Необходимость и случайность в природе

СМОЛЕНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ

Негосударственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

 

ФАКУЛЬТЕТ ЭКОНОМИКИ И УПРАВЛЕНИЯ

Кафедра «Информационные технологии и

профессиональный иностранный язык»

 

Дисциплина Концепции современного естествознания

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО ТЕМЕ № 8

Необходимость и случайность в природе

 

 

 

                                                                                        

                                                                                              Выполнил:

                                                                                               ст-т гр.

                                                                                               шифр зачетной

                                                                                               книжки 903062

                                                                                               Сидорова Г.Ю.

                                                                                               Проверил(а):

 

 

 

Смоленск 2014

Содержание

Введение ………………………………………………………………………3

1. Динамические и статистические законы и закономерности в       природе ………………………………………………………………………………5

2. Принцип детерминизма в естественных науках ………………….……...8

3. Взаимосвязь динамических и статистических природных законов …..12

Заключение …………………………………………………………………13

Список литературы …………………………………………………………15

 

Введение

Детерминизм – общенаучное понятие и философское учение о причинности, закономерности, генетической связи, взаимодействии и обусловленности всех явлений и процессов, происходящих в мире. Антиподом этого понятия считают индетерминизм. К числу всеобщих категорий детерминизма относятся причина и следствие, отношение, связь, взаимодействие, необходимость, случайность, условие, обусловленность, возможность, действительность, невозможность, вероятность, закон, детерминация, причинение, функция, связь состояний, корреляция, предвидение и другие.

Вероятность – общенаучная и философская категория, обозначающая количественную степень возможности появления массовых случайных событий при фиксированных условиях наблюдения, характеризующую устойчивость их относительных частот.

Закон – это объективно существующая, необходимая, устойчивая, повторяющаяся связь между явлениями в природе и обществе. На основе знания закона возможно достоверное предвидение течения процесса. Познать закон означает раскрыть ту или иную сторону  сущности исследуемого предмета, явления. Понятие закона близко к понятию закономерности, которая может рассматриваться как некоторое «расширение закона» или совокупность взаимосвязанных по содержанию законов, обеспечивающих устойчивую тенденцию или направленность изменений системы. Между этими категориями существует постоянная взаимосвязь: вновь открытые законы и закономерности служат очередной ступенью познания новых зависимостей и законов.

Причина – требуемое логически условие всего бывающего, или то, без чего данный факт не может произойти. Только такое общее определение может объять все многоразличные значения, в которых принималось слово «причина».

Причина и следствие – философские категории, генетическую связь между явлениями, при которой одно явление (причина) своим действием порождает другое явление (следствие). Взаимодействие причины и следствия имеет ряд основных характеристик, совокупность которых выделяет причинно-следственную связь из множества иных связей природного и социального мира. Взаимосвязь причины и следствия имеет объективный и необходимый характер. При точно обозначенных условиях осуществляется закон причинности: равная причина вызывает равное следствие. Поиск причинно-следственных закономерностей является необходимым инструментом познания объекта или процесса. Универсальность причинно-следственных связей и успехи в их познании привели к абсолютизации объяснительного и онтологического статуса причинности.

 

1. Динамические  и статистические законы и закономерности в природе

Своеобразным отображением диалектичности явлений и процессов природы является раскрытие динамических и статистических закономерностей в природе.

Прежде чем обратиться к характеристике этих закономерностей, необходимо указать на наличие в природе объектов микро- и макромира. Микромир – это мир мельчайших частиц (молекул, атомов и т.д.), а макромир – это мир крупных тел, состоящих из множества мельчайших частиц. В результате изучения движения микро- и макросистем в природе были выявлены многие закономерности протекания этих процессов.

Динамические законы приложимы к исследованию движения всех объектов макромира: твердым, жидким и газообразным телам, упругим и деформируемым, к телам переменной массы.

Движение микрочастиц исследуется в квантовой механике, которая показала, что, в противоположность объектам макромира, к объектам микромира законы динамики неприложимы. Было установлено, что при движении одинаковые частицы в одинаковых условиях могут вести себя по-разному. Для описания движения частиц требуется применение вероятностных представлений. [3, с. 97-99]

Так, если поставить эксперимент с двумя отверстиями, через которые проходит электрон, то нельзя точно сказать, через какое отверстие он пройдет, но если их много, то можно предположить, что часть пройдет через одно, часть - через другое. Поэтому законы квантовой механики, законы, описывающие движение частиц, – это законы статистического характера.

