Принцип причинности правила

Причинность — одна из форм всеобщей взаимозависимости явлений объективного мира. Ленин указывал, что вопрос о причинности имеет особенно важное значение для определения философской линии того или другого направления. Идеализм, как правило, отрицает объективную причинность в природе и обществе, считая, что природа и общество лишены сами по себе какого бы то ни было порядка, независимого от сознания людей. Идеалисты изображают природу и общественную жизнь как хаотическое нагромождение явлений и событий, не связанных между собой причинной связью. Так, например, Кант утверждал, что рассудок диктует природе свои законы. Причинность он считал априорной категорией, т. е. существующей до опыта, присущей человеческому рассудку независимо от опыта.

Теория причинности Юма основана на положении о_ том, что в объективном мире не существует никакой причинной обусловленности явлений, что причинность есть не что иное, как результат привычки, привычной связи ощущений, восприятий. В реакционной буржуазной философии эпохи империализма отрицание объективной причинности является одним из краеугольных камней в борьбе против науки. Прагматисты и интуитивисты, махисты и позитивисты — все многочисленные течения и школки буржуазной философии единодушно выступают против признания объективного характера причинной связи явлений. Мах заявлял: «В природе нет ни причины, ни следствия».

Современная буржуазная философия в лице таких реакционных школок, как логический позитивизм (см.), персонализм (см.), и т. п., с ещё большей яростью выступает против принципа причинности. Используя продолжающийся кризис в физике буржуазных стран, философы умирающего капитализма фальсифицируют новые данные науки и пытаются использовать их для отрицания объективной причинности. На отрицании объективной причинности в природе базируются «физический» идеализм, вейсманизм-морганизм и другие идеалистические течения в естествознании. Буржуазные философы смертельно ненавидят принцип причинности, потому что борются против научного объяснения мира. Научное познание возможно лишь как познание, раскрывающее причинную обусловленность явлений. Познание, игнорирующее причинность, перестаёт быть научным. Выступая против причинности, буржуазные философы выполняют прямой заказ своего класса, заинтересованного в том, чтобы затемнить сознание масс, поставить на место науки веру, религию.

Разоблачая махистов, Ленин требовал, чтобы чётко проводилась грань между двумя линиями в вопросе о причинности. «Ибо ясно, в самом деле,— писал Ленин,— что субъективистская линия в вопросе о причинности, выведение порядка и необходимости природы не из внешнего объективного мира, а из сознания, из разума, из логики и т. п. не только отрывает человеческий разум от природы, не только противопоставляет первый второй, но делает природу частью разума, вместо того, чтобы разум считать частичкой природы.

Субъективистская линия в вопросе о причинности есть философский идеализм (к разновидностям которого относятся теории причинности и Юма и Канта), т. е. более или менее ослабленный, разжиженный фидеизм. Признание объективной закономерности природы и приблизительно верного отражения этой закономерности в голове человека есть материализм». Ленин учил, что надо отличать общее теоретико-познавательное решение вопроса о причинности от степени точности, которой достигла наука в описании причинных связей; независимо от того, какого уровня достигла наука п раскрытии причинных закономерных связей, решение теоретико-познавательного вопроса о причинности должно исходить из того, что источником нашего познания причинных связей является объективно существующая причинность, закономерность природы.

Учение диалектического материализма о причинности сводится к следующим основным положениям. В мире нет беспричинных явлений. Всякое явление природы и общества обусловлено определённой причиной, есть следствие той или другой причины. Причина и следствие находятся во взаимодействии. Причина порождает следствие, но и следствие не пассивно, оно воздействует на свою причину. Так, данный экономический базис порождает соответствующую ему общественную надстройку, но последняя не есть просто пассивное следствие. Она играет активную роль, воздействуя на базис, укрепляя и развивая его. Во всеобщем взаимодействии причина и следствие меняются местами. То, что является следствием в одной связи, может стать причиной в другой связи и т. д.

Между причиной и следствием существует внутренняя закономерная связь. Взаимодействие между причиной и следствием нельзя рассматривать в отрыве от конкретной обстановки, в которой происходит это взаимодействие. Так, в условиях социалистической системы развитие техники является одной из причин роста благосостояния трудящихся, В капиталистических же странах развитие техники не только не содействует улучшению жизни эксплуатируемых, но, наоборот, является одной из причин роста безработицы и нищеты.

Самым высшим критерием и доказательством объективного характера причинной связи в природе и обществе является практика, практическая деятель-кость людей. Так, например, биология установила зависимость изменчивости и наследственности организмов от изменений внешней среды. Практика полностью подтверждает эту причинную зависимость.

То же и в общественной жизни. Мы знаем, что причиной периодических экономических кризисов в капиталистическом обществе являются капиталистический строй, присущие ему противоречия. Практика, опыт истории общества подтверждает правильность нашего понимания этой причинной связи: уничтожение капитализма в СССР имеет своим закономерным следствием исчезновение неизбежного спутника капиталистического строя— экономических кризисов. (См. также Детерминизм и индетерминизм.)

filslov.ru

Принцип причинности правила

«Понятие причинности было связано с отношением причины и действия исторически относительно недавно. В более ранней философии слово «causa» имело гораздо более широкий смысл, чем теперь. В схоластике, например, говорили, вслед за Аристотелем, о четырёх типах «причин». То, что сегодня назвали бы структурой или идеальной сутью вещи, называлось тогда «causa formalis»; «causa materialis» — это вещество, из которого вещь состоит; «causa finalis» — цель, ради которой вещь создана; наконец, «causa efiiciens». Только она приблизительно соответствует тому, что мы теперь подразумеваем под словом «причина».

