Рефераты по философии физики

Обновлено: 02.07.2024

Карл фон Вайцзеккер указал на одну из трудностей, с которой столкнулся, приступая к изучению физики. Физики говорят о пространстве и времени, об энергии, о реальности, но трудно понять, что эти понятия означают. Можно было предположить, что физики хорошо понимают смысл понятий, т.к. используют их для решения своих задач, но во многих случаях знания физиков о способах применения этих понятий были заимствованы ими у своих учителей.

Большинство физических понятий пришло в эту науку из философии, и прежде всего античной философии. Особенностью античной философии является то, что греческие философы создавали свои понятия для объяснения того, что видели сами, а не получили эти понятия в наследство от кого-то.

Вывод Вайцзеккера состоял в том, что для понимания смысла понятий надо изучать их историю и истоки. Исследование смысла того, что мы познаем, составляет уже философский шаг, который делает каждый специалист, желающий выявить основания своей науки.

Одна из установок научного познания – объективизм. Физики согласны между собой в том, что изучают существующие, объективные вещи и явления. Есть технический, операциональный смысл объективности. Объективно то, что работает, чье функционирование мы можем воспроизвести и продемонстрировать. Верное постижение здесь проявляется в том, что приборы и машины действительно работают. В этом смысле все люди – объективисты. Но, с другой стороны, это – слишком узкая, прагматическая точка зрения.

Человеческий, обыденный мир меркнет перед необъятной объективностью мира физического.

В данном утверждении выражены чувства, присущие всем исследователям-физикам. Проблемы в науке решаются через осознание красоты законов природы, которые, к тому же, должны быть открыты, а не придуманы.Такое чувство гармонии в науке требует вывода: красивое решение есть истинное решение.

Здесь возникают философские вопросы, которые занимали умы всех великих физиков:

- как наше сознание связано с объективностью физического мира?

-Как можно говорить об объективности мира, принадлежа этому миру?

- В чем заключается чувство красоты, которое сильно проявляется в сознании физиков?

-Эта красота объективна или субъективна?

Существует трудность в определении самого понятия объективности, если ограничивать его миром вещей, подчиняющихся законам классической механики. Трудно понять единство природы, если его обосновывать на языке классической физики. Классическая физика говорит о телах, существующих в пространстве и времени, но это затрудняет понимание жизни и мышления.

Противоположный подход в понимании такого единства представлен в идее, что все в природе той же сущности, той же структуры, что и наше сознание (классический немецкий идеализм). Познавая, проясняя свое сознание, мы познаем и физический мир.

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Философия в некоторой степени состоит в прояснении наших собственных мотиваций, в осознании того, о чем мы пытаемся говорить, почему мы говорим именно так. Философия не только содействует самопониманию, но и расширяет возможности нашего языка, включая язык науки.

Вайцзеккер вспоминал свое первое впечатление, когда ему было 14 лет, и сам Гейзенберг рассказал ему о принципе неопределенности. Вайцзеккер осознал вдруг, что появилась надежда соединить объективный мир и мир человека, что существует какая-то связь между этими мирами. Гейзенберг тогда сказал, что разрыв между субъектом и объектом в квантовой теории более невозможен. Если утверждение Гейзенберга истинно, то мы должны были бы использовать понятия одинаково применимые к субъекту и объекту и позволяющие высветить явное различие между материей и мышлением. Это привело к попыткам создать философию, которая объединила бы субъект и объект в одну концептуальную структуру. Первую такую попытку в ХХ веке предпринял выдающийся физик Эрнст Мах.

Мах честно считал, что наука сама себе философия. Такая точка зрения называется позитивизмом, т. к. иногда по традиции естественные науки называют позитивными. Ведь они обеспечивают прирост нашего знания о мире.

Положительный источник ощущений может быть назван вещью, а отрицательный источник – субъектом. Тогда ощущения сходятся в единую точку, но остается неясным, что это за точка, кто что является источником ощущений. Сам Мах прекрасно понимал, что решает философскую задачу. Он предлагал способ преодоления картезианского дуализма, правда, никто не смог осуществить его до конца.

Одно из возражений Маху состояло в том, что мы всегда говорим о вещах, о которых можем получить знание. Мы говорим не только о фактических, реально существующих ощущениях, но и о связи между возможными ощущениями. Закон на языке философии Маха – всегда связь между возможными, а не только действительными ощущениями. Это позволяет, например, предсказывать ощущения. Предсказание всегда повествует о возможном. Здесь возникает вопрос: как возможны законы возможного?

Философия, которая видит источник нашего знания в опыте, а не в разуме, получила название эмпиризма. Вопрос о законах возможного – основная трудность эмпиризма. Эта трудность была осознана в XVIII веке Д. Юмом.

Таким образом, Юм обратил внимание на ненадежность индуктивного вывода. Единственный контрпример опровергает индуктивный вывод.

Нет логического пути выведения знания о будущем из знания о прошлом.

Эта трудность была вновь отмечена в философии науки ХХ века. Выдающийся философ и логик Карл Поппер (1902 - 1994) указал, что закон природы, с логической точки зрения, есть универсальное утверждение. Любое универсальное утверждение нельзя проверить перечислением всех случаев его выполнения, т. к. число этих случаев бесконечно. Значит, никакая гипотеза не может быть окончательно подтверждена. Ее можно лишь окончательно опровергнуть. Действительная проблема состоит в том, что физическую теорию можно изложить на нескольких страницах, а сфера ее действия применима к миллионам случаев.

Речь идет не о том, что теоретическое познание не имеет никакого отношения к опыту. Нужно корректно определить само понятие опыта. Опыт сам по себе – это отнюдь не тривиальная вещь. Необходимо выполнить ряд условий, чтобы опыт был возможен.

Впервые эта проблема была отчетливо поставлена И. Кантом. Кант, как известно, указал на два возможных источника нашего познания. Один источник – формы созерцания, другой - формы мысли или категории. Формами созерцания в философии Канта являются пространство и время. Кант считал пространство и время чем-то данным изначально, формами, в которых мы понимаем все, что узнаем из опыта. При этом Кант вполне допускал логическую возможность геометрии, отличающейся от геометрии Евклида.

Другая идея Канта состояла в том, что для всякого опыта необходим закон причинности. Кант стремился объяснить путь, которым можно переходить от самых общих принципов к реальным законам природы. По мнению Канта, некоторые общие принципы могут быть приняты a priori. Кант даже пытался вывести из них классическую механику, что было интересной попыткой, хотя и не убедительной. Кант отмечал, что частные законы, конечно, могут обосновываться опытным путем. Однако в дальнейшем развитии науки выяснилось, что частные законы в принципе выводимы из фундаментальных. Частные законы можно обнаружить в опыте, но их нельзя полностью обосновать опытом. Из опыта можно заключить, что нечто является фактом. Но, как показал Юм, нет способа доказательства, что частный закон, который наблюдали в прошлом, сохранится и в будущем.

Необходимо отказаться от всех попыток объяснения, почему физика возможна. Нужно принять физику так, как она есть. С другой стороны, можно попытаться понять небольшую совокупность фундаментальных законов, которые уже открыты или, как можно надеяться, будут открыты, как априорные (исходные) условия, без которых научный опыт не возможен.

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

Философия физики

Философский фундамент физики

Физика как наука появилась лишь благодаря тому, что ее создатели, Галилей, Ньютон, Гук, Гюйгенс, Эйлер, Лаплас, Фарадей, Максвелл и многие другие исследователи, придерживались некоторых изначальных философских принципов и правил делания науки. Принципы и правила, в свою очередь, опирались на строгие логические законы и на веру в познаваемость и механистичность (когда любые явления природы могут быть объяснены движением материи).

Теперь, переболев на протяжении трех столетий всеми болезнями философской мысли, мы видим, что этот путь развития оказался единственно верным.

