Философски проблеми на физиката - Страница 2
Въпрос 6. Детерминизъм в класическата физика
Идеите за детерминизма се формират в рамките на древните идеи за природата. И така, Демокрит в своята доктрина за атомите твърди, че нищо не се случва случайно, но всичко се случва по някаква причина и с необходимост. Тази позиция на Демокрит в рамките на английската философия на новото време е развита от Т. Хобс, който определя случайното като „необходимата причина, която не може да бъде разпозната“. Най-точната и пълна формулировка на принципа на детерминизма принадлежи на френския учен от 18 век. P.S. Лаплас.
Същността на детерминизма на Лаплас е признаването на възможността за точно и недвусмислено определяне на състоянието на механична система от нейното предишно състояние.
Когато детерминизмът на Лаплас се разшири върху действията и поведението на хората, неизбежно възникват концепциите за фатализъм.
Въпрос 5. Основата на детерминизма е концепцията за причинно-следствената връзка и закономерността.Причинносттаизразява връзката на явления и процеси на битието, при която едно явление (процес), наречено причина, при определени условия неизбежно „поражда“ друго явление (процес), наречено следствие (или действие). Причинността може да приеме различни форми на проявление.
Концепцията за причинност във философското и научно познание е една от първите, разкрити от Аристотел в неговото учение за четири вида причини - активни, материални, формални и целеви. Съвременната наука ни позволява да хвърлим нов поглед върху учението на Аристотел за причинно-следствената връзка. И така, по отношение на концепцията за целта, т.е. програмирането на материалните процеси - идеята на Аристотел, че жълъдът се стреми да изпълни целта - да се превърне в дъб, се потвърждава вв рамките на съвременната биология. Според идеите на генетиката бъдещото развитие на биологичен обект се програмира в ДНК молекулите.
В класическата механика причинно-следствената връзкасе разглежда като действаща сила, която определя величината, природата и посоката на промените в поведението и функционирането на телата. Разкриването на ограниченията на механистичния модел на света доведе до разширяване на общите идеи за детерминизма и причинността. Концепцията за състоянието на изследваните системи и особено връзката на състоянията се включват активно в кръга от идеи за причинно-следствената връзка. Причинността започва да се тълкува като връзка между състоянията на една система във времето.
В съвременното научно познаниепреобладава тенденцията причинно-следствената зависимост да се определя с помощта на закони, които се наричат каузални (каузални) закони.
В рамките на съвременната физика детерминизмът се изразява в две основни форми:
1) механистична (лапласианска), която се основава на универсалните закони на класическата физика, чиито прогнози са съвсем категорични и надеждни;
2) стохастичен, основан на законите на случайни масови събития, чиито прогнози са вероятностни. За анализ на резултатите от наблюдението на такива събития се използват статистически методи на изследване.
Критерият за сравняване на дадените форми на детерминизъм е степента на надеждност на техните прогнози.
Строго детерминистичните закони дават точни прогнози в онези области, където е възможно да се абстрахираме от сложния характер на взаимодействието между телата, да се абстрахираме от случайностите и по този начин значително да опростим реалността. Такова опростяване и схематизиране са възможни само при изучаването на най-простите форми на движение. Статичните закони, базирани на вероятностни прогнози, се използват, когатоизследване на сложни системи, състоящи се от голям брой елементи, чието индивидуално поведение е трудно да се опише. При изучаването на обекти от микросвета с корпускулярно-вълнови свойства дори описанието на отделен квантов обект може да има само вероятностен характер.
В съвременната концепцияза детерминизма необходимостта и случайността са органично съчетани. Тази комбинация се основава на признаването на независимостта на стохастичните закони, отразяващи наличието на закономерност сред случайните събития в света. В съвременната физика необходимостта и случайността[22]действат като взаимосвързани и допълващи се аспекти.
Детерминизмът е обща доктрина, която признава съществуването на универсална връзка и отрича съществуването на всякакви неща и явления извън тази универсална връзка.
Проблемът за детерминацията в познанието на физическите обекти и системи, тяхното функциониране и поведение се обогати в хода на историческото развитие на физиката. Класическата физика започва развитието на идеите за детерминизма от анализа на външни фактори, външни влияния върху поведението и функционирането на обекти и системи, а самите обекти и системи се разглеждат като инертни, пасивни.
Във вероятностните системи, особено в квантовата теория, проблемите на детерминацията започнаха допълнително да включват влиянието на вътрешни фактори и вътрешни параметри в обхвата на научния анализ.
В съвременната физика има две форми на детерминизъм: механистичен и стохастичен.
Понастоящем отделните причинно-следствени зависимости и връзки се изучават не в изолираната им форма, а в тяхната корелация с много други връзки и взаимодействия, което обогатява анализа на съвременните форми на детерминация.
Въпрос 9.Проблемът за обективността в съвременната физика
През 20-ти векразвитието на квантовата механикапородидискусия относно проблема за обективността в съвременната физика. Традиционната идея за обективността на научното познание беше поставена под въпрос. Диалектико-материалистическата теория на познанието предполага принципа на обективността на истината: всяка истина е обективна по съдържание, но субективна по форма. Обективността на съдържанието на истината означава неговото съответствие с отразените обекти, правилното отразяване на обектите. Субективността на формата на истината означава, че истината винаги се съдържа в съзнанието на субекта и следователно може да бъде различно оформена, изразена в съзнанието на различни хора.