Превращение понятия «causa» в нынешнее понятие причины заняло несколько столетий и было внутренне связано с изменением отношения человека к действительности в целом и с возникновением в начале Нового времени естественных наук. По мере того как материальный процесс приобретал статус реальности, слово «causa» тоже стали применять к тем материальным событиям, которые предшествовали объясняемым событиям и каким-то образом воздействовали на них.

Вот почему Кант, во многом просто делающий философские выводы из развития естественных наук со времен Ньютона, формулирует понятие причинности так, как мы привыкли его понимать с XIX века. «Узнавая, что произошло некоторое событие, мы всегда предполагаем, что ему предшествовало другое событие, из которого первое следует по некоторому правилу».

Так смысл тезиса о причинности постепенно сузился, пока наконец не отождествился с презумпцией однозначной детерминированности событий в природе, а это в свою очередь, означало, что точного знания природы или определённой её области было бы — по меньшей мере в принципе — достаточно для предсказания будущего. Ньютоновская физика была устроена так, что позволяла, исходя из состояния системы в определённый момент времени, заранее рассчитать будущее движение системы. Представление о том, что природа в принципе устроена именно таким образом, в наиболее общей и наиболее понятной форме выразил Лаплас: если вообразить некое божественное существо, которое знает положение и движение всех атомов в данный момент времени, то оно должно было бы быть в состоянии вычислить заранее всё будущее мира. Столь узкую интерпретацию понятия причинности называют также детерминизмом, имея в виду, что существуют неколебимые законы природы, согласно которым настоящее состояние системы однозначно предопределяет её будущее состояние.

Атомная физика с самого начала выработала представления, по сути дела не соответствующие такой картине. Противоречие было непринципиальным, но свойственный атомистическому учению образ мышления с самого начала неизбежно отличается от детерминистского. Уже в древнем атомизме Левкиппа и Демокрита предполагается, что процессы на макроуровне осуществляются как результат множества нерегулярных процессов на микроуровне. В пользу принципиальной возможности этого говорят бесчисленные примеры из повседневной жизни. Земледельцу, к примеру, довольно знать, что прошёл дождь и почва увлажнилась, и нет нужды знать, кроме того, как упала каждая капля. Или другой пример: мы точно знаем, что разумеем под словом «гранит», даже если нам в точности и неизвестны форма и химический состав отдельных кристалликов, пропорция их смеси и цвет. Словом, мы то и дело пользуемся понятиями, связанными с макрохарактеристиками событий, не интересуясь отдельными микропроцессами. Идея статистического взаимодействия множества отдельных микрособытий уже в античном атомизме служила основой объяснения мира, и в виде её обобщения возникло представление о том, что все чувственные качества материи суть вторичные следствия расположения и движения атомов. Уже у Демокрита есть такое утверждение: «Только по видимости нечто сладко или горько, только по видимости оно имеет цвет, в действительности же существуют только атомы и пустота». Если мы объясняем чувственно воспринимаемые процессы таким способом, а именно взаимодействием очень многих единичных микропроцессов, мы почти с необходимостью должны считать и закономерности природы только статистическими закономерностями. Хотя статистические закономерности и могут привести к утверждениям, степень вероятности которых столь высока, что она граничит с достоверностью, тем не менее принципиально всегда возможны исключения.

Понятие статистической закономерности часто кажется противоречивым. Можно, говорят, представить себе, что в природе процессы закономерно определены или же что они совершенно неупорядочены, но нельзя представить себе, что такое статистическая закономерность. В ответ на это следует напомнить, что в повседневной жизни мы сталкиваемся со статистическими закономерностями на каждом шагу и кладём их в основание нашей практической деятельности. Когда инженер, например, строит электростанцию, он учитывает среднегодовое количество осадков, не имея ни малейшего представления о том, когда именно пойдёт дождь и сколько выпадет осадков.

Статистические закономерности, как правило, означают, что знание соответствующей физической системы неполно. Самый известный пример — игральная кость. Поскольку ни одна из её граней не отличается от других и мы никоим образом не можем предсказать, на какую грань она упадёт, можно принять, что в случае очень большого числа бросаний выпадение, например, пятёрки как раз составит шестую их часть.

В эпоху Нового времени с самого начала делались попытки объяснить — не только качественно, но и количественно — поведение веществ как статистический результат поведения их атомов. Уже Роберт Бойль показал, что можно понять отношение между давлением и объёмом газа, если считать давление результатом множества ударов отдельных атомов о стенку сосуда. Подобным же образом допущение, что в горячем теле атомы движутся интенсивнее, чем в холодном, позволило объяснить термодинамические явления. Этим представлениям удалось придать количественную математическую форму, прояснив тем самым смысл законов учения о теплоте. Такое применение статистических закономерностей обрело окончательную форму во второй половине предыдущего столетия в так называемой статистической механике. В этой теории, основоположения которой представляют собой, конечно же, простые следствия ньютоновской механики, исследовались те выводы, которые можно сделать из неполного знания сложной механической системы. В принципе, следовательно, никто не отказывался от чистого детерминизма. Считалось, что каждое единичное событие полностью определено законами ньютоновской механики. Но, кроме того, принимали во внимание, что механические свойства системы известны не полностью. Выразить такого рода неполное знание в надлежащих математических формулах удалось Дж. Гиббсу и Л. Больцману. Гиббс, в частности, показал, что понятие температуры тесно связано как раз с неполнотой знания.