Что же мы должны отнести к философским принципам, на которых строится физика? Во-первых, это независимость существования природы от нашего сознания; материя самодостаточна и ее законы движения не зависят ни от бога, ни от наблюдателя. Во-вторых, исследования природы должны быть основаны:

на живом созерцании, наблюдениях;

на точных, бесспорных фактах;

на вере в познаваемость природы;

на вере в то, что кроме движущейся материи в пространстве и во времени ничего нет; все законы природы, все явления природы, все факты связаны с движением материи, причинны, и эти причины следует и можно находить.

Базируясь на такой (материалистической) философии, каждый из известных исследователей (кроме релятивистов, которые отступили от этих принципов) составлял или дополнял правила делания науки. И одними из первых, если не считать древнегреческих ученых и средневековья, были Кант, Гюйгенс и Ньютон.

Так, у Ньютона [1] читаем:

Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений.

Одинаковым явлениям предшествуют одинаковые причины.

Гипотез я не измышляю.

Наиболее важные высказывания по этому поводу приведены в работах [2], [3].

Именно на живом созерцании природы, а не измышлением гипотез Ньютоном были обоснованы постулаты об инвариантах пространства, времени и массы.

Пространство

Пространство, таким образом, не может быть наделено никакими свойствами, кроме его трехмерной протяженности. Ему не может быть приписан характер абсолютного

Физика занимает особое место в научной картине мира. Развитие естествознания долгое время определялось содержанием физической картины мира. Идеи господствующей физической картины мира выступали в качестве общенаучной парадигмы и определяли характер научной картины мира в целом. В рамках физики сформировалось большинство методов научного познания. То обстоятельство, что физика по сравнению с другими естественными науками (например, химией или биологией) занимается относительно более общими явлениями окружающего материального мира, в известной степени определяет ее более непосредственную, нежели у других естественных наук, связь с философией.

Содержание

Прикрепленные файлы: 1 файл

Доклад 1.docx

ст.гр. ЭДМ-12-01 Краснова В.Г.

к.ф.н. Багдасаров Д.Р.

Москва 2013 г.
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Физики при разработке современных теорий критически переосмысливают накопленные в прошлом знания. Новое знание как бы отрицает предшествовавшие, но отрицает диалектически, сохраняя момент абсолютной истины. Философские идеи играют чрезвычайно важную роль в процессе становления физических теорий.

Открыв новые виды материи и новые формы движения, сломав старые физические понятия и заменив их новыми, физика по-новому поставила старые философские вопросы. Важнейшие из них - это вопросы о материи, об элементарности, о движении, об объективности, о причинности, о пространстве и времени, о единстве мира и самоорганизации.

Представления о структуре материи

Под структурой материи могут пониматься, во-первых, уровни структурной организации материи и, во-вторых, взаимосвязь различных видов или форм материи. Философия во взаимодействии с физикой пришла к выводу о принципиальной неисчерпаемости материи. Материя неисчерпаема в своей структуре как количественно, так и качественно. Структура материи проявляется в виде бесконечного многообразия различных систем. Но из этого многообразия современная наука может теоретически и эмпирически установить существование конечного числа видов и уровней материи.

Различение вещества и поля как видов материи появилось в физике во второй половине XIX века. В тоже время, противопоставление вещества и поля имеет ограниченный характер. Диалектический материализм утверждает принцип материального единства мира, принцип всеобщих взаимосвязей, взаимопроникновения и взаимопревращения материальных объектов. Эти принципы подтверждаются современной физикой. Между веществом и полем нет непреодолимых барьеров. В ответе необходимо раскрыть научные представления о корпускулярно-волновом дуализме материи.

В стандартной модели физики элементарных частиц возникают определённые трудности: она не объясняет, почему частиц именно столько и почему они обладают именно такими свойствами? Преодолеть эти трудности физика пытается в рамках других теорий, в том числе, в рамках теории суперструн.

Особое место в структуре материи занимает такой объект как физический вакуум. Представление о вакууме как о пустоте было свойственно классической механике и метафизической философии XVII -XVIII веков. В XIX веке диалектический материализм изгнал понятие пустоты, т.к. пространст-во – это форма материи, а форма не может быть без содержания. В XX веке развитие квантовой механики привело к новой трактовке вакуума. Реальный, физический вакуум - это не пустота, а особое состояние материи, которое имеет сложную скрытую структуру, и обнаруживает свои свойства во взаимодействии с частицами. Открытие материальности физического атома - новая иллюстрация неисчерпаемости материи.

Таким образом, развитие физики подтверждает диалектико-материалистическое представление о материи как объективной реальности, единой, но бесконечно многообразной и неисчерпаемой.

Элементарность частиц

Возможность открывать в экспериментах всё новые частицы в настоящее время представляется неисчерпаемой. Открываются новые, всё более удивительные свойства микрообъектов, открывается сложная структура частиц, считавшихся элементарными.

Движение: абсолютность и относительность

После открытия атома стало очевидно, что материя бесконечна и неисчерпаема. Но существование любого материального объекта возможно только благодаря действию образующих ее элементов и взаимодействию этого объекта с внешним окружением.

Взаимодействие приводит к изменению свойств, отношений, состояний объекта. Изменение в философии обозначается понятием движения. Т.о., движение внутренне присуще материи, ибо движение есть форма бытия материи. Достижения физики XIX-XX вв. значительно повлияли на представления о смысле движения.

Квантовая теория, появившаяся в связи с парадоксами объяснения наблюдаемого распределения энергии в спектре излучения абсолютно черного тела (Планк,1900) явлениями фотоэффекта (Эйнштейн,1905) и противоречиями планетарной модели мира (Бор,1913) стала общей теорией взаимодействия и движения микрообъектов. В связи с этим физика движения в специальной теории относительности (Эйнштейн,1905) сделала ненужными представления об эфире как абсолютной системе отсчета. Это дало возможность и в физике взаимодействий отказаться от эфира и приписать полю самостоятельное существование.

Различные виды движения материи способны превращаться в друг друга. Такие превращения могут происходить или в пределах одной физической системы (например, когда механическое движение превращается в тепловое), или движение в одной системе может возбудить движение в других. Однако, при всех превращениях, движение не уничтожается и не возникает, т.е. абсолютно. Доказательством этого положения выступило открытие в физике закона сохранения энергии. Но одновременно со своей абсолютностью, движение относительно, т.к. физические системы движутся относительно других физических систем. Доказательством этого положения выступает открытие принципа относительности Галилеем в 1636 г. Несмотря на то, что принцип относительности был открыт в XVII в., он не применялся в классической физике только потому, что все существенные результаты в ней были получены раньше, чем было понято его значение. Но этот принцип оказался незаменимым в релятивистской физике, хотя играет одинаковую роль и в классической, и в релятивистской теории.

Проблема объективности в современной физике

В XX веке развитие квантовой механики породило дискуссию о проблеме объективности в современной физике. Традиционное представление об объективности научного знания было поставлено под сомнение. Диалектико-материалистическая теория познания предполагает принцип объективности истины: любая истина объективна по содержанию, но субъективна по форме. Объективность истины состоит в том, что ее содержание соответствует отражаемым объектам и не зависит от субъекта, от его воли и сознания. Субъективность формы истины означает, что истина всегда содержится в сознании субъекта, а поэтому может быть по-разному оформлена, выражена в сознании разных людей. Главное в характеристике истины - это ее объективность.

Проблема причинности

Еще одним вопросом, разделяющим материалистическое и идеалистическое видение мира, является вопрос о причинности и обусловленности явлений природы, об объективном существовании этой причинности или, наоборот, о порождении причинно-следственных связей мозгом человека.

"Копенгагенская интерпритация" именно потому, что она не признает объективной реальности, существующей независимо от наблюдения, приходит к заключению, что причинность - "неплодотворная и бессмысленная спекуляция", устарелое понятие, на смену которому пришло, мол, понятие дополнительности, что квантовая механика индетерминистична и т. д.

На самом деле квантовая механика чужда индетерминистическим концепциям. Всем своим научным содержанием она подтверждает научный материализм нашей эпохи.

