Электронная библиотека
Библиотека .орг.уа
Поиск по сайту
Философия
   Книги по философии
      ред. Сачков Ю.В.. Физика в системе культуры -
Страницы: - 1  - 2  - 3  - 4  - 5  - 6  - 7  - 8  - 9  - 10  - 11  - 12  - 13  - 14  - 15  - 16  -
17  - 18  - 19  - 20  - 21  - 22  - 23  - 24  - 25  - 26  - 27  - 28  - 29  - 30  - 31  -
альные факты. Они служат "сырьем" для создания Методологические фундаментальных физических (философские) теорий. Более общими по сравнению принципы физики с фундаментальными теориями являются принципы симметрии и связанные с ними законы сохранения. Для них "сырьем" являются фундаментальные теории. Можно еще выделить методологические принципы физики, основывающиеся как на фундаментальных физических теориях, так и на принципах симметрии. Опорой для этих принципов является также философия. 2. Центральным звеном этой схемы являются фундаментальные физические теории. Именно на их основе можно осознать, что в первую очередь следует понимать под законом при- роды. 103 Посмотрим, что представляют собой фундаментальные теории и какова их структура. На первый взгляд число различных физических законов необычайно велико. Здесь и закон Архимеда, и закон Ома, запоминаемые обычно школьниками на всю жизнь, закон радиоактивного распада, который запомина- ется далеко не так успешно, закон электромагнитной индукции и многие другие. Подсчитать общее число подобных законов невозможно, да и нет нужды. В физике уже давно имеют дело не с огромным разрозненным скоплением не связанных (или мало связанных) друг с другом законов, а с не- большим числом фундаментальных физических закономерностей или фундаментальных физических теорий. Их немного (около десяти), но они охватывают огромные круги явлений, представляют собой квинтэссенцию наших знаний о характере физических явлений - приближенное, но наиболее полное на сегодняшний день отображение объективных процессов в природе. Частные законы (те, которые перечислены выше и многие другие) - следствие фундаментальных теорий. Фундмаентальные теории могут быть двух типов: динамические и статистические. Между ними существует кардинальное различие: первые устанавливают однозначные связи между всеми входящими в данную теорию фи- зическими величинами, вторые такой однозначной связи между физическими величи- нами не дают, а лишь позволяют определить вероятность того, что та или иная физическая величина примет конкретное значение, а также вычислить средние значения величин. К динамическим теориям 104 относятся: классическая механика Ньютона, механика сплошных сред, термодинамика, электродинамика Максвелла, теория гравитации (даваемая в настоящее время общей теорией относительности); к статистическим - классическая ста- тистическая механика, физичкская кинетика (статистическая теория неравновесных процессов), микроскопическая электроди- намика, квантовая механика, квантовая статистика и квантовая теория поля. 105 Физические величины Р(наблюдаемые) ис. 2. Состояние Несмотря на существенное различие между динамическими и статистическими теориями, и те и другие имеют единую структуру. Все они имеют дело с теми или другими физическими величинами (наблюдаемыми), описывающими объекты данной теории (см. рис. 2). Но самое главное, все они вводят в качестве основного понятия теории понятие состояния физической си- стемы. Состояние представляет собой полную количественную характеристику системы. Это означает, что начальное состояние системы (состояние в начальный момент времени) однозначно определяет состояние в любой последующий момент времени. Кроме того, любая физическая величина выражается через характеристики состояния. Третьим элементом всех фундаментальных теорий является уравнение движения, описывающее эволюцию состояния во времени. Вот уравнения движения и представляют собой главные законы природы. Чтобы найти со- стояние в данный момент времени, надо знать начальное состояние и закон, определяющий его эволюцию. Что происходило с системой до фиксированного нами начального состояния, не имеет значения. Структуру фундаментальной теории проще всего пояснить на примере более или менее знакомой всем классической механики. Пусть нам известна зависимость сил взаимодействия 106 между телами (частицами) от их координат и (в общем случае) относительных скоростей. Тогда по заданным значениям координат и импульсов всех частиц системы в начальный момент времени второй закон Ньютона дает возможность определить их координаты и импульсы в любой последующий момент времени. Это позволяет утверждать, что координаты и импульсы частиц системы полностью определяют ее состояние в механике. Существенно при этом, что любая механическая величина выражается через координаты и импульсы: энергия, момент импульса и т.д. Состояние системы в начальный момент (начальные условия) не определяется законами природы. Второй закон Ньютона определяет ускорение; координаты и импульсы могут быть любыми, не зависимо от расположения окружающих тел и их скоростей. Очень выразительно это подчеркнуто Ю.Вигнером в лекции, прочитанной им в 1964 г. при вручении Нобелевской премии: "Законы физики определяют поведение изучаемых в ней объектов лишь при некоторых вполне определенных условиях, но в других отношениях оставляют большой произвол. Те элементы, поведение которых не определяется законами природы, называются начальными условиями. Последние вместе с законами при- роды определяют поведение объекта в той степени, в которой это вообще возможно... Удивительным открытием эпохи Ньютона было как раз ясное отделение законов природы от начальных условий. Первые невообразимо 107 точны, о вторых же мы в сущности ничего не знаем"3. Начальные условия, т.е. состояние в начальный момент времени, не подчинены определенным закономерностям. Их значение определяется не настоящим, а прошлым. В каждом конкретном случае они должны быть установлены экспериментально. Ньютон был первым ученым, который понял, что можно рассчитать траектории планет по известным из опыта начальным значениям их координат и импульсов. По этим данным движение планет однозначно определяется законом природы. Но выяснить, почему радиусы планетных орбит имеют определенные значения, с помощью законов движения нельзя, так как эти радиусы получили свои значения в результате эволюции солнечной системы. Подобная ситуация имеется и в других фундаментальных теориях. Например, в электродинамике состояние определяется векторами напряженности электрического и магнитного поля, а уравнением движения являются уравнения Максвелла для элек- тромагнитного поля. В статистических теориях состояние представляет собой вероятностную характеристику системы. Оно определяется статистическими распределениями физических величин, задаваемых в той или иной форме. Это принципиально иная характеристика состояния, чем в динамических теориях, где оно задается самими физическими величинами. Но общая структура фундаментальной теории ____________________ 3 Вигнер Е. Этюды о симметрии. М., 1969. С. 46-47. 108 остается неизменной. Эволюция функции распределения в статистической механике или волновой функции в квантовой механике однозначно определяется соответствующими уравнениями движения (законами природы). Подробно все эти вопросы обсуждаются в монографии автора4. 3. Другим видом законов природы являются принципы симметрии. Любой принцип симметрии утверждает неизменность (инвариантность) уравнений движения при тех или иных преобразованиях, входящих в эти уравнения величин. Так, например, уравнения движения не меняются при сдвиге начала координат (однородность пространства) и изменении начала отсчета времени (однородность времени). Специальная теория от- носительности также представляет собой принцип симметрии, а не фундаментальную фи- зическую теорию. Согласно теореме Нетер, каждому принципу симметрии отвечает свой закон сохранения. Однородность времени приводит к закону сохранения энергии, а однородность пространства к закону сохранения импульса. Принципы симметрии и законы сохранения являются более общими, чем фундаментальные теории, так как они присущи всем теориям и тем самым в некотором отношении связывают их воедино. Но одних законов сохранения недостаточно для определения эволюции состояния, хотя они простым образом и по- зволяют решать ряд задач. Если фундаментальная теория построена, то она ____________________ 4 См.: Мякишев Г.Я. Динамические и статистические закономерности в физике. М., 1973. 109 автоматически содержит в себе принципы симметрии и законы сохранения. Подлинная ценность принципов симметрии в том, что они незаменимы при построении новой теории. Эти принципы задают жесткие рамки теории; как бы она не отличалась от старых, принципам симметрии она должна удовлетворять. Сравнительно недавно открытый принцип локальной калибровочной симметрии позволил построить единую теорию электрослабых взаимодействий и квантовую хронодинамику - теорию сильных взаимодействий между кварками. Какова роль научного мировоззрения в обществе? 1. В первую очередь - это вопрос культуры. Надо иметь представление о мире, в котором мы живем. Разрыв между гумани- тарным и естественнонаучным представлением о мире, о котором говорил Чарльз Сноу, должен быть в какой-то степени сглажен. Дело здесь не за физиками, математиками, биологами, химиками и т.д., а за гуманитариями: историками, филологами, юристами, экономистами, писателями. Если первые имеют представление о гуманитарной культуре, то последние, как правило, о науке, о научном мировоззрении не знают по настоящему почти ничего. В конце концов культурный уровень человека может быть измерен числом фактов, которые он способен видеть в кубическом метре Вселенной. С подавляющим числом фактов нас знакомит наука, физика в первую очередь. 110 2. Самое важное, однако, в другом. Управляющие нами политики - это, в основном, юристы, экономисты, инженеры. И эти люди должны отчетливо представлять себе, что есть объективные законы эволюции природы и общества; отменить их нельзя. Причем эти законы носят статистический характер. Уже в физике однозначные связи между физическими величинами в динамических теориях - это первое "грубое" приближение к действительности с более жесткими границами применимости, статистические законы - сле- дующий, более высокий этап познания, в котором не игнорируется присущая природе процессов случайность. В биологии открытый Дарвином закон формирования видов путем естественного отбора является статистическим по своей природе, так как изменение организмов, передающиеся по на- следству, определяются случайными мутациями. Не могут не быть статистическими и более сложные законы - законы развития общества. Только стохастический механизм рыночного ценообразования и конкуренции способен обеспечить саморегуляцию в развитии производства и оптимальный рост экономики, оснащение ее новейшими научными разработками. Никакое централизованное планирование, как наглядно показал наш опыт, справиться с этим не может. Наше же стандартное техническое образование знакомит будущих инженеров в основном только с динамическими законами классической физики. Это не может не накладывать негативный отпечаток на стиль их мышления. Статистические закономерности, управляющие развитием общества, определяют 111 только вероятность различных вариантов этого развития. Предсказать однозначно, что произойдет в будущем, даже в ближайшем будущем, нельзя. Только для совокупности обитаемых планет со сходными общественными устройствами в начальный момент времени, предсказания теории развития общества в среднем были бы справедливыми. Однако вместо средних по совокупности планетных миров можно говорить о средних по времени для одной планеты. Это означает, что с течением времени постепенно выкристаллизовываются определенные закономерные тенденции развития общества. Можно лишь до поры до времени удерживать их проявления, что при статистическом характере законов возможно и долгие годы происходило в нашей стране. Библейское изречение: "Бог правду видит, но не скоро скажет" и есть выражение сути действия статистических законов в общественной жизни. 3. Наконец, последний важный момент негативных последствий пренебрежения научным мировоззрением. Страну заполняют разного рода чудесные исцелители, колдуны и чудотворцы, астрологи, "друзья" инопланетян и даже ясновидящие. Телекинез демонстрируют по телевидению, а гороскопы печатают в газетах. Начинает "свирепствовать" полтергейст. Журнал общества "Знание" "Наука и религия" точнее было бы назвать "Оккультные науки и религия", так как нормальной науки там почти нет. В то же время лучший научно-популярный журнал мира "В мире науки" ни разу не опускался до об- суждения разного рода чудес. 112 С точки зрения научного мировоззрения почти все перечисленное выше заведомая чушь, так как противоречит фундаментальным физическим теориям в границах их применимости, а "наблюдаемые" явления невоспроизводимы. Существование инопланетян, разумеется, законам природы не противоречит, но прибытие их на Землю в высшей степени маловероятно. Академик Л.А.Арцимович говорил по этому поводу так: "Представьте себе, что у вас в квартире после 24 часов раздается звонок. Оказывается, английская королева интересуется, что делают граждане нашей страны после полуночи. Это возможно, но крайне невероятно. Несравненно более вероятно, что у вашего соседа гости и им не хватило известного напитка". Пересказывают же "очевидцы" свои беседы с инопланетянами в том же ключе, что и Хлестаков свои беседы с Пушкиным. оБывало, часто говорю ему: "Ну что брат Пушкин"? - да так, брат", - отвечает бывало. Так как- то все. Большой оригиналп. Вот и вся беседа. За Пушкина Хлестаков ничего вразумительного придумать не мог. С точки зрения научного мировоззрения такие события, как "заряжение" воды по телевизору А.