Если мы знаем температуру некоторой системы, это значит, что наша система является одной из множества равноправных систем. Такое множество систем можно описать математически точно, чего нельзя сделать с выбранной нами единичной системой. Тем самым Гиббс — не вполне осознанно, — по существу, уже сделал шаг, который позже повлёк за собой крайне важные следствия. Гиббс впервые ввёл такое физическое понятие, которое может быть отнесено к некоему предмету в природе лишь в том случае, если наше знание этого предмета неполно. Если бы, например, были известны движение и положение всех молекул газа, не было бы уже смысла говорить о температуре газа. Понятие температуры может использоваться только при условии, если система известна нам не полностью и из этого неполного знания мы хотим сделать статистические выводы.

Хотя после исследований Гиббса и Больцмана в формулировку физических законов стали аналогичным образом включать понятия, связанные с неполным знанием системы, тем не менее, в принципиальных вопросах придерживались детерминизма».

Вернер Гейзенберг, Исследование атома и закон причинности / Шаги за горизонт, М., «Прогресс», 1987 г., с. 123-127.

vikent.ru

Принцип причинности и объективная целесообразность

Категории причины и следствия возникают на стыке принципов всеобщей связи и развития. С одной стороны, с точки зрения принципа всеобщей связи, причинность определяется как один из основных видов связи, а именно генетическая связь явлений, в которой одно (причина) при определенных условиях порождает другое: следствие. С другой стороны, уже с точки зрения принципа развития, причинность определяется таким образом: всякое изменение и тем более развитие, т.е. изменение в сторону появления нового качества, имеет свою причину и следствия. Принцип причинности находится в исключительной связи с изменениями и постоянно имеет дело только с ними. Всякое следствие есть при своем наступлении изменение и тем, что оно не наступило раньше, безошибочно указывает на другое, предшествовавшее ему изменение, которое по отношению к нему выступает как причина, а по отношению к третьему, также необходимо предшествовавшему ему изменению, — как следствие: это и есть не имеющая начала и нескончаемая нигде и никогда причинная цепь. Иначе говоря, все события подчинены причинности: ее бытие — сплошная действенность, сплошное порождение. Причинность — это вид закона основания, т.е. ответа на вопрос «почему нечто возникло?». История развития науки и опыта показала, что причинные отношения присутствуют не только в процессе развития, но и при любых изменениях, в том числе при деградации и распаде, и вообще, при любых как естественно наступающих, так и искусственно и целенаправленно производимых людьми преобразованиях окружающего мира.

Причина и следствие

Причинность универсальна, всеобща. В мире нет, наверное, и не может быть явлений, которые не порождали бы тс или иные следствия и не были бы сами рождены другими явлениями. Образно говоря, в мире существуют лишь «родители» и «дети», причем причина может быть как обстоятельством, внешним явлением, так и его внутренним противоречием (например, оплошность и торопливость — главнейшие причины несчастья людей). Природа связала все явления мира в бесконечную цепь причинно-следственных связей, где всякое следствие непременно соответствует своей причине. Употребленный нами метафорический образ цепи неслучаен: причины и следствия не расположены формально друг за другом в ничем не скрепленной линейной последовательности, но как бы переплетаются, и всякая причина имеет некое продолжение вперед уже вне собственного существования — в виде своего следствия. Но есть и другая сторона: причинность нельзя рассматривать только как однонаправленное действие со стороны причины на следствие, так как причинность является внутренним содержанием не только связи, но и взаимодействия явлений. Взаимодействие как один из типов связи, имеющих временную длительность, усложняет картину причинно-следственных отношений — здесь мы прежде всего сталкиваемся со взаимной обусловленностью событий. С такой точки зрения, причина и следствие суть отдельные звенья или разные стороны процесса всеобщего и универсального взаимодействия: причина как в себе сущее первое, из которого исходит движение и которое, став в виде результата следствием, само обращается в причину, и эта цепь развернута во все стороны, уходя в бесконечность.

Причина и условие

Как к одному и тому же месту ведут разные пути, так и к одному и тому же действию приводят разные причины; одна и та же причина в разных условиях может вызвать разные следствия. Причина не действует с абсолютной однозначностью хотя бы потому, что ее результат зависит не только от ее сущности, но и от характера того явления, на которое направлено ее действие. Так сильное тепло плавит воск, но закаляет сталь. Вместе с тем следствие в виде тепла есть результат разных причин: действия солнечных лучей, трения, механического удара, химической реакции, электричества, разложения атома и т.п. Плох был бы тот врач, который не знал бы, что одни и те же болезни происходят от разных причин. Например, насчитывается более ста причин головной боли. В жизни нет и не может быть таких явлений, которые бы возникли лишь как результат одной причины и на которые не воздействовали бы побочные причины, обстоятельства и условия.

Можно ли считать повод причиной? Видимо, можно, — это побочная причина. Вместе с тем нельзя раз и навсегда отделить главную причину от побочной, ибо порой граница, отделяющая их, зависит от того, как мы их понимаем. Чем больше мы будем останавливаться на этих вопросах, тем яснее для нас станет, что, собственно говоря, достаточной причиной каждого явления, особенно в жизни общества, можно считать только общий массив всех как постоянных, так и преходящих моментов. Иначе были бы лишь «чистые необходимости», а значит, в мире царствовал бы рок. Каково соотношение между причиной и условиями? — спрашивает Гегель и отвечает: «Быть возможностью иного есть условие».