Вместе с тем научный материализм указал квантовой механике выход из тупика индетерминизма на безграничные просторы познания закономерностей микроявлений.

Детерминизм, т.е. признание того, что все явления природы, необходимо закономерно, причинно связаны друг с другом, лежит в основе науки. Существующая в мире случайность представляет собой форму проявления необходимости и может быть правильно понята только в связи с необходимостью и на ее основе. Одну из форм всеобщей взаимозависимости явлений материального мира составляет причинность. История науки, в том числе физики и механики, как и вся общественная практика человека, приводит к выводу, что наши знание закономерных, необходимых, причинных связей явлений природы становится с развитием науки и практики все более глубоким и полным, преодолевая относительную ограниченность, свойственную науке на отдельных ее ступенях.

Квантовая механика дает великолепный материал для подтверждения этих положений. Открытие Гейзенбергом соотношения неопределенностей и Шредингером волнового уравнения, имеющего в квантовой механике такое же значение, как законы Ньютона в классической механике, открытие своеобразных статистических законов атомных явлений, о которых старая физика и не догадывалась, знаменовали собой прогресс в познании объективных закономерностей природы, дальнейшее углубление нашего знания объективных причинных связей. Объективные закономерные, причинные связи явлений не сводятся к тем причинным связям, которые выразила в своих уравнениях классическая механика; они бесконечно многообразнее и "удивительнее", чем это допускал механический материализм.

Представления о пространстве и времени

Содержание работы

Содержимое работы - 1 файл

ксе1.doc

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Тема “ Философские основания физики”

Студент: Иванов Иван

Научный руководитель профессор Федоров Е.В.

Введение………..…………………………………………… …………….4
Философский фундамент физики………………………………………….5
Пространство……………………….……………….. ………………………7
Время……………….……………………………………………… ……. 7
Материя…………………………………………………………… ……….8
Поле…………………………………………………………………… ……9
Взаимодействие……………………………. …… …………………….…10
Взаимодействие инерции…………………………………………………11
Абсолютные и относительные движения…………………………………..16
Институт наблюдателей……………………………………………… …. 19
Релятивистские преобразования………………………………………… …….22
Заключение…………………………………………………… …………..…….26

Первый аспект. Конкретность научной истины означает, что любая гипотеза или научная теория, любое определение научных терминов (частно-научных категорий) всегда имеют пределы своей применимости. Когда мы используем их вне этих пределов, мы рискуем получить ошибочный результат или ложную интерпретацию явлений. Развитие фундаментальных теорий преследует цель постоянно расширять эти границы, совершенствуя фундаментальные теории.

Второй аспект. Он непосредственно связан с первым аспектом. Развитие научного знания в форме теорий всегда предполагает уточнение и увеличение объема наших знаний. Новая теоретическая или экспериментальная информация, во-первых, отвергает какие-либо ошибочные представления существующих теорий. Благодаря этому сужаются границы применимости уже существующих теорий. Во вторых, новая информация позволяет дополнить позитивную часть прежних представлений новыми гипотезами и теориями. Они, в свою очередь, дают возможность расширить пределы достоверного знания. Постоянное развитие фундаментальной науки уточняет или отвергает существующие представления. В этом смысле научная истина есть процесс познания, который никогда не прекращается. Но он фиксирован для каждого периода развития науки.

Отсюда следует, что любое теоретическое представление, которое имеет абсолютную применимость (т.е. имеет безграничные пределы применимости) или же абсолютно неизменно по своему содержанию во времени, есть догма (абсолютная истина).

II.Философский фундамент физики

Физика как наука появилась лишь благодаря тому, что ее создатели, Галилей, Ньютон, Гук, Гюйгенс, Эйлер, Лаплас, Фарадей, Максвелл и многие другие исследователи, придерживались некоторых изначальных философс ких принципов и правил делания науки. Принципы и правила, в свою очередь, опирались на строгие логические законы и на веру в познаваемость и механистичность (когда любые явления природы могут быть объяснены движением материи).

на живом созерцании, наблюдениях;

на точных, бесспорных фактах;

на вере в познаваемость природы;

Так, у Ньютона читаем:

Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений.

Одинаковым явлениям предшествуют одинаковые причины.

Гипотез я не измышляю.

Наиболее важные высказывания по этому поводу приведены в работах.

. Вопрос о времени, пространстве и массе является гносеологическим, основополагающим и, следовательно, философским фундаментом физики.

Пространство, таким образом, не может быть наделено никакими свойствами, кроме его трехмерной протяженности. Ему не может быть приписан характер абсолютного или относительного, одинакового и неподвижного и т.д. Его нельзя считать не бесконечным, по крайней мере, до тех пор, пока не будет найдено какого-либо факта, наблюдения или бесспорного доказательства противоречащего этому. Таких фактов, наблюдений и доказательств нет. Пространство – объективная реальность, данная нам в ощущениях.

Время – вторая основополагающая сущность. Оно, так же как и пространство, выявляет себя через движение материи. Время само по себе и по своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью. Оно никоим образом не может влиять на состояние или законы движения материи. Оно лишь бесстрастно и равномерно измеряет длительность течения процессов и явлений. С другой стороны, не может быть процесса, явления или состояния материи, влияющего на равномерность течения времени. Ему не могут быть отнесены никакие другие свойства, кроме длительности и равномерности. Время – объективная реальность, данная нам в ощущениях.

Материя – вещество или тело, имеющее пространственную протяженность (объем), непроницаемость, вязкость, упругость, твердость, форму и цвет.

Количество материи – масса, определяется сопротивлением ускорению. В общем случае:

и на поверхности Земли – через вес и ускорение свободного падения:

Материя – объективная реальность, данная нам в ощущениях.

В результате накопления и расширения познаний о материи, астрономических и микроскопических наблюдений, с помощью методов изучения: аналогии, индукции и дедукции, а также логического анализа, можно утверждать, что материя делима вглубь – в микрокосмос и суммируется вширь – в макрокосмос. В настоящее время ни конечность, ни бесконечность градации материи вширь и вглубь не может быть доказана.

В свою очередь, существование взаимодействия между частицами эфира указывает на то, что существует и более тонкая материя, назовем ее эфир-2, долженствующая быть переносчиком этого взаимодействия. А сами частицы эфира-1 должны иметь сложное строение, структуру.

Суммирование материи вширь, в макрокосмос, наблюдается нами лишь до строения прилегающей к нам Вселенной. Можно считать отдельными телами Солнечную и другие планетные системы, созвездия, галактики и компактные системы галактик. Ячеистая структура Вселенной показывает, что все видимые галактики объединены в некую кристаллическую структуру, которая может оказаться супертелом (супербулыжником, суперпланетой и т.д.), из которых состоит Супервселенная. И так далее.

Поле – силовая или другая (барометрическая, скоростная, температурная и т.д.) пространственная характеристика, выраженная либо законом, либо набором числовых данных.

Энергия – характеристика, свойство материи. Материя не может превращаться в свое свойство. Наблюдаемый выброс энергии при ядерном распаде и при аннигиляции элементарных частиц – не более чем освобождение энергии составляющих частей ядер и частиц, имевших внутри этих образований бóльшую энергию, чем энергия движения таких же частей в свободном состоянии в окружающей среде.

Переносчиком энергии и, следовательно, взаимодействий может быть только материя. Разные механизмы переноса энергии предполагают разные виды взаимодействий. На каждом уровне организации материи существуют свои механизмы взаимодействий.

Так, внутреннее строение элементарных частиц предполагает взаимодействие между элементами их составляющими (это могут быть частицы эфира). Далее идут взаимодействия: ядерное, электромагнитное и гравитационное. Электромагнитное взаимодействие относится к зарядовому, так как в нем осуществлены силы притяжения и отталкивания, зависящие от знака заряда. Ядерное и гравитационное взаимодействия таковыми не являются. (Н.К. Носков. Теории механизмов взаимодействия и гипотеза об их синтезе. )

Читайте также: