Страница:
7. Принцип дальнодействия приводит к появлению еще одной характеристики классического типа рациональности. Если информация передается мгновенно во все точки системы, следовательно, все явления, в ней происходящие, находятся в жесткой причинно-следственной связи между собой. Каждое из этих явлений может быть рассмотрено в качестве следствия, вытекающего из комплекса определенных причин, и, в свою очередь, является причиной, вызывающей к жизни другие явления. Впервые этот принцип был сформулирован французским ученым Лапласом. Он писал: «…мы должны рассматривать настоящее состояние Вселенной как следствие его предыдущего состояния и как причину последующего.
Ум, которому были бы известны для какого-либо данного момента все силы, одушевляющие природу и относительное положение всех ее составных частей, если бы вдобавок он оказался достаточно обширным, чтобы подчинить эти данные анализу, обнял бы в одной формуле движения всех величественных тел Вселенной наравне с движениями легчайших атомов: не осталось бы ничего, что было бы для него недостоверно, и будущее, так же как прошедшее, предстало бы перед его взором». Выраженный Лапласом тезис получил название принцип детерминизма. Этот принцип, помимо естественнонаучного, имел еще и огромное философское значение. В том виде, в котором он сформулирован, он не допускает проявления случайности. С точки зрения Лапласа, все процессы Вселенной имеют строго определенный круг причин, а то, что мы называем случайностью – всего лишь явление, для которого мы, в силу несовершенства человеческого познавательного механизма, еще не обнаружили свою причину. Случайность – частный случай закономерности, непонятая закономерность. Подобный подход отрицает право человека на изменение своей судьбы и судьбы мира, он является фаталистическим, именно поэтому детерминизм Лапласа получил название жесткого детерминизма.
Период господства механистической картины мира продолжался до середины XIX века, когда, с развитием таких отраслей естествознания как термодинамика, электромагнетизм и др. некоторые положения были пересмотрены. Окончательно появление нового типа рационального мышления было завершено в 10-е годы XX в., когда были опубликованы работы А. Эйнштейна по общей и специальной теории относительности. Этот тип получил название неклассического типа рациональности. Его основными характеристиками являются следующие:
1. Пространство и время – относительные величины. Тезис об относительности пространства и времени утверждает невозможность восприятия этих категорий в отрыве от тех процессов, которые происходят в пространственно-временном континууме. Это утверждение базируется на двух основных моделях окружающего мира, которые возникли в ХIХ в. – математической и физической. В математике в это время происходи переворот, связанный с появлением неклассической геометрии. Исследования Римана, Лобачевского и др. доказали, что помимо привычного нам мира, построенного по принципам геометрии Евклида, возможна и другая организация пространства. Изменение тех или иных аксиом Евклида приводит к появлению непривычных для обыденного сознания, но, тем не менее, непротиворечивых конструкций, по иному описывающих окружающий мир. Происходит отказ от взгляда на трехмерный мир как на единственно возможный, появляются математические доказательства существования иных измерений. Пространство перестает быть абсолютным, т.е. неизменным, замкнутым в самом себе.
С точки зрения физики, пространство и время являются относительным, поскольку их параметры связаны с движением объектов окружающего мира. В работах А. Эйнштейна доказывается зависимость течения времени от скорости наблюдателя, производящего эти измерения. Время перестает быть абсолютной длительностью, т.к. для разных объектов оно течет с разной скоростью, т.е. его движение всегда должно измеряться относительно чего-либо.
2. Пространство и время связаны между собой. Неклассический тип рациональности впервые рассматривает нашу вселенную в качестве единой системы, в которой все элементы являются взаимосвязанными. Мир предстает не в виде набора объектов, «втиснутых» в определенное пространство, эти объекты сами представляют собой участки пространства, его часть, которая оказывает влияние на целое. При этом время включается в эту систему в качестве одной из ее измерений, наравне с длиной, шириной и высотой. Мир представляет собой не трехмерную, а четырехмерную систему.
3. Время представляется необратимой величиной. Необратимость времени означает невозможность установить состояние системы в какой-либо момент прошлого. Эта характеристика связана с развитием термодинамики.
