a kísérletezés?
2. Gondolatkísérletek
3. A tudományos kísérletek fajtái
4. Műszaki kísérletek
Megfigyelések (kísérletek) a 17. sz. előtt is voltak, de jelentőségük kisebb
● Klasszikus (görög) tudományban kevés● Optika, asztronómia – ún. kevert matematikai területeken
(matek+tapasztalat) alig – de pl. Ptolemaiosznál vannak kísérletek: fénytörési törvény
● a beavatkozás gátolja a „természet” megismerését, a mesterségekre és nem a tudományokra jellemző (Arisztotelész)– Hagyományos tudománytörténetekben a „techné” szféráját kevéssé vizsgálják, – pedig itt nyilvánvalóan rengeteg „kísérlet”: pigmentkeverés, habarcskészítés,
fegyvergyártás, metallurgia, stb.
● Biológiában sok megfigyelés, orvostudományban felfogástól függően:● I.e. 3. sz. - Alexandriában Herophilosz és Erazisztratosz elkezdenek boncolni
– kivégzés módja: boncolás…– H: agy és idegrendszer vizsgálata, a dura és pia mater, petefészkek, érző-
és mozgatóidegek, szem rétegei, vénák és artériák elkülönítése, szívbillentyűk
● Életműködések alapja négy erő– máj: tápláló, szív: melegítő, agy: gondolkodó, ideg: érző
A kísérleti szemlélet térnyerése● 17. század jelentésváltozás
● A modern értelemben vett kísérletezés itt jelenik meg!
– az experimentum szó mint kísérlet és az experientia szó, mint tapasztalat elválik
● a létrejövő akadémiák egyik fő céljuknak a természeti jelenségek kísérleti feltárását tartják.
– a mágikus tradíció esetleges hatása (Frances Yates könyvei1)
● Francis Bacon3 hatása az Angol Királyi Társaságra– a retorikában hangsúlyozzák az ókortól eltérő szemléletet:
a jelenségek feltárása, a „természet kínpadra vonása”: a megismerés aktív
– „tudás és hatalom egy és ugyanaz”
Kísérletező jezsuiták, avagy arisztoteliánus angolok emigrációban?
● A Liège-i angol jezsuita kollégium¤ munkáját összefoglaló 1685-ös Florus Anglo-Bavaricus
● „A filozófia oktatásában a professzorok nem csak a peripatetikus¤ iskola doktrínáit tanítják három éven keresztül, hanem többen szorgoskodnak azon, hogy a természet titkait kísérleteken keresztül tárják fel, hogy diákjaink azon tudásterületeket is megismerjék, amelyeket, különösen Angliában, igen nagyra értékelnek. … Nem hiányzik az algebra¤, az oszthatatlanok módszerének, vagy az apolloniusi kúpszeletek¤ vizsgálata… Általánosságban elmondható, hogy nincs olyan, akár fizikai akár matematikai felfedezése a Királyi Társaságnak¤, amelyet II. Károly alapított Londonban, amely ne lenne megvizsgálva és továbbfejlesztve kollégiumunkban” (Reilly 1962: 225).
1. Mikor alakult ki a kísérletezés? És miért?2. Gondolatkísérletek3. A tudományos kísérletek fajtái4. Műszaki kísérletek
Óracím – BME Filozófia és Tudománytörtényet Tanszék
Hogyan kísérletezzünk kényelmesen?● Simon Stevin (17. sz. eleje): Mi legyen W és W’
aránya, hogy a két súly egyensúlyban maradjon?
Kísérleti (?) fizika● Modellezzük lánccal!
● De a lánc nem lehet örökmozgó, tehát egyensúlyban van.● De az alsó rész eleve egyensúlyban van, tehát
elhanyagolható,● és a szögek nem számítanak,● vagyis az egyensúly az egyes oldalaknál lévő súlyok
számától függ.● Tehát W/ W’ a megfelelő oldalak hosszának arányával
egyenlő.
