Реферат - наука як процес пізнання
Характерні риси науки
Методи наукового пізнання
Динамічні і статистичні закономірності в природі
Детермінізм в сучасній науці визначається як вчення про загальну, закономірного зв'язку явищ і процес навколишнього світу. Наявність таких зв'язків є доказом матеріальної єдності світу і існування світі загальних закономірностей. Дуже часто детермінізм ототожнюється з причинністю, але такий погляд не можна вважати правильним хоча б тому, що причинність виступає як одна з форм прояву детермінізму.
Закони, з якими має справу класична механіка, мають універсальний характер, т. Е. Вони відносяться до без виключення досліджуваних об'єктів природи. Відмітна особливість такого роду законів полягає в тому, що передбачення, отримані на їх основі, мають достовірний і однозначний характер. Найбільш яскраво вони проявилися після того, як на основі закону всесвітнього тяжіння, викладеного І. Ньютоном в 1671 р в "Математичних засадах натуральної філософії", і законів механіки виникла небесна механіка. На основі законів небесної механіки були обчислені відхилення в русі Урана, викликані возмущающим впливом невідомої тоді планети. Визначивши величину обурення, незалежно один від одного за законами механіки положення невідомої планети розрахували Д. Адамс і У. Левер'є. Всього на кутовій відстані в 1 ° від розрахованого ними положення І. Галле виявив планету Нептун. Відкриття Нептуна блискуче підтвердило справедливість законів небесної механіки і наявність в природі однозначних причинних зв'язків 13. Це дозволило французькому механіку П. Лапласа сказати: дайте мені початкові умови і я, за допомогою законів механіки, передбачу подальший розвиток подій. Це увійшло в історію як лапласовий, або механістичний детермінізм, який допускає однозначні причинні зв'язку в явищах природи.
Поряд з ними в науці з середини XIX ст. стали все ширше застосовуватися закони іншого типу. Їх прогнози не є однозначними, а тільки імовірнісними. Ймовірносними вони називаються тому, що висновки, засновані на них, не дотримуються логічно з наявної інформації, а тому не є достовірними й однозначними. Інформація при цьому носить статистичний характер, закони, які виражають ці процеси, називаються статистичними законами, і цей термін отримав в науці велике поширення.
У класичній науці статистичні закони не визнавали справжніми законами, так як вчені в минулому припускали, що за ними повинні стояти такі ж універсальні закони, як закон всесвітнього тяжіння Ньютона, який вважався зразком детерминистического закону, оскільки він забезпечує точні і достовірні прогнози припливів і відливів, сонячних і місячних затемнень і інших явищ природи. Статистичні ж закони визнавалися як зручних допоміжних засобів дослідження, що дають можливість представити в компактній і зручній формі всю наявну інформацію про який-небудь предмет дослідження. Справжніми законами вважалися саме детерминистические закони, що забезпечують точні і достовірні прогнози. Ця термінологія збереглася до теперішнього часу, коли статистичні, або імовірнісні, закони кваліфікуються як індетерміністіческіе, з чим навряд чи можна погодитися.
Ставлення до статистичним законам принципово змінилося після відкриття законів квантової механіки, прогнози яких мають істотно імовірнісний характер.
Таким чином, історично детермінізм виступає в двох наступних формах 14:
1) лапласовий, або механістичний, детермінізм, в основі якого лежать універсальні закони класичної фізики;
2) імовірнісний детермінізм, що спирається на статистичні закони і закони квантової фізики.
У динамічних теоріях явища природи підкоряються однозначним (динамічним) закономірностям, а статистичні теорії засновані на поясненні процесів ймовірносними (статистичними) закономірностями. До динамічних теорій відносяться класична механіка (створена в XVII-XVIII ст.), Механіка суцільних середовищ, т. Е. Гідродинаміка (XVIII ст.), Теорія пружності (початок XIX ст.), Класична термодинаміка (XIX ст.), Електродинаміка ( XIX ст.), спеціальна і загальна теорія відносності (початок ХХ ст). До статистичних теорій відносяться статистична механіка (друга половина XIX ст.), Мікроскопічна електродинаміка (початок ХХ ст.), Квантова механіка (перша третина ХХ ст.) Таким чином, XIX століття виходить століттям динамічних теорій; ХХ століття - століттям статистичних теорій. Значить, динамічні теорії відповідали першого етапу в процесі пізнання природи людиною, тоді як на наступному етапі головну роль стали грати статистичні теорії.
У сучасній концепції детермінізму органічно поєднуються необхідність і випадковість. Визнання самостійності статистичних, або імовірнісних, законів, що відображають існування випадкових подій в світі, доповнює колишню картину строго детерминистического світу. В результаті в новій сучасній картині світу необхідність і випадковість виступають як взаємопов'язані і доповнюють один одного аспекти пояснення навколишнього світу.
Розглядаючи проблему співвідношення між динамічними і статистичними закономірностями, сучасна наука виходить з концепції примату статистичних закономірностей 15. Не тільки динамічні, а й статистичні закони виражають об'єктивні причинно-наслідкові зв'язки. Більш того, саме статистичні закономірності є фундаментальними, більш глибокими порівняно з динамічними закономірностями, вони яскравіше виражають зазначені зв'язку.
Сучасну концепцію детермінізму можна сформулювати наступним чином: динамічні закони являють собою перший, нижчий етап в процесі пізнання навколишнього світу; статистичні же закони досконаліше відображають об'єктивні зв'язки в природі: вони є наступним, більш високим етапом пізнання.
Як приклад динамічних законів можна назвати закон Ома, що виражає залежність опору від його складу, площі поперечного перерізу і довжини. Цей закон охоплює безліч різних провідників і діє в кожному окремому провіднику, що входить в цю множину. Статистичний характер має, наприклад, взаємозв'язок змін тиску газу і його обсягу при постійній температурі, виявлена Бойл і Маріоттом. Ця закономірність має місце лише в масі хаотично переміщаються молекул, складових той чи інший обсяг газу.
Статистичними є закони квантової механіки, що стосуються руху мікрочастинок; вони не в змозі визначити рух кожної окремої частки, але визначають рух групи, того чи іншого безлічі.
На відміну від динамічних законів, статистичні закони не дозволяють точно передбачити настання або ненастання того чи іншого конкретного явища, напрям і характер зміни тих чи інших його характеристик. На основі статистичних закономірностей можна визначити лише ступінь ймовірності виникнення або зміни відповідного явища. Динамічні теорії не протистоять статистичними, а включаються в рамки останніх як граничний випадок. Це добре видно на прикладі класичної механіки; яку можна розглядати як граничний випадок квантової механіки 16.
Таким чином, відповідно до сучасної наукової концепції, можна говорити про загальності, універсальності імовірнісного підходу. Це означає, зокрема, що поділ фундаментальних теорій на динамічні та статистичні є, строго кажучи, умовним. Фактично всі фундаментальні теорії повинні розглядатися як статистичні. Наприклад, класичну механіку з повною підставою слід вважати статистичною теорією, так як лежить в її основі принцип найменшої дії має імовірнісну природу, тому що, відповідно до принципу мінімуму енергії, стан з найменшою енергією виявляється найбільш імовірним.
Методологічні питання сучасної фізики органічно пов'язані з питаннями матеріалістичної діалектики. Розвиток сучасної фізики засноване на діалектиці необхідного і випадкового, збереження і зміни, одиничного і загального і т. Д. Сучасна фізика прийшла до висновку про фундаментальності імовірнісних закономірностей. Наука розглядає два основних типи причинно-наслідкових зв'язків і відповідно два типи закономірностей - динамічні і статистичні. Вивчення історії виникнення фундаментальних фізичних теорій дозволяє зробити висновок, що динамічні теорії відповідали першого етапу в процесі пізнання природи людиною, тоді як на наступному етапі головну роль стали грати статистичні теорії. Найбільш яскраво поєднання цих концепцій детермінізму в пізнанні природних явищ проявилося при вивченні термодинамічних процесів і явищ 17.