В своей работе “Эволюция физики” А. Эйнштейн и Л. Инфельд указывали, что “…мы можем предсказать, сколько атомов (радиоактивного вещества) распадутся в следующие полчаса, но мы не можем сказать… почему именно эти отдельные атомы обречены на гибель…”.

В микромире господствуют статистические законы, которые можно применять только к большим совокупностям, но не к отдельным индивидуумам. Квантовая механика отказывается от поиска индивидуальных законов элементарных частиц и устанавливает статистические законы.

Свойственные для объектов микромира статистические закономерности, а для объектов макромира динамические закономерности ярко демонстрируют диалектический характер развития природных явлений и процессов. Кроме того, раскрытие статистических и динамических закономерностей демонстрирует диалектическую связь между случайным и необходимым.

В классической динамике фактор случайности не принимается во внимание, ибо не оказывает существенного влияния на ход процессов. Законы классической динамики считались детерминистскими законами, т.е. обеспечивающими точные и достоверные предсказания. В действительности же необходимость возникает как результат взаимодействия многих случайностей, о чем свидетельствуют статистические законы. [2, с. 74]

Исторически детерминизм выступает в двух следующих формах:

1) лапласовый, или механистический, детерминизм, в основе которого лежат универсальные законы классической физики;

2) вероятностный детерминизм, опирающийся  на статистические законы и  законы квантовой физики.

К динамическим теориям относятся классическая механика (создана в XVII-XVIII вв.), механика сплошных сред, т. е. гидродинамика (XVIII в.), теория упругости (начало XIX в.), классическая термодинамика (XIX в.), электродинамика (XIX в.), специальная и общая теория относительности (начало ХХ в). К статистическим теориям относятся статистическая механика (вторая половина XIX в.), микроскопическая электродинамика ¬(начало ХХ в.), квантовая механика (первая треть ХХ в.) Таким образом, XIX столетие получается столетием динамических теорий; ХХ столетие - столетием статистических теорий. Значит, динамические теории соответствовали первому этапу в процессе познания природы человеком, тогда как на следующем этапе главную роль стали играть статистические теории.

Таким образом, можно сказать, что строго детерминистских законов не может существовать, поскольку из-за отвлечения от второстепенных факторов результаты будут лишь в той или иной мере приближаться к истинным, но не полностью им соответствовать. Упрощение и схематизация возможны лишь при изучении простейших форм движения.

При переходе к исследованию сложных систем, состоящих из большого числа элементов, индивидуальное поведение которых не поддается описанию, необходимо обращаться к статистическим законам, опирающимся на вероятностные предсказания.

В результате в новой картине мира необходимость и случайность выступают как взаимосвязанные и дополняющие друг друга его аспекты.

[4, с. 35-36, 7]

 

2. Принцип детерминизма в естественных науках

Характерной чертой научного знания является его необходимость, т. е. обоснованность тех утверждений и выводов, которые признаются научными.

Научное знание отражает объективную реальность, а значит, необходимость этого знания обусловливается соответствующим принципом, действующим в самой объективной реальности. Это принцип детерминизма, сущность которого заключается в утверждении всеобщей закономерной взаимосвязи явлений, процессов действительности. Частным случаем такой взаимосвязи выступает причинно-следственная связь. Каждый закон природы, открытый в процессе естественнонаучного познания, как раз и представляет собой специфическую причинно-следственную связь.

Еще античные мыслители связывали необходимость знания с отражением причинности, которая существует и действует объективно. Последовательное развитие принципа детерминизма как объективного основания необходимости научных знаний находим в философии Нового времени. Основоположники, казалось бы, противоположных направлений - эмпиризма и рационализма - Бэкон и Декарт равным образом придавали решающее значение в научном познании принципу причинности как объективному основанию и в мире вещей, и в научном познании.

