Механический детерминизм. Причинность

Принцип относительности Г.Галилея

Принцип относительности Г.Галилея утверждает, что все инерциальные системы отсчета (ИСО) с точки зрения механики совершенно равноправны (эквивалентны). Переход от одной ИСО к другой осуществляется на основе преобразований Галилея (см. рис.1).

Пусть имеется ИСО XYZ, относительно нее вдоль X оси движется равномерно со скоростью V₀ система X’Y’Z’. Пусть в момент t = 0 начала координат О и О’ совпадают. Тогда координаты точки Мв этих двух системах в некоторый момент времени t будут связаны соотношениями:

x = x’+V₀t;

y = y’;

z = z’.

Время везде течет одинаково, т.е. t = t’, масса тел остается неизменной, т.е. m = m’.

Для скоростей:

V_x = V₀ + V’_x;

V_y = V’_y;

V_z = V’_z.

Если время и скорости одинаковы, и V₀ – величина поятоянная (из условия), то a_x = a’_x, и, следовательно, силы в обеих системах одинаковы (ma_x = ma’_x). Это значит, что все механические явления в ИСО протекают одинаково. Поэтому никакими механическими опытами нельзя отличить покой от равномерного прямолинейного движения.

Принцип дальнодействия

В МКМ было принято, что взаимодействие передается мгновенно, и промежуточная среда в передаче взаимодействия участия не принимает. Это положение и названо принципом дальнодействия.

Принцип причинности

Как уже было сказано, в МКМ все многообразие явлений природы сводится к механической форме движения материи (механистический материализм, механицизм). Для того, чтобы понять суть принципа причинности, следует ввести такие понятия как «состояние физической системы» и детерминизм.

Понятие состояния физической системы

Именно в механике впервые оформилось понятие «состояния» физической системы как совокупности данных, позволяющей предсказать эволюцию (т.е. изменение, развитие) системы во времени.

Можно дать общее понятие состояния в физике следующим образом:

Знание состояния физической системы в некий момент времени t означает знание ответа на все возможные (в данном разделе физики) вопросы о любой характеристике соответствующего движения этой системы, относящейся к этому моменту времени, а также (и в этом выражается детерминистический характер физики) любому другому моменту времени при заданном внешнем воздействии. При этом состояние в физике однозначно связывается с одним моментом времени.

Механический детерминизм. Причинность

Задание множества состояний, связанных с данной системой, упорядоченных во времени и параметризованных (количественно связанных) посредством уравнения движения, позволяют описывать движение как переход системы из одного состояния в другое.

С другой стороны известно, что беспричинных явлений нет, что всегда можно (принципиально) выделить причину и следствие. Причина и следствие взаимосвязаны, влияют друг на друга. Следствие одной причины может стать причиной другого следствия.

Абсолютизация законов механики привела к возникновению учения, известного как механический детерминизм, или Лапласовский детерминизм (детерминизм означает «предопределенность»), классическим представителем которого был Пьер Симон Лаплас (1749—1827) – французский математик, физик и философ. Лапласовский детерминизм выражает идею абсолютного детерминизма – уверенность в том, что всё происходящее имеет причину в человеческом понятии, и есть непознанная разумом необходимость.

Лаплас утверждал следующее: «…Всякое имеющее место явление связано с предшествующим на основании того очевидного принципа, что оно не может возникнуть без производящей причины. Противоположное мнение есть иллюзия ума…». Т.е. Лаплас полагал, что все связи между явлениями осуществляется на основе однозначных законов.

Принципы детерминизма были четко сформулированы П. Лапласом в 1775 году в его работе «Опыты философии теории вероятности». Он писал: «…ум, которому были бы известны для какого-либо данного момента все силы, одушевляющие природу, если бы вдобавок он оказался достаточно обширным, чтобы подчинить все данные анализу, обнял бы в одной формуле движения величайших тел Вселенной наравне с движениями легчайших атомов; не осталось бы ничего, что было бы для него недостоверно, и будущее, так же как и прошедшее, предстало бы перед его взором…». Этот гипотетический «ум» получил впоследствии название «демона Лапласа».

Концепция детерминизма по Лапласу, предполагает однозначность и предопределенность будущего, это вытекает из признания жесткой причинно-следственной связи между событиями и явлениями и отрицает объективность случайности. В мире все объективно предопределено и детерминировано. Не может быть никаких «либо, либо». Будущее также однозначно, как и прошлое. Все, что происходило, происходит и будет происходить в мире, можно сравнить с демонстрацией бесконечного фильма, в котором протекают разные события, его герои живут и умирают, действуют и ошибаются, сталкиваются с кажущимися случайностями и неожиданностями, но все это уже снято на пленку и ничего изменить нельзя. Все запрограммировано объективной детерминистической связью и подчинено жесткому сценарию, созданному самым прозорливым сценаристом — природой. Этот процесс находит отражение в непрерывно действующих причинно-следственных связях.

Лапласовский детерминизм основывается на представлении, согласно которому весь окружающий нас мир — это огромная механическая система, начальное состояние которой является точно заданным и в которой не делается никакого различия между движениями «величайших тел Вселенной и легчайших атомов»

Вопрос 20. Ньютоновская методология исследований.

В работах И.Ньютона раскрывается его мировоззрение и методология исследований. И.Ньютон был убежден в объективном существовании материи, пространства и времени, в существовании объективных законов мира, доступных человеческому познанию. Своим стремлением все в мире свести к механике И.Ньютон поддерживал так называемый механистический материализм (механицизм), являющийся разновидностью редукционизма.

И.Ньютон верил в Бога, серьезно относился к религии, однако не искал сверхъестественных причин явлений природы и в ответ на вопрос – «мыслима ли материальная природа тяготения, или тяготение представляет собой проявление божественной воли?» – отвечал: «…я не указывал причины самого тяготения. Причину я до сих пор не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю…». (Другой вариант ответа: «я не нуждался в этой гипотезе» – т.е. гипотезе Бога).

Свой метод познания И.Ньютон характеризует следующим образом: «Вывести два или три общих принципа движения из явлений и после этого изложить, каким образом свойства и действия всех телесных вещей вытекают из этих явных принципов…». Под принципами И.Ньютон подразумевает наиболее общие законы, лежащие в основе физики. Впоследствии этот метод был назван методом принципов.

Требования к научному исследованию И.Ньютон изложил в виде четырёх правил.

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

Этот принцип известен также как принцип «бритвы Оккама» по имени средневекового философа Оккама и означающий, что не следует привлекать дополнительные «сущности» для объяснения явлений, если они могут быть объяснены известными причинами.

2. Одинаковым явлениям следует приписывать одинаковые причины.

3. Независимые и неизменные при экспериментах свойства тел, подвергнутых исследованию, надо принимать за общие свойства материальных тел.

4. Законы, индуктивно (т.е. путем обобщения) выведенные из опыта, нужно считать верными, пока им не противоречат другие наблюдения.

Поскольку принципы устанавливаются путем исследования явлений природы, то вначале они представляют собой гипотезы, из которых путем логической дедукции (сведения от общего к частному) получают следствия, проверяемые на практике. Метод И.Ньютона есть, по сути, гипотетико-дедуктивный метод, который в современной физике является одним из основных для построения физических теорий.

Поиск по сайту: