1वैज्ञानिक मॉडल
वास्तविक तंत्र का पूर्ण रूप से अध्ययन करना बहुत जटिल होता है, इसलिए विज्ञान इसके सरलीकृत रूप का अध्ययन करता है।
मॉडल किसी वास्तविक तंत्र को देखने का एक सरलीकृत तरीका है, जो पूछे गए प्रश्न के लिए महत्वपूर्ण विवरणों को ही रखता है और शेष को जानबूझकर छोड़ देता है।
विवरणों को छोड़ना जानबूझकर किया गया चयन है, त्रुटि नहीं: गिरते हुए पत्थर की गति के अध्ययन में वायु प्रतिरोध की उपेक्षा करने से प्रश्न हल करना आसान हो जाता है, बिना आवश्यक उत्तर बदले।
| शाखा | यह चीज़ों को कैसे मॉडल करती है |
|---|---|
| भौतिकी | चलती हुई कार को एक बिंदु के रूप में |
| रसायन विज्ञान | परमाणुओं और अणुओं को आबंधों से जुड़े गोलों के रूप में |
| जीव विज्ञान | कोशिका को उसके मुख्य भागों के लेबल किए गए चित्र के रूप में |
| पृथ्वी विज्ञान | पृथ्वी को परतों वाले चिकने गोले के रूप में |
प्रश्न. छक्का लगाने के लिए मारी गई गेंद का मॉडल बनाना: क्या महत्वपूर्ण है, क्या नहीं?
रखें: गेंद का द्रव्यमान, मारे जाने की गति और दिशा।
छोड़ें: बल्ले का ब्रांड, गेंद का रंग, मैदान की घास। वायु प्रतिरोध और घूर्णन का प्रभाव छोटा होता है: सरल मॉडल में उपेक्षित, अधिक सटीकता के लिए बाद में जोड़ा जाता है।
तारों के प्रकाश को समझाने के लिए, साहा ने तारे के भीतर हर परमाणु और अभिक्रिया को अनदेखा किया और उसके पदार्थ को एक साधारण उष्ण गैस मानकर केवल तापमान, दाब और आयनन पर ध्यान केंद्रित किया। इस एक सरलीकरण ने समझाया कि अलग-अलग रंग के तारों का तापमान अलग-अलग क्यों होता है।
2विज्ञान की भाषा
बल, कार्य और कोशिका जैसे रोज़मर्रा के शब्दों का विज्ञान में एक ही सटीक अर्थ होता है, ताकि परिणामों की तुलना विश्व में कहीं भी की जा सके। राशियों को निश्चित प्रतीक और मानक इकाइयाँ दी जाती हैं।
प्रतीक इतिहास से आते हैं, सुविधा से नहीं: प्रकाश की गति को लैटिन शब्द celeritas (“गति”) से लिखा जाता है, जिसका मान ठीक निर्धारित है। गणित भी इसी तरह कार्य करता है: जैसा समीकरण केवल गणना का साधन नहीं, बल्कि राशियों के आपसी संबंध का संक्षिप्त कथन है।
- 2 अंककौन-सी दो इकाइयाँ भ्रमित हुईं, और SI इकाइयाँ इसे कैसे रोक सकती थीं?
3नियम, सिद्धांत और आधारभूत सिद्धांत
तीन शब्द तीन अलग-अलग प्रकार के विचार के लिए: इस अध्याय में सबसे अधिक पूछा जाने वाला अंतर।
नियम प्रकृति में देखा गया एक नियमित पैटर्न है, जिसे शब्दों में या गणितीय संबंध के रूप में व्यक्त किया जाता है।
सिद्धांत यह बताता है कि वह पैटर्न क्यों होता है, समय के साथ एकत्रित प्रमाणों के आधार पर।
आधारभूत सिद्धांत (principle) एक व्यापक विचार है जो किसी परिस्थिति को समझने में उपयोग होता है।
| शब्द | पाठ्यपुस्तक का अपना उदाहरण |
|---|---|
| नियम | न्यूटन के गति नियम: बस अचानक रुकने पर लगने वाला झटका |
| सिद्धांत | परमाणु सिद्धांत: परमाणु मिलकर अणु कैसे बनाते हैं |
| आधारभूत सिद्धांत | ऊर्जा संरक्षण: सीढ़ियाँ चढ़ना |
वैज्ञानिक सिद्धांत “मात्र एक अनुमान” नहीं होता। यह सावधानीपूर्वक परीक्षण और प्रमाणों पर आधारित एक स्पष्टीकरण है। यह सुधार के लिए सदैव खुला रहता है, और यही इसे विश्वसनीय बनाता है।
4पूर्वानुमान, और विज्ञान स्वयं को क्यों सुधारता है
पूर्वानुमान प्रमाणों और सावधानीपूर्ण चिंतन पर आधारित एक तर्कसंगत अपेक्षा है, अनुमान नहीं। विज्ञान बता सकता है कि लात मारी हुई फुटबॉल कितनी दूर जाएगी, किसी अभिक्रिया में कितनी गैस बनेगी, या दौड़ते समय श्वसन कैसे बदलता है।
प्रश्न. वर्षा कहती है “बारिश होगी क्योंकि बादल काले दिखाई दे रहे हैं।” क्या यह वैज्ञानिक है?