Существует точка зрения, согласно которой причиной является вся совокупность условий, вызывающая следствие. Однако сами по себе условия не могут вызвать соответствующего следствия. Так, ослабленность организма не может повлечь, скажем, грипп, пока не является заражение вирусом. С другой стороны, причина без следствий бессильна: крепкий организм невосприимчив к инфекции, т.е. в развитии заболевания необходимы вызывающие, способствующие и предрасполагающие факторы. Условия это своего рода «младший партнер» причины; соединение причины с условиями происходит в момент действия причины.

Разграничение причины и условия становится более сложным, когда налицо действие не одной, а нескольких совокупных причин, как в реальной жизни чаще всего и бывает. Чтобы выделить причинно-следственную связь в чистом виде, мы вынужденно абстрагируемся от остального комплекса условий и побочных причин. Более того, сам термин «условие» используется двояко — в широком и узком смысле. В широком смысле в «условия» включают и факторы, образующие фон, среду, и различные факторы причинного порядка. Между двумя основными смыслами термина «условие», как и между собственно условиями и причинами, не оказывается жестокой, однозначно проведенной границы. Нередко причина отождествляется с комплексом факторов. Тесная связь причины и условий не делает их слиянными до неузнаваемости, грань между ними подвижна, но имеется — хотя нередко и едва уловимая.

Детерминизм и индетерминизм

Философский детерминизм (от лат. — определять) — это мировоззренческий и методологический принцип, согласно которому из того факта, что все в мире взаимосвязано и причинно обусловлено, следует возможность познания, объяснения и предсказания событий, имеющих как однозначно определяемую, так и вероятностную природу. Причинность является сердцем принципа детерминации, но не исчерпывает его содержания [1] . История развития этого принципа состояла в переходе от механистического детерминизма в духе Лапласа, предполагавшего однозначную (динамическую) причинную обусловленность одного события другим и потому приводящего к идее о возможности абсолютно строгого предсказания, к современному диалектическому детерминизму, в котором категории причины и следствия рассматриваются уже в своей зависимости от категорий необходимости, случайности и вероятности. Индетерминизм — это методологическая позиция, своего рода полярная к механистическому детерминизму, в которой отрицается как объективность причинных связей, так и ценность причинных объяснений в науке.

Причинность и детерминизм, при всей близости этих принципов, не являются синонимами, так как последний включает в себя не только категорию причины, но и категории абсолютной и относительной необходимости, случайности и вероятности. Еще более расширяется сфера детерминизма с включением в нес системных отношений, о которых говорится ниже.

Объективная целесообразность

Наряду с различными видами индетерминизма, оспаривающими объективно-причинную связь явлений, другой аспект проблем, связанных с причинностью, представляют различные формы телеологии (от греч. — цель, результат) — учения об особом, целевом виде причинности. Наблюдая удивительно приспособленную к существованию и нормальной жизнедеятельности, «разумную» организацию растительного и животного царства, «гармонию небесных сфер», люди еще в глубокой древности задавали себе вопрос: откуда произошла эта стройная организация всего живого и вообще всего сущего? Отвечая на данный вопрос, мыслители исходили из разных принципов объяснения этого явления.

В частности, представители телеологии полагают, что разумность и совершенство существующего определяются изначальным целевым устремлением; что природа в глубинах своего существа содержит ожидания, намерения: миропорядок полон скрытого смысла. Телеологический принцип есть принцип разумности сущего, признание смыла в бытии. По ведь разумность обладает формообразующей и регулятивной властью. Как говорит Сократ, мир полон красок и звуков; существуют глаза, уши, воспринимающие эти свойства вещей. Разве их бытие не целесообразно? Таким образом, идея телеологии возникает, когда стихийно действующая причина (или считающаяся таковой) рассматривается как сознательно действующая и притом как действующая в преднамеренно избранном направлении, т.е. как целевая причина или цель (тут под целесообразностью имеется в виду просто «объективная разумность» происходящего). Учение о том, что Вселенная в целом осуществляет некоторый план, не может быть доказано эмпирически: оно может быть предположено, может иметь косвенные подтверждения или быть объектом веры. Наличие цели предполагает того, кто ее ставит: серьезная телеология ведет уже к теологии, где разумность мира объясняется изначальным замыслом Творца.

Наиболее наивной и внерелигиозной формой выражения телеологии является утверждение, что природа создает одни живые существа для других, например, кошки созданы для того, чтобы пожирать мышей, а мыши — чтобы служить пищей для кошек. Эта примитивная телеология склонна ставить вопрос «для чего?», игнорируя важнейший научный вопрос «почему?» [2] .

Однако и антителеологические концепции наших дней имеют под собой не больше основания, чем телеологические идеи прошлого, а именно: достаточно массовую убежденность в их истинности и правдоподобие общего объяснения. Во всяком случае идею о всеобщей целесообразности отнюдь не стоит сбрасывать со счетов, ведь при любом отношении к телеологии видна объективная значимость самой идеи цели. Сознательная цель является одним из главнейших атрибутов причинности в человеческой деятельности. Например, кибернетика и теория оптимального управления ввели понятие о цели непосредственно в арсенал своих наук. Диапазон применения категории цели содержит диалектику цели, намерения и действия в философии.

  • [1] Здесь дается узкое понимание детерминизма, соответствующее исторически первому его толкованию. Детерминизм в широком смысле включает в себя, помимо причинности, также и системные отношения.
  • [2] Как рассказывал Генрих Гейне, однажды «упитанный обыватель. с дурацки-умным лицом» начал развивать перед ним принципы такой телеологии. «Он обратил. мое внимание, — пишет Гейне, — на целесообразность и полезность всего в природе. Деревья зелены потому, что зеленый цвет полезен для глаз. Я согласился с ним и добавил, что Бог сотворил рогатый скот потому, что говяжий бульон подкрепляет человека; что ослов он сотворил затем, чтобы они служили людям для сравнений, а самого человека он сотворил, чтобы он питался говяжьим бульоном и не был ослом. Спутник мой пришел в восхищение, найдя во мне единомышленника, лицо его расцвело еще радостнее, и, прощаясь со мной, он растрогался» (Гейне, Г. Собрание сочинений. — М., 1957. — Т. 4. — С. 32).

studme.org

Из соотношения неопределенностей иногда делают идеалистический вывод о неприменимости принципа причинности к явлениям, происходящим в микромире. При этом основываются на следующих соображениях. В классической механике, согласно принципу причинности – принципу классического детерминизма – по известному состоянию системы в некоторый момент времени (полностью определяемому значениями координат и импульсов всех частиц системы) и силам, приложенным к ней, можно абсолютно точно описать ее состояние в любой последующий момент. Следовательно, классическая физика основывается на следующем понимании причинности: состояние механической системы в начальный момент времени с известным законом взаимодействия частиц есть причина, а ее состояние в последующий момент – следствие.

С другой стороны, микрообъекты не могут иметь одновременно и определенную координату, и определенную соответствующую проекцию импульса, поэтому делается вывод о том, что в начальный момент времени состояние системы точно не определяется. Если же состояние системы точно не определено в начальный момент времени, то не могут быть предсказаны и последующие состояния, т. е. нарушается принцип причинности. Однако никакого нарушения принципа причинности применительно к микрообъектам не наблюдается, поскольку в квантовой механике понятие состояния микрообъекта приобретает совершенно иной смысл, чем в классической механике. В квантовой механике состояние микрообъекта полностью определяется волновой функцией. Задание волновой функции для данного момента времени определяет ее значение в последующие моменты. Таким образом, состояние системы микрочастиц, определенное в квантовой механике, однозначно вытекает из предшествующего состояния, как того требует принцип причинности.

В становлении квантовомеханических представлений важную роль сыграл выдвинутый Н. Бором в 1923 г. принцип соответствия: всякая новая, более общая теория, являющаяся развитием классической, не отвергает ее полностью, а включает в себя классическую теорию, указывая границы ее применения, причем в определенных предельных случаях новая теория переходит в старую.

Так, формулы кинематики и динамики релятивистской механики переходят при скоростях, много меньших скорости света, в формулы механики Ньютона. Например, хотя гипотеза де Бройля приписывает волновые свойства всем телам, но волновыми свойствами макроскопических тел можно пренебречь и для них можно применять классическую механику Ньютона.

Этим естествознание наступившей новой исторической эпохи существенно отличалось от естествознания.

В своем труде «Материализм и эмпириокритицизм», опубликованном в 1909 г., Ленин ответил на кардинальные философские, вопросы, возникшие в ходе развития естествознания.

Общие условия развития естествознания. Борьба передовых и реакционных идей в естествознании.

естествознания в области медицины . В тесной связи со всеми медицинскими предметами она не только принесла свет к постели больного и всяческие благодеяния.

областях естествознания, что проф. Генсло, рекомендуя его в 1831 г. в качестве натуралиста на «Бигль», руководился далеко не одной лишь своей интуицией.

Все это вело к серьезному отставанию клинической медицины того времени от развивающегося естествознания. ВНУТРЕННЯЯ МЕДИЦИНА (терапия).

. с одной стороны, о качественно простых природах, а с другой, — о чём-то более близком будущим объяснительным моделям механистического естествознания.

В эпоху Возрождения основными чертами естествознания стали: утверждение опытного метода в науке, развитие математики и механики, метафизическое мышление.

И таким образом в научном мире сложился странный парадокс: представители естествознания, изучающие заведомо более простые объекты, давно открыли сложность, многомерность.

космологии Коперника и опытного естествознания. Николай Кузанский родился в селении Куза в Южной Германии в 1401 году Отец.

www.bibliotekar.ru

Принцип причинности и относительности — основа классической парадигмы

Мера и статистические закономерности

Математика учит нас, что любое многообразие становится метрическим (измеримым), если должным образом задать на нем меру. Выбор меры не столь прост и произволен, как может показаться на первый взгляд. Материальные системы и природные процессы, как правило, обладают индивидуальной внутренней мерой. Такая мера отражает их качественную определенность. Найти ее — большая удача для ученого. С использованием внутренней меры закономерности, свойственные данной системе, обретают наиболее простое и ясное выражение. Скажем, многие соотношения классического учения об электричестве существенно упрощаются, если в качестве единицы измерения выбрать скорость света в вакууме.

Ну а если внутреннюю меру не удалось найти? В этом случае меру выбирают произвольно. Такая произвольная мера не выражает внутренней организации системы, и результаты ее описания в значительной степени оказываются случайными. Для обработки и интерпретации этих результатов приходится использовать методы специальной научной дисциплины — математической статистики. Математическая статистика предназначена для работы с любыми мерами. Более того, она снабжает исследователя критериями для оценки того, насколько выбранная мера близка к внутренней. Однако платить за это приходится громоздкими выкладками и сложностью основных формул.

До настоящего времени выбор надлежащей меры для описания изучаемого явления во многом определяется искусством ученого. Если урожайность пшеницы на опытном участке оценивать пудами или центнерами, вы сможете получить отчетливые закономерности, описывающие, например, связь урожайности и количество удобрений, внесенных в почву. А попробуйте вести расчеты, используя число убранных зерен. Если хватит квалификации, то вы, возможно, достигнете того же результата, но уже благодаря внушительному количеству статистических выкладок.

Вывод: прежде чем применять статистику, попробуйте в интересующей вас проблеме найти внутреннюю меру. Используйте ее, и применение статистических методов может оказаться ненужным.

Удачно выбранная мера значительно упрощает процесс построения научной теории. Тем не менее она не избавит вас от необходимости формулировать эту теорию. Сейчас мы рассмотрим основные подходы к построению теории, принятые классической научной парадигмой. Сделаем это на примере классической механики Ньютона, на протяжении сотен лет служившей образцом для многих поколений ученых. Как известно, оптимальное поведение на рынке капиталовложений требует помимо экономических знаний еще и понимания тенденций развития современной техники. Для того чтобы прогнозировать развитие науки и техники, необходимо проследить эволюцию и развитие научных идей, в том числе и ставших классическими.

Основные цели классического описания движения

Как мы уже говорили, ядро классической парадигмы составляет механика Ньютона. Классическая механика решает задачу определения закона движения .

Понятие закона движения существенно опирается на понятия системы отсчета и материальной точки — тела, формой и размерами которого можно пренебречь применительно к данным условиям .

К примеру, решая вопрос о переезде из Москвы в Наро-Фоминск автомобиль вполне можно считать материальной точкой. А вот если рассмотреть задачу об опрокидывании того же автомобиля в кювет, то считать его материальной точкой никак нельзя.

Системой отсчета называется координатная система, связанная с твердым телом и снабженная прибором для определения времени (часами).

Законом движения материальной точки принято считать зависимость ее координат, отсчитываемых относительно некоторой системы отсчета, от времени. Законом движения материального тела считают закон движения материальных точек, его составляющих.

Когда в школе вы изучали математику, вероятно, самые значительные трудности вы испытывали, решая задачи по геометрии. Это потому, что для решения каждой задачи по элементарной геометрии вы должны были придумать свой уникальный способ решения. Положение изменилось только с созданием аналитической геометрии, давшей отнюдь не простые, но типовые методы решения геометрических задач. Похожая ситуация наблюдалась и в классической механике.

Механика еще со времен Архимеда усиленно занималась определением закона движения тела, находящегося в различных условиях. Еще и сейчас вы можете найти в библиотеке огромные тома, посвященные рассмотрению движения материальной точки по цепной линии, циклоиде и другим не менее замысловатым кривым. Такое рассмотрение велось с применением методов элементарной геометрии. Для решения каждой отдельной задачи по механике требовалось создать уникальный, как правило, геометрический, метод. В то же время практика требовала упрощения расчетов в области механики и их унификации. Решение именно этой задачи в конечном итоге послужило толчком к созданию классической науки.

Закон инерции — основа классической механики

Основная идея Ньютона состояла в том, чтобы измерять не координаты и время, а движение . Множество всех механических движений является непрерывным. Поэтому Ньютону пришлось ввести меру движения. В качестве таковой он предложил использовать величину, названную им — количеством движения.

Количество движения — это произведение массы m движущегося тела на его скорость v . В современной физике эту величину называют импульсом p движущегося тела

p = mv .

Выбора меры недостаточно. Для измерения на непрерывном множестве требуется еще и эталон, своеобразная “линейка”. Во времена Ньютона движения подразделяли на естественные, присущие материи изначально, и насильственные, т. е. вызванные взаимодействием с другими телами . Ньютон предложил использовать в качестве эталона естественное движение как предположительно более простое. Более того, он предположил, что естественное движение между двумя точками происходит по кратчайшему расстоянию , т. е. согласно представлениям геометрии Евклида, по отрезку прямой линии.

Важнейшими свойствами материальной системы являются движение и развитие. Движением принято считать изменение взаимного расположения отдельных частей системы или различных материальных систем. Под развитием подразумеваются направленные качественные изменения внутри данной системы .

Понимание феноменов движения и развития требует ясного понимания основополагающих категорий современных естественных наук — категорий пространства и времени. Пространство согласно Лейбницу — это порядок материальных тел, предметов. Время порядок событий, происходящих в пространстве . Пространство и время, таким образом, являются простыми атрибутами материи. Пространство не может быть пустым, так как отсутствие материи означает и отсутствие пространства.

Следует заметить, что философски-безукоризненное определение пространства и времени по Лейбницу дает очень ограниченные возможности для их описания. Такое пространство лишено, вообще говоря, основных свойств симметрии — однородности и изотропности. Мы считаем какой-либо объект однородным в данном направлении, если его свойства при перемещении в данном направлении не меняются. Объект считается изотропным, если его свойства не зависят от направления.

