Динамические и статистические закономерности в природе реферат

Обновлено: 08.07.2024

Все физические законы делятся на две большие группы: динамические и статистические.

Динамическими называют законы, отражающие объективную закономерность в форме однозначной связи физических величин. Динамическая теория — это теория, представляющая совокупность физических законов.

Статистические законы — это такие законы, когда любое состояние представляет собой вероятностную характеристику системы. Здесь действуют статистические распределения величин. Это означает, что в статистических теориях состояние определяется не значениями физических величин, а их распределениями. Нахождение средних значений физических величин — главная задача статистических теорий. Вероятностные характеристики состояния совершенно отличны от характеристик состояния в динамических теориях. Статистические законы и теории являются более совершенной формой описания физических закономерностей, так как любой известный сегодня процесс в природе более точно описывается статистическими законами, чем динамическими. Различие между ними в одном — в способе описания состояния системы.

Смена динамических теорий статистическими не означает, что старые теории отменены и сданы в архив. Практическая их ценность в определенных границах нисколько не умаляется. При разговоре о смене теорий имеется в виду, в первую очередь, смена глубоких физических представлений более глубокими представлениями о сущности явлений, описание которых дается соответствующими теориями. Одновременно со сменой физических представлений расширяется область применения теории. Статистические теории расширяются на больший круг явлений, недоступных динамическим теориям.

В динамических теориях явления природы подчиняются однозначным (динамическим) закономерностям, а статистические теории основаны на объяснении процессов вероятностными (статистическими) закономерностями. 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 (вто-рая 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.

Антропный принцип.

В развитии антропного принципа как научного принципа можно выделить несколько этапов: дорелятивистский, релятивистский, квантовый релятивистский. Так, дорелятивистский этап охватывает рубеж 19–20 вв.

Английский эволюционист А.Уоллес сделал попытку переосмыслить коперниканское понимание места человека во Вселенной на основе альтернативных, т.е. антикоперниканских, идей. Этот подход был развит и Картером, который считает, что, вопреки Копернику, хотя положение человека во Вселенной не является центральным, оно неизбежно в некотором смысле привилегированное. В каком именно смысле человек, т.е. земной наблюдатель, занимает во Вселенной выделенное положение, разъясняют модификации антропного принципа – слабый антропный принцип и сильный антропный принцип. Согласно слабому антропному принципу, возникновение человека в расширяющейся Вселенной должно быть связано с определенной эпохой эволюции. Сильный антропный принцип считает, что человек мог появиться лишь во Вселенной с определенными свойствами, т.е. наша Вселенная выделена фактом нашего существования среди других вселенных.

На философском уровне противостоят друг другу два типа интерпретации антропного принципа. Его понимают, с одной стороны, следующим образом: объективные свойства нашей Вселенной таковы, что они на определенном этапе ее эволюции привели (или должны были привести) к возникновению познающего субъекта; если бы свойства Вселенной были иными, их просто некому было бы изучать (А.Л.Зельманов, Г.М.Идлис, И.Л.Розенталь, И.С.Шкловский). С другой стороны, при анализе смысла антропного принципа может быть поставлен обратный акцент: объективные свойства Вселенной таковы, какими мы их наблюдаем, потому что существует познающий субъект, наблюдатель (принцип соучастника исключительно к этому сводит смысл антропного принципа).

Правильные пропорции помогают зрительно быстрее воспринять объект и адекватно среагировать при необходимости. Он играет также яркую роль в брачных играх представителей животного мира — птицы выбирают партнера с более пропорциональным оперением, а люди — с более гармоничной фигурой и лицом. При исследовании у таких особей обнаруживается более стойкий иммунитет, чем у других представителей вида. Гены, которые, несмотря на неблагоприятные внешние факторы, успешно работают, значит, весь геном особи можно назвать удачным для будущего продолжения рода. Судя по всему, эта закономерность является универсальной.

Все, что приобретало какую-то форму, образовывалось, росло, стремилось занять место в пространстве и сохранить себя. Это стремление находит осуществление в основном в двух вариантах – рост вверх или расстилание по поверхности земли и закручивание по спирали.

Раковина закручена по спирали. Если ее развернуть, то получается длина, немного уступающая длине змеи. Небольшая десятисантиметровая раковина имеет спираль длиной 35 см. Спирали очень распространены в природе. Представление о золотом сечении будет неполным, если не сказать о спирали.

Рис. 5. Спираль Архимеда

Форма спирально завитой раковины привлекла внимание Архимеда. Он изучал ее и вывел уравнение спирали. Спираль, вычерченная по этому уравнению, называется его именем. Увеличение ее шага всегда равномерно. В настоящее время спираль Архимеда широко применяется в технике.

Среди придорожных трав растет ничем не примечательное растение – цикорий. Приглядимся к нему внимательно.(Рис. 6) От основного стебля образовался отросток. Тут же расположился первый листок.

Отросток делает сильный выброс в пространство, останавливается, выпускает листок, но уже короче первого, снова делает выброс в пространство, но уже меньшей силы, выпускает листок еще меньшего размера и снова выброс. Если первый выброс принять за 100 единиц, то второй равен 62 единицам, третий – 38, четвертый – 24 и т.д. Длина лепестков тоже подчинена золотой пропорции. В росте, завоевании пространства растение сохраняло определенные пропорции. Импульсы его роста постепенно уменьшались в пропорции золотого сечения.

Рис. 7. Ящерица живородящая

В ящерице (Рис. 7) с первого взгляда улавливаются приятные для нашего глаза пропорции – длина ее хвоста так относится к длине остального тела, как 62 к 38.

И в растительном, и в животном мире настойчиво пробивается формообразующая тенденция природы – симметрия относительно направления роста и движения. Здесь золотое сечение проявляется в пропорциях частей перпендикулярно к направлению роста.

Природа осуществила деление на симметричные части и золотые пропорции. В частях проявляется повторение строения целого.

Сердце бьется непрерывно – от рождения человека до его смерти. Его работа должна быть оптимальной, обусловленной законами самоорганизации биологических систем. Отклонения от оптимального режима вызывают различные заболевания. А так как золотая пропорция является одним из критериев самоорганизации в живой природе, естественно предположить, что и в работе сердца возможно проявление этого критерия.

Систолическое давление крови в аорте равно 0,382 , а диастолическое – 0,618 от среднего давления крови в аорте. Доля объема левого желудочка при ударном выбросе крови по отношению к конечнодиастолическому объему у десяти видов млекопитающих в состоянии покоя составляет 0,37-0,4 , что в среднем также отвечает золотой пропорции. Таким образом, работа сердца в отношении временных циклов, изменения давления крови и объемов желудочков оптимизировано по одному и тому же принципу – по правилу золотой пропорции.

Художники, ученые, модельеры, дизайнеры делают свои расчеты, чертежи или наброски, исходя из соотношения золотого сечения. Они используют мерки с тела человека, сотворенного также по принципу золотой сечения. Леонардо Да Винчи и Ле Корбюзье перед тем как создавать свои шедевры брали параметры человеческого тела, созданного по закону Золотой пропорции. Пропорции различных частей нашего тела составляют число, очень близкое к золотому сечению. Если эти пропорции совпадают с формулой золотого сечения, то внешность или тело человека считается идеально сложенными. Принцип расчета золотой меры на теле человека можно изобразить в виде схемы представленной ниже.

Мы наблюдаем течение всевозможных процессов в окружающем нас мире и каждый раз убеждаемся, что все изменения – отнюдь не простое проявление стихийных сил. Любое изменение, происходящее в природе или обществе, подчинено определенной закономерности. Всё многообразие видов отношений и взаимодействий в окружающей нас действительности порождает множество различных форм законов. Изучение двух особых групп законов – динамических и статистических – актуально, поскольку они играют большую роль в методологии научного исследования, особенно при изучении причинных явлений.

Содержание

Введение
Основная часть
Закон
Динамические закономерности
Статистические закономерности
Заключение

Работа состоит из 1 файл

Закон.docx

Введение
Основная часть

Закон

Динамические закономерности
Статистические закономерности

Заключение

Выявлением динамических закономерностей занимался французский механик П. Лаплас. В основе исследований и предсказаний таких ученых как Д. Адамс, У. Лаверье и И. Галле также лежат динамические закономерности.

Исследованием статистических закономерностей занимались бельгийский статистик А. Кетле, английский психолог Ф. Гальтон, политические арифметики Дж. Граунт и У. Петти, К. Маркс, Н. Винер.

