Принципы и законы природы. Законы природы Какие закономерности присущи природным явлениям

КАК ВОЗНИКЛИ ЗАКОНЫ ПРИРОДЫ? ПОРАЗИТЕЛЬНЫЕ ГИПОТЕЗЫ ФИЗИКОВ

Как возникли законы природы? В былые времена люди полагали,
что они придуманы Богом. Сегодня физики вновь задаются этим вопросом и выдвигают поразительные гипотезы. Что же такое законы природы?

Мы видим, что мир живет по определенным правилам, именуемым "законами природы". Они доступны нашему пониманию. Ученые открывают эти законы и формулируют их. Их поиск давно считается самым важным и почетным долгом исследователей. Прогресс в науке тесно связан с открытием законов природы. Они помогают обобщать факты, объяснять происходящее, прогнозировать будущее. Многим кажется естественным, что в хаосе многообразных процессов, протекающих вокруг нас, угадывается стройный порядок, и он ощутим на всех уровнях от Микрокосма до Макрокосма. Все мироздание живет по законам, скрепляющим его, как тело - скелет.

Но откуда они взялись? Вечны ли они или со временем меняются? Слепо ли подчиняется им природа или может их нарушить? Почему многие из них - особенно законы физики - мы можем формулировать на языке математики? Быть может, сам Бог является математиком, как шутят ученые?

На протяжении веков люди отвечали на эти вопросы, не задумываясь. Законы природы придумал Бог. Они действуют вечно. Стало быть, они возникли в момент сотворения Вселенной, - говоря научным языком, во время Большого Взрыва. И, очевидно, уже тогда они были "идеальными". Но верится в такое с трудом. Можно ли предусмотреть все заранее? Для чего в момент зарождения Вселенной нам нужен закон, который "следил" бы за тем, чтобы некоторые металлы при температуре, близкой к абсолютному нулю по шкале Кельвина, теряли свое электрическое сопротивление? О каких сверхнизких температурах шла речь в тот миг? О каком абсолютном нуле? В том беспрестанно кипевшем "первородном супе", что наполнял народившийся космос, не могло быть и речи о сверхпроводимости!

А если ответить по-другому? Может быть, законы природы "не сотворены" никем? Что если они исподволь формировались на протяжении многих миллионов лет? Мы знаем, что природа претерпевает эволюцию. Живые организмы приспосабливаются к окружающему их миру и соответственно меняются. Возможно, подобная эволюция происходит и в космосе. Элементарные частицы (протоны, электроны, нейтрино и иже с ними) каким-то образом "приспосабливаются" друг к другу. Возникают определенные "правила общежития" данных частиц. Некоторые правила забываются, некоторые усваиваются все четче - они и становятся "законами природы". Так, например, считает биолог Руперт Шелдрейк. Впрочем, он уже давно заклеймен как представитель псевдонауки, придумавший теорию "морфогенетических (формообразующих) полей".

Подобные идеи впрямь противоречат знаниям, накопленным астрофизикой. Свет отдаленных галактик доносит до нас вести о том, какие законы действовали вскоре после "сотворения мира". Спектральные линии световых лучей свидетельствуют, что звезды в ту эпоху подчинялись тем же законам, что и сейчас.

От веры в высший разум до высшей математики

Для древних греков не существовало законов природы. В их представлении Природа вела себя так же хаотично, как человеческое общество. Отдельные атомы, - им соответствовали греческие города-государства, - блуждали, сталкивались друг с другом, на короткое время соединялись, а потом их непрочные союзы вновь распадались.

Как следствие, античным ученым удалось открыть, пожалуй, лишь три физических закономерности, которые заслуживают названия "законов природы": закон рычага, закон отражения света Евклида и, наконец, знаменитый закон Архимеда ("На всякое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила..."). Впрочем, ни Архимед, ни другие ученые того времени не называли эти воззрения "законами", а говорили, как и в математике, о "принципах", "аксиомах" и "теоремах". Со времен Пифагора считалось, что в основе миропорядка лежит некая математическая гармония. Во всяком сложном естестве имеется своя простая логика. Так образ "принципов", правящих миром, стал изначально складываться из математических элементов - цифр и операций над ними.

Вообще же лишь в средневековой Европе человек задумался о том, что в природе действуют свои неумолимые законы. Да и как было не думать об этом? Ведь мир пребывал во власти строгого Бога, ревностно следившего за тем, как соблюдаются его заповеди-законы. Для Августина Блаженного они были чем-то вроде привычки Господа творить то, а не иное, - привычки, которой Он в любой момент мог изменить, дабы явить желанное чудо.

Законы лишь на какой-то миг (что сотни или тысячи лет перед вечностью, как не одно мгновение?) ограничивали всемогущую волю Господа, но вовсе не отменяли ее. Законы, насажденные Творцом, постижимы, а чудеса, как всякое исключение, лишь подтверждают суровую правоту правил.

В эпоху Возрождения религия и естествознание были все так же тесно переплетены друг с другом. Враждебные отношения ученых и богословов не стоит переоценивать. Науку и веру сплачивала глубокая, внутренняя общность. Их плодотворная связь не утрачивается и в дальнейшем. Так, Ньютон был истово верующим человеком, а Лейбниц усматривал в законах природы непреложную волю Господню. Само их существование свидетельствовало, в какой гармонии живет мир и как прекрасно все, что творит Бог. Верил в высший разум и Альберт Эйнштейн. Без этой веры вряд ли могла зародиться мысль о "формуле мироздания", описывающей все явления явления, что происходят в нашем мире.

Деятельность многочисленной плеяды ремесленников и инженеров эпохи Возрождения заставила людей Нового времени по-иному взглянуть на законы, данные Богом. Можно было не только подчиняться им, но и использовать их во благо себе, придумывая приборы, действующие по этим законам, вторгаясь в процессы, протекающие по этим законам, наконец, управляя самой природой, подчиняя ее себе, заставляя себе служить. Господь мог бы вмешаться в наш диалог с природой, лишая ее иногда возможности жить по закону, данному от века, и заставляя жить по закону Чуда Божьего. Но раз этого нарушения вековых правил не наблюдалось, новые поколения ученых решили, что Бог бездействует потому, что... Он умер, Его нет в природе, Он не от мира сего. Не допускавший все последние века исключения из правил мироздания, Бог был исключен из самого мироздания, как лишняя в нем сущность. Сухие строки формул заменили его. Но остается открытым вопрос: откуда мы знаем, что математический язык в точности - "один к одному" - отражает действительность? Уже сейчас для ее описания используются сложнейшие формулы, которые лежат на грани разумного. Что дальше?

Реалисты, конструктивисты и все-все-все

Гипотеза о существовании в природе неких законов оказалась настолько эффективной, что ученые продолжали ее придерживаться, даже когда предполагаемый творец законов - Бог - был упразднен. Изгнание Бога лишь осложнило вопрос происхождения законов. Вечно ли они существуют? А, может быть, их "вечно" придумывают? В спорах о сущности законов природы выделяется несколько партий.

