Вход

Системный подход при изучении физической картины мира

Реферат по физике
Дата добавления: 15 апреля 2003
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 265 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
Системный подход при изучении физи ческой картины мира . В основе системного подхода к изучению физическ ой картины мира лежит необходимость человечес тва четко структурировать свои познания об окружающ ем мире . «Кто я и что в округ меня» - вопрос волновавший человечество с незапамятных времен . Человеку всегда было свойственно задаваться вопросом об устройстве всего сущего . Маленький ребенок в определ енных ситуациях стремится узнать , как действу ет или пр о исходит то или иное явление : как с грохотом падает ваза и ли как рвется страничка книги , как включае тся телевизор и что внутри у кота Вас ьки . Наиболее понятный и четкий в определе ниях всего окружающего подход нужен был ч еловечеству . И оно придумало система т изацию и разбиение на структуры всего , что его окружало . Системный подход позво лил человечеству разбить все многообразие явл ений на определенные классы , различные сообще ства - на системы . Он позволил говорить о системе человеческих взаимоотношений , систем е налогообложения , системе питания в животном мире и т.д . Причем , говоря о какой-то системе , человек находил особые законы , которым следует эта система . Говоря о системном подходе и картине мира нел ьзя не рассказать об истории создания кар тины мира и о том как она строилась. Соединение методов системного анализа с другими науками , теорией информ ации , векторным анализом в многомерном простр анстве состояния и синергетикой открывает в этой области новые возможности . При иссле довании любого объекта или явления необ ходим системный подход , что включает следующи е основные этапы работы : 1. Выделение объекта исследования от общей массы явле ний . Очертание контур , пределов системы , его основных частей , элементов , связи с окружающ ей средой . Установление цели исследован ия : выяснение структуры или функции системы , изменение и преобразование её деятельности и ли наличие длительного механизма управления и функционирования . Система не обязательно явл яется материальным объектом . Она может быть и воображаемым в мозгу сочетание м всех возможных структур для достижения определённой цели. 2. Выясне ние основных критериев для обеспечения целесо образного или целенаправленного действия системы , а также основные ограничения и условия существования. 3. Опреде ление альтернативных вариа нтов при выборе структур или элементов для достижения за данной цели . При этом необходимо учесть вс е факторы , влияющие на систему и все в озможные варианты решения проблемы. 4. Составлен ие модели функционирования системы , учитывая всех существенных факторов . Существенность ф акторов определяется по их влиянию на опр еделяющие критерии цели. 5. Оптимизац ия режима существования или работы системы . Градация решений по их оптимальному эффект у , по функционированию (достижению цели ). 6. Проектиро вание оптимальных структур и функциональных действий системы . Определение оптимальной сх емы их регулирования или управления. 7. Контроль за работой системы в эксплуатации , опреде ление её надёжности и работоспособности . Уста новление надёжной обратной связи по результат ам фу нкционирования. Все эти операции обычно проводят повторно в виде нескольких циклов , постепенно приближаясь к оптимальным решениям . После каждого цик ла уточняют критериев и других параметров модели . До настоящего времени методы систем ного анализа позволяли делать качественные , часто не совсем конкретные выводы [ 12, 6, 13 ]. По сле уточнения методов определения потоков инф ормации эти методы позволяют значительно точн ее прогнозировать поведение систем и более эффективно управлять ими . В каждой системе можно в ыделить отдельную , более или менее сложную инфосхему . Последняя оказ ывает особенно заметное влияние на функционир ование системы , на эффективность её работы . Только учёт инфоструктур даёт возможность охватить целостность системы и избегать приме нение недос т аточно адекватных математ ических моделей . Наибольшие ошибки при принят ии решений делают из-за отсутствия учёта н екоторых существенных факторов , особенно учёта влияния инфопотоков . Выяснение вопроса взаимног о влияния систем представляет сложную за - дачу , т а к как они образуют тес но переплетённую сеть в многомерном пространс тве . Например , любая фирма представляет собою сосредоточение элементов многих других систе м и иерархии : отраслевые министерства , террито риальные органы власти , банковские , страховые органи з ации , торговые и налоговые организации и др . Каждый элемент в системе участвует во многих системных иерархиях . Поэтому прогноз их деятельности сложен и требует тщательного информационного обеспечения . Такое же многоиерархическое строение имеют , н апример , к летки любого живого органи зма . Системами могут быть и мысленные моде ли при проектировании реальных систем для оптимизации последних . Например , моделью может служить поисковое поле для принятия опти мального решения по отбору полимеров . Известн ы все полимер н ые материалы и классификация по требуемых изделий из них , а также известны критерии качества . Решение заключается в последовательном сужении поиск ового поля при выяснении оптимального материа ла для конкретного изделия или оптимального изделия из конкретно г о матери - ала . Специфика современных картин мира может породить в печатление , что они возникают только после того , как сформирована теория , и поэтому современный теоретический поиск идет без и х целенаправляющего воздействия. Однако такого рода представлени я возникают в результате весьма беглого рассмот рения современных и следовательских ситуаций . Более глубокий анализ обнаруживает , что и в современном исследовании процесс выдвижения математических гипотез может быть целенаправ лен онтологическими принципами картины мира. Примером тому может служить становление квантовой электродинамики (о чем подробнее будет сказано в последующих разделах ). В этой связи важно подчеркнуть , что возникновение новых стратегий познания не отменяет предшествующих классических образ цо в . Они могут в модифицированном виде воспр оизводиться и в современном теоретическом пои ске . Неклассические стратегии исследования могут сосуществовать рядом с классическими , взаимо действуя с ними и проявляясь в целом спектре вариаций - от явно альтернат и вных классическим образцам до гибридных , соединяющих некоторые черты классического и неклассического способов исследования. В явно выраженных неклассических ситуация х теории действительно создаются до построени я новой картины мира . И тем не менее вывод об исчезновении целенаправляющих ф ункций картины мира в неклассических ситуация х представляется поспешным . Здесь следует уче сть два важных обстоятельства. Первое касается процесса постановки пробл ем , с которого начинается построение фундамен тальных теорий . И специальная теория отн осительности , и квантовая механика были иници ированы обнаружением парадоксов в системе физ ического знания , которые возникали при соотне сении новых фактов и новых теоретических следствий , генерированных при целенаправляющем во здействи и ранее сложившейся электродина мической картины мира , с самой этой картин ой . Это были парадоксы , возникавшие при ин терпретации в терминах картины мира следствий из преобразований Лоренца и следствий из планковского закона излучения абсолютно черн ого тела . И менно эти парадоксы т рансформировались в проблемы , которые стимулирова ли теоретический поиск , приведший к построени ю специальной теории относительности и кванто вой механики . И хотя новая физическая карт ина мира возникла уже на завершающем этап е построения этих теорий , участие ее ранее сложившейся версии в постановке проблем позволяет говорить о сохранении опред еленных аспектов целенаправляющей роли картины мира также и в современном поиске. Второе обстоятельство , связанное с ролью картины мира в построении современных теорий , можно определить как усиление зна чимости ее операциональных аспектов . В этом , пожалуй , и состоит главная особенность некл ассических стратегий формирования новой теории . В современных условиях картины физической реальности создаются и р е конструируют ся иначе , чем в классическую эпоху развити я физики . Раньше они создавались как нагля дные схемы строения и взаимодействия объектов природы , а их операциональная сторона , т.е . фиксация типа измерительных процедур , которы е позволяют выявить соотв е тствующие объекты , была представлена в завуалированной форме . В современную эпоху исследование п ользуется , в известном смысле , противоположным методом . Будущая картина физической реальности фиксируется вначале как самая общая схем а измерения , в рамках кот о рой должны исследоваться объекты определенного типа . Новая картина мира на этом этапе дан а только в зародыше , а структура исследуем ой физической реальности определена через схе му измерения : “природа имеет объективные свой ства , выявляемые в рамках такого-т о и такого типа измерений”. Причем сами эти свойства даются внача ле в форме весьма приблизительного образа структуры исследуемых взаимодействий , посредством фрагментарных онтологических представлений , кото рые увязываются в систему благодаря экспликац ии опер ациональной схемы . И лишь впосл едствии формируется относительно четкое и “кв азинаглядное” представление о структурных особен ностях той физической реальности , которая выя влена в данном типе измерений и представл ена картиной мира . Примерь такого пути исс лед о ваний можно обнаружить в исто рии современной физики . Обратимся , например , к эйнштеневскому творчеству того периода , когд а вырабатывали основные идеи специальной теор ии относительности . известно , создание этой те ории началось с обобщения принципа относител ь ности и построения такой схемы пространственных и временных измерений , в к оторой учитывалась конечная скорость распростран ения сигналов , необходимых для синхронизации часов в инерциальных системах отсчета . Эйнште йн вначале эксплицировал схему эксперимента л ьно-измерительных процедур , которая л ежала в основании ньютоновских представлений об абсолютном пространстве и абсолютном време ни . Он показал , что эти представления были введены благодаря неявно принятому постулату , согласно которому часы , находящиеся в р а зличных системах отсчета , сверяются путем мгновенной передачи сигналов . Исходя из того , что никаких мгновенных сигналов в природе не существует и что взаимоде йствие передается с конечной скоростью , Эйншт ейн предложил иную схему измерения пространст венных и временных координат в ине рциальных системах отсчета , снабженных часами и линейками . Центральным звеном этой схемы была синхронизация часов с помощью световы х сигналов , распространяющихся с постоянной с коростью независимо от движения источника све та . Объе к тивные свойства природы , которые могли быть выявлены в форме и через посредство данного типа экспериментально- измерительной деятельности , выражались в представ лениях о пространственно-временным континууме , в котором отдельно взятые пространственный и врем е нной интервалы относительны . Н о в “онтологизированной” форме эти представле ния были выражены в физической картине ми ра позднее , уже после разработки специальной теории относительности . В начальной же фа зе становления новой картины мира указанные особеннос т и физической реальности были представлены в неразрывной связи с операциональной схемой ее исследования. В определенном смысле эта же специфик а прослеживается и в процессе становления квантовой картины физической реальности . Причем здесь история науки позво ляет достат очно ясно проследить , как само развитие То мной физики привело к изменению классического способа построения картины мира . " истории квантовой механики можно выделить два этап а : первый , который основывался на классических приемах исследования , и в торой , современный этап изменивший характер самой ст ратегии теоретического поиска. Как бы ни были необычны представления о квантах электромагнитной энергии , введенны е М.Планком , они еще не вызывали ломки в самом методе теоретического поиска . В ко нце концов представления Фарадея о поля х сил были не менее революционны , чем идея дискретности электромагнитного излучения . По этому , когда после работ Планка представление о дискретности излучения вошло в электро динамическую картину мира , то это был рево люционный ш а г , поскольку старая ка ртина мира после введения нового элемента взрывалась изнутри . Но на классические мето ды построения картины мира , которая создавала сь в форме наглядного образа природных вз аимодействий , идеи Планка не оказали непосред ственного влияния. Последующее развитие физи ки было связано с попытками создать квант овую картину реальности , руководствуясь идеалами классического подхода . В этом отношении п оказательны исследования де Бройля , который п редложил новую картину физической реальности , включаю щ ую представление о специфике атомных процессов , введя “наглядное” предста вление об атомных частицах как неразрывно связанных с “волнами материи” . Согласно иде е де Бройля , движение атомных частиц связа но с некоторой волной , распространяющейся в трехмерном п ространстве (идея волны-пи лота ). Эти представления сыграли огромную роль на начальных этапах развития квантовой м еханики . Они обосновывали естественность аналогии между описанием фотонов и описанием элек тронов , обеспечив перенос квантовых характеристик , в в еденных для фотона , на элек троны и другие атомные частицы (картина фи зической реальности , предложенная де Бройлем , обеспечила выбор аналоговых моделей и разрабо тку конкретных теоретических схем , объясняющих волновые свойства электронов ). Однако дебройлевск ая картина мира была “последней из могикан” наглядного при менения квазиклассических представлений в картин е физической реальности . Попытки Шредингера р азвить эту картину путем введения представлен ий о частицах как волновых пакетах в реальном трехмерном пр о странстве не имели успеха , так как приводили к пар адоксам в теоретическом объяснении фактов (пр облема устойчивости и редукции волнового паке та ). После того как М.Борн нашел статистиче скую интерпретацию волновой функции , стало яс но , что волны , “пакет” кото р ых должен представлять частицу , являются “волнами вероятности” . С этого момента стремление вв ести наглядную картину мира , пользуясь класси ческими образами , все больше воспринимается ф изиками как анахронизм . Становится ясным , что образ корпускулы и образ в о л ны , необходимые для характеристики квантового объекта , выступают как дополняющие друг друга , но несовместимые в рамках одного наглядн ого представления. Развитие науки свидетельствовало , что нов ый тип объекта , который изучает квантовая физика , крайне не по хож на известные ранее объекты , и , выражаясь словами С.И.Вав илова , “для наглядной и модельной интерпретац ии его картины не хватает привычных образ ов” . Однако общая картина исследуемой реально сти была по-прежнему необходима , так как о на определяла стратеги ю теоретического поиска , целенаправляя выбор аналоговых модел ей и математических средств для выдвижения продуктивных гипотез. В этих условиях совершился поворот к новому способу построения картины мира , в разработке которого выдающуюся роль сыграл Н.Бор . Ка ртина физической реальности стала строиться как “операциональная схема” и сследуемых объектов , относительно которых можно сказать , что их характеристики — это т о , что выявляется в рамках данной схемы . Подход Бора заключался не в выдвижении гипотетических п р едставлений об ус тройстве природы , на основе которых можно было бы формировать новые конкретные теоретич еские гипотезы , проверяемые опытом , а в ан ализе схемы измерения , посредством которой мо жет быть выявлена соответствующая структура п рироды. Нильс Бор од ним из первых исс ледователей четко формулировал принцип квантово-м еханического измерения , отличающийся от классичес кой схемы . Последняя была основана на вычл енении из материального мира себетождественного объекта . Предполагалось , что всегда можно провести жесткую разграничительную линию , отделяющую измеряемый объект от прибора , поскольку в процессе измерения можно учесть все детали воздействия прибора на объект . Но в квантовой области специфика объекто в такова , что детализация воздействия прибора на атомны й объект может быть осуществлена лишь с точностью , обусловленной существованием кванта действия . Поэтому описани е квантовых явлений включает описание существ енных взаимодействий между атомными объектами и приборами. Общие особенности микрообъекта определяют ся путем четкого описания характеристик двух дополнительных друг к другу типов приборов (один из которых применяется , напри мер , для измерения координаты , а другой - им пульса ). Дополнительное описание представляет спос об выявления основных и глубинных особ е нностей квантового объекта. Все эти принципы вводили “операциональную схему” , которая была основанием новой кар тины мира , создаваемой в квантовой физике . Посредством такой схемы фиксировались (в форм е деятельности ) существенные особенности квантово го объек та . Этот объект , согласно ново му способу видения , представлялся как обладаю щий особой “двухуровневой” природой : микрообъект в самом своем существовании определялся макроусловиями и неотделим от них . “Квантовая механика , - писал по этому поводу Д.Бом , - пр и водит к отказу от допущения , которое лежит в основе многих обычных высказываний и представлений , а именно , что можно анализировать отдельные части Вселенно й , каждая из которых существует самостоятельн о...” Но этот образ квантового объекта пока еще не дифф е ренцирован и не представлен в форме системно-структурного из ображения взаимодействий природы . Поэтому следует ожидать дальнейшего развития квантово-релятивист ской картины мира . Возможно , оно и приведе т к таким представлениям о структуре объе ктов природы” в которые квантовые свойства будут включены в качестве естественн ых характеристик . В таком развитии решающую роль сыграют не только новые достижения квантовой физики , но и философский анализ , подготавливающий использование новых системных представлений для описания физической реальности. В этом отношении , по-видимому , чрезвычайно перспективен подход к квантовым объектам как к сложным самоорганизующимся системам . Обсуждению этой проблематики посвящена уже до статочно обширная литература , в том числе и отечеств енная . Еще в 70-х годах бы ли предприняты попытки интерпретировать специфик у квантово-механического описания в терминах сложных систем . Так , Ю.В.Сачков обратил внимание на двухуровневую структуру понятийного аппар ата квантовой механики : наличие в теории п о н ятий , с одной стороны , описывающ их целостность системы , а с другой — выражающих типично случайные характеристики объе кта . Идея такого расчленения теоретического о писания соответствует представлению о сложных системах , которые характеризуются , с одной с тор о ны , наличием подсистем со стох астическим взаимодействием между элементами , а с другой — некоторым “управляющим” уровне м , который обеспечивает целостность системы. Мысль о том , что квантово-механические представления могут быть согласованы с описа нием реаль ности в терминах сложных , са морегулирующихся систем , высказывалась также Г.Н.По варовым , В.И.Аршиновым . Эта идея была развита и в моих работах 70-х годов. В зарубежной литературе тех лет сходн ые представления (с большей или меньшей ст епенью детализации ) мож но найти в рабо тах физиков Дж.Чу , Г.Сталпа , Д.Бома , В.Хили , в философских трудах Ф.Капры и других. В концепции “бутстрапа” Дж.Чу , возникшей на базе S-матричного подхода , предлагалась к артина физической реальности , в которой все элементарные частицы образую т системную целостность . Они как бы зашнурованы друг с другом порождающими реакциями , но ни °Дна из них не должна рассматриваться как фундаментальная по отношению к другим . В этом же русле разрабатывал представления о физической реальности американский фи з ик-теоретик Г.Стапп . Он особое вни мание уделил идеям нелокальности , невозможности в квантово-механическом описании одновременно с овмещать требования причинности и локализации микрообъектов . Такая несовместимость выражена в принципе дополнительности (допол н ите льность причинного и пространственного описания ). Соответственно этим идеям Стапп очертил контуры новой онтологии , согласно которой физ ический мир представляет собой системное цело е , несводимое к динамическим связям между составляющими его элементами . К роме каузальных связей , по мнению Стаппа , решающую роль играют несиловые взаимодействия , объеди няющие в целое различные элементы и подси стемы физического мира . В результате возникае т картина паутинообразной глобальной структуры мира , где все элементы взаи м осо гласованы . Любая локализация и индивидуализация элементов в этой глобальной структуре отно сительна , определена общей взаимозависимостью эле ментов . С позиций этих представлений о вза имообусловленности локального и глобального Стап п интерпретирует принци п иально вероят ностный характер результатов измерений в кван товой физике. В концепциях Дж.Чу и X.Стаппа внимание акцентировалось на идее системной целостност и мира , но оставалась в тени проблема уровневой иерархии элементов , выступающая важнейш ей характерист икой сложных , саморегулирующихс я систем . Представление о паутинообразной сет и , где все элементы и подструктуры взаимно скоррелированы , не создавало достаточных сти мулов для разработки идей об относительной фундаментальности и сложности элементов и их связ е й , находящихся на разных уровнях иерархической организации . Возможно , эти особенности концепции “бутстрапа” привели к ослаблению интереса к ней в среде физиков по мере разработки кварковой модел и элементарных частиц. Но сама идея об относительности локал из ации и индивидуализации физических объе ктов и событий , их обусловленности свойствами системного целого была тем необходимым и важным аспектом , который учитывался и вос производился в большинстве современных попыток построить целостную физическую ка ртину ми- па , включающую квантовые и ре лятивистские представления. Этот подход был достаточно отчетливо представлен и в исследованиях Д.Бома , стремивш егося решить проблему квантовомеханической онтол огии . Как подчеркивал Бом , система представлен ий о физическом мире д олжна преодолет ь свойственный классике подход , согласно кото рому постулируется существование локальных , потен циально изолируемых элементов и событий , связ анных между собой динамическими связями . Нова я картина физической реальности , по мнению Бома , должна б азироваться на пред ставлениях об относительной локальности , зависяще й от целого Вселенной , и о нединамических отношениях , которые наряду с динамическими определяют структуру мироздания . Образ реальнос ти , отдельные подструктуры и элементы которой взаимно с к оррелированы , Бом иллюс трирует аналогией единого рисунка на ковре , где нет смысла считать части рисунка п орождающими целое благодаря их динамическому взаимодействию . Их индивидуализация осуществляется через включение в целое и отношение к другим частям це л ого . В этом пункте предлагаемые Бомом образы реальности резонируют с представлениями Стаппа . Но в концепции Бома был сделан новый шаг . В ней предлагалось рассматривать мир как некоторую упорядоченность , которая организуется к ак иерархия различных порядков. Каждый т ип порядка , по мнению Бома , характеризуется присущей ему нелокальностью и несиловыми в заимодействиями . Он особо подчеркивает , что не локальность и несиловые корреляции проявляются не только в микромире , но и в макро скопических масштабах . В совмест н ой с Б.Хили работе Д.Бом приводит в качеств е примера экспериментально установленные факты корреляции далеко отстоящих друг от друга атомов в сверхтекучем гелии . Эти корреляц ии исчезают при высоких температуры , когда вследствие увеличения случайных соударе н ий атомов возникает эффект вязкого тр ения , но они восстанавливаются при понижении температуры меньше ее определенной пороговой величины. Что же касается концепции нелокальности в микромире , то здесь важнейшим ее пр оявлением выступает краеугольная для квант овой физики редукция волновой функции . Еще в эпоху дискуссий Бора и Эйнштейна 30-х годов обсуждался так называемый парад окс Эйнштейна — Подольского-Розена (ЭПР-парадокс ), сущность которого сводится к следующему . Двум взаимодействующим частицам приписывает с я волновая функция , и затем частицы разлетаются на расстояние , при котором их динамическое взаимодействие считается пренебрежимо малым . Но если произвести измерение велич ин , характеризующих состояние (например , импульса или координаты ) одной частицы , то п р оисходит редукция волновой функции и тем самым автоматически меняется состо яние другой частицы . Эйнштейн рассматривал эт от мысленный эксперимент как парадокс , свидет ельствующий о неполноте квантовой механики . Н о в последующих дискуссиях относительно интер п ретации ЭПР-парадокса , в том числ е в обсуждениях 70-х годов , было показано , что он приводит к противоречию , если не явно принимается принцип локальности , который предполагает возможность сепарировать систему и проводить измерение ее пространственно разде ле н ных и далеко отстоящих частей независимо друг от друга. Однако если отказаться от абсолютности принципа локальности и предположить его то лько относительную и ограниченную применимость , то допускается возможность нелокального взаимо действия . ЭПР-парадокс то гда интерпретируется как проявление нелокальности. В предлагаемой Бомом картине мира пос тулируется существование некоторого скрытого пор ядка , внутренне присущего сети космических вз аимоотношений , который организует все другие виды порядков во Вселенной . Ид ею этого скрытого порядка Бом разъясняет посредством еще одной наглядной аналогии (наряду с ранее примененным образом рисунка на ковре ). Он использует метафору голограммы , в кот орой освещение любого локального участка позв оляет увидеть все изображение в ц е лом , хотя и с меньшей детализацией , чем то , которое возникает при освещении всей голограммы . Понятие скрытого порядка и иерархии порядков Бом пытается увязать с представлениями о структуре пространства . Опираясь на идеи обще й теории относительности о взаим освязи между тяготеющими массами и кривизной , он допускает возможность расширения и обобщения этих идей в рамках гипотезы о топологи ческих свойствах пространства , скоррелированных с типами порядка , возникающими во Вселенной . Эти идеи развивают также Хили и другие сторонники исследовательской програ ммы Бома. Эта программа , как и исследования Дж.Ч у и Х.Стаппа , могут быть рассмотрены в качестве вариантов некоторого общего подхода к построению физической картины мира , использ ующего идеи нелокальности , несиловых взаимод ействий и образы сложной саморегулирующейся с истемы , где свойства элементов и частей об условлены свойствами целого , а вероятностная причинность выступает базисной характеристикой. Философско-методологическим основанием этого подхода является отказ от методологии “ элементаризма” , которая долгое время доминировала в физике и полагала , что свойства физ ических систем исчерпывающе описываются характер истиками составляющих их элементов. Противоположный элементаризму холистский , орг анизмический подход исхо дит из представле ний о нередуцируемости свойств целого к с войствам элементов и их взаимодействиям. Этот подход развивался преимущественно пр и исследовании биологических и социальных объ ектов . Его перенос на системы неорганической природы был стимулирован р азработкой кибернетики , теории информации и общей теор ии систем. Направление исследований , осуществляемое в различных вариантах в концепциях Дж.Чу , Х.Ст аппа и Д.Бома , основано на применении орга низмической методологии при построении физическо й картины мира . Ф.Капра считает , что к онцепции Бома и Чу “представляют собой дв а наиболее изобретательных в философском отно шении подхода к описанию физической действите льности o 2 ' 1 . Он отмечает их сближение , поскольку в п оследующих версиях концепции “бутстрапа” сделаны попытки рассмотреть элементы S-матрицы к ак типы порядков и связать их с геоме трией пространства-времени . “обе эти концепции , - пишет Капра , - исходят из понимания мира как динамической сети отношений и выдвигаю т на центральное место понятие порядка , об а и спользуют матрицы в качестве средства описания , а топологию - в качестве средства более точного определения категорий порядка”. Капра подчеркивает далее , что в картин е мира , предлагаемой Чу , Стаппом и Бомом , элементарные частицы предстают не как неиз менные кирпичики мироздания а как динам ические структуры , “энергетические пучки” , которые формируют объекты , принадлежащие к более высоким уровням организации . “Современные физики , — пишет Капра , — представляют материю не как пассивную и инертную , а как пребыва ю щую в непрестанном танце и вибрации , ритмические паттерны которых оп ределяются молекулярными , атомарными и ядерными структурами ... Природа пребывает не в статич еском , а в динамическом равновесии”. В этом плане уместно подчеркнуть , что предлагаемый здесь об раз мироздания как динамики физических процессов , их взаимны х корреляций и иерархии порядков - это ско рее образ саморегулирующейся системы , где мас совые , стохастические взаимодействия на разных уровнях организации регулируются целым и в оспроизводят целое. Классический образ мира как простой машины , доминировавшей в классической физике , заменяется здесь образом Вселенной как самоорганизующегося автомата. Однако в этой связи уместно зафиксиро вать и ограниченность таких подходов к по строению современной физиче ской картины м ира , которые сопряжены с образами сложной самоорганизующейся системы , воспроизводящей в дин амике изменений основные характеристик целого как иерархии порядков. Самоорганизация не сводится только к процессам производства динамического порядка и уровневои организации системы , хотя и обязательно предполагает аспект . Другим ее аспектом выступает н еобратимое изменение и развитие , связанное с появлением новых уровней организации и п ереходами от одного типа саморегуляции к другому . Учет этих аспектов требует прим енения более сложных образов системной органи зации , а именно , образов сложных , исторически развивающихся систем . Представления о таких системах включает в качестве особого аспек та идею динамического равновесия , но только в качестве одного из с остояний неравновесных процессов , характеризующихся изменен ием типа динамического равновесия и переходам и от одного такого типа к другому. В современной науке наиболее адекватной этому видению является исследовательская про грамма , связанная с разработкой д инамики неравновесных процессов (И.Пригожин ) и синерге тики (Г.Хакен , М.Эйген , Г.Николис , Э.Ласло , С.Курдюм ов , Г.Малинецкий , Ю.Кли-мантович и др .). Синергетич еская парадигма принципиально иначе , чем клас сическая физика , оценивает место и роль во Вселенной н еравновесных и необрати мых процессов и их соотношение с равновес ными , обратимыми процессами . Если в классическ ой физике неравновесные процессы представали как своего рода отклонение от эталонной с итуации , то новая парадигма именно их став ит в центр вниман и я , рассматривая как путь к порождению устойчивых структу р. Устойчивости возникают не вопреки , а б лагодаря неравновесным состояниям . В этих сос тояниях даже небольшие флуктуации , случайные воздействия порождают аттракторы , выводящие к новой организации ; “на всех уровнях , буд ь то уровень макроскопической физики , уровень флуктуаций или микроскопический уровень , ист очником порядка является неравновесность . Неравно весность есть то , что порождает "порядок и з хаоса "”. Описание в терминах самоорганизующихся си стем п оведения квантовых объектов открыва ет новые возможности построения квантово-механиче ской онтологии . И.Пригожин подчеркивает , что ос обенности квантово-механического измерения , связанного с редукцией волновой функции , можно истол ковать как следствие неустой ч ивости , внутренне присущей движению микрообъектов , а измерение - как необратимый процесс порождени я устойчивостей в динамическом хаосе. С позиций возникновения порядка из ха оса принтпиальная статистичность предсказаний кв антовой механики предстает уже не к ак результат активности наблюдателя , производящего измерения , а как выражение существенных х арактеристик самой природы. Причем нелокальности , проявляющиеся в пов едении микрообъектов , как подчеркивают И.Пригожин и К.Джордж , связаны с ростом когерентност и кв антовых ансамблей по сравнению с классической динамикой . Когерентность же выр ажает особое свойство самоорганизующихся систем , связанное с их нелинейностью и способнос тью к кооперативным эффектам , основанным на несиловых взаимодействиях. “В нашем подходе , — отмечают И.П ригожин и И.Стенгерс , — мир следует одним и тем же законам с измерением или без измерений” ; “...введение вероятностей при нашем подходе совместимо с физическим реал измом , и его не требуется идентифицировать с неполнотой нашего знания . Наблюда т ель более не играет активной роли в эволюции природы или по крайней мере играет отнюдь не большую роль , чем в классической физике . И в том , и в другом случае мы можем претворить в дейст вие информацию , получаемую из внешнего мира”. Весьма интересны результа ты , полученн ые С.П.Курдюмовым при решении задач , связанных с математическим описанием режимов обострени я в нелинейной среде . Эти режимы являются существенной характеристикой поведения синергет ических систем , а их математическое описание основано на нелине й ных связях пространственно-временных координат . Развиваемый пр именительно к таким ситуациям аппарат , оказыв ается эффективным в приложении к квантово-мех аническим задачам . Он позволяет получить урав нение Шредингера и дать объяснение квантовани ю как выражен и ю свойств нелинейно й среды. Возможно , что с развитием всех этих подходов квантовая картина мира со времене м предстанет в объективированной форме , изобр ажающей структуру природы “саму по себе”. Но для рассмотрения современных особеннос тей теоретического пои ска важно , что в начальных фазах становления картин мира современной физики акцент перенесен на “опера циональную сторону” видения реальности . Именно эта операциональная сторона прежде всего о пределяет поиск математических гипотез. Весьма показательно , что современный теоретико-групповой подход прямо связывает прин ципы симметрии , основанные на различных групп ах преобразований , со свойствами приборов , осу ществляющих измерение . Попытка использовать в физике те или иные математические структуры в этом смысле о п ределяется в ыбором схемы измерения как “операциональной с тороны” соответствующей картины физической реаль ности. Поскольку сам исходный пункт исследования — выбор картины мира как операционально й схемы — часто предполагает весьма ради кальные изменения в стр атегии теоретическ ого поиска , постольку он требует философской регуляции . Но , в отличие от классических ситуаций , где выдвижение картины мира пре жде всего было ориентировано “философской онт ологией” , в современных физических исследованиях центр тяжести па д ает на гнос еологическую проблематику . Характерно , что в р егулятивных принципах , облегчающих поиск математи ческих гипотез , явно представлены (в конкретиз ированной применительно к физическому исследован ию форме ) положения теоретико-познавательного хара ктера (принцип соответствия , простоты и т . д .). По-видимому , именно на пути анализа эт их проблем (Рассматривая всю цепь отношений : философия - картина мира — аналоговая физи ческая модель - математика - математический аппарат физической теории ) можно будет выявит ь более подробно механизмы формирования матем атической гипотезы. С этой точки зрения , ценность обсужден ия метода математической гипотезы в философск о-методологической литературе состояла не столько в самой констатации существования данного метода , сколько в постановке первых п опытках решения описанных выше задач. Однако , отдавая должное актуальности поднятой проблематики , хотелось бы подчеркнуть , что , делая акцент на эвристической ценности математических методов нельзя упускать из виду и другую , не менее ва жную сторону теоретического исследования , а именно процесс построения тео ретической схемы , обеспечивающей интерпретацию вв одимого математического формализма . Недостаточно детально проведенный анализ этой стороны теор етического исследования приводит к неяв н ому введению ряда упрощающих положений , которые верны только в плане общей фор мулировки , но , если они применяются без до статочной конкретизации , могут породить неверные представления . К такого рода положениям о тносятся : 1. Допущение , что сама эксп ериментал ьная проверка математической гипоте зы и превращение ее в физическую теорию - вполне очевидная процедура , которая состоит в простом сопоставлении всех следствий гип отезы с данными опыта (гипотеза принимается , если ее следствия соответствуют опыту , и отбрас ы вается , если они противореча т опыту ); 2. Предположение , что математический ап парат развитой теории может быть создан к ак результат движения в чисто математических средствах , путем математической экстраполяции , без какого бы то ни было построения промежуто ч ных интерпретационных моделе й. Постараемся показать , что такого рода представления о формировании современной теории недостаточно корректны. Для этой цели разберем вначале ситуац ию построения частных теоретических схем , а затем обратимся к процессу создани я развитой теории . В качестве первой выберем теоретическую схему , лежащую в основания дираковской теории релятивистского электрона , в качестве второй — квантовую электродинамику (теорию взаимодействия квантованного электромагнит ного и квантованного электр о нно-позит ронного поля ). Предварительно отметим , что трактовка тео рии Дирака как знания , соответствующего уровн ю частных теоретических схем , может быть п роведена лишь с учетом того , что она б ыла ассимилирована развитой теорией -квантовой электродинамикой и вошла в ее состав в трансформированном виде в качестве фра гмента , описывающего один из аспектов электро магнитных взаимодействий в квантовой области . По степени общности теория релятивистского э лектрона превосходит такие классические образцы частных теорет и ческих схем и законов , как , допустим , систему теоретических знаний о колебании маятника (модель Гюйгенс а ) или развитые Фарадеем знания об электро магнитной индукции. Но в том и заключается одна из особенностей метода математической гипотезы , чт о она как бы поднимает на новую ступень обобщения частные теоретические схемы и законы , позволяя начинать построение разв итой теории с синтеза теоретических знаний большей степени общности (по сравнению с классическими образцами ).
© Рефератбанк, 2002 - 2017