В отличие от механических, термодинамические системы описываются в первую очередь не с точки зрения сил, действующих в ней, а с точки зрения энергии. Второй закон термодинамики утверждает невозможность передачи тепла от менее нагретого тела к более нагретому. [4]Поэтому при соприкосновении объектов, имеющих различную температуру, будет происходить передача тепла от более нагретого тела к менее нагретому, причем такая передача будет происходить до тех пор, пока температуры обоих объектов не станут равными. Такое состояние называется термодинамическим равновесием. Невозможность передачи тепла в обратном направлении приводит к тому, что мы не можем указать, каким было состояние системы до того, как в ней установилось термодинамическое равновесие. Когда температура объектов становится равной, уже нельзя сказать, какой она была для каждого из них пять, десять, двадцать минут назад. Именно так следует понимать тезис о необратимости времени. Необходимо четко представлять себе, что он относится не к реальному течению времени, а к возможности считывания информации о системе.
Термодинамическая составляющая научной картины мира будет рассмотрена более подробно в разделе, посвященном характеристикам систем, в частности, энтропии.
4. Присутствие наблюдателя влияет на процессы, происходящие в системе. Этот постулат появился с развитием электродинамики и квантовой физики. Если измерения, производимые в механической системе, не оказывают влияния на ее состояние, или это влияние настолько незначительно, что им можно пренебречь, то в электромагнитных системах процесс измерения тех или иных характеристик может существенно повлиять на их величины. Даже простейшая операция по измерению напряжения на участке электрической цепи вносит определенную погрешность. Это легко объяснимо – подключение в цепь любого звена, имеющего свое собственное электрическое сопротивление, неизбежно приведет к перераспределению потока электронов, часть из которых будет проходить через это звено. В зависимости от способа подключения (параллельно или последовательно) для снижения погрешности измерений необходимо стремиться, чтобы его сопротивление было либо бесконечно большим (для параллельного подключения), либо бесконечно малым (для последовательного). Очевидно, что в реальных условиях ни первое, ни второе условие не могут быть выполнены, поэтому присутствие наблюдателя, производящего измерения, обязательно будет вызывать появление погрешностей этого измерения, т.е. оказывать влияние на измеряемые процессы, происходящие в системе.
Еще более заметно влияние наблюдателя на процессы, происходящие в квантовых системах. Поставим мысленный эксперимент – представим себе систему, состоящую из зеркальной сферы с абсолютно отражающей внутренней поверхностью, внутри которой находится какое-то количество квантов света – фотонов. До тех пор, пока сфера закрыта, т.е. система является замкнутой, фотоны, отражаясь от зеркальной поверхности, будут двигаться бесконечно. Стоит же появиться наблюдателю – какому-либо счетчику фотонов – как состояние системы измениться. В простейшем случае, когда внутри сферы будет всего один фотон, он будет зарегистрирован этим счетчиком, но для процесса регистрации потребуется затратить количество энергии, как раз равное энергии одного фотона. Таким образом, в результате измерения мы не сможем сказать, что в системе есть фотон, а только лишь то, что в системе был фотон. Следовательно, в результате появления наблюдателя состояние системы изменяется. В общем виде можно сказать, что любой процесс наблюдения и измерения происходит с затратами энергии, в результате чего ее количество в измеряемой системе уменьшается и состояние изменяется.
Постулат о влиянии наблюдателя на исследуемый объект приводит к снятию строгого разделения между субъектом и объектом исследования. В отличие от классической картины мира, где это противопоставление было очень четко выражено, в неклассическом типе рациональности проявляется потребность в рассмотрении объекта и субъекта познания не как двух не связанных друг с другом систем, а как единой системы. Такой подход имеет глубокий философский смысл – человек рассматривается как органическая часть мира, исследователь включен в единую систему познания, он является ее частью, которая при познавательном процессе изменяется сама и изменяет всю систему в целом. Таким образом, данный тезис еще раз подчеркивает принципиальное единство мира, универсальность его законов. Подобное единство открывает возможность для самопознания человека, рассмотрение его самого как универсальный синтез субъекта и объекта, подчеркивает способность человека к анализу самого себя.