Реалисты, или платоники, полагают, что законы природы существуют независимо от наших формулировок и определений. Они реальны, как стулья, полемически писал в своей книге "Мечта о единстве Вселенной" нобелевский лауреат Стивен Вайнберг: "Я отстаиваю реальность законов природы... Если мы говорим, что какой-то предмет реален, то тем самым просто выражаем своего рода уважение к нему. Мы полагаем, что к данному предмету надо отнестись вполне серьезно, поскольку не в нашей власти всецело контролировать его, а значит, мы в какой-то мере сами можем испытать его влияние".

Разумеется, законы природы заслуживают куда большего уважения, чем любые предметы. Ведь последние все же не могут ускользнуть из-под нашей власти. Мы вольны переставить стул, передвинуть стрелку часов, раздробить каменную глыбу, а вот повлиять на законы природы не можем. Сколько мы ни наблюдаем за Солнцем, мы не в силах изменить, например, силу его притяжения. Мы зависим от законов природы, а они от нас - нет. Эти законы не выдуманы нами, а открыты. И, подобно тому, как пустынный остров, затерянный в океане, существовал задолго до того, как его увидел человек, так и законы природы были математичны еще во время оно, а не только с тех пор, как их открыли. В этом убеждены и некоторые современные ученые, например, американский физик Александр Виленкин, выросший в СССР: "Надо полагать, что законы физики существовали "еще до того", как возникла Вселенная". По его мнению, сам факт рождения и становления Вселенной априори предполагает наличие определенных законов, по которым будет протекать ее развитие. Эта точка зрения близка традиции Платона, который верил в то, что за пределами видимого нами мира реально существует мир идей.

Позитивисты и номиналисты убеждены в обратном. "Я не соглашусь с Платоном, - заявляет Стивен Хоукинг. - Физические теории - это лишь математические модели, которые мы конструируем. Мы не можем задаться вопросом, что такое действительность, ведь мы не в силах проверить, что реально, а что нет, не прибегая к помощи разного рода моделей". Подобное мнение не ново. Физик и философ Эрнст Мах, ставший когда-то объектом нападок первого классика ленинизма, призывал ограничиваться лишь простыми математическими описаниями эмпирических про¬цессов. А философ Людвиг Витгенштейн в "Логико-философском трактате" полемично заявлял, что "в основе всего современного мировоззрения лежит ошибочное убеждение в том, что так называемые законы природы суть объяснения явлений природы".

Прагматики, избегая крайностей, присущих сторонникам обоих научных лагерей, считают законы природы неким полезным подспорьем, помогающим довольно точно описать природные феномены. "Меня интересует модель, которая наиболее эффективно объяснит наблюдаемые факты, - подчеркивает американский физик и космолог Пол Стейнхардт. - Соответствует ли она реальности, это пустой вопрос. Модели всегда упрощают реальность. По сути дела, нам не очень даже важна реальность сама по себе. Мы нуждаемся, прежде всего, в модели, которая описывает многообразие сложных феноменов с помощью самых простых концепций, понятных нашему разумению и позволяющих предсказывать происходящее". Выступая перед студентами, Стейнхардт часто приводит следующий пример. По телевизору идет трансляция футбольного матча. В таком случае, пробуя предсказать, что произойдет в следующий момент, лучше всего полагать, что цветовые пятна на экране - это подобия футболистов, и дальше руководствоваться знанием футбольных правил и закономерностями игры как таковой. Конечно, можно прибегнуть к "более реалистичной" модели - вспомнить об особенностях электронно-лучевой трубки, об электромагнитных полях - в общем, обо всем том, что порождает цветовые сигналы на экране монитора. "Но знание этих основ электроники окажется бесполезным, если мы захотим понять, что произойдет в футбольной игре в следующую минуту. Итак, выбор модели зависит от того, какие задачи мы ставим перед собой. Реальность - это не всегда то, что вам хотелось бы, а вам хотелось бы понимания".

Конвенционалисты относятся к законам природы еще радикальнее. Для них они - не просто полезное подспорье, придуманное людьми, но еще и отражение определенных норм и традиций, укоренившихся в обществе. По их мнению, природа живет по законам, навязанным ей людьми, например, кастой богословов или ученых. Если утрировать сказанное, нет разницы в том, вращается ли Земля вокруг Солнца или Солнце вокруг Земли, важно лишь, какое мнение складывается об этом в обществе, а оно переменчиво, как и судьба закона, описывающего отношения нашей планеты и светила.

Конструктивисты, или инструменталисты, рассматривают законы как средство описания природы. Они считают, что вести речь об истине или лжи бессмысленно и надо оценивать законы природы по другим критериям - практичны они или нет, понимая эту практичность в буквальном смысле слова, а именно, можно ли на их основе конструировать различные приборы, механизмы и измерительные аппараты. Натурфилософия в таком понимании - это прикладная техника, "набор новейших технических ноу-хау", заявляет Петер Яних, профессор философии Марбургского университета и автор книги "Границы естествознания: познавать значит действовать". По его словам, "пресловутые законы природы - это всего лишь высказывания о функционирующих машинах, высказывания, которые можно без особых преобразований использовать как инструкции по конструированию разного рода машин".

Подобные полемичные мнения, естественно, вызывают резкий отпор у тех, кто удивленно вопрошает: "Что можно сконструировать при помощи теории относительности или уравнения Шредингера? И разве планеты движутся вокруг Солнца только ради того, чтобы мы юстировали по ним наши телескопы и совершенствовали их конструкцию?"

На этом фоне куда более практичными выглядят соображения "реалистов". Ведь, с их точки зрения, можно объяснить, почему одни научные теории являются истинными, а другие - ложными. Природа - вот безжалостный, неподкупный судья, решающий, верна теория или нет. Не бывает нескольких отличных друг от друга, но одинаково истинных теорий, описывающих некий феномен. Непременно одна из них берет верх, а другие, несмотря на всю свою убедительность, оказываются ложными. Мы тянемся к истине, мы ищем ее. Но как выглядит истина в нашем толковании?

Как придумать закон?

Простейшие законы природы - такие, как "зависимость силы тяготения от квадрата расстояния", - мы еще можем представить себе чисто геометрически. Но что прикажете делать с общей теорией относительности или квантовой физикой? С какой стати Матушке-Природе ведомы столь сложные конструкции, что они недоступны разумению большинства людей? Что если мы заблуждаемся, считая, что природа следует каким-то формулам? Закономерности ведь можно разглядеть в любом нагромождении случайных фактов.

Возможно, многие закономерности, принимаемые нами за неумолимые законы, являются лишь следствием нашей способности отыскивать определенные схемы в любых наблюдаемых процессах. Она укоренилась в нас еще в каменном веке. Чтобы выжить в ту эпоху, человеку приходилось выказывать недюжинную наблюдательность. От его взгляда не должна была уклониться ни одна подозрительная деталь - ни сломанная ветка, ни примятая трава. Иначе легко было стать жертвой хищника. У страха глаза велики, и наши далекие предки порой замечали опасность там, где ее вообще не было. Отыскивали знак зверя там, где не ступала его нога.

Вот и мы часто видим то, чего нет. Быть может, квантовая физика и астрология имеют больше общего, чем полагают многие. В том и другом случае - глядя в гороскоп или взирая на уравнение - мы хотим видеть то, что эти формулы обещают нам. И мы это видим.