उत्तर. नहीं: “बादल काले दिखते हैं” एक धारणा है, मापने योग्य प्रमाण नहीं। इसे परीक्षण योग्य बनाने के लिए मापन और पिछले पैटर्न पूछे जाते हैं: आज की आर्द्रता (पिछली बार बारिश होने पर क्या यह 80% से अधिक थी?), हवा की गति और दिशा, क्या तापमान पहले की बारिश जैसा गिर रहा है।
जब पूर्वानुमान अवलोकन से मेल खाता है, तो विश्वास बढ़ता है। जब नहीं मिलता, तो वैज्ञानिक धारणाओं, मॉडलों या मापन की फिर से जाँच करते हैं: वे प्रमाण के आधार पर विचार बदलते हैं, मत के आधार पर कभी नहीं। सफल सिद्धांतों की भी सीमाएँ होती हैं, और कोई सिद्धांत कभी प्रश्नों से परे नहीं होता। यह खुलापन विज्ञान की सबसे बड़ी शक्ति है, कमज़ोरी नहीं।
मौसम पूर्वानुमान कई बदलते कारकों पर निर्भर करता है, और छोटे अंतर दिनों में बड़े हो जाते हैं: कुछ घंटों के लिए विश्वसनीय, आगे जाकर अनिश्चित।
वायरल दावे की जाँच: “ग्रहण के समय भोजन हानिकारक हो जाता है”: ग्रहण केवल एक छाया है, इसलिए पूछें कि कौन-सी भौतिक, रासायनिक या जैविक प्रक्रिया इसका कारण बन सकती है। ऐसी कोई नहीं है।
कोई भी वैज्ञानिक सिद्धांत कभी अंतिम नहीं होता, और कोई भी प्रश्नों से परे नहीं है।
इस अध्याय से याद रखने वाली मूल बात
5अनुमान लगाना
यह जानने के लिए कि कोई परिणाम उचित है या नहीं, अक्सर एक मोटा अनुमान ही पर्याप्त होता है। विधि: प्रश्न को समझें → महत्वपूर्ण राशियों की पहचान करें → गोल संख्याओं से अनुमान लगाएँ → जाँचें कि उत्तर बेतुका तो नहीं है।
विधि 1. लगभग 12-15 सांस प्रति मिनट × 1,440 मिनट ≈ प्रतिदिन 20,000 सांसें। एक सांस ≈ 0.5 लीटर (4-5 सांसों से 2 लीटर का गुब्बारा भरता है) → लगभग 10,000 लीटर प्रतिदिन।
विधि 2 (जाँच के लिए). 3 गुब्बारे/मिनट × 2 लीटर × 1,440 मिनट ≈ 8,640 लीटर/दिन।
मुख्य बात: दो अलग-अलग मोटे तरीकों का पास-पास परिणाम आना ही अनुमान को विश्वसनीय बनाता है: यहाँ तर्क सही होने की जाँच की जा रही है, सटीक संख्या नहीं।
6विज्ञान की शाखाएँ अलग नहीं हैं
भौतिकी, रसायन, जीव विज्ञान और पृथ्वी विज्ञान का विभाजन केवल अध्ययन को व्यवस्थित करने के लिए है: प्रकृति में ऐसी कोई सीमाएँ नहीं हैं। वास्तविक समस्याओं को हल करने के लिए एक साथ कई शाखाओं की आवश्यकता होती है।
उदाहरण के लिए, कोविड-19 के समय उपयोग किया गया एक सर्जिकल मास्क कैसे काम करता है, यह समझने के लिए भौतिकी (कणों की गति और वैद्युत-स्थैतिक आकर्षण), रसायन (बहुलक रेशों के गुणधर्म), जीव विज्ञान (विषाणु का आकार और प्रकृति), और गणित (वायुप्रवाह व निस्यंदन दक्षता का प्रतिरूपण) सभी की आवश्यकता होती है।