5. Максимальная скорость в нашей вселенной ограничена и равна скорости света (300 000 км/с). Этот постулат, обоснованный и математически доказанный Эйнштейном, приводит к двум важнейшим следствиям:
а) Мгновенное распространение энергии или информации невозможно, для передачи необходимо определенное количество времени. Принцип дальнодействия, таким образом, оказывается ложным.
б) Скорость света постоянна и не зависит от скорости и направления движения его источника. Этот факт был установлен экспериментальным путем в исследованиях Майкельсона и Морли. В данном случае мы наблюдаем совершенно иную картину, нежели в механических системах. Если механическая система, содержащая движущийся объект, сама движется относительно другой системы, то скорость движения объекта относительно этой системы будет складываться из векторных сумм скоростей самого объекта и той системы, в которой он находится. Проще говоря, если в поезде, движущемся относительно земли со скоростью 80 км/ч , идет человек со скоростью 5 км/ч , то его скорость относительно земли будет равна либо 85 (в случае движения по ходу поезда), либо 75 (при движении против хода) км/ч. В случае же движения источника света не происходит такого механического сложения скоростей. В самом деле, если какой либо светящийся объект движется со скоростью 1000 км/с, то при механическом сложении получится, что скорость светового потока, движущегося по направлению движения этого объекта, будет уже не 300 000, а 301 000 км/с, однако это запрещено. При движении источника света происходит изменение длины световой волны – при движении по направлению светового луча она уменьшается (свет смещается в синюю часть спектра), при движении в противоположном направлении – увеличивается (происходит смещение в красную часть спектра). Это явление получило название эффект Доплера.Наглядно представить это явление помогает следующая аналогия из привычной механистической картины мира. Представим себе движущийся вертикальный штатив, на котором закреплена пружина:
При ускорении движения штатива скорость свободного конца пружины какое-то время будет оставаться неизменной за счет ее сжатия. Из-за невозможности мгновенной передачи воздействия на все молекулы, составляющие пружину, т.е. из-за инерционности вещества, произойдет ее сжатие – расстояние между витками пружины уменьшится. Это соответствует смещению в синюю область спектра. При движении в обратную сторону, наоборот, будет происходить увеличение длины витка. Разумеется, эта аналогия является очень грубой и на самом деле процессы, происходящие с квантами света, не имеют ничего общего с механическим сжатием пружины, но этот пример помогает ассоциативно воспринять сложное физическое явление – эффект Доплера.
6. С философской точки зрения, жесткий детерминизм Лапласа уступает место диалектическому детерминизму. Законы диалектики, разработанные Гегелем и Марксом, дают иную картину мира, нежели при жестко детерминистском подходе. Самое главное отличие состоит в понимании того, что одно и то же явление может быть вызвано рядом различных причин, и одно и то же основание может вызывать к жизни ряд различных следствий, или не вызывать ни одного из них. Утверждение диалектического детерминизма привело к представлению о мире как вероятностной системе, подчиняющейся статистическим законам.Статистическими называются законы, описывающие системы с большим количеством входящих в нее компонентов. Категория вероятности – одна из ключевых для современного понимания мира как системы . Она характеризует поведение объекта при повторяющихся условиях. Классическая интерпретация вероятности опирается на математическое моделирование азартных игр и представляет собой отношение числа благоприятствующих случаев к общему числу всех равновозможных. Например, при бросании игральной кости, имеющей 6 граней, выпадение каждой из них можно ожидать с вероятностью, равной 1 /6 , т. к. ни одна грань не имеет преимуществ перед другой. Подобная симметричность исходов опыта специально учитывается при организации игр, но сравнительно редко встречается при исследовании объективных событий в науке и практике. Классическая интерпретация вероятности, берущая начало от работ Бернулли и Паскаля, в настоящее время уступила место статистической концепции, в основе которой лежат действительные наблюдения появления некоторого события в ходе длительного опыта при точно фиксированных условиях. Практика подтверждает, что чем чаще происходит событие, тем больше степень объективной возможности его появления, или вероятность. Поэтому статистическая интерпретация вероятности. опирается на понятие относительной частоты, которое может быть определено опытным путём. Вероятность как теоретическое понятие никогда не совпадает с эмпирически определяемой частотой, однако во мн. случаях она практически мало отличается от относительной частоты, найденной в результате длит. наблюдений. Многие статистики рассматривают вероятность как «двойник» относительной частоты, которая определяется при статистическом исследовании результатов наблюдений или экспериментов. Статистические системы описываются величиной вероятности нахождения системы в том или ином состоянии.