Чумаком и изготовление "заряженных" прохладительных напитков с помощью фотографии чудотворца на банке, равно как издание "заряженной" газеты "Вечерняя Москва" - события позорные для любого цивилизованного государства. Кроме того, речь идет не только об оболванивании людей, но и о немалых материальных потерях. Разного рода лжеученые добиваются многомиллионных 113 ассигнований (в основном от Министерства обороны) на разработку двигателей на основе использования тепла окружающей среды (т.е. с нарушением второго закона термодинамики), извлечения энергии из физического вакуума и т.д. Это то же самое, что и изобретение вечного двигателя. Современные чудотворцы заимствуют, почти повсеместно, научный язык, превращая его по ходу дела в псевдонаучный, но полностью игнорируют научные методы исследования. Увидеть здесь обман можно, только имея представление о науке и научном мировоззрении. Как можно объяснить все это? В первую очередь действует общая закономерность, когда в "смутное время" у всех народов появляется тяга к оккультным явлениям, разного рода чудесам и чудесным исцелителям. Кроме того, в нашей стране, видимо, действует еще один фактор. Все мы привыкли на протяжении десятилетий к тому, что юридические законы и конституция хотя и существуют, но действие их может быть отменено по любому поводу с помощью распоряжения большого (или даже не слишком большого) начальства. Почему же, спрашивается, выдающийся колдун "дядя Вася" не может приостановить на время действие какого-либо неугодного ему закона природы? Сказывается и присущее всем людям стремление к необычайному: здесь и уход от скуки обыденной тяжелой жизни, и са- моутверждение, и мания величия, и просто сознательный корыстный обман. Способности человека к внушению и самовнушению необычайно велики. Но такие, очевидно, существующие явления, как гипноз, наукой пока совершенно не объяснены. 114 Поразительный случай самовнушения произошел в 1903 г. с членом Парижской АН Рене Блондло. Он "открыл" некие лучи и даже видел их спектр после того, как Роберт Вуд в темной комнате снял призму прибора и положил ее в карман. Наука и религия 1. Соотношение науки и религии нельзя не затронуть, обсуждая роль науки в системе культуры. С самого начала более или менее очевидно, что абсолютного противостояния между ними нет. Так великий ученый И.Ньютон был глубоко верующим человеком и большую часть своей жизни, особенно в зрелом возрасте посвятил теологии. Правда, научные труды Ньютона известны всем людям, пользоваться ими и изучать их будут всегда, а теологические работы почти никого не ин- тересуют. Однако сам Ньютон так не думал. Его целью было не поиски законов природы, а проникновение в замыслы Бога при сотворении природы. С нашей точки зрения позицию Ньютона можно истолковать и так: Бог создал законы природы для того, чтобы все развивалось далее естественным путем и не требовало ежесекундного вмешательства в управление миром. Отсюда следует, что абсолютного противоречия между наукой и религией в сущности нет. Можно утверждать, что природа и ее законы существуют сами по себе, а можно говорить, что и то и другое создано Богом. Конечный результат в функционировании мироздания один и тот же. 115 Не случайно, современная религия давно перестала вмешиваться в дела науки и ограничивает свою деятельность, в основном сферой морали. Наука же, с другой стороны, далека от того, чтобы руководить нравственными стимулами людей. 2. Все же наука и религия в историческом плане не равноценны. Наука непрерывно развивается и притом все более быстрыми темпами. Основы же религии на протяжении веков не испытывают существенных изменений и относительное число верующих, кроме исламских стран, не растет. Исключение со- ставляет наша страна. Но пробудившаяся тяга к религии - это естественная реакция многолетних гонений, которым подвергалась церковь. Трудно согласиться с тем, что большое число взрослых людей стало искренне верующими, не исп

Страницы: 1  - 2  - 3  - 4  - 5  - 6  - 7  - 8  - 9  - 10  - 11  - 12  - 13  - 14  - 15  - 16  -
17  - 18  - 19  - 20  - 21  - 22  - 23  - 24  - 25  - 26  - 27  - 28  - 29  - 30  - 31  -


Все книги на данном сайте, являются собственностью его уважаемых авторов и предназначены исключительно для ознакомительных целей. Просматривая или скачивая книгу, Вы обязуетесь в течении суток удалить ее. Если вы желаете чтоб произведение было удалено пишите админитратору