Посмотрите вокруг себя. В одном направлении можно увидеть окно, а в другом стенку, над вами находится потолок и вы, увы, не можете к нему взлететь. Наше пространство совсем не изотропно. А вот стол, за которым вы читаете эти строки. Он позволит вам продвигаться вперед только до определенной границы. Значит, пространство в вашей комнате и неоднородно.

Вы со школьной скамьи усвоили, что пространственные соотношения описываются геометрией. В качестве математического аппарата Ньютон мог использовать только геометрию Евклида. Другой в то время человечество еще не знало. Поэтому ему было необходимо, чтобы пространство было однородным и изотропным. Ньютон вышел из создавшегося положения, введя в рассмотрение пустое, абсолютное пространство — вместилище всех вещей и носитель чистой протяженности.

Следует заметить, что время, которым мы пользуемся в обиходе, отнюдь не совпадает со временем по Ньютону. Для определения времени человечество использует движение светил по небесному своду. В случае если время определяется по движению звезд, говорят о звездном времени, если же по движению Солнца, то солнечном. Переменную t, используемую в уравнениях динамики и представляющую собой время по Ньютону, называют эфемеридным временем . В быту она не применяется.

Представить себе абсолютно уединенное, ни с чем не взаимодействующее тело возможно применительно к такому абсолютному пространству. Уединенное тело должно предположительно совершать “естественное” движение, движение “ по инерции ”.

Ньютону необходимо было решить вопрос о том, какой вид имеет естественное движение. Мы привыкли представлять естественное движение прямолинейным. Но его прямолинейность отнюдь не очевидна. Во времена Ньютона церковью, в первую очередь католической, была канонизирована метафизика Аристотеля. Аристотелевская парадигма выработала представление о том, что естественным является движение по наиболее “совершенной” и симметричной кривой — по окружности. Круговые орбиты планет, предоставленных самим себе, казались лучшим тому подтверждением.

Ньютон тем не менее утверждал, что естественное движение прямолинейно. Такое революционное представление было не случайным. Дело в том, что в рамках существующей в его дни парадигмы Ньютон имел только геометрию Евклида — геометрию прямых плоскостей и точек. Имеющийся в наличии математический аппарат вынудил Ньютона принять единственно возможное решение — считать естественным движение по прямой. Более того, Ньютон предположил, что это движение равномерное и тем самым задал часы. Теперь стало возможно определять время, измеряя прохождение невзаимодействующим телом равных расстояний. Представление о равномерном и прямолинейном движении невзаимодействующего тела как эталонном, составило содержание первого закона классической механики — закона инерции.

На сегодняшний день геометрия Евклида уже не единственная. Благодаря этому первый закон Ньютона подвергли подробному анализу. В основном этим занимались математики. Примером может служить так называемая Эрлангенская программа Феликса Клейна. Согласно этой программе “естественным”, эталонным можно считать любое движение. Но при этом каждому эталонному движению будет соответствовать своя геометрия, не совпадающая, вообще говоря, с геометрией Евклида. В частности, была создана и механика, в которой эталонным является движение по окружности. Ей соответствует геометрия Шварцшильда. Для геометрии Шварцшильда кратчайшим расстоянием между двумя точками является дуга окружности, сумма внутренних углов треугольника больше двух прямых и т. д. Подобного рода построения оказались крайне плодотворными при построении современной теории тяготения.

Принцип относительности и классическая физика

Одним из проявлений последней революции в физике принято считать создание Лоренцем, Пуанкаре, а затем и Эйнштейном так называемой специальной теории относительности. Следует заметить, что, несмотря на некоторую необычность своих выводов, эта теория полностью лежит в рамках классической парадигмы.

Узловым моментом специальной теории относительности является представление о том, что все тела, в том числе и движущиеся, состоят из заряженных частиц . Таким образом, движение материального тела связано с переносом электрического заряда. При выборе эталонного движения Ньютоном этот факт не учитывался.

Учет одновременного движения массы и электрического заряда привел к необходимости выбора эталонного движения, совмещавшего свойства механического движения и движения электричества. В качестве такового было принято движение световой частицы — фотона.

Скажите, пожалуйста, если, перемеряя при помощи поверенной линейки кусок ткани, вы обнаружите, что его длина уменьшилась, решите ли вы, что линейка стала короче или что вас просто обмерили в магазине? Конечно же, вы заподозрите продавцов. И справедливо. Величина эталона не подлежит ревизии. Уже из этого становится понятным первый постулат специальной теории относительности — постоянство скорости света. Меняться может все что угодно, кроме эталона. Скорость света не зависит от того, в какой системе отсчета мы ее измеряем.

Эйнштейн обобщил этот вполне понятный постулат, выдвинув принцип относительности, согласно которому никоим образом невозможно определить, находимся ли мы в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения. Иногда принцип относительности заменяют схожим с ним принципом инвариантности законов природы . В соответствии с этим принципом вид математических уравнений, выражающих законы природы, не зависит от того, покоится ли материальная система, ими описываемая, или же она движется равномерно и прямолинейно.

Выбор в качестве эталона уникального по своей сути движения светового кванта привел к установлению в пространстве движений выделенного образа. Попробуйте представить себе пространство, в котором одна из прямых отличается от всех остальных. Оно непохоже на пространство Евклида, к которому вы привыкли и свойства которого изучали в средней школе. Наличие выделенного движения привело к тому, что геометрия мира, в котором выполняется теория относительности, должна отличаться от Евклидовой. Эта геометрия была создана польским математиком Германом Минковским. На сегодняшний день она заслуженно считается математическим основанием специальной теории относительности.