Съмненията относно обективността на физическото познание се появиха, след като квантовата механика откри странната природа на микрообектите, чиито свойства противоречат на здравия разум или по-скоро на обикновените човешки представи за макрокосмоса. Цялото необичайно поведение на микрообектите е свързано с техния корпускулярно-вълнов дуализъм. Невъзможно е да се визуализира тази двойственост и ефектите, които възникват на нейната основа, защото нищо подобно не съществува в макрокосмоса и всякакви аналогии ще изглеждат фантастични. Оттук възникнаха съмнения: дали микрообектите сами по себе си са толкова странни или ни изглеждат в нашите експерименти като такива? В същия духпроблемът за обективността на познаниетое поставен от И. Кант, който разграничава "нещата сами по себе си", т.е. предмети, каквито са сами по себе си, и "неща за нас", т.е. предмети, каквито изглеждат на човека. Н. Бор, в духа на Кант, твърди, че човек по принцип не може да познае микрообектите такива, каквито са сами по себе си. Изучавайки микросвета, човек неизбежно го променя. В същото време квантовата механика е единственото възможно и пълно описание намикросвят. Друга позиция е заета от Айнщайн, който не може да се примири с парадоксалното поведение на микрообектите и вероятностния характер на законите на квантовата механика. Той обяви подобно описание за непълно и вярваше, че могат да бъдат открити по-точни динамични закони, които биха описали микрообектите такива, каквито са сами по себе си, и това би елиминирало всички парадокси и странности. По-нататъшното развитие на квантовата механика показа погрешността на възгледите на Айнщайн, но дискусията за обективността на тази теория не спря. Многобройни експерименти потвърждават предсказанията на квантовата механика с удивителна точност. Следователно няма никакво съмнение относно истинността на тази теория. В същото време е очевидно, че във всеки експеримент човек наистина влияе върху поведението на частиците, фиксирайки техните променени характеристики. За разрешаване на това противоречие в съвременната философия на науката започнаха да се разграничават понятията "обективност" и "обективност". Обективността на описанието на микрокосмоса, т.е. описването му такова, каквото е извън експериментите изглежда невъзможно, поне на този етап от развитието на науката. Но обективността на квантовата механика, т.е. неговата истинност, съответствието на теорията с експеримента, е извън съмнение. Противоположното понятие - "субективност" - означава зависимост от човешкото съзнание. Но свойствата на частиците, дори ако се променят в експеримента и колкото и странни да изглеждат, трябва да се считат за обективни. Те не изглеждат на човек, не се раждат в съзнанието му, но обективно се фиксират в експеримента отново и отново и се отразяват правилно в теорията. Това е обективността на истинността на законите на квантовата механика.
Въпрос 10. Синергетиката като един от източниците на еволюционни идеи във физиката
Синергетика, основана от немския математик Г. Хакен иразработена от И. Пригожин, която се занимава с изучаването на процеси, протичащи в сложни самоорганизиращи се системи, предполага, че хаосът и инцидентите могат да действат като активен принцип за системата като цяло. Това води до появата на моменти на нестабилност, флуктуации и критични моменти. По тази схема протича еволюцията на живите същества, еволюционното развитие на всички системи на всички нива, въпреки че скоростта на този процес е различна. Така химическата еволюция на Вселената от времето на Големия взрив до наши дни е около 14 милиарда години, еволюцията на живата материя - 3,9 милиарда години, а човешкото общество - може би около няколко десетки хиляди години.
Въпрос 7. Системни идеи във физиката
Въвеждането на концепцията за ентропия доведе до концептуално преустройство на съвременната физика. Тази концепция е въведена в научното обращение през 1965 г. от немския физик Р. Клаузиус (през 1950 г., заедно с английския физик У. Томсън, той дава първата формулировка на втория закон на термодинамиката).
Предметът на термодинамиката може да бъде разделен на три области, изучаването на които съответства на три последователни етапа от нейното развитие:
0област на термодинамично равновесие, където силите са равни на нула; изучавана е от класическата термодинамика (Клаузиус, Болцман и Гибс);
0силно неравновесна област, където енергийните потоци са нелинейни, сложни функции на силите.През 1970 г. става предмет на синергетиката, основателите на която могат да се считат за белгийския физик и физикохимик И. Пригожин и немския физик Г. Хакен.
Пригожин откроява два основни въпроса, на които според него досегашната наука все още не е дала отговор.
Първият въпросе свързан с връзката между хаоса и реда. Как структурата може да се появи от хаоса? В отговор на този въпрос пишеБраво, сега успя да се премести доста далеч. „Сега знаем, че неравновесието – потокът от материя или енергия – може да бъде източник на ред“ [1. S. 8].
Вторият въпросе още по-фундаментален. „Класическата или квантовата физика описва света като обратим, статичен. В тяхното описание няма място за еволюция нито към ред, нито към хаос. Информацията, извлечена от динамиката, остава постоянна във времето. Съществува ясно противоречие между статичната картина на динамиката и еволюционната парадигма на термодинамиката.Какво е необратимост? Какво е ентропия. Едва сега започваме да достигаме тази степен на разбиране и това ниво на знание, което ни позволява да отговорим на тези въпроси в една или друга степен” [1. S. 8]. От гледна точка на Пригожин, хаосът и редът ви позволяват да хвърлите нов поглед върху материята. „Материята става „активна“; той поражда необратими процеси, а необратимите процеси организират материята” [1. S. 8]. Така че физиката преоткри времето. Механиката на Нютон е безразлична към времето и описва обратими процеси, като въртенето на стрелка върху циферблата на часовника. Истинското време се появява във втория закон на термодинамиката, който отразява необратимото нарастване на ентропията в сложни самоорганизиращи се системи.