Задание
Дизайн природы
В физике с помощью физических закономерностей, которые доказываются в эксперименте и формулируются на математическом языке («языке функций»), изучаются механические явления с использованием различных физических моделей (например, материальная точка, абсолютно твёрдое тело и др.) — упрощённых схем, конструкций реальных объектов с сохранением важных, т. е. характерных свойств.
«Инструменты» физики позволяют объяснять явления природы, стремясь к балансу качественного и количественного описания в других науках (биология, химия, география и т. д.).
Природа как естественный дизайнер (от англ. design — проектировать, задумывать), «специалист по удачному проектированию объектов» предоставляет нам различные образцы функциональности и гармоничности в живой природе, демонстрируя принцип — «проверять алгеброй гармонию» (из трагедии А. С.Пушкина «Моцарт и Сальери» (1832): «...Поверил я алгеброй гармонию...»).
Два научных коллектива независимо друг от друга опубликовали в двух статьях результаты исследования, в котором выявлялась взаимосвязь между длиной тела l рыбы определённого вида и формы и её максимальной путевой скоростью v при движении в лабораторной среде. В таком исследовании максимальное значение скорости оценивается скоростью течения, против которого рыба уже не удерживает свою «обычную» для естественной среды позицию. Форма тела рыбы является исследуемым фактором, который показывает, как геометрическая форма обтекаемой водой поверхности тела рыбы уменьшает сопротивление воды при её движении.
Для выявления гипотетической зависимости между экспериментальными данными в статьях 1 и 2 были представлены таблицы 1 и 2 соответственно.
Примечание: статьи являются источниками информации.
Нажми, чтобы прочитать дополнительную информацию про надёжность измерений физической величины.
Таблица 1. Экспериментальные данные научного коллектива 1
Номер
рыбы
l, мм
(±5 мм)
v, км/ч
(±0,05 км/ч)
1
556
35,88
2
557
35,97
3
557
36,13
4
725
45,28
5
803
45,58
6
977
47,19
7
1012
74,04
Таблица 2. Экспериментальные данные научного коллектива 2
Номер
рыбы
l, мм
v, км/ч
1
556
35,95
2
557
35,99
3
558
36,05
4
727
45,45
5
808
45,45
6
980
45,46
7
1000
74,00
Определи соответствие между научными аргументами и доказательствами из двух различных источников и оценкой их достоверности. Запиши в таблицу ответов цифры, которые соответствуют буквам.
НАУЧНЫЕ АРГУМЕНТЫ И ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ИЗ ИСТОЧНИКОВ
А) Анализ экспериментальных данных первой таблицы показывает, что выборку из семи рыб можно сократить до выборки из пяти рыб, где данные по рыбам с номерами 1, 2 и 3 можно заменить средними значениями длины их тела (557±5 мм) и максимальной путевой скорости (35.99±0,05 км/ч) и где каждое из трёх измеренных значений длины и скорости является верным.
Представляя тело рыбы в виде трёхмерной модели с круглым или эллиптическим поперечным сечением тела с плавным переходом головы в туловище и туловища в хвост, т. е. сходящихся в конус, экспериментальные данные достоверно доказывают, что чем меньше длина тела рыбы, тем меньше её максимальная путевая скорость в естественной среде обитания.
Б) При моделировании в лабораторном эксперименте движения тела рыбы в виде волнообразного движения тонкого и упругого цилиндрического стержня определённой длины достоверно доказана зависимость между длиной тела рыбы и её максимальной путевой скоростью в естественной среде обитания: при уменьшении длины тела уменьшается скорость (см. седьмую и первую строки таблицы 2).
ОЦЕНКА ДОСТОВЕРНОСТИ ИСТОЧНИКОВ
1) Анализ в первом источнике экспериментальных данных для рыб с номерами 1, 2 и 3 длин их тела и максимальных путевых скоростей на принадлежность к доверительному интервалу показывает, что экспериментальные значения максимальных путевых скоростей рыб с номерами 1 и 3 не являются истинными(35.94<35.99<36.04 км/ч) в отличие от экспериментальных значений длины тела этих рыб(552<557<562 мм). Следовательно, научная аргументация взаимосвязи между длиной тела рыбы определённого вида и формы (описывается геометрическая модель) и её максимальной путевой скоростью при движении в естественной среде является недостоверной по причине наличия измерительных ошибок в эксперименте.
2) Во втором источнике научная аргументация взаимосвязи между длиной тела рыбы определённого вида и формы (описываются физическая и геометрическая модели) и её максимальной путевой скоростью при движении в естественной среде является недостоверной по причине отсутствия абсолютной погрешности измерения как для длины тела рыб (±Δl), так и для их максимальной путевой скорости (±Δv).
3) Анализ в первом источнике экспериментальных данных для рыб с номерами 1, 2 и 3 длин их тела и максимальных путевых скоростей на принадлежность к доверительному интервалу показывает, что экспериментальные значения максимальных путевых скоростей рыб с номерами 1 и 3 являются истинными(35.94<35.99<36.04 км/ч) в отличие от экспериментальных значений длины тела этих рыб(552<557<562 мм). Следовательно, научная аргументация взаимосвязи между длиной тела рыбы определённого вида и формы (описывается физическая модель) и её максимальной путевой скоростью при движении в естественной среде является недостоверной по причине наличия измерительных ошибок в эксперименте.
4) В источнике 2 научная аргументация взаимосвязи между длиной тела рыбы определённого вида и формы (описывается геометрическая модель) и её максимальной путевой скоростью при движении в естественной среде является достоверной.
Ответ
А
Б