Цель данной роботы: выяснить и описать суть динамических и статистических закономерностей. Задача: определить, к каким явлениям в природе и обществе применима каждая закономерность и в каких областях науки она используется.

Данная работа содержит 14 листов машинописного текста.

Закон - объективная, необходимая, всеобщая повторяющаяся и существенная связь между явлениями и событиями. Любой закон имеет ограниченную сферу своего действия. Например, распространение законов механики, вполне оправдывающих себя в пределах макромира, на уровень квантовых взаимодействий недопустимо. Процессы в микромире подчиняются другим законам. Проявление закона зависит также от конкретных условий, в которых он реализуется, изменение условий может усилить или напротив, ослабить действие закона. Действие одного закона корректируется и видоизменяется другими законами. Особенно это относится к историческим и социальным закономерностям. В обществе и истории законы проявляются в виде тенденций, т.е. действуют не в каждом конкретном случае, а в массе явлений. Но следует заметить, что законы-тенденции также носят объективный и необходимый характер.

Бытие многообразно, поэтому существует огромное количество форм и типов законов, которым подчиняются изменения. С точки зрения сферы применимости, законы подразделяются на всеобщие или универсальные (законы диалектики), общенаучные (закон сохранения энергии или закон всемирного тяготения) и частнонаучные (закон сохранения массы вещества, закон стоимости и т. д.). По своему внутреннему содержанию законы делятся на законы строения – законы, выражающие необходимые связи в системах; законы функционирования – отражают причинно-следственные связи и отношения; законы развития – раскрывают сущность происходящих явлений и изменений, способны прогнозировать будущее состояние предметов и явлений. По форме проявления законы подразделяются на динамические (обязательные) и статистические (вероятностные). Так, любой камень, брошенный вверх, обязательно вернется на землю в силу динамической необходимости, то есть однозначно действующего закона притяжения, а выпадение количества очков в брошенных игральных костях не является необходимым и обязательным, поскольку здесь действует статистическая вероятность.

Поэтому в понятие закона входит, как составная часть, понятие закономерности. Закономерность, в отличие от закона, выражает только лишь ту или иную степень вероятности проявления закона. Закон как необходимость выступает в виде закономерности, а закономерность – это закон, проявляемый в ряде случайных событий. Вероятностный характер законов обеспечивает вариативное и свободное развитие мира, общества и человека. [3]

Динамические закономерности

Динамические закономерности - объективные, необходимые, существенные связи и зависимости, характеризующие поведение относительно изолированных объектов, при исследовании которых можно абстрагироваться от многих случайных факторов. Динамическая закономерность обычно понимается как форма причинной связи, при которой данное состояние системы однозначно определяет все ее последующие состояния, в силу чего знание начальных условий дает возможность точно предсказать дальнейшее развитие системы. Динамическая закономерность действует во всех автономных, мало зависимых от внешних воздействий системах с относительно небольшим числом элементов. Предсказания на основе динамических закономерностей (в отличие от статистических) имеют точно определенный, однозначный характер. Так, например, в классической механике, если известен закон движения тела и заданы его координаты и скорость, то по ним можно точно определить положение и скорость движения тела в любой другой момент времени. [2, cтр.167]. Еще один пример: на основе закона всемирного тяготения, изложенного И. Ньютоном в 1671 г. в "Математических началах натуральной философии", и законов механики возникла небесная механика. На основе законов небесной механики были вычислены отклонения в движении Урана, вызванные возмущающим влиянием неизвестной тогда планеты. Определив величину возмущения, независимо друг от друга по законам механики положение неизвестной планеты рассчитали Д. Адамс и У. Леверье. Всего на угловом расстоянии в 1° от рассчитанного ими положения И. Галле обнаружил планету Нептун. Открытие Нептуна блестяще подтвердило справедливость законов небесной механики и наличие в природе однозначных причинных связей. Это позволило французскому механику П. Лапласу сказать: дайте мне начальные условия и я, с помощью законов механики, предскажу дальнейшее развитие событий. Это вошло в историю как лапласовый, или механистический детерминизм, который допускает однозначные причинные связи в явлениях природы. [1, стр. 320-321]