A kísérlet eredménye nem lehet más…● Simplicio: Tehát te nemcsak hogy százszor nem, de egyetlenegyszer
sem végezted el a próbát, és mégis egyszerűen bizonyos vagy az eredményben? Visszatérek a hitetlenségemhez és kezdeti meggyőződésemhez, hogy a főbb szerzők, akik hivatkoznak rá, végrehajtották a kísérletet, éspedig az általuk előadott eredménnyel.
● Salviati: Kísérlet nélkül is bizonyos vagyok benne, hogy az eredmény az lesz, amit én mondtam, mert annak kell lennie. Sőt, tovább megyek, te magad is éppoly jól tudod, hogy a kísérlet eredménye nem lehet más, még ha azt képzeled, vagy azt szeretnéd is hinni, hogy nem tudod…
● (Galilei: Párbeszédek, 91. o.)
● Salviati: Egyébként a tapasztalati tények ismerete nélkül is rövid és meggyőző érveléssel be lehet bizonyítani, mennyire nem igaz, hogy a súlyosabb test gyorsabban mozog [értsd: esik], mint a nála könnyebb… […]
● Ha tehát van két mozgó testünk, amelyek természetes sebessége nem egyenlő, és a lassúbbat összekötjük a gyorsabbal, nyilvánvaló, hogy a lassúbb akadályozza a gyorsabbat, ez utóbbi viszont növeli a lassúbb sebességét. […] Igen ám, de ha ez így van, az is igaz, hogy ha van egy nagy kövünk, amely mondjuk nyolcegységnyi sebességgel mozog, egy kisebb pedig négyegységnyivel, és összekötjük, ketten együtt a nyolcegységnyinél kisebb sebességgel fognak mozogni: ugyanakkor a két összekötött kő együttesen nagyobb, mint az első, amely nyolcegységnyi sebességgel mozgott: ezek szerint a nagyobb kő lassabban mozog, mint a kisebb, ami ellentmond az Ön alapfeltevésének. (Galilei: Matematikai érvelések és bizonyítások, 77-78. o.)
Hogyan esnek a testek?
● „meggyőző” érvelés egy (empirikus) elmélet ellen és egy másik mellett, de úgy, hogy
● „a tapasztalati tények ismerete nélkül” győz meg bennünket.
A példa rekonstrukciója:Hipotézis: v(N) > v(K)
(A nehezebb test gyorsabb.)1. következmény: v(N) > v(N+K) > v(K)2. következmény: v(N+K) > v(N) > v(K)Konklúzió: v(N+K) = v(N) = v(K)
A hipotézis hamis.
Gondolatkísérletek
● A képzelet eszköze a megismerésre: tanulunk egy hipotetikus gondolatmenet következményeiből.● Igen gyakori a tudomány történetében: Galilei pl. szinte csak
gondolatkísérletekkel alapozta meg a modern mechanikát (ez pl. talán meggyőzőbb, mint a pisai toronyból dobált testek…)
● A gondolatkísérletek sokkal kevésbé a modern kor sajátosságai, mint a rendes kísérletek:● Illenek a töprengve-passzívan megismerő szemlélethez (vita
contemplativa),● Nem kell aktívan-beavatkozva megismerni (vita activa)
● Egy képzelt konkrét szituáció következményeit kutatjuk.
Gondolatkísérletek● a gondolatkísérlet szolgálhat a tapasztalatból felszedett „ösztönös
ismeretek” tudatosítására
● Ernst Mach: A mechanika tudománya, 1883: a fogalom (Gedankenexperiment) megjelenése
● A gondolatkísérlet érintkezik a tapasztalati tudással, bővítheti azt
● Olcsó, biztonságos, bármikor elvégezhető, nagyon jó kérdéseket vethet fel
● Sokszor nincs is lehetőségünk a valós kísérlet elvégzésére
● nem tudunk fénysebességgel utazni, nincs egy bolygónyiforró plazmánk, nem tudjuk lemásolni a Földünket, stb.
● Kiválaszthatjuk segítségével azon kísérleteket amelyeket ténylegesen is érdemes elvégezni
● Pierre Duhem ellenvéleménye: mivel a gondolatkísérletek nem valóságos(és sokszor nem is megvalósítható) szituációkról szólnak,semmit sem tesznek hozzá a tapasztalati tudásunkhoz, és a tudományban nincs helyük
● 1990-es évek: a tud.fil. és tud.tört.: fontos, vitatott terület
De sajnos nem elég a karosszékben ülni!
● Bár van olyan gondolatkísérlet, ami ismeretgyarapító, a legtöbb ilyen agyszülemény nem ilyen
● Tipikusan indirekt érvelések – általában valamilyen nézet tarthatatlanságát mutatják be, az abból levezethető abszurd vagy ellentmondó konklúziók alapján.
● „Már az ókori görögök is…” – na jó ez egy római példa: Lucretius, De Rerum Natura
– Ha a világegyetemnek van határa, akkor azt megdobhatjuk egy lándzsával. Ha a lándzsa átszakítja, akkor van mögötte valami, tehát nem valódi határ. Ha visszapattan róla, akkor a fal szilárd, tehát vastagsága van, tehát van valami a feltételezett határ mögött, ami tehát nem valódi határ. Vagyis a világegyetem végtelen
● Fenti két példa: elmélettesztelő szerep: rámutat egy elképzelés vagy elmélet problematikusságára a következmények által igen gyakran indirekt érv
● Az elvetett elképzelést másikkal helyettesít(het)i:
● hulló testek sebessége egyenlő () vagy a világegyetem végtelen ()
Marconi – Transzatlanti rádiózás● Marconi (Simplicio?): Több száz km távolságra már sikerült
rádióhullámokat közvetíteni, miért ne sikerülne néhány ezerre? A vállalkozás nagy üzleti sikerrel kecsegtet, mindenképp meg kell próbálni.
● Tudományos közvélemény (Salviati?): Tudjuk, hogy a rádióhullámok egyenes vonalban terjednek, és azt is, hogy a nagy tömegek (hegyek, óceán) elnyelik őket. Mivel a két kontinens között a bolygó görbülete miatt nincs szabad rálátás, a hullámok a világűrbe fognak veszni, a vállalkozás kidobott pénz, elpocsékolt erőforrás.
Marconi 2● Marconi mégis megpróbálta sikeres
kapcsolat a két kontinens között!● Ami még furcsább: sokkal jobb a vétel éjjel mint
nappal!!● Az eredmény annyira hihetetlen volt, hogy sokáig
kétségbe vonták, ma sem tudjuk pontosan, hogy már 1901-ben vagy csak később sikerült az első üzenetet továbbítani
● Ebben az esetben a Marconival szemben szkeptikusok gondolatkísérlettel cáfolták meg a jelenség létezését – de nem lett igazuk.
● Mi nem vagyunk meglepve, hiszen már ismerjük az indukció problémáit
Marconi 3● Létezhet ionoszféra, ami visszaveri a hullámokat? Erre senki sem gondolhatott
● Appleton később (1947) Nobel díjat kapott az F réteg kísérleti megfigyeléséért (1924), sőt, a felfedezés a radar feltalálásában is szerepet játszott
● Intő példa ez: a gondolatkísérletnél● Nem tudunk ismeretlen
hatásokat figyelembe venni● Nem tudunk elszakadni attól,
amit gondolunk (eddigi tapasztalataink alapján) a világról
● Az a tér, amit egy gondolatkísérlettel járunk be, éppúgy ad visszajelzést a külső világról, mint ahogy saját gondolkodásunkról ● … történeti vizsgálatuk
(ld. A Marconi példát) emiatt is hasznos
Történeti adalék● Sokszor nem is olyan könnyű eldönteni, hogy valódi-e egy kísérlet vagy sem!
● Simplicio: Tehát te nemcsak hogy százszor nem, de egyetlenegyszer sem végezted el a próbát, és mégis egyszerűen bizonyos vagy az eredményben? Visszatérek a hitetlenségemhez és kezdeti meggyőződésemhez, hogy a főbb szerzők, akik hivatkoznak rá, végrehajtották a kísérletet, éspedig az általuk előadott eredménnyel.
● Salviati: Kísérlet nélkül is bizonyos vagyok benne, hogy az eredmény az lesz, amit én mondtam, mert annak kell lennie. Sőt, tovább megyek, te magad is éppoly jól tudod, hogy a kísérlet eredménye nem lehet más, még ha azt képzeled, vagy azt szeretnéd is hinni, hogy nem tudod…
● (Galilei: Párbeszédek, 91. o.)
● Van, hogy állítják, hogy volt kísérlet, pedig nem volt
● pl. kb. 1500 évig úgy gondolták: a tapasztalat azt mutatja, hogy fokhagyma dörzsöléssel a mágnes elveszti erejét
1. Mikor alakult ki a kísérletezés? És miért?2. Gondolatkísérletek3. A tudományos kísérletek fajtái4. Műszaki kísérletek
● Klasszikus tudományfilozófiában a kísérleteket általában „elmélettesztelésre” használják.
● A valódi megfigyelések / kísérletek ott fontosak, ahol● TESZTELNI / ELLENŐRIZNI
szeretnénk valamit (vagyis van elméletünk, de nem tudjuk, mennyire megbízható)
● De ezen felül ott is, ahol● MÉRNI szeretnénk valamit (vagyis
esetlegesen sok érték van) – ez igen triviálisnak tűnik, de mégis komoly problémákat jelent – lásd később
● FELFEDEZNI akarunk valamit, amit még nem tudunk (ahol pl. még fogalmaink sincsenek)
● A kísérletek és a tudományos tudás
… félév visszatérő kérdései● hogyan lesz a tapasztalatból
tudás, a megfigyelésből és kísérletből elmélet?– Tapasztalatokból levonható
következtetések -> indukció● A jelenségek között milyen
kapcsolatok vannak? -> okság● Cáfolhatunk-e (pl. kísérlettel)
elméletet?
falszifikáció
aluldetermináltság
…amiket már bőven kifejtettünk
A„valódi” kísérlet
A tizennyolcadik század● Szalonokban Európa-szerte kísérleteket mutatnak be● Stabilizált jelenségek, megbízható leírások● A kémia – „levegők” felfedezése, majd Lavoisier, révén a modern
kémia kialakulása● pontos kvantitatív viszonyok vizsgálata● szemben az adeptuselmélettel
a kísérlet „hozzáférhető” mindenki számára aki elég képzett
● növekvő igény az ipar felől● Szakképzések, 19. századra modern „tudós”
fogalom
Charles Du Fay 1698 – 1739(Charles François de Cisternay du Fay)
● 1730 körül kísérleteket kezd az elektromossággal● a terület zavaros● nincs kialakult terminológia
● Kb. ennyi: (nem mai terminológiával, ami főként későbbi, hadászati kifejezésekből jön):● Egyes anyagok dörzsölésre elektrizálódnak,
mások nem● Esetenként tárgyak érintésre átadják az
„elektromosságot”, máskor nem● Az elektromosság időnként vonzásként,
időnként taszításként jelent meg.● Néha hirtelen váltás következett be a
vonzás/taszítás tekintetében
Felfeldező (exploratív) ~
● Különböző anyagok, formák, hőmérséklet, szín,páratartalom, légnyomás
● Az anyagok érinthették egymást, közel lehettek, távol, harmadik testtel összekötve
● Az eredmények merész következtetésre vezettek:
● a fémeken kívül minden anyag dörzsöléssel elektromossá tehető
● és a lángon kívül minden anyaghoz lehet elektromosságot juttatni.
Vonzások és taszítások● De mitől vonzották egy ideig
egymást az anyagok, majd kezdték hirtelen taszítani?● közös mintázat: vonzás –
kontaktus – taszítás● de harmadik tárgyat ezek a testek
vagy vonzottak, vagy taszítottak – nem lehetett megjósolni!
● Merész feltételezés: beszéljünk két elektromosságról!● üveg és gyanta alapú
elektromosság
A kísérletek
Az eredmény● Kísérletek százait lehetett értelmezni
● „létrehozták” a fogalmat, holott ma teljesen „természetesnek” tűnik
● Du Fay nem „felfedezte” a kétfajta elektromosságot, hanem hipotézisként használta, hogy magyarázni tudjon vele jelenségeket
● 1734 "A Discourse concerning Electricity" from Philosophical Transactions: a sors utamba vetett egy másik princípiumot, amely új fényt vet az elektromosság tárgyára”
● A kísérlettel nem elméletet próbált tesztelni, hanem szabályszerűséget feltárni, stabilizálni jelenségeket, stb.
De hogyan lehet villamossá tenni a folyadékokat?● „Mindent megpróbálunk” – ún. exploratív kísérletezés● Musschenbroek 1745-ben a Leideni Egyetemen a
vizet szerette volna feltölteni, ezért egy forgó üveggömbből villamosságot vezetett egy puskacsövön át a kezében tartott, vízzel töltött palackba.
● Azután megpróbált a puskacsőből szikrákat csiholni. Mi történt?
● Musschenbroek olyan eszközt talált fel, amelynek a működési elvét nem értette (hiszen akkoriban még üveg és gyanta alapú villamosságról beszéltek!)
Musschenbroek közvetlenül egy sokkoló élmény előtt
Franklin● A leideni palackkal történő kísérletezése során egyre erősebb
lett Franklinben a gyanú, hogy amikor a palackot kisütik, az ellentétes villamos töltések egyszerűen kiegyenlítik egymást.● Azt írja barátjának, Collisonnak 1847-ben: ”Mi értelme lenne tehát,
ha továbbra is ‘üvegvillamosságről’ és ‘gyantavillamosságról’ beszélnénk? Mennyiségekről és eloszlásokról, mondjuk egyszerűen: matematikáról van itt szó, pluszról és mínuszról. Ezért úgy gondolom, sokkal közelebb járnánk az igazsághoz, ha a jövőben pozitív és negatív előjelű villamosságról beszélnénk. Én ezt a kifejezést használom ezentúl, és remélem, hogy a tudósok is elfogadják majd”
● :) az áram folyását fordítva képzelte el máig a jelölt áramirány az áramköri rajzokon ellentétes a ténylegessel. :( (részletekért: Greguss, 1985)
Franklin
● A leideni kísérlettel lényegében vaktában felfedeztek valami teljesen ismeretlen jelenséget. Franklin magyarázni szerette volna ezt, ezért megalkotta a negatív és pozitív töltések elméletét. Azt is sejtette, hogy a villámok gyakorlatilag hatalmas elektromos kisülések.
● Utóbbi elméletét azután ellenőrizni akarta, ezért egy újabb kísérletet talált ki.
Franklin 2● Egy sárkányrepülőt készített, csúcsára fémtűt
erősített, a zsinór végére pedig kulcsot kötött
● A következő viharban kiment sárkányt eregetni, csuklóját a zsinórhoz közelítette és sikerült egy szikrát megfigyelnie
● Musschenbroek-nek nem volt határozott előfeltevése kísérletével kapcsolatban: felfedező típusú kísérlet
● Franklinnek pontos elvárása volt a kísérlet kimenetelével kapcsolatban: elmélettesztelő kísérlet
a kísérlet reprodukciója nem volt veszélytelen: egy fiatal orosz akadémikus meghalt, amikor belecsapott a villám
Franklin-féle villámhárítónak piaci riválisa
A vége nem hegyes, hanem kis fémgömb :)
Kapcsolat az elektromosság és a mágnesesség között
Descartes Mechanikus magyarázata a mágnesességre
Ampère 1. Kísérlet, mint feltárás / felfedezés● 1820 júliusa – Oersted ismerteti az
elektromos és mágneses erő közt felfedezett kapcsolatot
● galvánelemre kötött vezető kitéríti a mágnestűt helyzetéből – hogyan is pontosan?
● Európa szerte lázas kísérletezés – mi is a jelenség?● más-más szöget mérnek● nem „vonzás” vagy „taszítás” – hanem mi?● a mágnestű máshogy viselkedik a drót alatt,
mint felett● magyarázható mindez vonzó, központi erők
jelenlétével (Laplace fizikája)?
Ampère - Mi is történik?● André Marie Ampère – nem elkötelezett Laplace felfogása iránt
● „romantikus fizika”, nem mindent a newtoni felfogásnak megfelelő fordított négyzetes úttörvényben akar megadni
● néhány hónap alatt új fogalmak, új jelenségek, új műszerek, új kísérleti módszerek: az „elektrodimanika” születése● 1826 az írott munka megjelenése, de az elmélet fő vonalai három hét alatt megvannak
● Ampère lázas kísérletekkel tölt el három hetet – matematikus, nem gyakorlott kísérletező
● Kezdetben – másokhoz hasonlóan bonyolult magyarázgatás a jelenségleírás
● a „reciprok hatást” keresi – ha a galvanikus áram megmozgatja a mágnest, akkor a mágnes is a vezetéket?
● ki akarja küszöbölni a Föld mágnesességének hatását
Az „asztatikus tű”● a földmágnesesség
kiküszöbölése
● A kísérleti helyzet egyszerűsítése!
● galvánelem erejének és polaritásának változtatása
● a tű anyaga és hossza, a tű és a drót helyzete: alatta, felette, mellette, függőlegesen, vízszintesen
● „változók” keresése
● Mitől fordul el a tű és merre?
● Empirikus szabályszerűségek keresése
A megfigyelések leírása
● Ampère megfigyelte, hogy derékszögben áll be a tű, ha „szimmetrikus” helyzetben van a dróttal (ha a drót a tű forgástengelyéhez van a legközelebb)
● De melyik irányban mozdul ki?● Be kellett vezetni az „áram(lás)”
fogalmát – ráadásul ennek jobb és bal oldalát
● Az „úszószabály” bevezetése – az áramban egy úszó, aki arccal a tű felé néz…
Ampère 2. A kísérlet mint elmélettesztelés
● Ampère kialakította az elméleti magyarázatot is● a magnetizmus oka: kis, körkörös áramkörök a mágneses
testekben (akár matematikailag is tárgyalhatóvá válik!!!)● ez esetben körkörös áramok egymásra is kellene, hogy
hassanak, nem csak a mágnesre!
● Ez a helyzet jellemzően más, mint az előző két példa: van egy elmélet, de valószínűleg nem könnyű a jelenséget mérni (hiszen akkor már ismert volna)● Kísérletet nem annyira feltárásra használjuk, hanem, hogy
döntsön: jól gondoljuk-e vagy sem, hogy hogyan van a világ (kérdés, hogy mikor hisszük el, mit mond a világ- -lásd Duhem)
● Az áram hatására kimozdul a másik drót● nincs hatás – súrlódás?● hogyan oldható meg a jó vezetés + a kevés súrlódás?
● Félhavi fizetésével megveszi Párizs legerősebb galvánelemét● a műhelyben működik, pár óra múlva
már bejelenti az Akadémián: egyértelmű bizonyítékot talált elmélete igazolására
● a megtervezett apparátust tökéletesítette, optimalizálás
● nem „ha akkor”, hanem „bizonyíték”.
Maxwell színelméleti kísérlete
● Newton óta jól ismert volt, hogy a fehér fény valójában a szivárvány színeinek összessége
● Azt is sejtették, hogy minden színt elő lehet állítani alapszínekből
● Azt azonban nem tudták, hogy melyek ezek és mennyi van belőlük
Maxwell színelméleti kísérlete
● Maxwell elmélete szerint a kék, a zöld és a vörös színű fény vegyítésével a szivárvány bármely színét elő lehet állítani
● Elmélete teszteléséhez klasszikus elmélettesztelő kísérletet tervezett és kivitelezett
Maxwell színelméleti kísérlete● Fogott egy színes gyapjúszalagot és kötött egy masnit
belőle● Ezután megkérte Suttont, a neves fényképészt, hogy
csináljon három különleges képet● kis üvegmedencékben festékkel piros, zöld illetve kék
folyadékot állított elő● ezeket azután a fényképezőgép elé helyezve három
képet készített● kapott tehát három negatívot, a kép három
színkomponensének megfelelően
Maxwell színelméleti kísérlete● A negatívokat lemásolta egy-egy üveglemezre, ezzel
„kifordítva” azokat● 1861 május 17-én előadást tartott a Királyi Akadémián● Három lámpát alkalmazott, három különböző színű előtét-
folyadékkal.● A megfelelő lámpákkal a megfelelő diákat egymásra
vetítve előállt a színes kép!● Tehát az elméletet gyakorlatra tudta váltani és ragyogó
alkalmazást készített: a színes fényképezést● Az elmélet tehát jól vizsgázott és általánosan elfogadták.● Csakhogy volt egy kis gond...
Maxwell színelméleti kísérlete
● Idősek mesélik, hogy a digitális gépek előtti időkben a fotónegatívokat vörös fénnyel megvilágított szobában hívták elő
● mivel hogy a vörös fényre gyakorlatilag nem érzékenyek a fotóanyagok
● Akkor hogy sikerülhetett mégis a kísérlet?● Az esemény századik évfordulóján elvégezték az
egész kísérletet korabeli eszközökkel újra● Maxwellnek szerencséje volt: a szalag ibolyántúli
sugarakat is visszavert, így a láthatatlan ibolyántúli színek pótolták a vöröset
1. Mikor alakult ki a kísérletezés? És miért?
2. Gondolatkísérletek
3. A tudományos kísérletek fajtái
4. Műszaki kísérletek
Néhány műszaki kísérlet: Repülés
Egy korai gondolatkísérlet egy csapkodó szárnyú repülő szerkezetről: Jean-Pierre Blanchard, 1781
Egy valós kísérlet 1807-ből: Jakob Degen csapkodó szárnyú gépe
Néhány műszaki kísérlet: Repülés
Egy korai gondolatkísérlet egy csapkodó szárnyú repülő szerkezetről: Jean-Pierre Blanchard, 1781
Egy valós kísérlet 1807-ből: Jakob Degen csapkodó szárnyú gépe
Repülés 2● Természetesen egyik szerkezet sem volt képes repülni.● Ezen kísérletek problémája az volt, hogy egy nagyra törő célt tűztek ki,
összetett tervet készítettek, de még nem voltak meg a szükséges összetevők, a kellő alapismeretek.