Ум, которому были бы известны для какого-либо данного момента все силы, одушевляющие природу и относительное положение всех ее составных частей, если бы вдобавок он оказался достаточно обширным, чтобы подчинить эти данные анализу, обнял бы в одной формуле движения всех величественных тел Вселенной наравне с движениями легчайших атомов: не осталось бы ничего, что было бы для него недостоверно, и будущее, так же как прошедшее, предстало бы перед его взором». Выраженный Лапласом тезис получил название принцип детерминизма. Этот принцип, помимо естественнонаучного, имел еще и огромное философское значение. В том виде, в котором он сформулирован, он не допускает проявления случайности. С точки зрения Лапласа, все процессы Вселенной имеют строго определенный круг причин, а то, что мы называем случайностью – всего лишь явление, для которого мы, в силу несовершенства человеческого познавательного механизма, еще не обнаружили свою причину. Случайность – частный случай закономерности, непонятая закономерность. Подобный подход отрицает право человека на изменение своей судьбы и судьбы мира, он является фаталистическим, именно поэтому детерминизм Лапласа получил название жесткого детерминизма.
Период господства механистической картины мира продолжался до середины XIX века, когда, с развитием таких отраслей естествознания как термодинамика, электромагнетизм и др. некоторые положения были пересмотрены. Окончательно появление нового типа рационального мышления было завершено в 10-е годы XX в., когда были опубликованы работы А. Эйнштейна по общей и специальной теории относительности. Этот тип получил название неклассического типа рациональности. Его основными характеристиками являются следующие:
1. Пространство и время – относительные величины. Тезис об относительности пространства и времени утверждает невозможность восприятия этих категорий в отрыве от тех процессов, которые происходят в пространственно-временном континууме. Это утверждение базируется на двух основных моделях окружающего мира, которые возникли в ХIХ в. – математической и физической. В математике в это время происходи переворот, связанный с появлением неклассической геометрии. Исследования Римана, Лобачевского и др. доказали, что помимо привычного нам мира, построенного по принципам геометрии Евклида, возможна и другая организация пространства. Изменение тех или иных аксиом Евклида приводит к появлению непривычных для обыденного сознания, но, тем не менее, непротиворечивых конструкций, по иному описывающих окружающий мир. Происходит отказ от взгляда на трехмерный мир как на единственно возможный, появляются математические доказательства существования иных измерений. Пространство перестает быть абсолютным, т.е. неизменным, замкнутым в самом себе.
С точки зрения физики, пространство и время являются относительным, поскольку их параметры связаны с движением объектов окружающего мира. В работах А. Эйнштейна доказывается зависимость течения времени от скорости наблюдателя, производящего эти измерения. Время перестает быть абсолютной длительностью, т.к. для разных объектов оно течет с разной скоростью, т.е. его движение всегда должно измеряться относительно чего-либо.
2. Пространство и время связаны между собой. Неклассический тип рациональности впервые рассматривает нашу вселенную в качестве единой системы, в которой все элементы являются взаимосвязанными. Мир предстает не в виде набора объектов, «втиснутых» в определенное пространство, эти объекты сами представляют собой участки пространства, его часть, которая оказывает влияние на целое. При этом время включается в эту систему в качестве одной из ее измерений, наравне с длиной, шириной и высотой. Мир представляет собой не трехмерную, а четырехмерную систему.
3. Время представляется необратимой величиной. Необратимость времени означает невозможность установить состояние системы в какой-либо момент прошлого. Эта характеристика связана с развитием термодинамики.
В отличие от механических, термодинамические системы описываются в первую очередь не с точки зрения сил, действующих в ней, а с точки зрения энергии. Второй закон термодинамики утверждает невозможность передачи тепла от менее нагретого тела к более нагретому. [4]Поэтому при соприкосновении объектов, имеющих различную температуру, будет происходить передача тепла от более нагретого тела к менее нагретому, причем такая передача будет происходить до тех пор, пока температуры обоих объектов не станут равными. Такое состояние называется термодинамическим равновесием. Невозможность передачи тепла в обратном направлении приводит к тому, что мы не можем указать, каким было состояние системы до того, как в ней установилось термодинамическое равновесие. Когда температура объектов становится равной, уже нельзя сказать, какой она была для каждого из них пять, десять, двадцать минут назад. Именно так следует понимать тезис о необратимости времени. Необходимо четко представлять себе, что он относится не к реальному течению времени, а к возможности считывания информации о системе.
Термодинамическая составляющая научной картины мира будет рассмотрена более подробно в разделе, посвященном характеристикам систем, в частности, энтропии.
4. Присутствие наблюдателя влияет на процессы, происходящие в системе. Этот постулат появился с развитием электродинамики и квантовой физики. Если измерения, производимые в механической системе, не оказывают влияния на ее состояние, или это влияние настолько незначительно, что им можно пренебречь, то в электромагнитных системах процесс измерения тех или иных характеристик может существенно повлиять на их величины. Даже простейшая операция по измерению напряжения на участке электрической цепи вносит определенную погрешность. Это легко объяснимо – подключение в цепь любого звена, имеющего свое собственное электрическое сопротивление, неизбежно приведет к перераспределению потока электронов, часть из которых будет проходить через это звено. В зависимости от способа подключения (параллельно или последовательно) для снижения погрешности измерений необходимо стремиться, чтобы его сопротивление было либо бесконечно большим (для параллельного подключения), либо бесконечно малым (для последовательного). Очевидно, что в реальных условиях ни первое, ни второе условие не могут быть выполнены, поэтому присутствие наблюдателя, производящего измерения, обязательно будет вызывать появление погрешностей этого измерения, т.е. оказывать влияние на измеряемые процессы, происходящие в системе.
Еще более заметно влияние наблюдателя на процессы, происходящие в квантовых системах. Поставим мысленный эксперимент – представим себе систему, состоящую из зеркальной сферы с абсолютно отражающей внутренней поверхностью, внутри которой находится какое-то количество квантов света – фотонов. До тех пор, пока сфера закрыта, т.е. система является замкнутой, фотоны, отражаясь от зеркальной поверхности, будут двигаться бесконечно. Стоит же появиться наблюдателю – какому-либо счетчику фотонов – как состояние системы измениться. В простейшем случае, когда внутри сферы будет всего один фотон, он будет зарегистрирован этим счетчиком, но для процесса регистрации потребуется затратить количество энергии, как раз равное энергии одного фотона. Таким образом, в результате измерения мы не сможем сказать, что в системе есть фотон, а только лишь то, что в системе был фотон. Следовательно, в результате появления наблюдателя состояние системы изменяется. В общем виде можно сказать, что любой процесс наблюдения и измерения происходит с затратами энергии, в результате чего ее количество в измеряемой системе уменьшается и состояние изменяется.
Постулат о влиянии наблюдателя на исследуемый объект приводит к снятию строгого разделения между субъектом и объектом исследования. В отличие от классической картины мира, где это противопоставление было очень четко выражено, в неклассическом типе рациональности проявляется потребность в рассмотрении объекта и субъекта познания не как двух не связанных друг с другом систем, а как единой системы. Такой подход имеет глубокий философский смысл – человек рассматривается как органическая часть мира, исследователь включен в единую систему познания, он является ее частью, которая при познавательном процессе изменяется сама и изменяет всю систему в целом. Таким образом, данный тезис еще раз подчеркивает принципиальное единство мира, универсальность его законов. Подобное единство открывает возможность для самопознания человека, рассмотрение его самого как универсальный синтез субъекта и объекта, подчеркивает способность человека к анализу самого себя.