Статистические закономерности

Наряду с динамическими в науке с середины XIX в. стали все шире применяться законы другого типа – вероятностные законы. Вероятностными они называются потому, что заключения, основанные на них, не следуют логически из имеющейся информации, а потому не являются достоверными и однозначными. Информация при этом носит статистический характер, законы, выражающие эти процессы, называются также статистическими законами. Они возникают как результат взаимодействия большого числа элементов(например, большое число молекул в газе, людей в социальных коллективах и т.п.), и поэтому характеризует не столько поведение отдельного элемента, сколько систему в целом. Статистические законы, хотя и не дают однозначных и достоверных предсказаний, тем не менее, являются единственно возможными при исследовании массовых явлений случайного характера. То есть за совокупным действием различных факторов, которые практически невозможно охватить, статистические законы вскрывают нечто устойчивое, необходимое, повторяющееся . Итак, статистические закономерности - форма проявления взаимосвязи явлений, при которой данное состояние системы определяет все ее последующие состояния не однозначно, а лишь с определенной вероятностью. Это обстоятельство очень долгое время служило препятствием для того, чтобы эти законы признать в качестве полноправных. Статистические законы были найдены в физике, химии, биологии, социологии и не считались строгими законами, а рассматривались как удобное вспомогательное средство описания некоторых явлений, так как ученые в прошлом предполагали, что за ними должны стоять такие же универсальные законы, как закон всемирного тяготения Ньютона, который считался образцом детерминистического закона, поскольку он обеспечивает точные и достоверные предсказания приливов и отливов, солнечных и лунных затмений и других явлений природы. Статистические же законы признавались в качестве удобных вспомогательных средств исследования, дающих возможность представить в компактной и удобной форме всю имеющуюся информацию о каком-либо предмете исследования. Отношение к статистическим законам принципиально изменилось после открытия законов квантовой механики, предсказания которой имеют вероятностный характер. [3]

Следует сказать и о том, что статистические закономерности принципиально несводимы к динамическим закономерностям (хотя они взаимосвязаны). Это обусловлено следующими основными обстоятельствами:

1. неисчерпаемостью материи и незамкнутостью систем;

2. невозможностью реализации многих тенденций развития, заложенных в прошлых состояниях систем;

3. возникновением в процессе развития возможностей и тенденций качественно новых состояний.

При характеристике статистических методов значение имеют такие понятия, как "статистика" и "вероятность". Вообще понятие "статистика" употребляется в двух основных аспектах:

а) получение и обработка информации, характеризующей количественные закономерности жизни (технико-экономические, социальные, политические явления, культура) в неразрывной связи с их качественным содержанием - широкий смысл;

б) совокупность данных о каком-либо явлении или процессе. В естественных науках понятие "статистика" означает анализ массовых явлений, основанных на применении методов теории вероятностей - узкий смысл.

Статистика разрабатывает специальные методы исследования и обработки материала: массовые статистические наблюдения, метод группировок, метод средних величин, метод индексов, балансовый метод, метод графических изображений и др. Важно обратить внимание на то, что статистическая вероятность характеризует непосредственно не отдельное событие, а определенный класс событий.

Вероятность - понятие, которое выражает степень, "меру возможности", дает количественную характеристику осуществимости возможности при данной совокупности конкретных условий. Если вероятность равна единице, то это уже действительность, если она равна нулю - невозможность. Обычно выделяют три концепции вероятности в научном познании - классическую, статистическую и логическую (индуктивную), которая широко используется в вероятностной и индуктивной логике. Понятие "вероятность" является исходным для разработки вероятностно-статистических методов. Последние основаны на учете действия множества случайных факторов (которые характеризуются устойчивой частотой), сквозь которые "пробивается" необходимость, закономерность. Одна из основных задач теории вероятностей, как науки о массовых случайных явлениях, состоит в выяснении закономерностей, возникающих при взаимодействии большого числа случайных факторов.

Вероятностные методы опираются на теорию вероятностей, которую зачастую называют наукой о случайном, а в представлении многих ученых вероятность и случайность практически нерасторжимы. Более того, именно на базе анализа статистических данных эта теория во многом и была разработана. Как и статистика, теория вероятностей есть наука о закономерностях, характеризующих массовые явления, но не вообще массовые явления, а определенный их класс, специфика которых выражается через представления о случайности. Есть даже представление о том, что ныне случайность предстает как "самостоятельное начало мира, его строения и эволюции".

