Проблема детерминизма в современной науке
РОССИЯ
Министерство промышленности и науки
Департамент промышленности и инновационной политики
в металлургии
Федеральное государственное предприятие
"Восточный научно-исследовательский углехимический институт"
РЕФЕРАТ
Проблема детерминизма в современной науке
Выполнил: соискатель
Стуков Д.В.
Проверил: профессор
Шитиков М.М.
г. Екатеринбург
2003
Оглавление
Идеи детерминизма в науке и философии XVI-XIX вв. 4
Развитие квантовой механики и деформация идей детерминизма науки и
философии XX в. 6
Синергетика и детерминизм 9
Детерминированное и случайное 9
Случай и событие 13
Синергетика 17
Заключение 22
БИБЛИОГРАФИЯ 23
Введение
Детерминизм - методологический принцип, согласно которому из факта,
что в мире все взаимосвязано и причинно обусловлено, следует возможность
познания и предсказания событий, имеющих как однозначно определенную, так и
вероятностную природу. Механический детерминизм - однозначная причинная
обусловленность - абсолютное строгое предсказание. Индетерминизм -
методологическая позиция, в которой отрицается как объективность причинных
связей, так и ценность причинных объяснений в науке. Г. Риккерт: "Причинное
объясняет действительно лишь в пределах наук о природе и неприменимо к
наукам о духе, т.е. наукам общественным".
Человеческая воля (или в телеологии - воля божественная)
рассматривается индетерминизмом как автономная сила, свободная в своих
проявлениях от всякой причинности и необходимости, т.е. ничем не
обусловленная. Индетерминизм трактует принцип объективной необходимости как
фатализм.
Идеи детерминизма в науке и философии XVI-XIX вв.
Поскольку причины того или иного явления не всегда удается установить,
а механицизм так же не всегда может объяснить разнообразные явления, в XIX
веке господствующее положение приобрело философское учение под названием
"детерминизм". Различие между учением о причинности и детерминизмом отмечал
еще Декарт: "Следствие отстает во времени от причины из-за ограниченности
чувственных восприятий человека". Суть детерминизма проще всего объяснить с
помощью аналогии. Если аксиомы Евклидовой геометрии заданы, то свойства
фигур в рамках этой геометрии полностью определены как необходимые
логические следствия. Говорят, что Ньютон как-то спросил, зачем нужно
выписывать теоремы Евклидовой геометрии, если они очевидным образом следуют
из аксиом. Все же большинству людей требуется немало времени, чтобы
доказать каждую из теорем. Но хронологический порядок открытия новых
геометрических свойств, который связывает аксиомы и теоремы, такой же
временной последовательностью, как причину и следствие, в действительности
иллюзорен.
Так же обстоит дело и с физическими явлениями, считал Декарт. Для
"божественного разума" все явления "существуют" в одной математической
структуре. Но наши чувства в силу ограниченности их возможностей распознают
явления не одновременно, а одно за другим, и поэтому мы одни явления
принимаем за причины других. Отсюда понятно, считал Декарт, почему
математика позволяет предсказывать будущее. Это становится возможным
благодаря ранее полученным соотношениям. Именно математическое соотношение
дает самое ясное физическое объяснение реальности. Кратко можно сказать,
что реальный мир - это совокупность математически представимых движений
объектов в пространстве и времени, а Вселенная в целом - огромная
гармоничная машина, построенная на основе математических законов. Кроме
того, многие философы, включая самого Декарта, утверждали, что
математические законы заданы раз и навсегда, поскольку так сотворил мир Сам
Бог, а Божья Воля неизменна, независимо от того, удалось ли человеку
проникнуть в сокровенные "замыслы Бога", мир функционировал по закону, и
закономерность процессов, происходящих в природе, не ставилась никем под
сомнение, по крайней мере до начала XIX в.
Ньютоновская концепция Вселенной, состоящей из твердых неразрушимых
частиц, каждая из которых действует на другие с вполне определенной,
вычисляемой силой, была положена в основу последовательного детерминизма
французским астрономом и математиком Лапласом. Ему принадлежит ставшее
классическим описание сущности детерминизма:
Состояние Вселенной в данный момент можно рассматривать как результат
ее прошлого и причину ее будущего. Разумное существо, которое в любой
момент знало бы все движущие силы природы и взаимное расположение
образующих ее существ, могло бы - если бы его разум был достаточно обширен
для того, чтобы проанализировать все эти данные - выразить одним уравнением
движение и самых больших тел во Вселенной, и мельчайших атомов. Ничто не
осталось бы сокрытым от него - оно могло бы охватить единым взглядом как
будущее, так и прошлое [6].
