Владимир Соломатин - Система гуманитарного и социально-экономического знания
• пространство трехмерно, т. е. положение любого объекта может быть определено с помощью трех независимых величин (координат); в прямоугольной декартовой системе координат – это X, У, Z (длина, ширина и высота), в сферической системе координат – это будут радиус-вектор r и углы a и β, в цилиндрической системе – высота Z, радиус-вектор r и угол φ; наряду с трехмерным пространством в науке используется и понятие многомерного (n-мерного) пространства; реальное пространство трехмерно, а понятие n-мерного пространства – пример математического обобщения, математической абстракции;
• необратимость времени и его одномерность. Одномерность времени означает, что для фиксации положения объекта во времени достаточно одной величины – промежутка времени t, протекшего от начала отсчета (t=0). Время необратимо течет от прошлого через настоящее в будущее. В нашей литературе наиболее распространена точка зрения, согласно которой необратимость времени выводится из причинности, так как причина всегда предшествует следствию. Хотя некоторые авторы не согласны с такой трактовкой, утверждая, что речь должна идти не о дедукции одной категории из другой, а о том, находит ли необратимость времени выражение в фундаментальных естественнонаучных законах; так, в макроскопических процессах данная необратимость находит свое выражение в законе возрастания энтропии (для микромира также характерна физическая неэквивалентность двух направлений времени, связанная с процессом взаимодействия квантового объекта с классическим объектом);
• однородность времени, а также однородность и изотропность пространства; однородность пространства означает равноправие всех его точек; изотропность – равноправие всех возможных направлений; однородность времени проявляется в равноправии всех его моментов. Перечисленные свойства связаны с фундаментальными законами физики – законами сохранения: симметрии относительно сдвига времени (т. е. однородности времени) соответствует закон сохранения энергии; симметрии относительно пространственного сдвига (т. е. однородности пространства) – закон сохранения импульса; симметрии относительно поворота координатных осей (т. е. изотропности пространства) – закон сохранения момента импульса (углового момента). Данные свойства пространства и времени лежат и в основе галилеевского принципа относительности, и в основе специальной теории относительности.
В современной науке используются понятия биологического, психологического и социального пространства и времени (например, особенности пространственно-временных параметров органического мира характеризуют биологическое пространство и время, психологическое связано с особенностями психологического восприятия пространства и времени, а социальное описывает особенности хронотопа социальных явлений и процессов).
Тема 6
Динамические и статистические закономерности в природе
Всякий закон природы выражает связь, которая характеризуется следующими признаками сущностного отношения: всеобщностью, необходимостью, повторяемостью, устойчивостью. Глубинную основу законы имеют в отношениях объективной детерминации, существующей между явлениями. Многообразие видов детерминации (причинной обусловленности) ведет и к многообразию законов природы. Разная структура отношений детерминации позволяет выделять динамические и статистические (вероятностно-статистические) законы.
Динамические законы – законы, управляющие поведением индивидуального объекта и позволяющие установить однозначную связь его состояний. Это – форма причинной связи, а также связи состояний, при которой данное состояние системы однозначно определяет все ее последующие состояния, в силу чего знание изначальных условий дает возможность точно предсказать дальнейшее развитие системы. Таковы, к примеру, законы классической механики. Основная цель механики – описание движения тел в пространстве под действием приложенных к ним сил. Поэтому главная задача – рассчитать траекторию движущегося тела, т. е. для любого момента времени указать значение координат и скорости этого тела. Координаты и скорость частицы носят название динамических переменных. Они определяют состояние частицы.
Согласно второму закону Ньютона, по данному начальному состоянию можно вычислить любое последующее состояние, если известен характер силы, действующей на частицу.
В теории электромагнитного поля меняются динамические переменные, описывающие состояния системы, но остается жестко однозначный характер связи начального состояния с последующими. Место координат и импульсов занимают компоненты векторов электрической и магнитной напряженности поля, а законы механики заменяются уравнениями Максвелла, позволяющими по состоянию поля в данной точке и в данный момент времени точно рассчитать его состояние в другой точке в последующий момент.
В рамках классической физики лишь статистическая термодинамика по своему содержанию выходила за рамки однозначной причинности. Но длительное время ее законы рассматривались лишь как проявление ограниченных возможностей человека в раскрытии тайн природы, а не как выражение объективно-вероятностного характера существующих в природе связей. Однако положение существенно изменилось с открытием законов квантовой механики, когда было сформулировано понятие статистического закона.
Вероятностно-статистический закон – закон, управляющий поведением больших совокупностей, а в отношении индивидуального объекта позволяющий делать лишь вероятностные (неоднозначные) заключения о его поведении. Такого типа законы действуют во всех неавтономных, зависящих от постоянно меняющихся внешних условий системах с большим количеством элементов. Подобные законы характеризуют поведение всей совокупности объектов, но не позволяют однозначно предсказывать поведение отдельных индивидуальных объектов (такие предсказания имеют лишь вероятностный характер). Вероятностный характер квантовых свойств микромира принципиален и изначален. Так, согласно принципу неопределенности, невозможно объект микромира с любой наперед заданной точностью характеризовать одновременно и координатой, и импульсом. Микрочастицы из-за наличия у них волновых свойств существенно отличаются от классических частиц.
Вероятностное толкование волновой функции было подготовлено работами Бора, который применял идею вероятности к переходам электронов, но еще раньше Эйнштейн ввел понятие вероятностей для спонтанного и индуцированного излучений. От них вероятностные представления вошли в науку XX столетия. Но единой интерпретации самого понятия «вероятность» не существует: его трактуют как отношение числа случаев, благоприятствующих появлению события, к общему числу всех возможных случаев; как отношение числа появления интересующего события к общему числу всех наблюдений, когда число последних достаточно велико (при таком подходе вероятность относится к некоторой группе событий). Всюду, где имеют место массовые случайные или повторяющиеся события, можно обнаружить определенные регулярности, обладающие относительно устойчивой частотой.
При обнаружении вероятностных законов встал вопрос об их соотношении с динамическими. Первоначально полагали, что статистические законы обладают меньшей эвристичностью, чем динамические, поскольку констатируют ограниченность наших познавательных способностей, которые не могут учесть всех случайных факторов в развитии того или иного явления. Но даже те исследователи, которые признавали объективную основу таких законов, рассматривали их как производные от динамических. Последнее обстоятельство подтверждала статистическая механика: каждая отдельная молекула подчинена динамическому закону, а все вместе они подпадают под действие статистических законов.
Однако развитие квантовой механики показало, что статистические законы столь же глубинны, как и динамические, а различие данных типов законов относительно, так как всякий динамический закон представляет собой статистическую закономерность с вероятностью осуществления событий, близкой к единице.
С расширением пространственно-временных интервалов связь между предшествующими и последующими состояниями любой системы все в большей степени подчиняется законам вероятностной детерминации, что обусловлено незамкнутостью систем, ограниченной реализацией многих тенденций развития, возникновением возможностей и тенденций качественно новых состояний. Поэтому приписывание фундаментального онтологического статуса любому из этих двух типов законов неправомерно. Динамические и статистические законы – самостоятельные, характеризующие материальные системы с различных сторон, и дополняющие друг друга.
