Революция в естествознании конца XIX —начала XX в. и становление идей и методов неклассической науки

Неклассическая наука.

План

 

Формы научной рациональности.

2. Революция в естествознании конца XIX —начала XX в. и становление идей и методов неклассической науки

 

 

1. Формы научной рациональности.

 

Начать даную тему разумно с прояснения вопроса о рациональности как таковой. Что понимается в философии под самим термином «рациональность»? Попытки определения сущности рациональности неоднократно предпринимались различными исследователями. Представим вашему вниманию несколько определений (Нелли Степановна) Мудрагей пишет, что в гносеологическом плане «рациональное – это логически обоснованное, теоретически осознанное, систематизиованное универсальное знание предмета» - в онтологическом это «предмет, явление, действие, в основе которого лежит закон, формообразование, правило, порядок, целесообразность». По мнению М. Вебера, рациональность – это точный расчёт адекватных средств для данной цели. По Витгенштейну, - наилучшая адаптированность к обстоятельствам, по Ст. Тулмину, - логическая обоснованность правил деятельности. Уильям Дрей (канадский философ) рациональным называет всякое объяснение, которое стремиться установить связь между убеждениями, мотивами и поступками человека. (Александр Леонидович) Никифоров обращает внимание на то, что рациональность можно рассматривать трояко: как соответствие законам разума, как целесообразность и как цель науки.

Возможно попытаться выделить характерные черты рациональности как принципа. По мнению (Людмилы Владимировны) Баевой они следующие:

1. рефлексивная направленность разума;

2. понимание разума как цели, смысла эволюции, высшей ценности человеческой цивилизации;

3. опора на факты, законы логики, опыт (в противопоставление опоре на чувства, откровение, интуицию и т.д.);

4. объективность знания как условие его достоверности;

5. антиномичность мышления, разграничение мира на противоположности;

6. признание истиным лишь того, что доступно и подвластно разуму;

7. творческий, индивидуальный, личностный характер мышления (в отличие от коллективного мифологического)

8. признание возможности познания мира, вера в науку как в средство решения любых проблем.

Подытоживая можно сказать, что рациональность в классическом варианте означает разумность, логичность, целесообразность, систематичность, согласованность, критичность, упорядоченность суждений. Однако сегодня учёные приходят к выводу, что нет единого принципа, стандарта рациональности (например, выделяют закрытую и открытую рациональность: закрытая – поиск в рамках заданных правил, принципов; открытая – предполагает изменение заданных правил и принципов или даже отказ от них) Эпистемологи полагают, что существуют различные исторические типы рациональности, которые соответствуют определённым этапам развития науки - каждая из научных революций вызывала к жизни новый тип рациональности.

Первая научная революция произошла в XVIIв., в результате чего возникла классическая европейская наука. В ходе этой революции сформировался особый тип рациональности, названный научным. Он стал результатом того, что наука отказалась от метафизики и схоластики. Теория «двух истин» и деизм помогли разграничить сферы влияния религиозного и научного мировоззрения.

К основным чертам данного типа рациональности можно отнести следующие:

1. Утверждение механицизма и детерминизма в понимании мира и человека. Космос, Универсум понимается в качестве системы механических устройств, находящихся в жестком поле причинно-следственных связей. Механическая картина мира приобрела статус универсальной научной онтологии.

2. Возрастание ценности индивидуального разума, авторского, творческого начала в познании. Разум перестает мыслиться как коллективный или божественный. Формируется культ так называемого «чистого» разума, свободного как от догматизма, традиций, так и от ценностей и моральных ограничений. По мнению (Александра Владимировича) Койре, из науки изгоняются все рассуждения о гармонии, смысле, совершенстве, цели и т.д. Неизменное, беспристрастное, всеобщее знание становится идеалом научной рациональности.

3.Утверждается принцип ясности, проницаемости объектов для познания. Данный принцип утверждает, что мир не содержит тайн и чудес, непознаваемых в принципе, с одной стороны, и что в мире есть только то, что может быть понято и проконтролировано разумом – с другой. Реальность понимается как рационально построенный мир, открытый для познания. Разум при этом рассматривается как главный инструмент для его освоения и покорения.

4. Утверждение антропоцентризма и понимание разума в качестве силы, обеспечивающей субъекту центральное место в мире и господство в природе. Понимание знания в качестве главного инструмента утверждения господства человека в мире природы.

5. Признание существования объективной истины, которая может быть установлена через очищение познания от субъективности. Понимание истины как адекватного реальности знания о предмете. Уверенность в возможности построить одну-единственную истинную теорию, доказательства и аргументы которой будут абсолютными.

 

Данный тип рациональности оказывал сильное влияние на иследовательские стратегии в физике, химии, биологии. В эпоху Просвещения рациональное практически было отождествлено с научным.

Вторая научная революция произошла в конце XVIII-начале XIXв. В этот период совершается переход от класической науки, ориентированной в основном на изучение механических явлений, к дисциплинарно организованой науке. Появление биологии, химии, геологии способствовало тому, что механическая картина мира перестала быть общезначимой и общемировоззренческой. Специфика объектов, изучаемых в биологии или геологии, требовала иных, по сравнению с классическим естествознанием, принципов и методов. В картину мира включаются идеи развития органических, а не механических взаимодействий. Это потребовало отказа от стремления все объекты описывать в терминах механики или математики.

Значительный вклад в развитие науки в этот период внесли труды Канта и Лапласа (Пьер-Симон) о происхождении Солнечной системы, открытие электромагнетизма Кулоном (Шарль Огюстен де), теория эволюции органического мира (Жан Батист) Ламарка, теория геологической эволюции (Чарлз) Лайеля, теория происхождения видов и естественного отбора Ч. Дарвина, клеточная теория (Маттиас Якоб) Шлейдена и (Теодор) Шванна (в ботанике и зоологии), закон единства и превращения энергии (Юлиус Роберт фон) Майера и (Джеймс) Джоуля, открытие органической химиии (Фридрих) Вёлером, периодического закона химических элементов Менделеевым (Дмитрий Иванович), создание теории электромагнитного поля (Майкл) Фарадеем и (Джеймс Клерк) Максвеллом.

Вторая научная революция сформировала как бы переходный (от классического к неклассическому) тип рациональности. Так, например в физике наряду с развитием классических теорий появлялись неклассические способы обоснования научных знаний. Развитие математики и её включение в физику позволили исследовать случайные процессы, которые, согласно принципам классического рационализма, могли рассматриваться только как иррациональные. Появились теории (Максвелла – (Людвиг) Больцмана), признающие принципиальную допустимость множества возможных интерпретаций (волновая и корпускулярная теория света).

Третья научная революция охватывает период со второй половины XIX века и до середины XX века и характеризуется появлением неклассического естествознания и соответствующего ему нового типа рациональности. Революционные преобразования произошли сразу во многих науках: в физике были разработаны релятивистская (Специальная, или частная теория относительности — это теория структуры пространства-времени. Впервые была представлена в 1905 году Альбертом Эйнштейном в работе «К электродинамике движущихся тел». Теория описывает движение, законы механики, а также пространственно-временные отношения, определяющие их, при скоростях движения, близких к скорости света. Классическая механика Ньютона в рамках специальной теории относительности является приближением для малых скоростей.

Общая теория относительности — теория гравитации, разработанная Эйнштейном в 1905—1917 годах. Является дальнейшим развитием специальной теории относительности. В общей теории относительности постулируется, что гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, а деформацией самого пространства-времени, в котором они находятся. Эта деформация связана, в частности, с присутствием массы-энергии).

 и квантовая теории (Квантовая теория имеет следующие подразделы (список неполный): Квантовая механика, Алгебраическая квантовая теория, Квантовая теория поля, Квантовая электродинамика, Квантовая хромодинамика, Квантовая термодинамика, Квантовая гравитация, Теория суперструн

Ква́нтовая меха́ника — раздел теоретической физики, описывающий физические явления, в которых действие сравнимо по величине с постоянной Планка. Предсказания квантовой механики могут существенно отличаться от предсказаний классической механики. Поскольку постоянная Планка является чрезвычайно малой величиной по сравнению с действием повседневных объектов, квантовые эффекты в основном проявляются только в микроскопических масштабах. Если физическое действие системы намного больше постоянной Планка, квантовая механика органически переходит в классическую механику. Классическая механика, хорошо описывающая системы макроскопических масштабов, не способна описать явления на уровнемолекул, атомов, электронов и фотонов. Квантовая механика адекватно описывает основные свойства и поведение атомов, ионов, молекул, конденсированных сред, и других систем с электронно-ядерным строением. Квантовая механика также способна описывать поведение электронов, фотонов, а также других элементарных частиц, однако более точное релятивистски инвариантное описание превращений элементарных частиц строится в рамках квантовой теории поля. Эксперименты подтверждают результаты, полученные с помощью квантовой механики) (Постоя́нная Пла́нка (квант действия) — основная константа квантовой теории, коэффициент, связывающий величину энергии кванта электромагнитного излучения с его частотой так же, как и вообще величину кванта энергии любой линейной колебательной физической системы с её частотой. Константа появляется при выявлении зависимости одного от другого). (От резерфорда к Бору: если электрон вращаясь вокруг ядра постоянно излучает энергию, то он должен упасть на ядро, а этого не происходит. Потребовалось объяснить почему. Бор: электрон излучает энергию порциями и переходит на др. уровень (получает энергию из-вне и переходит на др.уровень).

, в биологии – генетика, в химиии – квантовая химия. В центр исследований выдвигается изучение объектов микромира. В этот период происходит каскад принципиальных открытий: радиоактивности ((Антуан Анри) Беккерель, супруги (Пьер и Мария) Кюри), электрона ((Джозеф Джон) Томпсон), планетарной модели атома ((Эрнест) Резерфорд), квантовой теории ((Макс) Планк), новой теории атома ((Нильс) Бор), теория относительности (А. Энштейн). Третья научная революция, по сути отвергла постулаты классической науки: об атомах как о твёрдых телах, о времени и пространстве как о независимых абсолютах, о строгой механической причинности всех явлений, о возможности объективного наблюдения природы. Процитируем (Людмилу Владимировну) Баеву, которая пишет, что «Все открытия говорили о том, что всё действительно с «точностью до наоборот»: материя и энергия переходят друг в друга; атомы заполнены пустотой; пространство и время составляют трехмерный континиум, время зависит от скорости; планеты движутся вокруг Солнца не потому, что их притягивает сила тяжести, а потому, что пространство искривлено».

Произошли существенные изменения в понимании идеалов и норм научного знания:

1. Учёные согласились с тем, что исследователь имеет дело не только с объектом, но и с тем, как данный объект является наблюдателю или его приборам. Если в классической физике идеалом объяснения была характеристика объекта «самого по себе», то в квантово-релятивистской физике, изучающей микрообъекты, объяснение и описание стали не возможны без фиксации средств наблюдения, которые оказывали сильное влияние («возмущение» - Нильс Бор- принципиальная макроскопичность приборов) на объект и не позволяли наблюдать его «самого по себе»

2. Любое исследование стало представляться как взаимодействие объекта и субъекта, поэтому необходимо иметь в виду, что учёный познает не саму реальность («вещь в себе»), а некоторую сконструированную его чувствами и разумом имитацию. Любая теория стала лишь точкой зрения.

3. Возникла проблема принципиальной непознаваемости сущности объектов для рациональных форм постижения, начались поиски альтернативных методов.

4. На фоне открытия множественности форм реальности обосновывалась необходимость теории множественности истин, их постоянная относительность и историчность.

Четвёртая научная революция совершилась в последнюю треть XX века. Главными событиями этого периода явились компьютеризация науки, усложнение приборных комплексов, рост междисциплинарных исследований, разработка идей синергетики. Эта революция оказалась связана с появлением особых объектов исследования, что привело к радикальным изменениям в основаниях науки. Наиболее существенные открытия происходят в космологии. Теория эволюции Вселенной была предложена советским математиком (Александром Александровичем) Фридманом, обосновавшим, что Вселенная находится в состоянии развития, эволюции и, следовательно, имела начало и может иметь финал, в принципе наблюдаемые человеком. Наука, изучающая объекты, которые не могут быть проверены в опыте, становится похожей на метафизику, где главным методом является умозрение.

Рождается поснеклассическая наука, объектами изучения которой становятся исторически развивающиеся системы. Термин «поснеклассическая» был введён в научную литературу профессором (Вячеславом Семёновичем) Стёпиным, который полагал, что этот тип представляет собой не отрицание неклассической рациональности, а говорит о её вхождении в новейшую стадию.

Формируется рациональность постнеклассического типа. Её основные характеристики состоят в следующем.

1. Изучаемые объекты рассматриваются не только с позиции системного, но и исторического анализа, не только в гуманитарных науках или в геологии, но и в физике, химии и других науках. В ходе разработки идей термодинамики неравновесных процессов возникло новое направление в науке – синергетика, оказавшая влияние на методологию объяснения исторически развивающихся систем.

2. Такие системы рассматриваются как переходные от состояния устойчивости в состояние бифуркации, где роль случайных и даже незначительных условий может оказать решающее влияние и изменить направление развития всей системы. Какая из возможностей при этом возобладает, предсказать невозможно, что повышает уровень неопределенности как для системы, так и для науки.

3. Субъект познания в связи с этим наделяется повышенной ответственностью, поскольку именно он и может оказаться тем «небольшим случайным воздействием», которое обусловит переход системы на необратимый следующий уровень. Исследователь теперь не просто наблюдатель, но главный участник изучаемых процессов.

4. Постнеклассическая наука впервые обратилась к изучению таких исторически развивающихся систем, непосредственным компонентом которых является человек. Это объекты экологии, включая биосферу, медико-биологические, биотехнические объекты.

5. Поскольку изучаемые системы включают и человека, ценностнонейтральный подход оказывается неприемлемым. Объективное объяснение систем приобретает аксиологический и этический оттенок.

Выделяя основное можно сказать: классический тип рациональности концентрирует внимание только на объекте и выносит за скобки то, что относится к субъекту и средствам деятельности; для неклассической рациональности характерна идея относительности объекта к средствам и операциям деятельности. Наконец, постнеклассическая рациональность учитывает соотнесенность знаний об объекте не только со средствами, но и с ценностно-целевыми структурами деятельности»

Революция в естествознании конца XIX —начала XX в. и становление идей и методов неклассической науки

Классическое естествознание XVII—XVIII вв. стремилось объяснить причины всех явле­ний (включая социальные) на основе законов механики Ньютона. В XIX в. стало очевидным, что законы ньюто­новской механики уже не могли играть роли универсаль­ных законов природы. На эту роль претендовали законы электромагнитных явлений. Была создана (Фарадей, Мак­свелл и др.) электромагнитная картина мира. Однако в результате новых экспериментальных открытий в области строения вещества в конце XIX — начале XX в. обнару­жилось множество непримиримых противоречий между электромагнитной картиной мира и опытными фактами. Это подтвердил «каскад» научных открытий.

В 1895—1896 гг. были открыты лучи Рентгена, радио­активность (Беккерель), радий (Мари и Пьер Кюри) и др. В 1897г. английский физик Дж. Томсон открыл первую элементарную частицу — электрон и понял, что электро­ны являются составными частями атомов всех веществ. Он предложил первую (электромагнитную) модель ато­мов, но она просуществовала недолго.

В 1911 г. английский физик Э. Резерфорд в экспери­ментах обнаружил, что в атомах существуют ядра, положи­тельно заряженные частицы, размер которых очень мал по сравнению с размерами атомов, но в которых сосредоточе­на почти вся масса атома. Он предложил планетарную мо­дель атома: вокруг тяжелого положительно заряженного ядра вращаются электроны. Резерфорд пред­сказал существование нейтрона. Но планетарная модель оказалась несовместимой с электродинамикой Максвелла.

Немецкий физик М. Планк в 1900 г. ввел квант дей­ствия (постоянная Планка) и, исходя из идеи квантов вывел закон излучения, названный его именем. Было ус­тановлено, что испускание и поглощение электромагнит­ного излучения происходит дискретно, определенными ко­нечными порциями (квантами). Квантовая теория План­ка вошла в противоречие с теорией электродинамики Мак­свелла. Возникли два несовместимых представления о ма­терии: или она абсолютно непрерывна, или она состоит из дискретных частиц. Названные открытия опровергли представления об атоме, как последнем, неделимом «пер­вичном кирпичике» мироздания.

«Беспокойство и смятение», возникшие в связи с этим в физике «усугубил» Н. Бор, предложивший на базе идеи Резерфорда и квантовой теории Планка свою модель атома (1913). Он предполагал, что электроны, вращающиеся вок­руг ядра по нескольким стационарным орбитам, вопреки законам электродинамики не излучают энергии. Они излу­чают ее порциями лишь при перескакивании с одной орби­ты на другую. Причем при переходе электрона на более далекую от ядра орбиту происходит увеличение энергии ато­ма и наоборот. Будучи исправлением и дополнением моде­ли Резерфорда, модель Н. Бора вошла в историю атомной физики как квантовая модель атома Резерфорда—Бора.

Указанные открытия положили начало «новой» атомис­тике, в отличие от «старой». Если последняя опиралась на положение о дискретном, прерывистом строении материи, состоящей из неделимых частиц — атомов — последних «кир­пичиков» мироздания, то после названных открытий стало ясно, что атом — система заряженных частиц. Современ­ная атомистика признает многообразие молекул, атомов, элементарных частиц и других микрообъектов в структуре материи, их неисчерпаемую сложность, способность пре­вращения из одних форм в другие. Тем самым материя «предстает» не только дискретной, но и непрерывной.

Весьма ощутимый «подрыв» классического естествоз­нания был осуществлен А. Эйнштейном, создавшим сна­чала специальную (1905), а затем и общую (1916) теорию относительности. В целом его теория основывалась на том, что в отличие от механики Ньютона, пространство и вре­мя не абсолютны. Они органически связаны с материей, движением и между собой. Сам Эйнштейн суть теории относительности в популярной форме выразил так: «Рань­ше полагали, что если бы из Вселенной исчезла вся мате­рия, то пространство и время сохранились бы, теория от­носительности утверждает, что вместе с материей исчезли бы пространство и время». При этом четырехмерное про­странство-время, в котором отсутствуют силы тяготения, подчиняется соотношениям неэвклидовой геометрии.
 «Начала» Евклида - труд состоящий из тридцати больших томов, на два тысячелетия стал единственным учебником, по которому можно было изучить геометрию. И «Начала» прекрасно описывают про­странство, в котором мы живем, благодаря чему эту геометрию (как и пространство) назвали Евклидовой.

Однако с конца XVIII века начались попытки создания гео­метрии, отличной от геометрии, описанной в «Началах». При­чиной тому стали противоречия, возникающие в Евклидовой геометрии, в частности знаменитая проблема пятого постулата. Следствием этого постулата является понятие параллельных прямых, не пересекающихся на всем их протяжении. Само по себе это утверждение не представляет собой чего-то необыч­ного или странного, но в нем есть один изъян — доказать его с помощью математического аппарата просто-напросто невоз­можно! И именно это обстоятельство толкнуло ученых на соз­дание неевклидовой геометрии, в которой данный недостаток был бы устранен.

Над указанной проблемой трудилось несколько ученых, в том числе и знаменитый Карл Гаусс, но «первопроходцем» в этой области стал русский математик Николай Лобачевский. Первая его работа, заложившая основы геометрии, отличной от Евклидовой, появилась в 1829 году и с тех пор не претерпела осо­бых изменений. Вначале геометрия Лобачевского считалась не­пригодной к практическому применению, так как пространство, в котором мы живем, не соответствует пространству, описы­ваемому этой геометрией. Однако законы, выведенные Ло­бачевским, вскоре нашли практическое применение — стало возможным решение ряда практических задач, практически не решаемых с помощью традиционных средств.

Главное отличие геометрии Лобачевского от геометрии Ев­клида — в том же пятом постулате. Именно из-за этой аксиомы многие люди ошибочно считают, что неевклидова геометрия допускает пересечение параллельных прямых. Однако это глу­бочайшее заблуждение, родившееся из-за неверной трактовки постулата и некоторых упущенных из внимания вещей.

Пятый постулат геометрии Лобачевского утверждает, что если на плоскости лежат прямая и точка, то через эту точку мож­но провести хотя бы две прямые, не пересекающиеся с первой прямой. А в геометрии Евклида через точку можно провести только одну-единственную прямую. Таким образом, неевкли­дова геометрия допускает, что на одной плоскости может на­ходиться сразу несколько прямых линий, не пересекающихся друг с другом.

А утверждение о возможности пересечения параллель­ных прямых в геометрии Лобачевского возникло из-за про­стого незнания аксиом этой геометрии. Ведь при ближайшем рассмотрении оказывается, что в неевклидовой геометрии не только не говорится о пересечении параллельных прямых, но и не говорится о параллельных прямых вообще — разговор здесь идет именно о непересекающихся прямых, находящихся на одной плоскости.

Чтобы понять это, необходимо сделать одно очень важное уточнение: геометрия Лобачевского описывает не плоское пространство, как это делает геометрия Евклида, а оперирует понятиями гиперболического пространства. В геометрии Ло­бачевского пространство не плоско, оно имеет некоторую от­рицательную кривизну. Представить это достаточно сложно, но хорошей моделью такого пространства являются геометриче­ские тела, похожие на воронку и седло. И все сказанное выше относится именно к поверхностям этих фигур.

Так что необходимо избавиться от превратных понятий о геометрии Лобачевского и понять, что она может применяться только по отношению к миру с искривленным пространством. Однако космология (наука, изучающая Вселенную) в последние годы приходит к выходу, что пространство, в котором мы живем, может обладать отрицательной кривизной, наилучшим образом описываемой именно геометрией Лобачевского.

 

Таким образом, теория относительности показала не­разрывную связь между пространством и временем (она выражена в едином понятии пространственно-временно­го интервала), а также между материальным движением, с одной стороны, и его пространственно-временными фор­мами существования — с другой. Определение простран­ственно-временных свойств в зависимости от особеннос­тей материального движения  выявило ограниченность пред­ставлений классической физики об «абсолютном» про­странстве и времени, неправомерность их обособления от движущейся материи.

Общая теория относительности (ОТО) существенно изменила представления физической науки об объективности. Масса, считавшаяся неизменной характеристикой вещества, оказалась зависящей от скорости движения тела, пространство может искривляться, а время замедляться вблизи гравитирующих масс. Классическая физика признает, что длина движущегося и покоящегося стержня одинакова. Фритьоф Капра замечает, что вопрос об истинной длине объекта не имеет смысла, как и вопрос об истинной длине вашей тени.

В связи со своим фундаментальным открытием, Эйн­штейн произнес знаменитые слова: «Прости меня, Нью­тон», — «понятия, созданные тобой и сейчас остаются ведущими в нашем физическом мышлении, хотя мы те­перь знаем, что если мы будем стремиться к более глубо­кому пониманию взаимосвязей, то мы должны будем за­менить эти понятия другими, стоящими дальше от сферы непосредственного опыта».

   В 1924 г. было сделано еще одно крупное научное открытие. Французский физик Луи де Бройль высказал гипотезу о том, что частице материи присущи и свойства волны (непрерывность) и дискретность (квантовость). Вскоре, уже в 1925—1930 гг., эта гипотеза была под­тверждена экспериментально в работах (Эрвин Рудольф Йозеф Александр) Шредингера, (Вернер Карл) Гейзенберга, (Макс) Борна и других физиков. Это означало превра­щение гипотезы де Бройля в фундаментальную физичес­кую теорию — квантовую механику. Таким образом, был открыт важнейший закон природы, согласно которому все материальные микрообъекты обладают как корпускуляр­ными, так и волновыми свойствами.

Один из создателей квантовой механики, немецкий фи­зик В. Гейзенберг сформулировал соотношение неопре­деленностей (1927). Этот принцип устанавливает невоз­можность — вследствие противоречивой, корпускулярно-волновой природы микрообъектов — одновременно точ­ного определения их координаты и импульса (количества движения). Принцип неопределенности стал одним из фундаментальных принципов квантовой механики. В философско-методологическом отношении данный принцип есть объективная характеристика статистических (а не динамических) закономерностей движения микрочастиц, связанная с их корпускулярно-волновой природой. Прин­цип неопределенностей не «отменяет» причинность (она никуда не «исчезает»), а выражает ее в специфической форме — в форме статистических закономерностей и ве­роятностных зависимостей.

Все вышеназванные научные открытия кардинально из­менили представление о мире и его законах, показали ог­раниченность классической механики. Последняя, разу­меется, не исчезла, но обрела четкую сферу применения своих принципов — для характеристики медленных дви­жений и больших масс объектов мира.

В 1928 г. английский физик Поль Дирак разработал релятивистскую теорию электрона и через три года пред­сказал существование позитрона (античастицы электрона), который буквально че­рез год был экспериментально обнаружен в космических лучах. Открытия Дирака показали, что элементарные ча­стицы оказались совсем не элементарными.

Характеризуя развитие естествознания начала XX в., В. Гейзенберг отмечал, что окончательной формулировке теории относительности и квантовой механики предше­ствовал этап неуверенности и замешательства. С одной стороны, ни у кого не было желания разрушать старую физику. Но, с другой стороны, было очевидным, что говорить о внутриатомных процессах в понятиях старой физики уже нельзя. «Физики чувствовали тогда, что все понятия, с помощью которых они до сих пор ориенти­ровались в пространстве природы, отказывались служить и могли употребляться лишь в очень неточном и расплывча­том смысле».

Иначе говоря, возникло своеобразное свободное про­странство, необходимое для выработки тех новых абстрак­тных понятий, с помощью которых впоследствии удалось упорядочить большие взаимосвязанные области физики, да и всего естествознания в целом.

Отметим, что «Каж­дая фаза естественнонаучного познания находится в тес­ном взаимодействии с философской системой своего вре­мени; естествознание доставляет факты наблюдения, а философия — методы мышления».

 

Из величай­ших достижений естествознания неклассического перио­да следуют определенные философско-методологические выводы.

 

Один из них – вывод о c ближении объекта и субъекта познания, о зависимости знания от применяемых субъектом методов и средств его получения.

Идеалом научного познания действительности в XVIII— XIX вв. было полное устранение познающего субъекта из научной картины мира, изображение мира «самого по себе», независимо от средств и способов, которые приме­нялись при получении необходимых для его описания све­дений.( Бэкон выделял четыре вида «идолов».

«Идолы рода или племени» – изъяны познания присущие всему человеческому роду. Ум склонен окрашивать вещи в субъективные тона. Например, людит склонны поддерживать то, к чему привыкли или в чем заинтересованы. Трудное отвергается т.к. нет терпения его исследовать, трезвое, потому что угнетает надежду. Или, например, люди предполагают в вещах больше порядка, чем есть на самом деле.

«Идолы пещеры» – искаженные представления о действительности связанные с особенностями характера человека, с его воспитанием и пристрастиями. Одни более склонны видеть в вещах сходство, иные –различия. Одни привержены традиции, другие новации

Идолы рода и пещеры искоренить невозможно, но возможно ослабить их влияние.

Самый тягостный вид идолов – «идолы площади или рынка». Штампы расхожего словоупотребления. При этом люди в одни и те же слова часто вкладывают различный смысл. (идолами рынка их назвали потому, что в средневековых городах схоластические словопрения происходили в местах скопления людей, часто на рынкакх и площадях).

Идолы театра воспринимаются из надуманных теорий и превратных доказательств. За описанием этих идолов явно посматривается задача – элиминировать из научного познания всё субъективное.

 Естествознание XX в. показало неотрывность субъекта, исследователя от объекта, зависимость знания от методов и средств его получения. Иначе говоря, карти­на объективного мира определяется не только свойствами самого мира, но и характеристиками субъекта познания, его концептуальными, методологическими и иными эле­ментами, его активностью (которая тем больше, чем слож­нее объект). Вернер Гейзенберг отмечал, что то, как природа отвечает на вопросы, зависит от того, как мы их задаём.

В конце XIX — начале XX в. стали исходить из того, что по­знающий субъект не отделен от предметного мира, а на­ходится внутри него. Мир раскрывает свои структуры и закономерности благодаря активной деятельности челове­ка в этом мире. Только тогда, когда объекты включены в человеческую деятельность, мы может познать их сущностные связи. В. Гейзенберг был первым, кто произнес фра­зу о том, что в общем случае разделение субъекта и объек­та его наблюдения невозможно.

 

Кот Шрёдингера

[

 

Кот Шрёдингера — объект мысленного эксперимента, предложенного Эрвином Шрёдингером, которым он хотел показать неполноту квантовой механики при переходе от субатомных систем к макроскопическим.

Суть эксперимента

В оригинальной статье Шрёдингера эксперимент описан так:

Некий кот заперт в стальной камере вместе со следующей адской машиной: внутри счётчика Гейгера находится крохотное количество радиоактивного вещества, столь небольшое, что в течение часа может распасться только один атом, но с такой же вероятностью может и не распасться; если же это случится, считывающая трубка разряжается и срабатывает реле, спускающее молот, который разбивает колбочку с синильной кислотой. Если на час предоставить всю эту систему самой себе, то можно сказать, что кот будет жив по истечении этого времени, коль скоро распада атома не произойдёт. Первый же распад атома отравил бы кота. Пси-функция (Волновая функция, применяемая для описания чистого состояния системы)системы в целом будет выражать это, смешивая в себе или размазывая живого и мёртвого кота (простите за выражение) в равных долях.

Типичным в подобных случаях является то, что неопределённость, первоначально ограниченная атомным миром, преобразуется в макроскопическую неопределённость, которая может быть устранена путём прямого наблюдения. Это мешает нам наивно принять «модель размытия» как отражающую действительность.

Согласно квантовой механике, если над ядром не производится наблюдение, то его состояние описывается суперпозицией (смешением) двух состояний — распавшегося ядра и нераспавшегося ядра, следовательно, кот, сидящий в ящике, и жив, и мёртв одновременно. Если же ящик открыть, то экспериментатор может увидеть только какое-нибудь одно конкретное состояние — «ядро распалось, кот мёртв» или «ядро не распалось, кот жив».

Вопрос стоит так: когда система перестаёт существовать как смешение двух состояний и выбирает одно конкретное? Цель эксперимента — показать, что квантовая механика неполна без некоторых правил, которые указывают, при каких условиях происходит коллапс волновой функции (разрушение), и кот либо становится мёртвым, либо остаётся живым, но перестаёт быть смешением того и другого.

Поскольку ясно, что кот обязательно должен быть либо живым, либо мёртвым (не существует состояния, промежуточного между жизнью и смертью), то это будет аналогично и для атомного ядра. Оно обязательно должно быть либо распавшимся, либо нераспавшимся.

Копенгагенская интерпретация

В копенгагенской интерпретации система перестаёт быть смешением состояний и выбирает одно из них в тот момент, когда происходит наблюдение. Пока ящик закрыт, система находится в обоих состояниях одновременно, в суперпозиции состояний «распавшееся ядро, мёртвый кот» и «нераспавшееся ядро, живой кот», а когда ящик открывают, то только тогда происходит коллапс волновой функции до одного из вариантов. Другие отмечают, что «наблюдение» происходит, когда частица из ядра попадает в детектор; однако точное правило таково: случайность появляется в том месте, где в первый раз используется классическое приближение.

Таким образом, мы можем опираться на следующий подход: в макроскопических системах мы не наблюдаем квантовых явлений (кроме явления сверхтекучести исверхпроводимости); поэтому, если мы накладываем макроскопическую волновую функцию на квантовое состояние, мы из опыта должны заключить, что суперпозиция разрушается. Отметим, что в познании квантово-механической реальности складывается ситуация образования проектов реальности: реальность как бы расщепляется на потенциальную и актуальную. Актуальная (наличная) реализована в акте наблюдения. Потенциальная нами непосредственно не воспринимается, но от этого не менее реальна (мёртвый кот не менее реален чем живой).

 

---

Дата добавления: 2020-11-29; просмотров: 711; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!