Если XVIII
в. можно назвать сатиричным, XIX в.
— патетичным, то XX в. можно назвать
катастрофичным. Это хаос крупноисторического
масштаба: первая мировая война, революция,
вторая мировая и Отечественная
войны, крушение политических режимов
стран Восточной Европы, афганская
и чеченская войны...
Социологизация понятий порядка
и хаоса имели своим следствием
принципиально отрицательные отношения
к хаосогенным структурам и
полное принятие упорядоченных.
С новой силой прозвучал древнекитайский
вывод из книги «Дао-дэ цзин»:
«Непочитание мудрости, назначение
на должность неспособных —
в результате хаос в стране».
Распространился
призыв к тому, чтобы сильная рука
приостановила сползание к хаосу.
Хаос же отождествлялся с беспорядком
и отражал такое состояние
общественной системы, когда функционирование
ее рассогласованных элементов было
сопряжено с появлением предсказуемых
последствий и вело к деградации
и распаду.
Между тем такая понятная и
даже оправданная в размеренном
человеческом бытии позиция при
своей абсолютности искажала
картину мира. Она вступала в
конфликт с естествознанием, представляющим
процесс развития как взаимосвязь
структурирования и хаотизации.
Она была
несовместима с видением мира, учитывающим
не только особенности структурогенеза,
но и разупорядочивания. Кроме того,
социологизация категорий порядка
и хаоса, выявляющая исключительно
предпочтение порядку и негативное отношение
к хаосу, шла вразрез с глубоко философской
традицией.
6.
Причины хаоса
Можно выделить ряд причин
и обстоятельств, в результате
которых происходит потеря устойчивости
и переход к хаосу. К их
числу относятся:
1. Шумы,
внешние помехи, возмущающие факторы
(хаос и шум часто отождествляют).
2. Наличие
большого числа степеней свободы,
которыми обладает система в
процессе своего функционирования.
Она может в этом случае
реализовать совершенно случайные
последовательности.
3. Достаточно
сложная организация системы
(например, хаос тропического леса).
4. «Эффект
бабочки», суть которого сводится
к тому, что нелинейные системы
чрезвычайно чувствительны к
начальным условиям и обладают
свойством быстро разводить первоначально
близкие траектории (мушка, летающая
перед носом короля, принимающего
важные решения, может вызвать
изменения в целом государстве).
Такое выражение, как «попасть
под горячую руку», или приведенная
ниже шуточная английская песенка
могут явиться примером этой
причины хаоса:
Не было
гвоздя — подкова пропала. Не было
подковы — лошадь захромала. Лошадь
захромала — командир убит, Конница
разбита, армия бежит. Враг вступает
в город, пленных не щадя, Оттого,
что в кузнице не было гвоздя.
1.
ПРОБЛЕМЫ ДЕТЕРМИНИЗМА
И ПРИЧИННОСТИ
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:
1. Временное
предшествие причин следствию
(«нет дыма без огня»).
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.
2.
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ
ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ
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.
3.
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.
Таким
образом, законы сохранения:
1. Представляют
наиболее общую форму детерминизма.
2. Подтверждают
структурное единство материального
мира.
3. Позволяют
сделать заключение о характере
поведения системы.
4. Обнаруживают
существование глубокой связи
между разнообразными формами
движения материи.
Важнейшими
законами сохранения, справедливыми
для любых изолированных систем,
являются:
- закон сохранения
и превращения энергии;
- закон сохранения
импульса;
- закон сохранения
электрического заряда;
- закон сохранения
массы.
Кроме всеобщих существуют законы
сохранения, справедливые лишь для
ограниченного класса систем
и явлений. Так, например, существуют
законы сохранения, действующие
только в микромире. Это:
- закон сохранения
барионного или ядерного заряда;
- закон сохранения
лептонного заряда;
- закон сохранения
изотопического спина;
- закон сохранения
странности.
В современной физике обнаружена
определенная иерархия законов
сохранения и принципов симметрии.
Одни из этих принципов выполняются
при любых взаимодействиях, другие же
— только при сильных. Эта иерархия отчетливо
проявляется во внутренних принципах
симметрии, которые действуют в микромире.
Рассмотрим
важнейшие законы сохранения.
