La cantidad física es uno de los conceptos más importantes en la terminología científica y técnica. El principal requisito para los términos y definiciones es la precisión y la falta de ambigüedad del concepto que se define, ya que el significado y la comprensión de lo que se establece dependerán de lo que se entienda exactamente por una cantidad física. Sin embargo, en la literatura científica y técnica aún no existe una interpretación única de este concepto. Numerosas definiciones de una cantidad física se dan en diferentes fuentes . Considere una serie de contextos como ejemplo.
1. Cantidad física , una característica, una propiedad que es cualitativamente común a muchos objetos físicos (sistemas físicos, sus estados, etc.), pero cuantitativamente individual para cada objeto [1]
2. Una cantidad física es una cualidad, signo o propiedad medible de un objeto material o fenómeno, que es cualitativamente común para los objetos materiales o procesos, fenómenos, pero cuantitativamente individual para cada uno de ellos [2]
3. Cantidad física , ─ característica de los objetos físicos o fenómenos del mundo material, común a muchos objetos y fenómenos en términos cualitativos, pero individual en términos cuantitativos para cada uno de ellos. [3]
4. Una cantidad física (a diferencia de una matemática) es una característica de una de las propiedades de un objeto (sistema físico, fenómeno o proceso), que es cualitativamente común a muchos objetos físicos, pero cuantitativamente individual para cada objeto. [cuatro]
5. Magnitudes físicas : propiedades o características medibles de cuerpos físicos, estados o procesos que pueden cuantificarse y utilizarse para describir fenómenos naturales mediante ecuaciones matemáticas. [5]
De los contextos anteriores se desprende que las dos primeras definiciones de cantidad física son incompatibles con la tercera y la cuarta, y en el quinto contexto se identifican varios conceptos: propiedad y característica . Aquí surge la cuestión de qué debe entenderse por cantidad física: la propiedad misma de un objeto físico real (contextos 1 y 2) o una abstracción (modelo mental) en forma de descripción verbal, gráfica, etc. (característica) de esta propiedad (contextos 3 y 4) .
En otras palabras, en las definiciones del concepto de cantidad física , existe la llamada ambigüedad categórica . En física y otras ciencias naturales, las siguientes categorías se tratan con mayor frecuencia:
La esencia del proceso de cognición es la formación de un mundo de ideas que refleje con mayor precisión el mundo de las cosas. [6] [7] Analicemos los contextos desde el punto de vista de si el concepto de cantidad física pertenece a las categorías anteriores. En los contextos primero y segundo, una cantidad física se entiende como una propiedad objetiva de la materia (un objeto del mundo de las cosas) que existe realmente, fuera de nuestra conciencia. Puede interactuar con otros cuerpos (fuerza), transmitirse (energía), esparcirse (transferencia de calor, difusión), disolverse, medirse, por ejemplo: inercia - peso, presión - manómetro, temperatura - termómetro ; convertir la energía en trabajo, etc. En los contextos tercero y cuarto, la cantidad física ya se entiende no como la propiedad del objeto en estudio, sino como su característica (un objeto del mundo de las ideas), que no es una realidad, y por lo tanto no puede medirse y almacenarse en un instrumento de medición como una unidad de medida, estar sujeto a ataque físico o químico. Por ejemplo, la masa no puede colgar de una cuerda o ejercer presión sobre un soporte, el volumen no puede moverse (a lo largo de una tubería), etc. En el quinto contexto, una cantidad física se entiende como la propiedad de un objeto y su característica.
Analizando lo anterior, así como numerosos otros ejemplos, se puede llegar a la conclusión de que una cantidad física tiene ambigüedad categórica , ya que en algunos casos significa la propiedad misma de un objeto, proceso, fenómeno real, y en otros ─ su cantidad ( numérica) característica. Evidentemente, la propiedad (cosa) en sí y su característica cuantitativa ─una cantidad física─ no son lo mismo, así como café no es la misma bebida y café es una palabra que denota el nombre de la cafetería o la inscripción en el envase. R. V. Pohl llamó la atención sobre la inadmisibilidad de mezclar cosas y cantidades físicas durante mucho tiempo: en todas las entidades físicas, es necesario distinguir claramente un peso, es decir, una pieza de metal, del peso, es decir, fuerza. Tenemos que señalar el uso aparentemente indeleble de la palabra masa en lugar de cuerpo . Una y otra vez, por ejemplo, encontramos en los libros de texto una masa suspendida de una cuerda en lugar de un cuerpo suspendido. [ocho]
¿A qué se debe la ambigüedad categórica del concepto de cantidad física? La respuesta a esta pregunta está estrechamente relacionada con la historia de las mediciones. Una característica cuantitativa de las propiedades de los cuerpos físicos (propiedades físicas) se obtiene mediante mediciones, como resultado de lo cual se obtienen números, en los que se pueden realizar ciertas operaciones matemáticas. Históricamente, estos números han recibido los mismos nombres que la propiedad que se mide. Para enfatizar lo que se tomaba como unidad de medida cuando se obtenía cada número, a cada porción unitaria de la propiedad se le empezó a asignar un nombre, que muchas veces coincidía con el nombre del propio cuerpo, que almacenaba la porción unitaria de la propiedad medida (pie , pulgada, codo, etc.) Como resultado, tales medidas comenzaron a recibir números con nombre ─ cantidades físicas . Dado que la composición de una cantidad física incluye un número puro, un producto de la mente humana (un objeto del mundo de las ideas), entonces la cantidad física en sí debe atribuirse a un objeto del mundo de las ideas. Dado lo anterior, se sigue la siguiente definición:
Una cantidad física es el concepto (categoría) más general que sirve para expresar cuantitativamente las propiedades de los cuerpos, fenómenos o procesos y para describir los fenómenos naturales mediante ecuaciones matemáticas,
en otras palabras:
Una cantidad física es una característica cuantitativa de una de las propiedades de un objeto, sistema, fenómeno o proceso físico). [9]
Esta definición satisface plenamente los requisitos modernos de precisión y falta de ambigüedad categórica. (Cabe señalar que en la literatura sobre metrología y en las normas anteriores, por razones históricas, se adoptó una definición diferente (desactualizada) del término cantidad física, contradiciendo lo anterior, por ejemplo, GOST 16263-70. [10 ] Sin embargo, de acuerdo con las recomendaciones vigentes en la Federación Rusa y en otros cinco países de la CEI sobre la estandarización interestatal RMG 29-2013, el término cantidad física se eliminó y se reemplazó por el término cantidad en el mismo significado (obsoleto) [11].
Una cantidad física no es una propiedad de un objeto, sino su característica numérica, el resultado de la medición (número llamado) es un objeto del mundo de las ideas. De ello se deduce que es imposible medirlo, así como es imposible medir el peso de cualquier objeto a partir de su fotografía o descripción verbal. Por lo tanto, la frase " medición de cantidades físicas ", que está bien establecida en metrología, debe ser reemplazada por la medición de propiedades físicas. En la frase energía ─ medida de movimiento , energía tiene el significado de una cantidad física, ya que es imposible especificar una porción específica de movimiento, denotada por la palabra energía. Dado que una cantidad física no es una realidad objetiva, no puede ser ni una parte de una propiedad ni un cuerpo que almacene esta parte. En consecuencia, la medida aquí ya debe entenderse no como una realidad objetiva (una porción de la propiedad medida o un patrón que almacena esta porción), sino una característica cuantitativa (numérica) de la propiedad medida (aquí, el movimiento). Dado que medida es un término ambiguo, para enfatizar que el término energía se refiere a una cantidad física (y no al movimiento en sí), la frase anterior debe aclararse de la siguiente manera: la energía es una característica cuantitativa del movimiento. Del mismo modo: la masa no es una medida de inercia, sino una característica cuantitativa de la inercia de un cuerpo.
La terminología científica y técnica moderna se ha creado y mejorado a lo largo de los siglos. En relación con el desarrollo de la ciencia, muchas teorías científicas quedaron obsoletas, fueron reemplazadas por otras nuevas, y con ellas cambiaron los términos y definiciones, o se dio un nuevo significado a conceptos antiguos. Al mismo tiempo, en ciencias afines e incluso en diferentes secciones de una misma ciencia, estos mismos términos continuaron utilizándose en sus significados anteriores. Por ejemplo, en el término calor, dependiendo de la teoría aceptada del calor, se invirtieron significados completamente diferentes y aún se siguen invirtiendo. En la teoría calórica, el calor es un fluido sin peso ─ calórico, en la teoría mecánica del calor ─ la forma (tipo) de movimiento de las partículas más pequeñas de materia, en la teoría cinética molecular ─ la forma microfísica de transferencia de energía de un cuerpo a otro, etc. etc. No hay concepto más ambiguo en física y termodinámica que calor o calor. No es único, como se muestra arriba, y el término cantidad física . Para comprender la estabilidad de las frases medida de cantidades físicas (por ejemplo, potencia), la energía es una medida de movimiento, la masa es una medida de inercia, en la que las cantidades físicas actúan como una realidad objetiva, es necesario recurrir a la historia. de la aparición de las medidas. Inicialmente, las partes del cuerpo humano (cosas reales) se utilizaron como medidas, que se denominaron unidades de medida, por ejemplo, el pie del pie ─ pie, el grosor del pulgar ─ pulgada, la longitud del antebrazo ─ codo, etc. El proceso de medición en sí, por ejemplo, el espesor de la tabla, consistía en poner el pulgar sobre la tabla; la cantidad de materia (tejido) se determinaba enrollándolo alrededor del antebrazo; la cantidad de avena se determinaba por una porción de avena en un recipiente de cierto tamaño, que se llamaba medida, determinando (midiendo) el número de tales porciones ─ medidas en un montón dado de avena. En consecuencia, se midieron las cosas mismas (tablas, materia, avena, etc.) o, más precisamente, sus propiedades (longitud, inercia, elasticidad, dureza, etc.) con las mismas cosas (dedo, codo, medidas de avena, , etc., que contiene una porción (medida) de propiedades medidas. Tal comparación experimental de las propiedades de objetos y fenómenos con medidas (porciones) de estas propiedades para obtener estimaciones cuantitativas se denominará medición. Así, en metrología, el proceso de medición mismo (en la etapa inicial) condujo a la ambigüedad categórica del concepto de cantidad física.
Gomoyunov K. K. . Mejora de la enseñanza de las disciplinas técnicas // Aspectos metodológicos del análisis de textos educativos. — Universidad de Leningrado. - L. , 1983. - 206 p.