В последующем детерминизм как основание научного знания развивался такими мыслителями, как Спиноза, Лейбниц, Гоббс, Локк, великими французскими материалистами. При этом образцом для них служила классическая механика, которая в XVIII веке и особенно в начале XIX века получила законченную математическую форму. Опираясь на механику, Лаплас сформулировал свою версию детерминизма, который впоследствии стали называть лапласовским. Согласно этому детерминизму, мир устроен таким образом, что из нынешнего его состояния можно однозначно вывести все, что было в прошлом, и предвидеть все, что будет. Для этого некоторому универсальному разуму, названному «демон Лапласа», достаточно знать координаты и импульсы всех частиц во Вселенной, подставить их значения в дифференциальные уравнения и решить эти уравнения. Мир - это множество событий, причинно связанных друг с другом. Их связь столь абсолютна, что в ней ничего нельзя изменить. Достаточно разорвать одну причинно-следственную связь, как тотчас же разрушится весь мир. Или, как говорил немецкий философ Гегель, уничтожение пылинки равносильно уничтожению всего мира. Но в то же время такое взаимодействие событий, согласно Лапласу, подчинено законам механики. Причинность оказывается как бы внутри этой системы законов. Объективная детерминация по Лапласу может быть представлена как отношение, как закономерная связь точек, поскольку события могут рассматриваться как точки. Главную роль принадлежит не взаимодействию вещей, которые, в сущности, исчезли в точечной структуре, а законам, система которых и образует реальность строго детерминированного поведения. Но это и означает, что суть детерминизма - в строгой определенности законов. Такой детерминизм получил название помологического.

Вплоть до создания квантовой теории ученые в самых различных областях науки стремились придать результатам своей научной деятельности форму абсолютной необходимости, т. е. абсолютного детерминизма. Законы, которые открывались и формулировались в этот период, получили название динамических, поскольку они имели форму абсолютной необходимости и исключали какую-либо случайность. Если же такая форма в какой-то мере нарушалась, то это считалось чем-то субъективным, недостатком самого научного знания.

Сравнивая научную рациональность с другими формами рациональности, например философской или политической, легко обнаружить, что в них, хотя и признается детерминация, принципиально она не носит того абсолютного характера, как это имело место в научной рациональности. Здравый смысл, или обыденное сознание, также признает наличие причинности, необходимости, но в такой форме, которая вовсе не исключает неопределенности, случайности, свободы воли. Ведь абсолютизация необходимости в лапласовском детерминизме, так же, как и в спинозовском, исключает всякую свободу воли, всякий произвол в действии. Но там, где нет свободного выбора поступка, нет и ответственности за этот поступок. Между тем здравый смысл полагает, что человек должен отвечать за свои поступки.

С открытием Гейзенбергом принципа неопределенности наука постепенно стала понимать относительность детерминации и универсальность неопределенности. Ученые стали осознавать, что необходимость не может быть абсолютной, поскольку она сама определяет себя через случайность, основывается на случайности, закономерно с нею связана.

Л. Бриллюэн в своей книге «Научная неопределенность и информация» показал, что даже в самой классической механике, которая представляла собой абсолютный оплот лапласовского детерминизма, обнаруживается неопределенность во многих ситуациях. Признание фундаментальности статистических законов, в которых действие случайности существенно и в принципе не может быть равно нулю, так как в них совокупное действие случайностей определяет форму необходимости, окончательно утвердило мысль о том, что принцип детерминизма несмотря на его важность и универсальность нельзя рассматривать как абсолютную определенность реальных взаимодействий и законов. Поэтому, в частности причинно-следственная связь, стала пониматься как некоторый процесс и вместо абсолютной причинно-следственной связи стали говорить о вероятностной причинности, т. е. о такой, которая допускает некоторый уровень неопределенности.

Обнаружение фундаментальной роли неопределенности привело некоторых философов и методологов науки к выводу о том, что надо отказаться от принципа детерминизма вообще. Такая позиция называется индетерминизмом. Однако любой индетерминизм ведет к отказу от представления о закономерности вообще, а следовательно, к уничтожению предмета научного знания. Очевидно, что для подавляющего большинства ученых такая постановка вопроса является совершенно неприемлемой, поэтому стали говорить о том, что произошло изменение самого понимания принципа детерминизма, а не отказ от этого принципа: абсолютный детерминизм был замещен относительным (вероятностным, статистическим). [1, с. 56, 58-59]