В механике Ньютона все равномерные и прямолинейные движения равноправны. Они создают непрерывное многообразие различных часов, которые благодаря этому всегда можно согласовать друг с другом. В механике теории относительности существует выделенное движение, которое определяет в каждой системе отсчета свои уникальные часы, никак не связанные с другими. Из-за этого время в различных системах отсчета течет по-разному.

Вы можете сказать, что опыт уже показал полную пригодность геометрии Евклида применительно к нуждам нашего мира. И это действительно так. Однако оказывается, что влияние электрических свойств движущихся тел на характеристики механического движения начинает проявляться только при больших (близких к скорости света) скоростях движения. При движении с подобными скоростями длины отрезков должны испытывать так называемое Фитцджеральдово сокращение . Его величина выражается формулой

где l — длина отрезка, двигающегося со скоростью v, l0 — длина того же отрезка в неподвижном состоянии, с — скорость света в вакууме.

Из этой формулы хорошо видно, что при движении отрезка со скоростью много меньшей скорости света изменение его длины исчезающе мало и экспериментально не обнаруживается. Оно начинает сказываться только при скоростях движения, сравнимых со скоростью света. Аналогично изменяются и промежутки времени. Этот эффект был обнаружен экспериментально по изменению среднего времени жизни некоторых элементарных частиц, обнаруживаемых в космических лучах.

Существенным здесь является то, что при обычных условиях (движениях со скоростями много меньшими скорости света) соотношения специальной теории относительности дают результаты, совпадающие с результатами классической механики. Требование такого соответствия составляет основу принципа соответствия. Согласно этому принципу новая теория должна дополнять старую, совпадая с ней в пределах области применимости старой теории .

Изменение длин движущихся тел только на первый взгляд кажется столь парадоксальным. В действительности размер тела определяется в первую очередь равновесием электрических и магнитных сил, с которыми взаимодействуют заряженные частицы, составляющие эти тела. Движение приводит к изменению характеристик этих сил и к смещению состояния равновесия. В результате этого и уменьшается длина движущегося тела.

Представьте себе самолет, летящий с большой скоростью. Воздух при движении самолета увлекается им, образуя своеобразную «шапку». Очевидно, что двигатель самолета вынужден перемещать не только самолет, но и присоединенную к нему массу воздуха. Причем присоединенная масса возрастает с возрастанием скорости летательного аппарата. Еще ярче этот эффект проявляется при движении судов, так как плотность воды существенно больше плотности воздуха.

При движении заряженной частицы она увлекает за собой свое электромагнитное поле подобно тому, как самолет увлекает окружающий его воздух. Важнейшим выводом, к которому пришла теория относительности, явилось заключение о том, что электромагнитное поле также обладает свойством инерции, подобным инерционным свойствам вещества. Эта инерция проявляет себя как дополнительная, так называемая электромагнитная масса. Она зависит от скорости движения и реально проявляется только при скоростях движения, сравнимых со скоростью света. Зависимость массы движущегося тела от скорости его движения позволила выразить энергию движущегося тела через его полную (обычную и электромагнитную) массу при помощи знаменитой формулы Эйнштейна

Из изложенного видно, что механика специальной теории относительности отличается от Ньютоновской только выбором эталонного движения. Таким образом, она практически всецело находится в рамках классической парадигмы. Ее отличает только некоторое своеобразие выводов, связанное с применением непривычной для нас геометрии.

Дальнейшее развитие идеи геометрического описания движения нашли в общей теории относительности, или, более правильно, теории тяготения. Общая теория относительности устанавливает связь между распределением вещества во Вселенной и геометрическими свойствами пространства, проявляющими себя как тяготение.

Чтобы понять идеи, лежащие в основании общей теории относительности, представьте себе колесо, напоминающее велосипедное. Если это колесо вращается столь быстро, что линейная скорость частиц обода оказывается близкой к скорости света, — обод будет испытывать ощутимое Фитцджеральдово сокращение. В то же время спицы, не двигающиеся в направлении радиуса колеса, свою длину не изменят. Таким образом, мы оказываемся в парадоксальной ситуации, когда длина окружности оказывается меньше 2p R. Ясно, что в пределах геометрии Евклида это невозможно. Следовательно, ускорение, возникающее при вращательном движении, изменяет геометрические соотношения в окружающем пространстве, что мы и воспринимаем как силу.

www.grandars.ru

Смотрите еще:

  • Страховка по чем омск Страхование автомобиля в Омске В России страхование автомобиля представлено двумя программами: ОСАГО и КАСКО. Начинающие автолюбители задаются вопросом, какой тип страховки лучше и в чем разница? Определённые […]
  • Заявление о разводе курск о расторжении брака Регистрация расторжения брака Основанием для государственной регистрации расторжения брака является: совместное заявление о расторжении брака супругов, не имеющих общих детей, не достигших […]
  • Ток коллектора равен Ток коллектора равен Узнай об автоматике все - читай kip-help.narod.ru Хочешь узнать ответ Напиши в редакцию! Средний слой биполярного транзистора называется базой, а крайние - эмиттером и коллектором. При […]
Закладка Постоянная ссылка.

Комментарии запрещены.