[6]
Бесконечно разнообразны превращения,
изменения вещества в природе. Исследователей
волновал вопрос: сохраняется ли вещество
при этих изменениях? Каждому из нас приходилось
наблюдать, как со временем изнашивается,
уменьшается в размерах любая вещь, даже
стальная. Но значит ли это, что мельчайшие
частички металла исчезают бесследно?
Нет, они только теряются, разлетаются
в разные стороны, выбрасываются с сором,
улетают, создавая пыль.
В природе происходят и иные
превращения. Вы, например, курите
сигарету. Проходит несколько минут
— и от табака ничего не
остается, не считая маленькой
кучки пепла и легкого голубоватого
дыма, рассеявшегося в воздухе.
Или, например, горит свеча. Постепенно
она становится все меньше
и меньше. Здесь не остается
даже пепла. Сгорая без остатка,
свеча и то, из чего она состоит,
испытывают химическое превращение
вещества. Частицы табака и свеча
не разлетаются в стороны, не
теряются постепенно в разных
местах. Они сгорают и внешне
пропадают бесследно.
Наблюдая природу, люди давно
обратили внимание и на другие
явления, когда вещество как
бы возникает из «ничего». Так,
например, из маленького семени
вырастает в цветочном горшке
большое растение, а вес земли,
заключенной в горшке, остается
почти прежним. Может ли в
действительности что-то существующее
в мире исчезнуть или, наоборот,
появиться из ничего? Иными словами
— уничтожима или неуничтожима
материя, из которой строится
все многообразие нашего мира?
За 2400 лет до н. э. знаменитый
философ Древней Греции Демокрит
писал, что: «Из ничего ничто
произойти не может, ничто существующее
не может быть уничто-жимо».
Значительно позже, в XVI—XVII вв.
эта мысль возродилась и высказывалась
уже многими учеными. Однако
такие высказывания были лишь
догадкой, а не научной теорией,
подтвержденной опытами. Впервые
доказал и подтвердил это положение
опытом великий русский ученый
М.В. Ломоносов.
Ломоносов был твердо убежден
в неуничтожимости материи, в
том, что в мире ничто не
может исчезнуть бесследно. При
любых изменениях веществ, химических
взаимодействиях — соединяются
ли простые тела, образуя сложные,
или, наоборот, сложные тела разлагаются
на отдельные химические элементы — общее
количество вещества остается неизменным.
Другими словами, при всех изменениях
должен оставаться неизменным общий вес
вещества. Пусть в результате какой-либо
реакции исчезают два взаимодействующих
вещества, и получается неизвестное третье
— вес вновь образовавшегося соединения
должен равняться весу первых двух.
Прекрасно понимая значение законов
сохранения, неуничтожимости материи
для науки, Ломоносов искал
подтверждение своих мыслей. Он
решил повторить опыты английского
ученого XVII в. Р. Бойля.
Бойль интересовался вопросами
изменения веса металла при
нагревании. Он поставил такой
опыт: в стеклянную реторту поместил
кусочек металла и взвесил
ее.
Затем,
запаяв узкое горлышко сосуда, нагрел
его на огне. Через два часа Бойль
снял сосуд с пламени, обломил
горлышко реторты и, охладив ее, взвесил.
Металл увеличился в весе.
Причину Бойль видел в том,
что через стекло в сосуд
проникают мельчайшие частицы
«материи огня» и соединяются
с металлом. Во времена Бойля
и Ломоносова непонятные явления
природы ученые объясняли с
помощью различных неуловимых
«материй», но что они из себя представляют
- сказать не могли. Ломоносов же не признавал
существования таинственных «материй».
Он был уверен, что причина увеличения
веса заключается в другом, и решил доказать,
что нет никакой «тонкой всепроникающей
материи огня», а также что при химических
превращениях общий вес вещества участвующих
в реакции элементов остается неизменным.
Ломоносов повторил опыт Бойля
и получил тот же результат:
вес металла увеличился. Затем
он видоизменил опыт: после нагревания
реторты на огне и охлаждения
ее взвешивает сосуд, не отламывая
горлышка. Так он доказал, что
«без допущения внешнего воздуха
вес сожженного металла останется
в одной мере, никакой материи
огня в реторту не проникает».