ХАРАКТЕР ЕСТЕСТВЕННО НАУЧНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРИРОДЫ

Детерминизм процессов природы

Все наши знания — прошлые, настоящие и будущие — ничто по сравнению с тем, о че мы никогда не узнаем.

К. Э. Циолковский

Детерминизм в современной науке определяется как учение о всеобщей, закономерной связи явлений и процессов окружающего мира. Наличие таких связей является доказательством материального единства мира и существования в мире общих закономерностей. Очень часто детерминизм отождествляется с причинностью, но такой взгляд нельзя считат правильным хотя бы потому, что причинность выступает как одна из фор проявления детерминизма.

Законы, с которыми имеет дело классическая механика, имеют универсальный характер, т.е. они относятся ко всем без исключения изучаемым объектам природы. Отличительная особенность такого рода законов состои в том, что предсказания, полученные на их основе, имеют достоверны и однозначный характер. Наиболее ярко они проявились после того, ка на основе закона всемирного тяготения, изложенного И. Ньютоном в 1671 г в «Математических началах натуральной философии», и законов механик возникла небесная механика. На основе законов небесной механики был вычислены отклонения в движении Урана, вызванные возмущающим влиянием неизвестной тогда планеты. Определив величину возмущения, независимо друг от друга по законам механики положение неизвестной планет рассчитали Д. Адамс и У. Леверье. Всего на угловом расстоянии в Г от рассчитанного ими положения И. Галле обнаружил планету Нептун. Открыти Нептуна, сделанное на кончике пера, как отметил Ф. Энгельс, блестяще подтвердило справедливость законов небесной механики и наличие в природ однозначных причинно-следственных связей. Это позволило французском механику II. Лапласу сказать: «Дайте мне начальные условия, и я с помощь законов механики однозначно предскажу дальнейшее развитие событий» Это вошло в историю как лапласовый, или механистический, детерминизм который допускает однозначные причинные связи в явлениях природы.

Наряду с законами небесной механики в науке с середины XIX в. стали все шире применяться законы другого типа. Заключения на их основе нс являются однозначными, а только вероятностными, поскольку не следуют логически из имеющейся информации, а потому не являются достоверными и однозначными. Информация при этом носит статистический характер, законы, выражающие эти процессы, называют статистическим законами, и этот термин получил в науке большое распространение.

В классической науке статистические законы не признавались подлинными законами, так как в прошлом ученые предполагали, что за ними должны стоять такие же универсальные законы, как закон всемирного тяготения Ньютона, который считался образцом детерминистического закона поскольку он обеспечивает точные и достоверные предсказания приливо и отливов, солнечных и лунных затмений и других явлений природы. Статистические же законы признавались в качестве удобных вспомогательных средств исследования, дающих возможность представить в компактной и удобной форме всю имеющую информацию о каком-либо предмет исследования. Подлинными законами считались именно детерминистические законы. Эта терминология сохранилась до настоящего времени, когд статистические, или вероятностные, законы квалифицируются как индетерминистические, с чем вряд ли можно согласиться.

Отношение к статистическим законам принципиально изменилось после открытия законов квантовой механики, предсказания на основ которых имеют существенно вероятностный характер.

Таким образом, исторически детерминизм выступает в двух следующих формах.

  • 1. Лапласовый, или механистический, детерминизм, в основе которог лежат универсальные законы классической физики.
  • 2. Вероятностный детерминизм, опирающийся на статистически законы и законы квантовой физики.

В динамических теориях явления природы подчиняются однозначным (динамическим) закономерностям, а статистические теории основан на объяснении процессов вероятностными (статистическими) закономерностями. К динамическим теориям относятся классическая механик (создана в XVII—XVIII вв.), механика сплошных сред, т.е. гидродинамика (XVIII в.), теория упругости (начало XIX в.), классическая термодинамика (XIX в.), электродинамика (XIX в.), специальная и обща теория относительности (начало XX в.). К статистическим теориям относятся статистическая механика (вторая половина XIX в.), микроскопическая электродинамика (начало XX в.), квантовая механика (перва треть XX в.). Таким образом, XIX столетие получается столетием динамических теорий; XX — столетием статистических теорий. Значит, динамические теории соответствовали первому этапу в процессе познания природы человеком, тогда как на следующем этапе главную роль стали играт статистические теории.

В современной концепции детерминизма органически сочетаются необходимость и случайность. Признание самостоятельности статистических, или вероятностных, законов, отображающих существование случайны событий в мире, дополняет прежнюю картину строго детерминистическог мира. В результате в новой современной картине мира необходимость и случайность выступают как взаимосвязанные и дополняющие друг друга аспекты объяснения окружающего мира.

Рассматривая проблему соотношения между динамическими и статистическими закономерностями, современная наука исходит из концепции примата статистических закономерностей. Не только динамические, но и статистические законы выражают объективные причинно-следственные связи. Более того, именно статистические закономерности являютс фундаментальными, более глубокими по сравнению с динамическим закономерностями, они ярче выражают указанные связи.

Современную концепцию детерминизма можно сформулировать следующим образом: динамические законы представляют собой первый, низший этап в процессе познания окружающего мира; статистические же закон более совершенно отображают объективные связи в природе: они являютс следующим, более высоким этапом познания.

В качестве примера динамических законов можно назвать закон Ома, выражающий зависимость сопротивления от его состава, площади поперечного сечения и длины. Этот закон охватывает множество различны проводников и действует в каждом отдельном проводнике, входящем в эт множество.

Статистический характер имеет, например, взаимосвязь изменений давления газа и его объема при постоянной температуре, выявленная Бойлем и Мариоттом. Данная закономерность имеет место лишь в массе хаотическ перемещающихся молекул, составляющих тот или иной объем газа. Статистическими являются законы квантовой механики, касающиеся движени микрочастиц; они не в состоянии определить движение каждой отдельно частицы, но определяют движение группы, того или иного множества.

В отличие от динамических статистические законы не позволяют точно предсказать наступление или ненаступление того или иного конкретног явления, направление и характер изменения тех или иных его характеристик На основе статистических закономерностей можно определить лишь степен вероятности возникновения или изменения соответствующего явления.

Динамические теории не противостоят статистическим, а включаются в рамки последних как предельный случай. Это хорошо видно на пример классической механики, которую можно рассматривать как предельны случай квантовой механики.

Таким образом, согласно современной научной концепции можно говорить о всеобщности, универсальности вероятностного подхода. Это означает, в частности, что деление фундаментальных теорий на динамические и статистические является, строго говоря, условным. Фактически вс фундаментальные теории должны рассматриваться как статистические Например, классическую механику с полным основанием следует считат статистической теорией, так как лежащий в ее основе принцип наименьшего действия имеет вероятностную природу, потому что состояния с наименьшей энергией согласно принципу минимума энергии оказываютс наиболее вероятными.

Методологические вопросы современной физики органически связаны с вопросами материалистической диалектики. Развитие современной физики основано на диалектике необходимого и случайного, сохранения и изменения, единичного и общего и т.д. Современная физика пришл к выводу о фундаментальности вероятностных закономерностей. Наук рассматривает два основных типа причинно-следственных связей и соответственно два типа закономерностей — динамические и статистические Изучение истории возникновения фундаментальных физических теори позволяет сделать вывод, что динамические теории соответствовали первому этапу в процессе познания природы человеком, тогда как на следующем этапе главную роль стали играть статистические теории. Наиболе ярко сочетание этих концепций детерминизма в познании природны явлений проявилось при изучении термодинамических процессов и явлений. Рассмотрим основные концепции этих методов в применении к термодинамике.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >