Необходимость и случайность в природе

     Тема 9. Необходимость  и случайность  в природе.

     Содержание

Введение……………………………………………………………………………….3

1. Динамические и статистические закономерности в природе…………………..5

2. Динамические  законы и теории и механический  детерминизм………………..6

3. Статистические  законы и теории вероятностный детерминизм……………….9

4. Детерминизм Пьера Лапласа (1749–1827)………………………………………13

5. Соотношение  динамических и статистических  законов………………………15

Заключение…………………………………………………………………………...21

Список литературы…………………………………………………………………..23

Введение 

     Детерминизм - общенаучное понятие и философское учение о причинности, закономерности, генетической связи, взаимодействии и обусловленности всех явлений и процессов, происходящих в мире. Термин детерминизм происходит от лат. determino (определяю). Антиподом этого понятия считают индетерминизм. К числу всеобщих категорий детерминизма. относятся причина и следствие, отношение, связь, взаимодействие, необходимость, случайность, условие, обусловленность, возможность, действительность, невозможность, вероятность, закон, детерминация, причинение, функция, связь состояний, корреляция, предвидение и др. развитии.

     Вероятность - общенаучная и филос. категория, обозначающая количественную степень возможности появления массовых случайных событий при фиксированных условиях наблюдения, характеризующую устойчивость их относительных частот. 

     Закон — это объективно существующая, необходимая, существенная, устойчивая, повторяющаяся связь между явлениями в природе и обществе. 
На основе знания закона возможно достоверное предвидение течения процесса. Познать закон означает раскрыть ту или иную сторону сущности исследуемого предмета, явления. Познание законов организации является важнейшей задачей теории организации. Применительно к организации закон — это необходимая, существенная и устойчивая связь между элементами внутренней и внешней среды, обусловливающая их упорядоченное изменение. 
Понятие закона близко к понятию закономерности, которая может рассматриваться как некоторое «расширение закона» или «совокупность взаимосвязанных по содержанию законов, обеспечивающих устойчивую тенденцию или направленность изменений системы». 
Между этими категориями существует постоянная взаимозависимость: вновь открытые законы и закономерности, в свою очередь, служат очередной ступенью познания новых зависимостей и законов.

     Причина - требуемое логически условие всего бывающего, или то, без чего, по предложению нашего разума, данный факт не может произойти, а при наличности чего он происходит с необходимостью. Только такое общее и бессодержательное определение может обнять все многоразличные значения, в которых принималось слово «причина». 

     Причина и следствие - философские категории, фиксирующие генетическую связь между явлениями, при которой одно явление причина своим действием вызывает (порождает) другое явление следствие. Основой причинных связей выступает взаимодействие явлений или объектов. Взаимодействие причины и следствия имеет ряд основных характеристик, совокупность которых выделяет причинно-следственную связь из множества иных связей природного и социального мира. Причина и следствие связаны генетическим типом отношений. Взаимосвязь причины и следствия имеет объективный и необходимый характер. При точно обозначенных условиях осуществляется закон причинности: равная причина вызывает равное следствие. Поиск причинно-следственных закономерностей является необходимым инструментом познания объекта или процесса. Универсальность причинно-следственных связей и успехи в их познании привели к абсолютизации объяснительного и онтологического статуса принципа причинности.

     1. Динамические и статистические закономерности в природе 

     Своеобразным  отображением диалектичности явлений  и процессов природы является раскрытие динамических и статистических закономерностей в природе [1].

     Прежде чем обратиться к характеристике этих закономерностей, необходимо еще раз указать на наличие в природе объектов микро- и макромира. Микромир – это мир мельчайших частиц (молекул, атомов и т.д.), а макромир – это мир крупных тел, состоящих из множества мельчайших частиц.

     В результате изучения движения микро- и  макросистем в природе были выявлены многие закономерности протекания этих процессов.

     Изучением движения макросистем занимается раздел механики динамика. Классическая динамика базируется на 3-х основных законах ньютоновской механики. Используя эти законы, динамика способна решить задачи по определению силы, под действием которой происходит движение тела, если известен закон движения данного тела, а также определить закон движения тела, если известны силы, действующие на него.

     Динамические  законы приложимы к исследованию движения всех объектов макромира: твердым, жидким и газообразным телам, упругим  и деформируемым, к телам переменной массы.

     Движение  микрочастиц исследуется в квантовой  механике, которая показала, что, в противоположность объектам макромира, к объектам микромира законы динамики неприложимы. Было установлено, что при движении одинаковые частицы в одинаковых условиях могут вести себя по-разному. Для описания движения частиц требуется применение вероятностных представлений.

     В микромире господствуют статистические законы, которые можно применять  только к большим совокупностям, но не к отдельным индивидуумам. Квантовая механика отказывается от поиска индивидуальных законов элементарных частиц и устанавливает статистические законы.

     Свойственные  для объектов микромира статистические закономерности, а для объектов макромира  динамические закономерности ярко демонстрируют  диалектический характер развития природных  явлений и процессов. Кроме того, раскрытие статистических и динамических закономерностей демонстрирует диалектическую связь между случайным и необходимым.

     В классической динамике фактор случайности  не принимается во внимание, ибо  не оказывает существенного влияния  на ход процессов. Законы классической динамики считались детерминистскими законами, т.е. обеспечивающими точные и достоверные предсказания. В действительности же необходимость возникает как результат взаимодействия многих случайностей, о чем свидетельствуют статистические законы. Таким образом, можно сказать, что строго детерминистских законов не может существовать, поскольку из-за отвлечения от второстепенных факторов результаты будут лишь в той или иной мере приближаться к истинным, но не полностью им соответствовать. Упрощение и схематизация возможны лишь при изучении простейших форм движения. При переходе к исследованию сложных систем, состоящих из большого числа элементов, индивидуальное поведение которых не поддается описанию, необходимо обращаться к статистическим законам, опирающимся на вероятностные предсказания [1].

     В результате в новой картине мира необходимость и случайность  выступают как взаимосвязанные  и дополняющие друг друга его  аспекты. 

     2. Динамические законы  и теории и механический  детерминизм 

     Динамический  закон - это физический закон, отображающий объективную закономерность в форме однозначной связи физических величин, выражаемых количественно. Динамической теорией является физическая теория, представляющая совокупность динамических законов. Исторически первой и наиболее простой теорией такого рода явилась классическая механика Ньютона. Она претендовала на описание механического движения, то есть перемещения в пространстве с течением времени любых тел или частей тел относительно друг друга с какой угодно точностью. Непосредственно законы механики, сформулированные Ньютоном, относятся к физическому телу, размерами которого можно пренебречь, материальной точке. Но любое тело макроскопических размеров всегда можно рассматривать как совокупность материальных точек и, следовательно, достаточно точно описать его движения. 
Поэтому в современной физике под классической механикой понимают механику материальной точки или системы материальных точек и механику абсолютно твердого тела [2].

     Для расчета движения должна быть известна зависимость взаимодействия между частицами от их координат и от скоростей. Тогда 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. Это позволяет утверждать, что координаты и импульсы частиц системы полностью определяют ее состояние в механике. Любая механическая величина, представляющая для нас интерес (энергия, момент импульса и т.д.), выражается через координаты и импульс. Таким образом, определяются все три элемента фундаментальной теории, какой является классическая механика.

     Другим  примером фундаментальной физической теории динамического характера  может служить электродинамика  Максвелла. Здесь объектом исследования является электромагнитное поле. Тогда уравнения Максвелла представляют собой уравнения движения для электромагнитной формы материи. При этом структура электродинамики в самых общих чертах повторяет структуру механики Ньютона. Уравнения Максвелла позволяют по заданным начальным значениям электрического и магнитного полей внутри некоторого объема однозначно определить электромагнитное поле в любой последующий момент времени.

     Другие  фундаментальные теории динамического  характера имеют ту же структуру, что и механика Ньютона, и электродинамика Максвелла. К их числу относятся: механика сплошных сред, термодинамика и общая теория относительности (теория гравитации).

     Метафизическая  философия считала, что все объективные  физические закономерности (и не только физические) имеют точно такой же характер, что и динамические законы. Иначе говоря, не признавались никакие другие виды объективных закономерностей, кроме динамических закономерностей, выражающих однозначные связи физических объектов и описывающих их абсолютно точно посредством определенных физических величин. Отсутствие такого полного описания трактовалось как недостаток наших познавательных способностей.

     Абсолютизация динамических закономерностей и, следовательно, механического детерминизма, обычно связывается с П.Лапласом, которому принадлежит уже цитированное нами знаменитое высказывание о том, что если бы нашелся достаточно обширный ум, которому были бы известны для любого данного момента все силы, действующие на все тела Вселенной (от самых больших ее тел до мельчайших атомов), а также их местоположение, если бы он смог проанализировать эти данные в единой формуле движения, то не осталось бы ничего, что было бы недостоверным, и ему было бы открыто как прошлое, так и будущее Вселенной.

     Согласно  провозглашенному Лапласом принципу, все явления в природе предопределены с «железной» необходимостью. Случайному, как объективной категории, нет места в нарисованной Лапласом картине мира. Только ограниченность наших познавательных способностей заставляет рассматривать отдельные события в мире как случайные. В силу этих причин, а также отмечая роль Лапласа, классический механический детерминизм называют еще жестким или лапласовским детерминизмом [2].

     Необходимость отказа от классического детерминизма в физике стала очевидной после того, как выяснилось, что динамические законы не универсальны и не единственны и что более глубокими законами природы являются не динамические, а статистические законы, открытые во второй половине XIX века, особенно после того, как выяснился статистический характер законов микромира.

     Но  даже и при описании движения отдельных  макроскопических тел осуществление  идеального классического детерминизма практически невозможно. Это хорошо видно из описания постоянно меняющихся систем. Вообще начальные параметры любых механических систем невозможно фиксировать с абсолютной точностью, поэтому точность предсказания физических величин со временем уменьшается. Для каждой механической системы существует некоторое критическое время, начиная с которого невозможно точно предсказать ее поведение. Несомненно, что лапласовский детерминизм с определенной степенью идеализации отражает реальное движение тел и в этом отношении его нельзя считать ложным. Но абсолютизация его как совершенно точного отображения действительности недопустима. 
С утверждением главенствующего значения статистических закономерностей в физике исчезает идея всеведущего сознания, для которого абсолютно точно и однозначно детерминированы судьбы мира, тот идеал, который был поставлен перед наукой концепцией абсолютного детерминизма.