अंत में, विज्ञान एक मानवीय गतिविधि है: जिज्ञासा, सृजनात्मकता, सहयोग और सावधानीपूर्वक प्रश्न पूछने पर आधारित, पीढ़ियों और संस्कृतियों के पार। यदि आप कक्षा 10 के बाद विज्ञान पढ़ना बंद भी कर दें, तब भी वैज्ञानिक सोच आपको जीवनभर सूचनाओं का आलोचनात्मक मूल्यांकन करने में सहायता करेगी।
- मॉडल केवल वही रखता है जो प्रश्न के लिए ज़रूरी है, शेष जानबूझकर छोड़ा जाता है
- SI इकाइयाँ परिणामों की तुलना कहीं भी संभव बनाती हैं: विमान ईंधन की गलती इनके न होने की कीमत दिखाती है
- नियम पैटर्न बताता है · सिद्धांत बताता है क्यों · आधारभूत सिद्धांत एक व्यापक विचार लागू करता है
- सिद्धांत प्रमाण-आधारित और परीक्षण योग्य होता है, कभी “मात्र अनुमान” नहीं
- पूर्वानुमान तर्कसंगत और परीक्षण योग्य होता है; वैज्ञानिक प्रमाण के आधार पर विचार बदलते हैं, मत के आधार पर नहीं
- अनुमान की पुष्टि तब होती है जब दूसरी मोटी विधि पहली से मेल खाती है
- विज्ञान की शाखाएँ केवल सुविधा हैं: वास्तविक समस्याएँ इनकी सीमाएँ पार करती हैं
- 1 अंकवैज्ञानिक मॉडल को परिभाषित कीजिए।
- 1 अंकवैज्ञानिक नियम को परिभाषित कीजिए।
- 1 अंकसिद्धांत को परिभाषित कीजिए।
- 1 अंकआधारभूत सिद्धांत को परिभाषित कीजिए।
- 1 अंकवैज्ञानिक पूर्वानुमान को परिभाषित कीजिए।
- 1 अंकवेग और विद्युत धारा के प्रतीक और SI इकाई लिखिए।
- 1 अंकप्रकाश की गति को क्यों लिखा जाता है, और इसका ठीक मान क्या है?
- 1 अंककक्षा 10 के बाद विज्ञान को सामान्यतः किन चार शाखाओं में बाँटा जाता है, नाम बताइए।
- 2 अंकगिरते हुए पत्थर के अध्ययन में वायु प्रतिरोध की उपेक्षा करना गलती नहीं बल्कि जानबूझकर चुनाव क्यों है?
- 2 अंकमेघनाद साहा ने तारे के रंग को समझाने के लिए उसे कैसे सरल बनाया?
- 2 अंककिलोग्राम का मतलब हर देश में एक जैसा क्यों होना चाहिए?
- 3 अंकनियम, सिद्धांत और आधारभूत सिद्धांत में अंतर स्पष्ट कीजिए, प्रत्येक का एक-एक उदाहरण देते हुए।
- 3 अंकवैज्ञानिक किसी सिद्धांत के गलत सिद्ध हो सकने की क्षमता को कमज़ोरी नहीं बल्कि शक्ति क्यों मानते हैं?
- 3 अंकपूर्वानुमान को अनुमान से अलग वैज्ञानिक क्या बनाता है? बारिश वाले उदाहरण से समझाइए।
- 3 अंकमौसम पूर्वानुमान जितना आगे देखते हैं, उतना कम विश्वसनीय क्यों हो जाता है?
- 3 अंकएक संदेश दावा करता है कि ग्रहण के समय भोजन हानिकारक हो जाता है। इसे आप वैज्ञानिक रूप से कैसे परखेंगे?
- 5 अंकभौतिकी, रसायन, जीव विज्ञान और पृथ्वी विज्ञान में “मॉडल” के विचार का उपयोग एक-एक उदाहरण सहित समझाइए।
- 5 अंकदो अलग विधियों से अनुमान लगाइए कि आप एक दिन में कितनी लीटर वायु सांस में लेते हैं, और बताइए कि दोनों का मेल खाना क्यों महत्वपूर्ण है।
- 5 अंकसर्जिकल मास्क के उदाहरण से समझाइए कि विज्ञान की शाखाएँ वास्तव में अलग क्यों नहीं हैं।
- 5 अंक“विज्ञान एक मानवीय गतिविधि है।” इस कथन को समझाइए, और बताइए कि जो कक्षा 10 के बाद विज्ञान नहीं पढ़ते उनके लिए भी वैज्ञानिक सोच उपयोगी क्यों है।
- 1 अंकविज्ञान में मॉडल है:
(क) वास्तविक तंत्र की सटीक प्रतिलिपि(ख) प्रश्न के लिए आवश्यक बातें रखने वाला सरलीकृत चित्र(ग) बिना प्रमाण का अनुमान(घ) तंत्र की तस्वीर - 1 अंकमेघनाद साहा ने तारों के रंग को समझाया:
(क) तारे के हर परमाणु का पता लगाकर(ख) तारे के पदार्थ को साधारण उष्ण गैस मानकर(ग) तारे का सटीक आकार मापकर(घ) तापमान को अनदेखा करके - 1 अंकन्यूटन के गति नियम किसका उदाहरण हैं?
(क) सिद्धांत(ख) आधारभूत सिद्धांत(ग) नियम(घ) पूर्वानुमान - 1 अंकपरमाणुओं के मिलकर अणु बनने को समझाने वाला परमाणु सिद्धांत किसका उदाहरण है?
(क) नियम(ख) सिद्धांत(ग) आधारभूत सिद्धांत(घ) मॉडल - 1 अंकविद्युत धारा की SI इकाई है:
(क) N(ख) m/s(ग) A(घ) kg - 1 अंककेस अध्ययन में विमान में ईंधन की कमी इसलिए हुई क्योंकि क्रू ने भ्रमित किया:
(क) लीटर और गैलन(ख) पाउंड और किलोग्राम(ग) मीटर और फुट(घ) न्यूटन और किलोग्राम - 1 अंकएक व्यक्ति एक दिन में लगभग कितनी लीटर वायु सांस में लेता है?
(क) लगभग 100 L(ख) लगभग 1,000 L(ग) लगभग 10,000 L(घ) लगभग 1,00,000 L - 1 अंकविज्ञान में सिद्धांत को सबसे उचित रूप से वर्णित किया जाता है:
(क) बिना परीक्षण का अनुमान(ख) प्रमाणों पर आधारित, सुधार के लिए खुला स्पष्टीकरण(ग) एक तथ्य जो कभी नहीं बदलता(घ) एक गणितीय सूत्र
चुनिए: (क) दोनों सत्य, R, A की व्याख्या करता है · (ख) दोनों सत्य, R, A की व्याख्या नहीं करता · (ग) A सत्य, R असत्य · (घ) A असत्य, R सत्य।
- 1 अंक
अभिकथन (A): वैज्ञानिक सिद्धांत को बदला या प्रतिस्थापित किया जा सकता है।
कारण (R): सिद्धांत केवल एक अनुमान है, इसलिए इसमें कोई वास्तविक प्रमाण नहीं होता। - 1 अंक
अभिकथन (A): गिरते हुए पत्थर का मॉडल बनाते समय वायु प्रतिरोध को प्रायः उपेक्षित किया जाता है।
कारण (R): किसी छोटे प्रभाव की उपेक्षा करने से आवश्यक उत्तर बदले बिना समस्या हल करना आसान हो सकता है। - 1 अंक
अभिकथन (A): मानक SI इकाइयों का उपयोग पूरे विश्व में किया जाता है।
कारण (R): मानक इकाइयाँ परिणामों की तुलना संभव बनाती हैं और गलतियों वाले रूपांतरणों को हटाती हैं।