Категории необходимости и случайности отнюдь не устарели, напротив - их роль в современной науке неизмеримо возросла. Как показала история познания, мы, как считает И. Пригожин, лишь теперь начинаем по достоинству оценивать значение всего круга проблем, связанных с необходимостью и случайностью.

Некоторые ученые (Н. Винер, М. Бунге, Ю. Сачков и др.) полагают, что основное понятие теории вероятностей - "вероятностное распределение". Так, Н. Винер вполне определенно утверждает, что "статистика - это наука о распределении". Понятие "вероятностное распределение" означает, что массовое случайное явление (система из независимых сущностей) разбивается (распадается) на подсистемы, относительный "вес" которых, относительное число элементов в каждой из подсистем весьма устойчиво. Наличие данной устойчивости и соотносится с понятием вероятности. Каждый из элементов характеризуется некоторым общим свойством, значения которого хаотично изменяются при переходе от одного элемента к другому, но относительное число элементов с некоторым заданным значением весьма устойчиво.

Следует отметить, что понятие "распределение" является центральным не только для теории вероятностей, но и для статистики. Таким оно является в математической статистике как базовой науке, изучающей массивы статистических данных. Применение статистических идей и методов в реальном познании основано на признании фундаментального характера понятия "распределение". Только на основе представлений о распределениях возможны постановка задач и формулировка основных зависимостей в соответствующих научных теориях. Статистические закономерности выражают зависимости между распределениями различных величин исследуемых систем, а также характер изменения этих распределений во времени.

Сегодня среди тех, кто признает принципиальную значимость теоретико-вероятностного стиля мышления и его более значительную общность по сравнению с подходом, основывающимся на принципе жесткой детерминации, распространено убеждение, что мышление, которое не включает в свою орбиту идею случайности, является примитивным (М. Бунге). По аналогии можно сказать, что те исследования (естественнонаучные и социально-гуманитарные), которые не вовлекают в свою орбиту анализ статистических данных, следует также ныне рассматривать как достаточно примитивные.

Вероятностно-статистические методы широко применяются при изучении массовых явлений - особенно в таких научных дисциплинах как математическая статистика, статистическая физика, квантовая механика, химия, биология, кибернетика, синергетика и т.д. В практическом отношении статистический метод обобщения играет наибольшую роль как в научных исследованиях, так и при принятии решений в других областях деятельности.

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

ДИНАМИЧЕСКИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ В ПРИРОДЕ

Основное содержание проблем детерминизма и причинности — это соотношение динамических и статистических закономерностей.

Детерминизм — это учение об объективной закономерной взаимосвязи и взаимообусловленности явлений материального и духовного миров. Центральным ядром детерминизма является положение о существовании причинности.

Причинность — это генетическая связь между отдельными состояниями видов и форм материи в процессе ее движения и развития.

Понятие причинности возникло в связи с практической деятельностью людей. Для него характерно три признака:

2. Одна и та же причина всегда обуславливает одно и то же следствие (яблоко одинаково падает, так как причина — притяжение Земли).

3. Причина — это активный агент, производящий действие.

Идея детерминизма, таким образом, состоит в том, что все явления и события в мире не произвольны, а подчиняются объективным закономерностям, существующим вне и независимо от их познания.

Проявление детерминизма связано с существованием объективных физических законов и находит отражение в фундаментальных физических теориях.

Фундаментальные физические законы — это наиболее полное на сегодняшний день, но приближенное отражение объективных процессов в природе. Различные формы движения материи описываются различными фундаментальными теориями. Каждая из этих теорий описывает вполне определенные явления: механическое или тепловое движение, электромагнитные явления.

Существуют более общие законы в структуре фундаментальных физических теорий, охватывающие все формы движения материи и все процессы. Это законы симметрии, или инвариантности, и связанные с ними законы сохранения физических величин.

Законы сохранения физических величин — это утверждения, согласно которым численные значения этих величин не меняются со временем в любых процессах или классах процессов. Фактически во многих случаях законы сохранения просто вытекают из принципов симметрии.

Идея сохранения появилась сначала как чисто философская догадка о наличии неизменного (стабильного) в вечно меняющемся мире. Еще античные философы-материалисты пришли к понятию материи как неуничтожимой и несотворимой основы всего сущего. С другой стороны, наблюдение постоянных изменений в природе приводило к представлению о вечном движении материи как важном ее свойстве. С появлением математической формулировки механики на этой основе появились законы сохранения.

Законы сохранения тесно связаны со свойствами симметрии физических систем. При этом симметрия понимается как инвариантность физических законов относительно некоторой группы преобразований входящих к них величин. Наличие симметрии приводит к тому, что для данной системы существует сохраняющаяся физическая величина. Если известны свойства симметрии системы, как правило, можно найти для нее закон сохранения и наоборот.

Задачами исследования является раскрытие и рассмотрение следующих вопросов:

- охарактеризовать состояния физической системы;

- рассмотреть динамические закономерности в природе;

- раскрыть статистические закономерности в природе;

- дать сравнительную характеристику данных закономерностей.

Содержание работы

Введение 2
1 Состояния физической системы 3
2 Динамические закономерности в природе 4
3 Статистические закономерности в природе 6
4.Сравнительная характеристика динамических и статистических закономерностей природы 7
Заключение 12
Список литературы 14

Содержимое работы - 1 файл

КСЕ.doc

Современная физика изучает огромнейшее количество различных процессов в природе. Не все из них поддаются изучению и объяснению. Безусловно многое человеку еще не известно, а если известно то может быть не объяснено сейчас. Тем не менее наука идет вперед и общие (классические) концепции существования природы известны уже сейчас.

Процессы протекающие вокруг нас не всегда поддаются точному объяснению. Как раз на этом этапе перед человеком и встала проблема создания таких моделей и методов познания, которые бы смогли объяснить непознанное. Несомненно в решении этой нелегкой задачи главную роль сыграло не только физическое толкование и применение физики, а пришлось обращаться к математики, к прикладной математики и ряду других точных наук. Результат? Постепенное постижение истины

Целью контрольной работы исследовать динамические и статистические закономерности в природе

Задачами исследования является раскрытие и рассмотрение следующих вопросов:

- охарактеризовать состояния физической системы;

- рассмотреть динамические закономерности в природе;

- раскрыть статистические закономерности в природе;

- дать сравнительную характеристику данных закономерностей.

В написании работы использованы труды таких авторов как Самыгин С.И., Гусейханов М.К., Раджабов О.Р. и других, а так же материалы сети интернет.

Понятие состояния физической системы является центральным элементом физической теории. Казалось бы, в науке речь должна идти только о закономерностях в поведении различных явлений природы. Открытие этих закономерностей, установление законов природы, отражающих устойчивые, необходимые связи между различными сторонами явления, — вот истинная цель науки. Однако имеются, по крайней мере, два возражения по поводу того, как достичь этой цели. Первое из них указывает на то, что все законы природы всегда носят приближенный характер и действуют в определенных рамках, называемых границами применимости физических законов. Мы уже убедились в существовании трех ограничений в применимости законов Ньютона: во-первых, если скорость рассматриваемых тел близка к скорости света, то нужно применять релятивистскую кинематику и релятивистскую динамику специальной теории относительности. Во-вторых, в случае сильных гравитационных полей следует пользоваться теорией тяготения Эйнштейна, то есть общей теорией относительности. Проявление гравитации как искривления пространства-времени приводит к неадекватности описания поведения частицы в искривленном пространстве с помощью теории Ньютона. В-третьих, классическая ньютоновская механика не работает в микромире; аппаратом, описывающим движение микрообъектов, является квантовая теория. 1

Состояние физической системы — это конкретная определенность системы, однозначно детерминирующая ее эволюцию во времени. Для задания состояния системы необходимо: 1) определить совокупность физических величин, описывающих данное явление и характеризующих состояние системы, — параметры состояния системы; 2) выделить начальные условия рассматриваемой системы (зафиксировать значения параметров состояния в начальный момент времени); 3) применить законы движения, описывающие эволюцию системы.

Разделим физические теории на динамические и статистические и, используя понятия состояния, попытаемся провести сравнение между ними и выяснить, в каком отношении друг к другу находятся динамические и статистические закономерности в природе.

Детерминизм в современной науке определяется как учение о всеобщей, закономерной связи явлений и процесс окружающего мира. Наличие таких связей является доказательством материального единства мира и существования мире общих закономерностей. Очень часто детерминизм отождествляется с причинностью, но такой взгляд нельзя считать правильным хотя бы потому, что причинность выступает как одна из форм проявления детерминизма. 2

Понятие причинности возникло в связи с практической деятельностью людей. Для него характерно три признака:

3. Причина — это активный агент, производящий действие.

Проявление детерминизма связано с существованием объективных физических законов и находит отражение в фундаментальных физических теориях. 3

Наряду с ними в науке с середины XIX в. стали все шире применяться законы другого типа. Их предсказания не являются однозначными, а только вероятностными. Вероятностными они называются потому, что заключения, основанные на них, не следуют логически из имеющейся информации, а потому не являются достоверными и однозначными. Информация при этом носит статистический характер, законы, выражающие эти процессы, называются статистическими законами, и этот термин получил в науке большое распространение.

В классической науке статистические законы не признавали подлинными законами, так как ученые в прошлом предполагали, что за ними должны стоять такие же универсальные законы, как закон всемирного тяготения Ньютона, который считался образцом детерминистического закона, поскольку он обеспечивает точные и достоверные предсказания приливов и отливов, солнечных и лунных затмений и других явлений природы. Статистические же законы признавались в качестве удобных вспомогательных средств исследования, дающих возможность представить в компактной и удобной форме всю имеющуюся информацию о каком-либо предмете исследования. Подлинными законами считались именно детерминистические законы, обеспечивающие точные и достоверные предсказания. Эта терминология сохранилась до настоящего времени, когда статистические, или вероятностные, законы квалифицируются как индетерминистические, с чем вряд ли можно согласиться.

Отношение к статистическим законам принципиально изменилось после открытия законов квантовой механики, предсказания которых имеют существенно вероятностный характер.

Одной из наиболее актуальных проблем современного естествознания является вопрос о природе причинности и причинных отношениях в мире. В решении этой проблемы возникли два направления – детерминизм и индетерминизм – занимающие противоположные позиции. 5 Сущностью детерминизма является идея о том, что всё существующее в мире возникает и уничтожается закономерно, в результате действия определённых причин. Напротив, индетерминизм – учение, отрицающее объективную причинную обусловленность явлений природы, общества и человеческой психики. В современной физике идея детерминизма выражается в признании существования объективных физических закономерностей, которые подразделяются на динамические и статистические. Динамическими называются закономерности, выражающие однозначные связи физических объектов и описывающие их абсолютно точно посредством определённых физических величин. Например, по заданным значениям координат и импульсов всех частиц системы в начальный момент времени второй закон Ньютона позволяет однозначно определить координаты и импульсы в любой последующий момент времени. В отличие от динамических законов, заключения, основанные на статистических закономерностях, не являются достоверными и однозначными. Представления о таких закономерностях впервые ввёл Максвелл в 1859 г. Он первым понял, что при рассмотрении систем, состоящих из огромного числа частиц, нужно ставить задачу совсем иначе, чем это делалось в механике Ньютона. Для этого Максвелл ввёл в физику понятие вероятности и указал на то, что нужно отказаться, например, от неразрешимой задачи определения точного значения импульса молекулы в данный момент, а попытаться найти вероятность этого значения

Исторически детерминизм выступает в двух следующих формах

1) лапласовый, или механистический, детерминизм, в ос-нове которого лежат универсальные законы классической физики;

2) вероятностный детерминизм, опирающийся на статистические законы и законы квантовой физики. 6

В современной концепции детерминизма органически сочетаются необходимость и случайность. Признание самостоятельности статистических, или вероятностных, законов, отображающих существование случайных событий в мире, дополняет прежнюю картину строго детерминистического мира. В результате в новой современной картине мира необходимость и случайность выступают как взаимосвязанные и дополняющие друг друга аспекты объяснения окружающего мира.

Рассматривая проблему соотношения между динамическими и статистическими закономерностями, современная наука исходит из концепции примата статистических закономерностей. 7 Не только динамические, но и статистические законы выражают объективные причинно-следственные связи. Более того, именно статистические закономерности явля-ются фундаментальными, более глубокими по сравнению с динамическими закономерностями, они ярче выражают указанные связи.

Современную концепцию детерминизма можно сформулировать следующим образом: динамические законы представляют собой первый, низший этап в процессе познания окружающего мира; статистические же законы более совершенно отображают объективные связи в природе: они являются следующим, более высоким этапом познания.

Читайте также: