Луцевич А.А. и др. Критерии определения понятий в курсе физики

Интегрирующим ядром системы физических знаний являются физические понятия. Физические понятия отражают существенные и необходимые признаки явлений, процессов, объектов материального мира, изучаемых физикой как наукой. Физика как наука формирует понятия, а физика как учебный предмет формулирует их определения. Многие физические понятия являются результатом идеализации, т.е. обладают высокой степенью абстрактности, а такие основные понятия физики, как материя, движение, пространство, время, масса, энергия, заряд и др., уже не имеют строго научных определений. Целью определения является уточнение и раскрытие содержания понятия, т.е. существенных признаков входящих в него объектов.
Слово или словосочетание, являющееся точным названием строго определённого физического понятия, называется физическим термином. Идеалом является понятие, превращенное в термин, однозначность которого абсолютна. Однако такое определение теряет свою гибкость и возможно только в рамках завершённой физической теории. Понятия, относящиеся к развивающейся теории, как правило, не имеют чётких определений до тех пор, пока эта теория развивается и усваивается.
К сожалению, в учебной литературе по физике встречаются недостаточно корректные, а иногда и неверные определения физических понятий (например, скорость — это путь, проходимый в единицу времени, плотность — это масса единицы объёма, частота — это число колебаний в единицу времени). Это обусловлено тем, что авторы, ссылаясь на необходимость поэтапного формирования основных физических понятий (определение должно быть понятно тем, на кого оно рассчитано) и их дидактической адаптации, не всегда придерживаются требований, предъявляемых к определениям ряда понятий. В качестве критериев оценки корректности того или иного понятия целесообразно использовать следующие его основные характеристики.
Содержание, т.е. совокупность существенных свойств или признаков определенного класса объектов, отражаемых данным понятием. Существенными свойствами или признаками называются те, по которым данный класс объектов отличается от всех остальных. Они отражают сущность объекта и его внутреннюю природу. В зависимости от содержания понятия разделяются на простые (динамометр — прибор для измерения силы и др.) и сложные (скорость — векторная физическая величина, модуль которой численно равен модулю перемещения тела (точки) за единицу времени, и др.).
Объём понятия, т.е. количество объектов, охватываемых данным понятием. По объёму понятия разделяются на единичные, общие и категориальные. К категориальным относятся такие понятия, которые отражают самые общие черты объективного мира (материя, движение, масса, энергия и т.д.).
Операция, в результате которой раскрывается объём понятия, в логике называется делением понятия, а признак, по которому осуществляется деление, — основанием.
Связи и отношения между понятиями. Отношения между понятиями — это прежде всего отношения по содержанию и объёму. Понятия, отражающие существенные признаки всего класса объектов и специфические признаки отдельных групп этих объектов, называются родовыми. Понятия, отражающие только специфические признаки отдельной группы, называются видовыми. Другими словами, видовые понятия — это понятия, обладающие меньшей степенью общности, чем родовые.
Например: электроизмерительный прибор — родовое понятие по отношению к понятиям амперметр, омметр, вольтметр, ваттметр.
Видовые понятия, объём которых является частью родового понятия, называются подчинёнными ему, а сами видовые понятия, имеющие общий род, называются соподчинёнными. Причём при отношении подчинения понятия подчиняются друг другу не только по объёму, но и по содержанию.
Видовые понятия, имеющие общий родовой признак, называются сравнимыми, а не имеющие его — несравнимыми. В свою очередь, сравнимые понятия делятся на совместимые (общее родовое понятие и частично или полностью совпадающие видовые признаки) и несовместимые (общие родовые понятия и исключающие друг друга видовые признаки).
Любое родовое понятие можно разделить на виды по различным основаниям. Если, например, понятие двигатель выбрать в качестве родового, а в качестве основания деления — вид энергии, превращаемой в механическую энергию, получим следующие виды двигателей: механический, тепловой, электрический, атомный и др.
Логическая операция, в процессе которой раскрывается содержание понятия, т.е. указываются существенные отличительные признаки объектов, отображаемых данным понятием, называется определением понятия.
Определить понятие — это значит в сжатой форме выразить самые существенные свойства определяемого объекта (предмета или явления).

 

Существует три способа определения понятий:
•    определение через ближайшее родовое понятие и видовые отличия;
•    определение через указание способа образования объекта (генетическое определение);
•    номинальное определение, т.е. объяснение значения слова, имени термина, обозначающего данное понятие.
В физике мы имеем дело в основном с первым способом определения понятий.

 

Определение через ближайший род и видовые отличия состоит из двух частей. В нём на первом месте стоит определяемое понятие, на втором — подчиняющее родовое понятие, а на третьем — видовое отличие. Приведём примеры таких определений.
•    Тепловым двигателем называется двигатель, преобразующий внутреннюю энергию в механическую работу.
•    Атом — структурная форма вещества, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженной электронной оболочки.
•    Внешний фотоэффект — физическое явление, заключающееся в вырывании свободных электронов светом с поверхности металла.

 

Логика предъявляет к определению понятий пять основных требований:
1. Определение должно быть соразмерным, т.е. объёмы определяемого и родового понятий должны быть одинаковыми.
Если объём родового понятия больше, чем объём видового понятия, то определение будет широким (вещество — это материя; двигатель — это машина; динамометр — это прибор и др.).
Если объём родового понятия меньше объёма видового понятия — определение будет узким (вещество — это то, что состоum из молекул; двигатель — это машина, преобразующая электрическую энергию в механическую; термометр — прибор для измерения температуры воздуха и др.). Приведём верные определения.
•    Веществом называют структурные формы материи, состоящие из частиц, масса покоя которых отлична от нуля.
•    Двигатель — это машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую.
•    Термометр — это прибор для измерения температуры.
2. Родовой признак должен указывать на ближайшее высшее понятие, не перескакивая через него.
3. Видовым отличием должен быть признак (или группа признаков), свойственный только данному понятию и отсутствующий в других понятиях этого рода.
4. Определение не должно быть только отрицательным.
5. Всякое определение должно быть ясным, нельзя определять неизвестное через неизвестное.

 

В соответствии с этими требованиями можно выделить следующие ошибки в определениях понятий.
1) Нарушение правила соразмерности (например, паровая турбина — двигатель...., электродвигатель — машина..., трансформатор — устройство...).
2) Тавтология в определении, когда объект, определяется через самого себя (веществом, называется то, из чего состоит вещество, явление — это когда что-то является).
3) Круг в определении (например, работа — мера изменения энергии; энергия — способность совершать работу).
4) Включение в определение несущественных признаков понятия (например, веществом, называется форма материи, обладающая энергией).
5) Определение понятия через неизвестное понятие.
Как уже говорилось, основной приём при конструировании определения понятия сводится к тому, чтобы найти для определяемого понятия ближайшее родовое понятие и выделить его видовые отличия. Заметим, что этим способом нельзя дать определение понятий, которые не имеют рода, а также понятий, не имеющих видовых различий (например, материя, движение, пространство и др.).
Дидактически адаптированные определения основных физических понятий, удовлетворяющие изложенным выше критерием, будут приведены нами в готовящемся к изданию терминологическом словаре.