5. Максимальная скорость в нашей вселенной ограничена и равна скорости света (300 000 км/с). Этот постулат, обоснованный и математически доказанный Эйнштейном, приводит к двум важнейшим следствиям:
а) Мгновенное распространение энергии или информации невозможно, для передачи необходимо определенное количество времени. Принцип дальнодействия, таким образом, оказывается ложным.
б) Скорость света постоянна и не зависит от скорости и направления движения его источника. Этот факт был установлен экспериментальным путем в исследованиях Майкельсона и Морли. В данном случае мы наблюдаем совершенно иную картину, нежели в механических системах. Если механическая система, содержащая движущийся объект, сама движется относительно другой системы, то скорость движения объекта относительно этой системы будет складываться из векторных сумм скоростей самого объекта и той системы, в которой он находится. Проще говоря, если в поезде, движущемся относительно земли со скоростью 80 км/ч , идет человек со скоростью 5 км/ч , то его скорость относительно земли будет равна либо 85 (в случае движения по ходу поезда), либо 75 (при движении против хода) км/ч. В случае же движения источника света не происходит такого механического сложения скоростей. В самом деле, если какой либо светящийся объект движется со скоростью 1000 км/с, то при механическом сложении получится, что скорость светового потока, движущегося по направлению движения этого объекта, будет уже не 300 000, а 301 000 км/с, однако это запрещено. При движении источника света происходит изменение длины световой волны – при движении по направлению светового луча она уменьшается (свет смещается в синюю часть спектра), при движении в противоположном направлении – увеличивается (происходит смещение в красную часть спектра). Это явление получило название эффект Доплера.Наглядно представить это явление помогает следующая аналогия из привычной механистической картины мира. Представим себе движущийся вертикальный штатив, на котором закреплена пружина:
6. С философской точки зрения, жесткий детерминизм Лапласа уступает место диалектическому детерминизму. Законы диалектики, разработанные Гегелем и Марксом, дают иную картину мира, нежели при жестко детерминистском подходе. Самое главное отличие состоит в понимании того, что одно и то же явление может быть вызвано рядом различных причин, и одно и то же основание может вызывать к жизни ряд различных следствий, или не вызывать ни одного из них. Утверждение диалектического детерминизма привело к представлению о мире как вероятностной системе, подчиняющейся статистическим законам.Статистическими называются законы, описывающие системы с большим количеством входящих в нее компонентов. Категория вероятности – одна из ключевых для современного понимания мира как системы . Она характеризует поведение объекта при повторяющихся условиях. Классическая интерпретация вероятности опирается на математическое моделирование азартных игр и представляет собой отношение числа благоприятствующих случаев к общему числу всех равновозможных. Например, при бросании игральной кости, имеющей 6 граней, выпадение каждой из них можно ожидать с вероятностью, равной 1 /6 , т. к. ни одна грань не имеет преимуществ перед другой. Подобная симметричность исходов опыта специально учитывается при организации игр, но сравнительно редко встречается при исследовании объективных событий в науке и практике. Классическая интерпретация вероятности, берущая начало от работ Бернулли и Паскаля, в настоящее время уступила место статистической концепции, в основе которой лежат действительные наблюдения появления некоторого события в ходе длительного опыта при точно фиксированных условиях. Практика подтверждает, что чем чаще происходит событие, тем больше степень объективной возможности его появления, или вероятность. Поэтому статистическая интерпретация вероятности. опирается на понятие относительной частоты, которое может быть определено опытным путём. Вероятность как теоретическое понятие никогда не совпадает с эмпирически определяемой частотой, однако во мн. случаях она практически мало отличается от относительной частоты, найденной в результате длит. наблюдений. Многие статистики рассматривают вероятность как «двойник» относительной частоты, которая определяется при статистическом исследовании результатов наблюдений или экспериментов. Статистические системы описываются величиной вероятности нахождения системы в том или ином состоянии.
Конец бесплатного ознакомительного фрагмента