● George Cayley nem volt ennyire ambiciózus: 1799-ben ferde papírlapokat erősített egy forgó korongra, és a légellenállást vizsgálta
● Sok év múlva már tudta, hogy mekkora felhajtóerőre számíthat, és az egyensúly jelentőségét is felismerte
● 1853-ban kocsisa kb. 450 métert repült kísérleti vitorlás gépével. Ez volt az első alkalom, hogy levegőnél nehezebb szerkezettel repültek
● Tanulság: az alapkutatást néha nem lehet megspórolni
Repülés 3● Pénaud 1871-ben gumimotoros modellt készített,
amely könnyedén repült negyven métert● Egy olyan gép terveit is elkészítette, amely embert is
szállíthatott volna, de nem volt a kivitelezésre pénz.
Repülés 4● Ma már tudjuk, hogy Pénaud nagy gépe sosem lett volna képes a
repülésre két ok miatt: egyrészt nem volt elég a motor teljesítménye (ezt Pénaud is tudta, de kénytelen volt az akkori csúcstechnikával számolni – a gőzgéppel)
● másrészt nem lett volna képes manőverezni, csak egyenesen repülni. ● Erre a kis gép sikeres kísérlete alapján nem jöhetett rá… A
csűrőkormányt csak Lilienthal fedezte fel 1894-ben.● Tanulság: ha a kis léptékű kísérlet sikeres, nem biztos, hogy a nagy is az
lesz, mert nem minden működik ugyanúgy élesben, nagyban.● A “lépték” nem csak a méretre, hanem a sebességre, magasságra stb. is
vonatkozhat:● Parsons 1889-ben a világon elsőként gőzturbinával akart hajócsavart hajtani. Az
addig bevált csavar azonban a nagy sebesség miatt gyakorlatilag lyukat fúrt a vízbe: kavitáció
● A hidrogénballon és hőlégballon-kísérletek nem működtek nagy magasságokon, mivel problémák jelentkeztek: hideg, oxigénhiány, stb.
A Great Eastern● Cél: nagy hajó építése, amit a hullámok már meg sem
mozdítanak és egyetlen szénrakománnyal át tudja szelni az óceánt
● Tervező: Isambard Kingdom Brunel
● Tapasztalat:Minél nagyobb egy hajó, annál kevésbé van kitéve a hullámzásnak
● Terv:Olyan hajót készíteni, ami nagyobb a legnagyobb hullámnál
A Great Eastern
A Great Eastern
● A 211 méter hosszú hajót 1858-ban bocsájtották a vízre, sok küszködés után
● Amit azonban nem lehetett előre látni: nem csak, hogy továbbra is mozgott a hajó fel és le, de még billegett is.
● Ismét egy „kísérlet” amely megmutatta, hogy sok elképzelést nem lehet felskálázni nagyobb méretekre úgy, hogy működőképes maradjon.
Még egy probléma
● Vannak olyan kísérletek, illetve mérnöki alkotások, amelyeket egyáltalán nem lehet kicsiben elvégezni● Fúziós erőmű: ha a szükséges reakció csak száz
millió Kelvin fok körül jelentkezik, nem próbálkozhatunk “kicsiben”, például százezer Kelvinnel – nem kapunk arányosan kisebb eredményt
● Űrlift: vagy életnagyságban építjük meg, vagy sehogy, ezért kockázatos a befektetés.
● Részecskegyorsítás: kicsiben ezt sem lehet
Néhány tanulság
● A kísérletek túl bonyolultak ahhoz, hogy elméleteket teszteljenek aluldetermináltság
● EGYES kísérletek magukban soha nem véglegesek, nem vetünk el egy kísérlet alapján elméleteket
● Elméletek és kísérletek nem válnak szét, hanem egy egységes tudás-hálót alkotnak
● A kísérletek szerves részei a tudásnak● A Jelenkor egy hasonló nagy kísérlete: Large
Hadron Collider
Ajánlott irodalom, videók, miegymás
● HIPST oktatási modul és videók● http://hipstwiki.wetpaint.com/page/hipst+developed+c
ases ● http://www.wimp.com/kineticsculpture/
Fogalmak
● Experimentum: kísérlet● Experimentia: tapasztalat● Exploratív: felfedező
top related