< -->

Доклад по философии на тему "Философские проблемы наук в физике и математике."

Сравнение методов современной философии с методами создателей великих философских систем XVII и XVIII столетий делает очевидным основополагающее различие их подходов к естественным наукам. Философы XVII-XVIII веков поддерживали тесную связь с естествознанием своего времени, а нектороые из них, такие, как Декарт и Лейбниц, были ведущими математиками и физиками. Позднее между философией и естественными науками возникло отчуждение, что привело к непродуктивной напряжённости отношений между двумя группами наук. Философы, профессиональное обучение которых строится обычно на историко-филологической основе, обвиняют учёных - естествоиспытателей в чрезмерной специализации и обращаются к метафизическим проблемам. Естествоиспытатели же со своей стороны допускают ошибки в философской трактовке эпистомологических проблем, которые хотя и решены такими философами, как Лейбниц или Кант, в рамках науки того времени, требуют нового анализа в рамках современного естествознания. Такое отчуждение ведёт к взаимному неуважению, неверному пониманию целей исследования друг друга.*

Перед естественными науками и натуральной философией стоит грандиозная задача - создать когерентную и понятную картину Вселенной. Вся наука в целом - это космология, и все известные нам цивилизации старались понять мир, в котором мы живём, нас самих, а также наше знание как часть этого мира.

В своих усилиях понять мир физическая наука, представляющая собой удивительное сочетание спекулятивного творчества и открытости опыту, достигла фундаментальной значимости. Так было не всегда и возможно в будущем всё также будет иначе. Однако и сейчас создаётся впечатление, что наш мир был миром физики задолго до того, как возник мир химии и тем более мир биологии.

Сегодня физика находится в кризисе. Физическая теория достигает невероятных успехов, она постоянно генерирует новые проблемы, она решает как старые проблемы, так и те, которые только что возникли. Отчасти кризис физики проявляется в том, что её фундаментальные теории находятся в состоянии перманентной революции (что нормально, на взгляд Карла Раймунда Поппоера, для зрелой науки). Существует, однако, другой аспект того кризиса, который сейчас происходит,- это кризис понимания.

Можно указать на две причины возникновения этого кризиса: а) проникновение субъективизма в физику; б) убеждённость в том, что квантовая теория содержит полную и окончательную истинность.

Субъективизм в физике восходит к нескольким великим ошибкам. Одна из них - позитивизм (или идеализм) Маха. Через Рассела он распространился на Британские острова (где его основы были заложены уже Беркли), через молодого Эйнштейна - в Германию (1905). Позитивизм был отвергнут Эйнштейном, Когда ему шёл пятый десяток лет (1926), а на склоне лет он глубоко сожалел о своём прошлом (1950). Другая ошибка ещё более древняя. Это субъективистская интерпретация исчисления вероятностей, которая благлдаря Лапласу стала центральной догмой теориии вероятностей.

Эпистомологические идеалисты ясно увидели тот факт, что теории - наши собственные изобретения, наши идеи. Однако некоторые из теорий настолько смeлы, что сталкиваются с реальностью. Это проверяемые научные теории. Когда теория сталкивается с реальностью, мы узнаём, что эта реальность существует: существует нечто, что информирует нас, что наши идеи ошибочны. Вот почему реалист прав.

Реальность может дать только такого рода информацию - информацию о том, что теория отвергается. Всё остальное - наше собстаенное изобретение. Вот почему все наши теории, будучи окрашены нашей человеческой точкой зрения, по мере продвижения нашего исследования всё менее искажаются её присутствием.

Неверно, что "научный реализм" исходит из предположения, согласно которому наши научные теории базируются на том, что мы действительно можем наблюдать, то есть на информации, на "данных", даваемых нам реальностью. Такого рода представление, недвусмысленно отвергнутое Эйнштейном в 1933 году, остаётся достаточно популярным даже среди физиков - теоретиков. Оно ведёт к субъективистской (позитивистской, идеалистической и солипсисткой) интерпретации науки.

Вторая причина распространения субъективизма связана с возникновением вероятностной?физики, которая впервые приобрела фундаментальное значение в теории материи Максвелла и Больцмана. Они, конечно же, имели многих знаменитых предшественников. Эта новая вероятностная физика в течение долгого времени соотносилась с нашим недостаточным знанием. Даже в тридцатых годах и возможно позже думали, что вероятность входит в физику потому, что мы не имеем возможности знать точные координаты и импульсы всех молекул газа. Это вынуждает нас приписывать вероятности различным возможностям, то есть действовать по методу, лежащему в основании статистической механики. Если бы мы могли узнать, если бы мы были уверены, что знаем все координаты и импульсы рассматриваемых частиц, нам не надо было бы отдавать себя на милость вероятности.

Таким образом, была установлена прямая связь между недостаточностью знания с одной стороны, и вероятностной или статистической физикой - с другой.**

Метафизические идеи в истории физики.

Проблемные ситуации в науке определяют три фактора. Первый - открытие противоречия внутри ведущей теории. Второй - открытие противоречия между теорией и экспериментом, т.е. экспериментальная фальсификация теории. Третий, возможно самый важный,- соотношение между теорией и тем, что может быть названо метафизической исследовательской программой.

Почти каждая фаза науки протекает под воздействием метафизических, т.е. непроверяемых, идей. Эти идеи не только определяют, какие объяснительные проблемы мы выбираем в нашем исследовании, но и какого рода ответы считаем соответствующими и улучшающими прежние ответы.**

Оказалось, что прогресс науки подвергает опасности самые устойчивые принципы - даже те принципы, которые считались за основные. Однако ничто не доказывает, что их не удасться сохранить; и если это достигается только несовершенно, то они будут ещё существовать вполне преобразовываясь. ...Итак, не нужно думать, что вышедшие из моды теории были бесплодны и не нужны. (Для Анри Пуанкаре развитие науки - не "перестройка города", а "эволюция зоологических типов" )

Некоторые преувеличили роль условности в науке; они дошли до того, что стали говорить, что законы и даже научный факт создаются учёными. Это значит зайти слишком далеко по пути номинализма. Нет, научные законы - не искусственные изобретения; мы не имеем никаких оснований считать их случайными, хотя бы мы и могли доказать, что они не таковы.

Но существует ли вне человеческого разума эта гармония, которую человеческий разуч полагает открыть в природе? Без сомнений - нет; невозможна реальность, которая была бы вполне независима от ума, постигающего её, видящего, чувствующего её, Такой внешний мир, если бы даже он и существовал, никогда не был бы доступен нам. Но то, что мы называем объективной реальностью - в конечном анализе - есть то, что oбще нескольким мыслящим существам и могло бы быть oбще всем; этой общей стороной может быть только гармония, выражающаяся математическими законами.***

Философия пространства и времени.

Пространство.

В работе Евклида достижения античных учёных в области геометрии получили свой окончательный вид. Геометрия была сформулирована как замкнутая и завершённая система. Базис её был задан геометрическими аксиомами, из которых были выведены все теоремы.

Проблема научного познания с принятием неопровержимости связи между аксиомами и теоремами сводились к утверждению истинности аксиом.(т.е имеет место импликативный характер математической доказательности если - то : A => B)

Таким образом, аксиоматический метод оказался не в состоянии обосновать познание с абсолютной достоверностью; он смог только свести проблему познания к чётко сформулированному тезизу и сделать его предметом философского обсуждения.

В рамках математики шла речь о редуцируемости аксиоматической системы, то есть о том, являются ли аксиомы Евклида окончательными положениями или их можно свести к ещё более простым и очевидным утверждениям. Поскольку отдельные аксиомы были различны по характеру своей самоочевидности, возник вопрос, нельзя ли некоторые из более сложных аксиом рассматривать как следствия более простых, то есть нельзя ли их включить в состав теорем. В частности, была исследована доказуемость теоремы о параллельных.Многие блестящие учёные тщетно пытались решить эту проблему.

Новая постановка вопроса стала возможной после открытия того, что можно обойтись вообще без аксиомы о параллельных. Доказательство истинности этого было заменено доказательством её необязательности.

Позднее оказалось, что возможен ещё один вид неевклидовой геометрии (т.е. 1)сущ параллельных, 2)сущ нескольких параллельных, 3)отрицание возможности сущ каких-л.параллельных).

Результатом этих исследований было появление вместо одной геометрии множества геометрий.

Проблема пространства разделяется на две части: наряду с проблемой математического пространства было признано существование проблемы физического пространства. Нетрудно понять, что философское осмысление двойственной природы пространства стало возможным после того, как математика перешла от евклидовой геометрии к геометриям неевклидовым. До тех пор физика принимала аксиомы геометрии в качестве бесспорной основы описания природы. Когда различные виды геометрий стали рассматриваться как математически эквивалентные, возник вопрос, какая из этих геометрий может быть использована для описания физической реальности, ибо перестало считаться само собой разумеющимся, что для этой цели применима только евклидова геометрия. Математика предлагает ряд возможных форм отношений, среди которых физика посредством наблюдения и эксперимента выбирает одну реальную. После открытия неевклидовых геометрий была осознана двойственность физического и возможного пространства. Математика предлагает возможнаые пространства, физика решает, какие из них соответствуют физическому пространству. В противоположность всем более ранним концепциям, в частности философии Канта, определения геометрии физического пространства становятся отныне задачей физики, точно также как физика определяет с помощью наблюдения и эксперимента пространственную форму Земли или движения планет.

Время.

Различие между временем и пространством.

Проблемы времени в философии науки исследовались значительно меньше, чем проблемы пространства. Время обычно рассматривалось как некоторая упорядочивающая схема, подобная пространству, но проще его, так как имеет лишь одно измерение. Некоторые философы полагали, что философское разъяснение проблемы пространства будет способствовать также решению проблемы времени. Кант представлял пространство и время как аналогичные формы созерцания и рассмотрел их одной главе своего главного труда по теории познания. Время при этом представлялось намного менее проблематичным, поскольку не было связано с многомерностью. Время не касается проблемы зеркально-образной конгруэнтности, то есть проблемы существования равных и подобных по форме фигур, которые не могут быть наложены друг на друга,- проблемы, играющей определённую роль в философии Канта. Более того, время не связано с проблемами, аналогичными проблемам неевклидовой геометрии. В одномерной схеме не существует различия между прямолинейностью и кривизной. Любая кривая линия всегда может быть "выпрямлена" без каких бы то ни было деформаций её элементов. Поэтому с помощью внутренних измерений невозможно определить, является ли одномерный континуум прямым или искривлённым. Любая линия может иметь внешнюю кривизну, но не обладать внутренней, поскольку возможность кривизны существует лишь для континуумов двух и большего числа измерений. Таким образом, одновременность времени исключает все проблемы, которые предлагает философский анализ проблем пространства.

Параллелизм в трактовках проблем пространства и времени имел тот существенный изъян, что определял только те факторы, которые не имеют отношения к времени, а не свойства самого времени. А между тем эти свойства обнаруживают себя в том, что временной порядок возможен в такой области, которая не имеет никакого пространственного порядка, а именно в сфере психического опыта человека. В самом деле, в нашей повседневной жизни мы не ощущаем пространство столь непосрелственно, как мы чувствуем течение времени. Переживание времени связано с переживанием собственного "я", с переживанием собственного существования. "Я существую" значит "я существую сейчас", однако существую в некоем "вечном теперь" и чуствую себя тождественным самому себе в неуловимом потоке времени.

Несмотря на то, что концепция пространства и времени как четырёхмерного многообразия оказалась весьма плодотворной для математической физики, её эффект в области теории познания свёлся к тому, что она лишь запутала проблему. Называя время четвёртым измерением, мы даём ему характер таинственности. Создаётся впечатление, что время может пониматься как один из видов пространства, и тщетно пытаться добавить визуально к трём измерениям пространства четвёртое. Очень важно предостеречь от такой ошибочной трактовки математических понятий. Добавляя к пространству в качестве четвёртого измерения время, мы ни в коей мере не лишаем его специфичности именно как времени. Соединяя пространство и время в четырёхмерном многообразии, мы только выражаем тот факт, что для определения того или иного мирового события нужны четыре числа, а именно три числа для пространственного измерения и одно для временного.

Те свойства времени, которые были установлены теорией относительности, никак не связаны с пониманием времени как четвёртого измерения.

Однако теория относительности дала новое понимание четырёхмерного многообразия. Законы, которым оно подчиняетя, отличаются от законов классической теории. Они были выведены на основании того же самого анализа, который применялся к трёхмерному пространственному многообразию. Этот анализ позволил осознать произвольный характер координативных дефиниций даже в применении ко времени и привёл к появлению некоторых новых и довольно странных на первый взгляд идей.

Мы также узнаем те свойства причинной цепи, которые составляют основу обычного понятия индивидуальности. Это понятие следует из того факта, что замкнутых причинных цепей не существует.

Здесь мы сталкиваемся с фундаментальным принципом, контролирующим физическую реальность. Он позволяет нам говорить об однозначном временном порядке и об уникальных "точках - теперь". Боле того, он допускал понятие индивида, тождественного себе в точке времени(наиболее важная аксиома временного порядка).*

Измерение времени.

Пока мы не выходим из области сознания, понятие времени относительно ясно. Мы не только без труда различаем настоящее ощущение от воспоминания прошлых ощущений или предвидения будущих, но мы вполне знаем, что мы хотим сказать, когда утверждаем, что из двух предвидимых сознательных явлений одно будет раньше другого.

Порядок, в котором мы размещаем сознательные явления, не терпит никакого произвола. Он предписа нам и мы ничего не можем изменить в нём.

Откуда происходит то чувство, что между двумя какими-нибудь моментами существуют другие моменты? Мы распределяем во времени наши воспоминания, но мы знаем, что остаются пустые промежутки. Как бы это могло быть, если бы время не было предсуществующей формой в нашем уме? Каким образом мы знали бы об этих пустых промежутках, если бы эти промежутки открывались нам только через их содержание?

Мы не имеем непосредственной интуиции равенства двух промежутков времени.

Когда я говорю: от двенадцати часов дня проходит то же самое время, что от двух до трёх, то какой смысл имеет это утверждение?

При малейшем размышлении обнаруживается, что оно само по себе не имеет никакого смысла. Оно получит только тот смысл, какой мне угодно будет ему придать с помощью определения, допускающего, конечно, известную степень произвола.

Обычные определения, которые годятся для психологического времени, нас уже не могли бы удовлетворить. Два одновременных психологических факта столь тесно связаны между собой, что анализ не может разделить их не искажая их. То же ли самое бывает для двух физических фактов? Не ближе ли моё настоящее к моему вчерашнему прошлому,чем к настоящему Сириуса?

...Трудно отделить качественную проблему измерения времени; при этом безразлично, будем ли мы пользоваться хронометром, или принимать во внимание скорость передачи, как например скорость света, ибо невозможно измерить такую скорость, не измерив времени.*

Список литературы.
* - Рейхенбах, Ганс. Философия пространства и времени./Перев. С англ. Ю.Б. Молчанова; Общ. ред. А.А.Логунова; послесловие А.А.Логунова, И.А.Анчурина.-М.;Прогресс, 1985.-344с.
** - Поппер Карл Раймунд. Квантовая теория и раскол в физике: из "Постскриптума" к "Логике научного открытия"./Пер. с англ., коммент., послесл.[с.166-188] А.А.Печенкина [Ин-т 'Открытое о-во'].-М.:Логос, 1998.-189,[1]с. : ил.
*** - Пуанкаре, Анри. Ценность науки. Пер. с франц. п/ред. А.Бачинского и Н.Соловьёва. М., "Творческая мысль", 1906.-198 стр.

Конспект необходим!


Назад