Детерминизм завоевал столь прочные позиции, что философы стали
подходить с детерминистической точки зрения к оценке деятельности человека
как части природы. Идеи, волевые акты и действия человека рассматривались
как неизбежное проявление взаимодействия материи с материей. По мнению
детерминистов человеческая воля определяется внешними физическими и
физиологическими причинами. Гоббс, например, объяснял кажущуюся свободу
воли следующим образом. События из вне воздействуют на наши органы чувств,
а те в свою очередь на мозг. Движение внутри мозга порождает то, что, мы
называем аппетитом, восторгом или страхом, но все эти чувства - не более
чем наличие движения внутри мозга. Когда аппетит и отвращение сталкиваются
в противоборстве, наступает особое физическое состояние, именуемое
осмотрительностью. Одно движение одерживает верх над другим, а мы говорим о
проявлении свободы воли. Но в действительности выбор преобладающего
движения принадлежит не личности. Мы видим результат, но не в состоянии
осознать определяющий его процесс. Свободы воли не существует. Это
бессмысленный набор слов. Воля жестко ограничена действиями материи.
Вольтер в сочинении "Невежественный философ" утверждал: "Было бы очень
странно, если бы вся природа, все планеты должны были бы подчиняться вечным
законам, а одно небольшое существо, ростом в пять локтей, презирая эти
законы, могло бы действовать, как ему заблагорассудится". Случай - ни что
иное, как слово, придуманное для обозначения известного действия
неизвестной причины.
Этот вывод был настолько категоричен, что даже материалисты попытались
умерить его остроту. Некоторые из них утверждали, что детерминированы
только действия человека, но не его мысли. Другие пытались найти новую
интерпретацию свободы, пытаясь сохранить хотя бы какое-то подобие ее.
Вольтер саркастически заметил в этой связи: "Быть свободным означает иметь
возможность делать что угодно, а не хотеть что угодно".
С научной точки зрения утверждение "событие А определяет событие В"
означает, что если задано событие А, то можно вычислить событие В. Таким
образом применение детерминизма в точных науках можно охарактеризовать
следующим образом: если состояние некоторого множества объектов в
произвольный момент времени задано, то состояние объектов того же множества
в любой момент времени в будущем может быть определено путем вычислений.
Естественно научная концепция детерминизма наиболее четко выражена
функциональными соотношениями между переменными, но из функционального
соотношения не следует существования причинно следственной связи.
Многое из того, чем занимаются точные науки, сводится к установлению
функциональных соотношений между переменными. Если такого рода соотношение
оказывается верным в широких пределах и выражает нечто важное относительно
физического мира, то оно обретает статус закона природы.
Однако еще Дж. Максвелл указывал на существование ситуаций (которые он
называл особыми точками), в которых поведение механической системы
становится нестабильным, как, например, камень на вершине горы может вдруг
сорваться, вызывая лавину. Максвелл предостерегал своих ученых коллег от
недооценки роли таких ситуаций и считал, что если изучение особых точек
сменит непрерывность и стабильность вещей, то успехи естествознания,
возможно, позволят устранить предрасположение к детерминизму.
Лидер физической науки своего времени, Максвелл стал пророком для
следующего поколения ученых. Некоторые из его работ по кинетической теории
газов способствовали закату детерминизма. Трещины и пробелы, которые
Максвелл увидел в детерминистической схеме, вскоре расширились. На смену
детерминизма пришли статистические законы.
Применение законов статистики в физике началось со статистической
механики, где еще можно было предполагать, что, детально описав миллионы
столкновений молекул, каждая из которых подчиняется законам классической
механики, (доведенной к концу XIX в Гамильтоном до уровня завершенной
науки) и, таким образом, поведение которой полностью детерминировано, мы
могли бы предсказать поведение газа в целом. Но число столкновений столь
велико, что рассматривать подобные коллективные эффекты можно только
статистическими методами. Первым стал использовать статистические законы
кинетической теории газов Людвиг Больцман, чей подход был радикален в эпоху
господства механицизма и детерминизма и вызвал ожесточенные споры. Однако,
сокрушительный удар по детерминистическому мировоззрению был нанесен
несколько позже.
Развитие квантовой механики и деформация идей детерминизма науки и
философии XX в.
Середина двадцатых годов нашего столетия - период, ставший "золотым
веком" физики. Начиная с 1926 года, Эрвин Шредингер опубликовал серию работ
под общим названием "Квантование как задача о собственных значениях",
которые стали классикой науки и поставили на солидную основу, казавшуюся до