Возможно, читатели не знают, что уравнение Шредингера, важнейшее уравнение квантовой физики, весьма вольно трактует реальность. Вот что сказано о нем в "Берклеевском курсе физики" Э. Вихмана: "Теория уравнения Шредингера... основана на нескольких сильных допущениях, из которых мы отметим главные:

1) частицы не рождаются и не исчезают: в любом физическом процессе число частиц данного типа остается постоянным;
2) скорость частиц достаточно мала; лишь в этом случае возможно нерелятивистское приближение.

Мы считаем перечисленные допущения сильными, так как, во-первых, из опыта известно, что процессы рождения и аннигиляции частиц действительно происходят, а во-вторых, любая фундаментальная теория должна принимать во внимание принципы специальной теории относительности".

Так что, было бы поспешно заявлять, что законы квантовой физики идеально отражают действительность. Можно лишь отметить, вновь процитировав Э. Вихмана, "что применение теории Шредингера к атомным и молекулярным явлениям оказалось чрезвычайно успешным. В этой области ее следует считать, несмотря на ограниченность, хорошим приближением". Она достаточно верно предсказывает поведение элементарных частиц.

Итак, законы физики, равно как и гороскопы, имеют обыкновение "предсказывать" - нужно лишь правильно сформулировать их, сделав определенные допущения. На практике мы вынуждены пренебрегать многими факторами, мешающими проявлению этих законов. Так что, они определенно идеализируют природу и зачастую следуют особенностям нашего мышления. Порой мы го¬товы скорее придумать законы, чем их открыть.

Возьмем, к примеру, "закон сохранения энергии". Что будет, если он перестанет вдруг соблюдаться - в Микромире ли, в Макромире? Нас это не смутит. В его незыблемости мы уверены. Мы тут же, походя, выдумаем новую форму энергии - какую-нибудь энергию вакуума, - избавляющую нас от любых сомнений. И вот уже энергетический баланс восстановлен.

Так, например, когда масса видимой Вселенной оказалась недостаточной, чтобы соблюдались известные нам законы, пришлось "открывать на кончике пера" темное вещество, а затем и темную энергию. Логика рассуждений заставила нас признать, что мироздание на 95% состоит из материи, которая почти никак не заявляет о своем присутствии. Подобные открытия побуждают некоторых заявлять, что вся физика - фикция.

Когда время течет из будущего в прошлое

Вот любопытная гипотеза, объясняющая эволюцию законов природы. Представим себе камень, брошенный в воду. Он порождает волну, которая распространяется во времени и пространстве - направляется в будущее и бесконечность. Мы видим эту волну в следующую секунду в метре от нас; она бежит вперед, дальше... Уравнение, описывающее поведение подобных волн, имеет два решения. Первое из решений - "запаздывающее" - описывает поведение волны так, как ее видит наблюдатель. Можно прибегнуть к такой формуле: "Некие сигналы, испускаемые настоящим, воздействуют на будущее". Но есть и другое решение уравнения - "опережающее". Оно описывает все с точностью до наоборот. Откуда-то из бесконечной дали и из будущего к нам направ¬ляется некая едва различимая рябь. Наконец, достигнув "здесь и сейчас", она сгущается. Происходит сингулярное событие: из воды вылетает камень. Можно прибегнуть к такой формуле: "Настоящее улавливает некие сигналы, испускаемые будущим». Для этой волны время течет в обратном направлении.

На первый взгляд, подобное описание действительности есть сущая бессмыслица. А что если это не так? В свое время этой проблемой занялись два ведущих американских физика, Ричард Фейнман и Джон Уилер. Их интересовало, может ли существовать Вселенная, в которой встречаются оба описанных нами типа волн: волна, устремленная в будущее, и волна, что возвращается из будущего и воздействует на настоящее. Полученный результат таков: если предположить, что все волны действуют по принципу "фифти-фифти", то есть одна и та же волна наполовину "запаздывает", наполовину "опережает" будущее, то нет ничего невозможного в том, что будущее воздействует на наш сегодняшний мир. Самое удивительное, что подобный мир, воссозданный искусством математики и пребывающий под властью собственного будущего, мы не можем отличить от того мира, который нас окружает, и который мы видим перед собой. Мы живем в этом мире.

Американский физик Джон Крамер разработал гипотезу, которую он назвал "гипотезой встречи времен". Если атом испускает фотон, то из этого следует, что когда-нибудь этот фотон неминуемо будет поглощен. Первое событие - рождение фотона - может состояться только в том случае, если состоится второе событие - его поглощение. Оба события излучают волны, которые распространяются во времени. Одна направляется в будущее, другая спешит в прошлое. Посреди пространства и времени они встречаются. Итак, фотон может существовать лишь в том случае, если подтвердится, что оба важнейших для него события реальны, что он родится и погибнет.

(Как тут не применить эту гипотезу к человеческой судьбе? Из нее явствует, что все события, способные принести человеку смерть, - от глобальных катастроф до не рожденных пока микробов, - излучают определенные волны, которые беспорядочно минуют нас, пока, наконец, одна нас не заденет. Поясним этот процесс следующим сравнением. Представим себе, что рядом с улицей, по которой мы ежедневно ходим, спрятался слепой безумный автоматчик, изо дня в день стреляющий наугад очередями. Когда-нибудь его пуля непременно "заденет и поглотит вас". Так что все вокруг нас насыщено "миазмами" смерти, испускаемыми будущим.)

Законы природы могли бы возникать, как световые частицы. Если предположить, что те адресуются к самим себе, пребывающим за пределами нашего времени - в далеком будущем мире, то и законы природы мы вправе рассматривать с двух точек зрения. Первая - это привычная для нас причинно-следственная связь событий в настоящем. Это - "детерминированный" подход к мирозданию. Другая точка зрения - "телеологическая": будущее влияет на настоящее. Волны проникают в будущее и при¬бывают оттуда. Посреди пространства и времени они встречаются и создают некий порядок: законы природы. Так сходятся две гипотезы: законы природы формируются исподволь, постепенно, но с другой стороны, их творит будущее.

Впрочем, если все эти рассуждения покажутся вам слишком туманными, то почему бы тогда не согласиться с кредо британского историка Томаса Карлейля: "Я не притязаю на постижение Вселенной - она чересчур велика для меня".

"Законы природы сотворили наш мир"

(Из интервью немецкого физика Петера Мительштедта* журналу "Bild der Wissenschaft")

Можно бесконечно рассуждать о том, что такое законы природы и существуют ли они в реальности. Вы посвятили им целую книгу, которая так и называется - "Законы природы". Что вы понимаете под этим термином?

Мительштедт: Законы природы определяют ход природных процессов. Описывая природу, мы прибегаем к помощи универсальных законов, а также конкретных начальных условий. Последние характеризуют частные случаи и единичные факторы, а законы выявляют нечто общее в протекающих процессах.

Что отличает законы природы?

Мительштедт: Они больше, чем просто законы логики или математики, а потому их можно опровергнуть эмпирическим путем. Конечно, последние действуют и в материальном мире, но они не являются подлинными законами природы. Многое, что мы принимаем за законы природы, оказывается при более пристальном рассмотрении логико-математическими законами. Особенно это касается квантовой механики.

Законы природы есть только в физике или, например, в биологии тоже?

Мительштедт: Законы физики описывают универсальные категории материального мира. Это законы времени и пространства, это фундаментальные законы, обуславливающие поведение материи. Они действуют везде, в том числе в биологии. Существование же особых законов, применимых, например, только в биологии, - законов, которые нельзя свести к законам физики, - я считаю крайне невероятным.

Для многих философов законы природы сродни платоновским идеям - они существуют где-то за пределами нашего материального, пространственно-временного мира. Для других это - всего лишь полезное подспорье, помогающее описывать наблюдаемый нами мир, или даже особые категории нашего сознания. А каково Ваше мнение на сей счет?

Мительштедт: Законы природы - это артефакты, с помощью которых мы пытаемся постичь реальность во всей ее сложности и целостности. В природных феноменах мы отличаем простое и универсальное (законы) от сложного и характерного (начальные и краевые условия).

А можем ли мы понять, является ли наш мир продуктом законов природы или же наоборот?

Мительштедт: Законы природы, которые мы стремимся выявить и сформулировать, должны действовать независимо от места и времени во всех возможных мирах. Они действовали еще до рождения нашего мира, и будут действовать до его скончания, да и после того. Так что именно они определили становление нашего мира - они сотворили наш мир.

* В 1965-1995 годах Петер Мительштедт был профессором кафедры теоретической физики Кельнского университета. В 2005 году в соавторстве с философом Паулем Вайнгартнером выпустил книгу "Законы природы".

• свт.
• свт.
• свт.
• Клайв Льюис

Зако́ны приро́ды - совокупность объективно существующих законов, действующих в видимом мире (физических, химических, биологических и др.), обусловливающих бытие и развитие как отдельных Божьих творений, так и всего мира в целом; законы мироустройства.

Законы природы - законы Божьи?

В строгом значении термина под Божьим законом обычно подразумевается закон, направленный на духовно-нравственное преображение человека, уподобление .

Во времена Ветхого Завета такой религиозно-нравственный закон был преподан . С Пришествием в мир , совершением им человека закон Божий был преподан Единой и Истинной . К исполнению этого закона (а он подразумевает приобщение к Церкви) призваны все люди, вне зависимости от их национальной, региональной, социальной, половой или иной принадлежности.

Законы природы, как установленные Творцом, тоже можно определить как Божественные. Они распространяются не только на людей, но и на весь мир. В отличие от нравственного закона их соблюдение или несоблюдение людьми не зависит от свободы произволения так, как зависит исполнение духовно-нравственных норм. Скажем, закон притяжения действует и на человека, и на бездушный камень. Хочет человек или не хочет, но он подвержен действию этого закона, не может взять его и отменить.

Утверждение материалистов, что наличие законов природы можно объяснить исходя из естественнонаучного знания (без опоры на учение о Творце мира) в действительности основано не на науке, а на вере в вечность и самобытность .

Наука может исследовать содержание законов природы (выявлять математические, химические или иные закономерности), но никакая наука, опираясь на , не в силах объяснить первопричину их происхождения, причину их постоянства.

Противоречат ли чудеса законам природы?

Отвечает Сергей Худиев :
Когда говорят «чудеса противоречат законам природы», путают две вещи.

Первое :мы живем в высокоупорядоченном мире, где благоразумно ожидать, что природа ведет себя сообразно определенным законам, если вода 1000 раз закипела при 100 градусах, то и на 1001 она закипит. Наука обращается именно к этой упорядоченности мира.

Второе : мир закрыт, то есть не существует каких-либо сил за его пределами, которые могли бы вмешиваться в происходящие внутри него события.

Тезис первый подтверждается всем нашим опытом - мир упорядочен, более того, упорядочен строго таким образом, что в нем возможна жизнь. Вселенная выглядит удивительно сложной и при этом тщательно сбалансированной и точно настроенной, чтобы поддерживать условия, необходимые для нашего существования.

Из этой упорядоченности, однако, никак не следует тезис номер два (мир закрыт от вмешательств извне). Не существует никакой логической связи между упорядоченностью и закрытостью. «Чудес не бывает» - это просто мировоззренческая установка, и мы не можем ее доказать или опровергнуть, ссылаясь на данные естественных наук, поскольку естественные науки в принципе имеют дело с упорядоченными, повторяющимися явлениями, а не с экстраординарными внешними вмешательствами. Чудеса не противоречат науке и не подтверждаются ей. Они просто находятся вне сферы ее компетенции. Можно сказать, что упорядоченность мира скорее побуждает к признанию возможности чудес – сами законы природы указывают на Законодателя, и нет ничего несообразного в том, чтобы признать, что тот же, Кто является Творцом порядка, является и Творцом чудес.

В понятие Природы многие исследователи, вкладывают зачастую разный и достаточно противоречивый смысл 1. Поэтому, на наш взгляд, необходимо дать некоторые пояснения тем составляющим этого емкого понятия, которые закрепились в современной научной и популярной литературе.

Необходимо расчленение термина «природа» на понятия: природа – как сущность, природа как объекта восприятия, природа как объекта пользования и природа как среда.

В понятие сущности Природы предлагается вкладывать следующий смысл:

Природа как сущность – совокупность интегрированных законов, представляющих собой наблюдаемые разумом регулярности, которым следует материальный мир в пространстве-времени в непрерывном поиске более совершенных самоорганизованных структур, способных на определённых этапах провоцировать возникновение разумной самоорганизации. Последняя способна к познанию как Природы, так и самой себя. То есть, в принятом представлении в науке – это весь мир во всем его многообразии состояний и движений. Употребляется в одном ряду с понятиями материя, Универсум, Вселенная. Таким образом, Природа (здесь мы отождествляем термин с именем собственным) есть неразрывное и бесконечное, всеобъемлющее и взаимопроникающее всё: микро-, мезо,- макро,- мега,- супермир 2. Это Всё между Ничем и Всем, единение Начала и Конца, основанные на квантовой сущности материи, вещества, энергии, взаимодействия и информации в пространстве-времени.

В этом представлении «Природы», в ней нет понятия конкретного объекта, а есть то, что представляет собой материально-пространственно-временное единство части и целого – континуум. Для него не существует миг, который можно остановить, изучить и относительно которого мы сможем сказать, что Мир прекрасен. В Природе все пронизано движением, обменом веществом, энергией и информацией. Она и любая ее часть подвержена самоорганизации, выравнивающей возмущающие факторы, стремящаяся к состоянию динамического равновесия и … никогда не достигающая его равновесности. Природа превращает хаос в структурированную конструкцию, а порядок ниспровергает в хаос по основному ее свойству – самоорганизации. А мы заставляем себя (в который раз!) искать в ней Высшее Начало и смысл. Начало, которого нет, потому что этого начала никогда не существовало, поскольку смысл существования Природы заключен в законах сохранения, в непрерывности движения, изменения, взаимодействия, в её самоорганизации. Толчок, как спусковой механизм, как триггер, провоцирующий начало (извне) или как зарождение движения в природе, не имеет смысла, поскольку является следствием непрерывных флуктуаций хаоса не способного быть абсолютным, потому что перед нами распростёрт Мир, выросший из него. Хаос в критических состояниях всегда провоцирует бесконечные фазовые переходы материи и вещества: от беспорядочного к упорядоченному, структурному и пространственному состояниям материи и вещества, мерой изменчивости которых является время.

Природа – это не размытая поверхность осознания эфемерности объекта (с позиции квантовой механики), это нечто большее, к чему стремится человек, чтобы понять устройство мира. Это живое и неживое в единстве. Это отсутствие любых граничащих эффектов, поскольку они всегда временные. Это все, что заставляет сознание трепетать от восхищенного многообразия быть, существовать, двигаться, жить.

Движение есть покой! когда-то заметил Зенон из Элеи 3. И оказался прав, потому что нет грани между движением и покоем в предельных случаях. Но Природа это и не Колесо, которое подминает под себя Время, но вихрь, увлекающий материю, вещество и сознание в непрерывный процесс возбуждения Хаоса, способного с такой же непринужденностью во времени и пространстве формировать структуры, с какой разрушать их, чтобы создавать новые.

Что же до человека, то ей, Природе, безразлично, что он «творит» на пути познания ее законов, которых нет. А есть только познанная человеком ничтожная преходящая частность, меняющаяся с о[сознанием] многообразия форм состояний в Природе, движений, взаимодействий; есть некая сущность, способная в бесконечном разнообразии явлений, состояний и взаимодействий проявлять периодичность в зависимости от случайных флуктуаций, внутренних свойств. Природе даже не важно то, что именно ее самоорганизацией запущен механизм самоорганизованного разума, в который она одинаково, как и в неосознанную часть мира, вложила созидание и разрушение как антиподы (истины и заблуждений), без которых не может существовать движения к познанию ее (Природы) и самого себя (разума).

Место же человека в Природе заключается в своевременности в разрушительном в ней заметить созидательное начало и творить, сообразуясь со своими потребностями видеть мир таким, как он ему видится – непрерывно меняющимся; и в способности понять свое место в Природе, свою роль в ней и всякий раз открывать самого себя в ней.

Человек – феномен, как и феноменальна его деятельность и способность к познанию Природы как сущности. Но это единственная в обозримой вселенной случайно или закономерно выделившая себя из неё разумная часть, способная не только изучать Природу, но и к самопознанию.

Красота спасет мир… Но ведь нет ничего прекраснее и гармоничнее Природы, в которой даже дисгармоничность звучит гимном Случаю, которым хочется восхищаться. Природа является объектом не только искусства, но науки, сущности которых не разделимы ни в сознании, ни в творении человеком. Кажется, что человек познает и может познать только небольшую часть Природы. Но, познав её, перед ним раскрывается бездна других частей, ограничивая бесконечность своим восприятием Начал (математики, физики и др.) которые изобрел сам, и в которых увидел собственную бесконечность восприятия их сущности, а потому понял, что Природа познаваема в рамках поставленной человеком конкретной проблемы – как формы знания о незнании.

Природа бесконечна и в гармонии и без нее, в части и целом, в своем непрерывном творении и превращении, несмотря на ограниченность числа атомов в Периодическом законе Д.И. Менделеева, частиц, из которых состоят атомы. Несмотря на всего четыре типа фундаментальных физических взаимодействий в ней. Красота природы в видимой части спектра это лишь часть красоты, но как бесконечна палитра звуков в семи нотах, так бесконечно многообразие оттенков всего в семи спектрах видимой части света…

Природа, сотворив в человеке биологическую, не создавала его социальную сущность. Её он сотворил сам, вначале выделив себя из Природы, а затем неизбежно пришел к созданию структуры общественных отношений (производство – потребление – искусство – история – право – наука – технологии). То есть, разумным человек сделал себя сам. На этой основе по эстафетному принципу начал накапливать и передавать последующим поколениям знания о Природе и своей истории, формируя, таким образом, накопленный интеллект 4. Он доставался ему тяжело, поскольку единственный метод, который сопровождал тернистый путь начала познания им Природы – был метод проб и ошибок. Несоответствие знания природе вещей каждый раз стимулировали в человеке снова и снова ставить новые проблемы, пока он не поставил главную – проблему своего смыла в ней. И это, кажется, сегодня та самая вершина, на которую поднялся человек за долгие скитания своего сознания между неразумностью (животным) и знанием (интеллектом).

Природе свойственно развитие по закону множеств. Множества, в свою очередь, делятся на свои противоположности: частицу – античастицу, положительное – отрицательное, порядок – хаос, симметрию – асимметрию, разумное – неразумное… Но парадокс заключается в том, что хаос множества не приводит к хаосу вообще.

Другие исследователи 5 под понятием «Природа» подразумевают существование единой универсальной сущности (всеобщей связи всего со всем), которая образует единую систему, совокупную связь тел, сводя понятие по существу к фундаментальному принципу причинности. Пространственно-временная структура Мира определяется системой всевозможных материальных воздействий одних мировых явлений на другие). Принцип причинности представляет собой необходимую и достаточную основу для последовательного (систематического) описания Мира. В этом смысле резонна постановка вопроса, что понимать под единой универсальной сущностью? Единство взаимодействий Всего? Тогда что представляет Всё? – открытую или закрытую систему? Использование же принципа причинности отсылает нас к проблеме происхождения… Всего. Если не творение, тогда что?

Мы долго будем ещё биться над понятием Сущности Природы, и нам ничего не останется, кроме как принять Вечность превращений и движений материального Мира, в котором на каком-то витке случайных превращений появился социум, являющийся мерой всех этих представлений о Мире.

Уровень организации самой Природы – самый сложный вопрос. Если вообще можно его ставить в таком виде. В авторском представлении он заключается в следующем. Где начинается и заканчивается «творение» самой Природы, а где начинается (эволюция) объектов её «творения»? И вообще, что такое «творение» Природы? Существует ли оно?

С позиции философии Природа, как мы уже отмечали выше, это сущность, которая представляет собой процесс вечных движений, превращений материального мира в пространстве и времени. Каждое мгновение пространство, время и материя, бесконечно интегрированные в континуум, – другие, опосредованные движением и превращением в новые состояния и формы. Тогда представление о Начале не имеет смысла. Природа вечна, а её состояния – следствие её самоорганизации, флуктуирующей между сингулярностью и энтропией вселенной. Бесчисленные другие вселенные могут возникать снова и снова из флуктуаций первичного вакуума, но физика в них, возможно, другая. Между сверхплотным, упорядоченным горячим состоянием материи, сконцентрированной в сверхмалом объеме и хаосом (физическим вакуумом в бесконечном пространстве-времени сверхнизкой плотности и температуры, близкой к абсолютному нулю 6). Самоорганизации, которая порождает новую, другого уровня и состояния в рамках существующих законов сохранения. В этом смысле уровень организации Природы определяется возникновением новых структур в пространстве-времени, способных к развитию и эволюции. Такими уровнями структур являются следующие.

Первый уровень. Существует в условиях так называемой сингулярности – момента, из которого возникает вселенная. Элементарная часть материи – квант электромагнитного поля. Началом являются квантовые флуктуации извечного физического вакуума. При этом он представляет собой наинизшее энергетическое состояние квантовых полей. А в рамках Теории Всего – четыре типа фундаментальных взаимодействий слиты в одно – супергравитацию.

Флуктуации первичного вакуума, по представлениям многих современных теоретиков, дают начало множеству (порядка 1050!) вселенных с самыми разными значениями физических констант в них. Заметим, что концепция вечного первичного вакуума в некотором смысле соответствует давней философской идее извечной самоидентичности Мироздания.

Второй уровень. Существует в рамках Стандартной модели (Большого взрыва) образования вселенной:

• элементарные частицы и их производные;
• кварки;
• частица Хиггса;
• ядра атомов водорода и гелия и атомы.

Третий уровень. Существует в рамках эволюции вселенной в условиях галактик и образования звёзд населения-I,II:

• производные ядер атомов (изотопов) тяжелее водорода;
• производные атомов.

Четвёртый уровень. Существует в рамках эволюции планетарных туманностей:

• молекулы и производные молекул;
• ионы и производные ионов;
• кластеры и производные кластеров (включая элементарные ячейки кристаллов);
• космическая пыль (примитивные по составу минеральные образования и химические соединения, рождённые звёздами):

Пятый уровень. Существует в рамках планет и планетных систем до биологического этапа формирования:

• минералы разного и сложного состава;
• породы сложного состава;
• геосферы (для Земли);
• замерзшие газы, вода в твёрдом состоянии;
• примитивные органические соединения, предшествующие жизненным формам (преджизненные формы);

Шестой уровень. Существует в рамках геологической истории планет с биологической формой жизни:

• газы разного состава;
• жидкая вода, лёд;
• сложные по составу и генезису минералы, породы, комплексы, формации;
• клетка (жизнь, биосфера)

Седьмой уровень. Разум. Использует то, что уже создано природой на каждом из обозначенных уровней в рамках вселенского, галактического, звёздного и планетарного круговорота вещества и эволюции самоорганизующихся систем.

Таким образом, в дальнейшем можно считать, что переход состояний вселенной зависит только от принятой модели её развития и функция природы предстаёт в виде эволюции самоорганизующихся систем обозначенных семи уровней. То есть, поддержание условий всеобщей самоорганизации Мира зависит от каждого её уровня в их взаимосвязи и взаимозависимости и не зависит уже от первичного состояния самой Природы после возникновения самоорганизующихся структур нового поколения. Ибо всё может вернуться в исходное состояние в обозначенном интервале действия законов сохранения Природы: сингулярность – физический вакуум – сингулярность. То есть бесчисленные другие вселенные могут возникать снова и снова из флуктуаций физического вакуума, но физика в них может быть другой 7. Эта последовательность закреплена на всех уровнях организации материи и вещества: рождение – жизнь – смерть – рассеяние – флуктуации – концентрация – рождение и т.д. Принцип самоорганизации (как всеобщий закон Природы) изначален. Он сохранялся, сохраняется, и будет сохранять своё действие (значение) бесконечно, в любых пространственно-временных измерениях, изменяя лик самой Природы, частных её законов, а посему фундаментальные константы должны изменяться во времени и при формировании других вселенных. И в ином Творце действительный Мир действительно не нуждается.

Природа как объект восприятия – это окружающий мир человека. Мир экологически завершенного единства. Это река, лес, звезда, галактика, пчела, облака, земля, дом, город и т.д. И это всегда только часть той самой сущности Природы. Часть, отделяемая человеком от Неё своим сознанием и осознанием происходящего в Ней. Часть сущности, которая подвластна наблюдению, изучению, созерцанию, использованию. Часть, которая вмещает человеческую жизнь, сознание и т.д. В этом смысле это понятие может быть как субъективным, так и объективным, а точнее способно к раздвоению сущности объекта восприятия на объективную и субъективную сущности. Нет человека, отсутствует восприятие им не только сущности Природы, её объекта, но и природной среды. Объект восприятия не равен, не тождественен сущности объекта. Восприятие человеком всегда богаче формы объекта, но беднее его сущности и структуры. Сознание всегда наделяет объект свойствами и качествами, которыми не обладает ни Природа, ни ее объект. Оно стремится либо к упрощению, либо усложнению объекта восприятия, но никогда не будет истинным по отношению к его сущности, исходя, хотя бы, из принципа дополнительности Бора. Потому как к восприятию подключается сознание человека, которое способно наделить объект несуществующей реальностью и парить своим сознанием в этой нереальности (виртуальности) до тех пор, пока восприятие не обернется голой сущностью. Например, ощутить реальность падения (как проявление гравитации) и разбить голову вместо парения через восприятие красоты полета в мечтании о нём, не заметив, что тропинка, по которой шёл, оборвалась…

Поэтому часто возникает вопрос: где начинается тот момент, когда окружающая нас природа отказывается подчиняться вмешательству человека? Ответ лежит на поверхности. Нужно знать, то есть, рассчитать возможности биосферы, конкретного природного комплекса, какова их способность воспроизводства вне хозяйственной деятельности человека. Другими словами, рассчитать ассимиляционный потенциал биосферы или конкретного природно-хозяйственного комплекса. То есть тогда нам нужно заново разобраться с тем, что же представляет собой собственно окружающая природа человека. И этот вопрос, скорее, не столько философский 8, сколько естественнонаучный.

Природа как объект пользования – это отделяемая от окружающей человека природы ее часть, отвечающая потребности человека, обладающая полезными для него свойствами и качествами, которые он использует для своего социального развития, познания самой природы через взаимодействие с ней.

Природа как среда – это часть Природы изменчивого во времени динамического экологического единства, круговорота (обмена) вещества, энергии, информации. Совокупность объектов во взаимодействии, движении, изменении состояний, обеспечивающих гомеостаз составных элементов среды: биотопов, биоценозов, экосистем, человека. На глобальном уровне это структура и функция биосферы в единстве круговорота вещества атмосферы, гидросферы, литосферы. Место обитания, эволюции жизни и творения человека.

Эстетическое понимание природы включает в себя специфику ощущений в зависимости от душевного состояния человека, его сознания, культуры. В самой природе нет красоты и гармонии. Есть только непрерывный процесс созидания и разрушения через флуктуации качества и количества, через стремление к хаосу и убегания от него путём создания временных структур, не воспринимающих ни красоты, ни гармонии. Это человек в силу своих душевных переживаний и видений замечает в ней прекрасное через каприз своих ощущений, наделяет ее своими качествами.

Взаимодействие человека и природной среды есть те, влияющие друг на друга факторы, которые влекут за собой новое качество и новое состояние среды, неизбежно стремящейся к равновесию между стремлением быть естественной, модифицированной, трансформированной под влиянием хозяйственной деятельности человека. Другими словами – человек не способен вернуть естественное качество среды, поскольку его хозяйственная деятельность является одним из постоянно действующих возмущающих (внутренних!) факторов, провоцирующих непрерывное изменение её качества. А естественную функцию биосферы он переводит в новое состояние – ноосферы. Сферы разумного влияния на состояние биосферы, обеспечивающего возможность неограниченного во времени существования человечества в ней.

Таким образом, в процессе своей эволюции человек непрерывно меняет структуру отношений в системе Природа – Человек – Общество.

На каком уровне развития находится общество, таковы и представления о Природе и её законах. Но окружающий нас мир Природы изучает не общество, а конкретные люди, учёные. Общество может способствовать изучению действительной картины мира или нет. Конкретные исследователи занимаются изучением конкретных областей знания (естественнонаучное, гуманитарное) и делают выводы о конкретных закономерностях явлений, состояний окружающего нас мира. В этом смысле знание как таковое представляется обществу в двух его аспектах: естественнонаучное и гуманитарное.

Естественнонаучное знание должно отражать естественное состояние материального мира, а гуманитарное – как отражение представлений об этом мире в сознании людей. Раздвоение знания на две сущности связано с двойственной природой человека, способного принимать естественные законы таковыми, какими они есть, а общественные – изменять под потребности своего развития. И возникает удивительный вопрос. Если социальная сущность человека способна менять законы в угоду своих потребностей развития, то не изменяет ли таким же образом Природа своих законов в процессе своего развития? Другими словами, соблюдаются ли фундаментальные законы в самой Природе в условиях вечности движения и преобразования в ней материи? Да и понятие фундаментальный, всеобщий, частный закон – условное. Поскольку в частных законах должны соблюдаться всеобщие законы Природы! В этом смысле деление законов на частные и всеобщие – условно.

В самом понятии «закон» человечество сознательно ввело ограничения, дабы ни шагу от того, завоёванного знания в сторону до того, как они позволят обществу говорить, что они не частные, не общие и…, может быть, не фундаментальные, а изменчивые. Поэтому в самом определении закона, данного философией, как категории объективно существующей, необхо­димой, существенной, устойчивой, повторяющейся связи между явле­ниями в природе и обществе заложены, на самом деле, ограничения (!). Так должно быть в силу, например, ныне существующих представлений о самой Природе. Которая, на самом деле – ни на одно мгновение не повторяющееся следствие собственного развития. Поэтому, если всё-таки обнаруживается, что всеобщий закон становится частным, говорят об области его действия или применения…

Ну, во-первых. С общественными (институциональными) частными законами как раз всё понятно. Уж, не говоря, об основном законе каждого народа – Конституции. Мы их можем совершенствовать, менять и отменять. При этом у кормила формирования таких законов стоит, с одной стороны, народ, а с другой – власть. Противоречия между властью и народом во всей истории их сосуществования не устранимые (вполне применим всеобщий закон единства борьбы противоположностей в философии). Но именно эта противоречивость и является двигателем демократических преобразований и обе стороны должны на каждом историческом рубеже достигать так называемого консенсуса, чтобы двигаться дальше в своём развитии. Стало быть, общество, если не хочет прекратить своё развитие просто обязано менять общественные законы в изменившихся политических, экономических и социальных условиях.

Во-вторых, бесконечный мир превращений и движений материи в природе, базирующийся на частных законах (физики, химии, биологии и т.д.) и всеобщих законах (эволюции) также должен приспосабливаться к изменяющимся условиям высоких и малых энергий; высокой и малой плотности; малых и больших масс; низких и высоких скоростей; разбавленным и концентрированным растворам и т.д.

В-третьих, если мы говорим о единстве окружающего нас мира, то это единство должно основываться на единстве принципов развития – изменчивости всего: материи, пространства, времени, законов. Но нам в процессе познания окружающего нас мира и приближения к истине приходится использовать существующие подходы к категории представлений об аксиоме и постулате, гипотезе и теории, наконец, о законе. Но движение в сторону формулировки закона сопряжено с необходимостью на каком-то уровне представлений об объекте познания ограничиться аксиомой или гипотезой, теорией или частным законом. Наконец создать всеобъемлющую теорию Всего 9, осмысление которой может нас привести к формулировке фундаментального и всеобщего закона.

1.1 Частные и всеобщие законы Природы

Сегодня принято уже говорить о том, что процесс научного познания окружающего мира развивается в соответствии с принципом соответствия Нильса Бора. Его сущность сводится к тому, что теории, справедливость которых доказана для той или иной области физических явлений, с появлением новых более общих теорий сохраняют свое значение как предельная форма или как частный случай новых теорий. Однако делаются попытки относить некоторые законы к разряду основных всеобщих законов Природы (Вселенной, Мироздания). Большей частью такая постановка вопроса абсурдна, поскольку, как мы уже упоминали выше понятие «Природа» тождественны представлениям о Вселенной и Мироздании. Так что речь идёт о Природе.

Ниже мы будем говорить о всеобщих законах Природы в современном существующем представлении о неизменности их во времени и пространстве, хотя и велики сомнения в этом.

Существует устоявшее деление законов на частные, общие, и всеобщие.

В частных законах, как мы упоминали уже, проявляются действия общих и всеобщих законов. А вусеобщие законы познаются путем обобщения конкретных явлений, состояний, движений, включая частные и общие законы. Проявление частных законов зависит от состояния среды, масштаба объектов в среде, наличия соответствующих условий, которые обеспечивают переход состояний, вытекающих из закона, из сферы возможного в сферу действительного. Это как раз свидетельствует об изменчивости частных законов, поскольку на них накладываются большие ограничения параметров самого объекта (явления, состояния, движения и т.д. в микро, – и макромире); среды (плотность, структура); области применимости закона.

Универсализм применительно понятию «закон» неприемлем. Поэтому желание выдать какие-то законы за универсальные, – ничто иное как попытка «уверовать в него», навязывая исследователям мысль не заниматься его сущностью и описываемых им явлений. Подчинять сознание его действию. Подчинять его сущности все формы состояний, движений и изменений в любых системах, средах, на любом уровне организации вещества, материи, в любых пространственно-временных связях. Поэтому резонно относить подобные законы не к универсальным, а к всеобщим, которые одинаково действуют на всех уровнях организации материи в пространстве и времени. Хотя, как мы уже обратили внимание и они, в процессе познания Природы, имеют свою область действия. В этом смысле единственным всеобщим законом является развитие. Или, как принято называть – эволюция 10. В силу периодически меняющихся условий движения от максимальной плотности информации, заключённой в единице объема с наименьшей сложностью к минимальной плотности информации в единице объема с невероятной сложностью конструкции в нём 11.

Примером таких явлений может служить происхождение и эволюция вселенной. В ней на начальном этапе (в состоянии сингулярности) в единице объема концентрируется максимальная плотность энергии, материи, максимум плотности информации о будущем состоянии Метагалактики при минимальной сложности самой сингулярности 12. В современном же виде Метагалактика предстаёт перед нами как структура невероятной сложности при низкой плотности вещества (около 1·10-31 г/см3), заключённой в её бесконечном объеме.

Другим примером может являться клетка многоклеточного организма (например, человека). В клетке сосредоточена информация о структуре будущего организма при более простом строении клетки 13 в сравнении со сложностью будущего организма. В условиях её развития из неё «выдавливается» сложнейшая структура необычной информационной сложности при понижении плотности информации в единице объема, оказывающего влияние на состояние самой окружающей среды.

В изложенном виде необходимо говорить о законе сохранения информации в эволюции. В начале развития естественных объектов природы в единице объема максимальная плотность информации заключена в структуре меньшей сложности. В процессе развития природных объектов плотность информации в единице объема уменьшается при увеличении её сложности и сложности самой структуры. Следствием этого закона может быть: периодичность превращений самой природы из состояния сверхвысокой плотности материи при малой сложности к состоянию минимальной плотности материи и невероятной сложности; невозможность в действительном мире достичь абсолютного порядка или хаоса. Абсолютный порядок невозможен в силу всеобщей изменчивости движения, в силу действия всеобщего закона превращений хаоса – в порядок – хаос и т.д. Это и есть формула непрерывности, дискретности, периодичности и вечности движения и превращений объектов материального мира и самой Природы. Мир бесконечен в многообразии превращений материального мира.

Философия к всеобщим законам Природы пытается относить следующие.

Закон единства и борьбы противоположностей. Он как раз и раскрывает источник самоорганизации и развития объективного мира и познания его. Он исходит из положения, что основу всякого развития составляет противоречие – борьба противоположных сторон и тенденций, находящихся вместе во внутреннем единстве и взаимопроникновении. Но ведь это и есть закон развития (эволюции), основанный на непрерывности движения и «борьбы» хаоса и порядка. Это происходит и в познании в форме противоборства знания и заблуждения.

Закон отрицания отрицания. Он характеризует направление, форму и результат процесса развития. Согласно этому закону развитие осуществляется циклами (в эволюции – периодами), каждый из которых состоит из трех стадий: исходное состояние объекта, его превращение в свою противоположность (отрицание), превращение этой противоположности в свою противоположность (отрицание отрицания). Отрицание – это условие изменения объекта, при котором некоторые элементы не уничтожаются, а через следующее отрицание сохраняются в новом качестве. Этот закон также естественно вписывается во всеобщий закон развития (эволюции), потому как периодически возникают условия отрицания в преобразовании состояний и движений. Весьма близок к всеобщим законам сохранения. Новое всегда отрицает старое, будущее – прошлое. Сын – отца. А во внуке (в третьем поколении) проявятся наследственные признаки отца или матери или того и другой. Но в представлении отрицания сыном отца не заложено низведение этой формулы к этической и моральной сущности общественных отношений.

Закон перехода количественных изменений в качественные. Он как раз вскрывает наиболее общий механизм развития, то есть эволюции. Согласно этому закону количественные изменения объекта, достигнув определенного уровня, приводят к перестройке его структуры, формы в результате чего образуется качественно новая система. Это и фазовые переходы и бифуркации, возникающие в условиях критических состояний, например, среды.

Физические «всеобщие» законы

Законы сохранения: энергии, массы, вещества, количества движения. Также относят к всеобщим. Но в изложенном определении каждый из них представляет собой частный закон: закон сохранения энергии, закон сохранения массы, закон сохранения вещества, закон сохранения количества движения. Например, мера сохранения массы может быть выражена мерой сохранения энергии. То есть закон сохранения энергии в современном представлении фактически является законом сохранения энергии-массы и может быть выражена уравнением А. Эйнштейна. Он указывает на то, что сумма массы вещества системы и массы эквивалентной энергии, полученной или отданной той же системой – постоянна.

Закон сохранения энергии в рамках отдельной замкнутой системы не является строгим, так как абсолютно замкнутых (изолированных) систем в природе просто не существует. Все они являются в той или иной степени открытыми, способными обмениваться веществом, энергией и информацией.

Закон резонанса. Это возбуждение колебаний одного тела колебаниями другого той же частоты. С физической точки зрения, резонанс представляет собой резкое возрастание амплитуды установившихся вынужденных колебаний при приближении частоты внешнего гармонического воздействия к частоте одного из собственных колебаний объекта (системы).

Явление резонанса, как известно, наблюдается и используется в физике, химии, биологии, обществе, а настройка в резонанс может осуществляться путем изменения параметров системы (с помощью так называемых управляющих параметров).

Резонанс, лежащий в основе любых взаимодействий, способен в неживых и живых системах как к их разрушению, так и созиданию новых, устойчивых в новой среде.

Закон (принцип) действия и противодействия. Сила действия равна силе противодействия или: сила противодействия равна силе воздействия. В принципе этот закон есть выражение принципа Ле Шателье – Брауна или закона динамического равновесия. Если на систему оказывается давление, то система либо противостоит ему, либо изменяет свои свойства в соответствии с новыми свойствами среды. В этом смысле еще раз подчеркнём, что развитие систем связано не только с их приспособительностью к существующим условиям среды, но изменяют саму среду.

Закон причинно-следственных связей: каждое следствие вызвано определенной причиной или определенной совокупностью нескольких причин. Его действие ограничено детерминизмом Лапласа, как и закона (принципа) обратной связи, который может быть переформулирован в принцип действия и противодействия.

В неравновесной термодинамике в процессе эволюции открытых систем хаос непредсказуем. В принципе, мы не можем дать «долгосрочный прогноз» поведения огромного количества даже сравнительно простых механических, физических, химических и экологических систем.

Прогноз их поведения систем может быть дан на любое желаемое время для предсказуемых систем. Для стохастических (вероятностных) систем (например, бросание монетки и ожидание, что будет: решка или орёл). То, что выпадает в данный момент, никак не связано с предысторией процесса. Здесь нельзя говорить о детерминированности и можно иметь дело лишь со статистическими характеристиками – средними значениями, отклонениями от среднего, дисперсиями, распределениями вероятностей.

Есть ограничения этого закона и в квантовой механике, поскольку в ней доминируют вероятности состояний. В этом смысле закон причинно-следственных связей, скорее всего, может быть отнесён к принципу, действие которого ограничено условиями вероятности. К тому же все взаимодействия (действия и противодействия) являются энергоинформационными, стало быть, используя выше представления о законах сохранения, мы можем говорить также об их не всеобщности. Это касается и закона (принципа) корпускулярно-волнового дуализма, подобия и др.

Согласно И.Канту, законы природы устанавливает познающий её человек, (поскольку Природа не познаёт самою себя, авт.). И иных способов познания просто не существует, кроме познания разумом Природы и себя в ней. Но непримиримым противником научного реализма выступает традиция, восходящая к шотландскому философу Д.Юму. В соответствие с ней формулируемые законы Природы являются ничем иным, как описанием наблюдаемых регулярностей. По представлениям же С. Вайнберга законы Природы не только основаны на человеческой логике их осмысления, но и материальны, как камень. И в перечислении этих отношений в области познания возникает главный вопрос: являются ли наблюдаемые разумом закономерности в природных явлениях необходимыми и всеобщими?

1.2 Изменчивость самой Природы

Существующие представления о вечности вселенной до недавнего времени базировались на неизменности фундаментальных постоянных. Таких постоянных физики насчитывают 29, включая постоянную гравитации, постоянную Планка, скорость света, постоянную тонкой структуры альфа и другие.

Значимость постоянной тонкой структуры альфа, введённой физиком-теоретиком А.Зоммерфельдом, состоит в описании электромагнитного взаимодействия. Оно отвечает за силу, с которой атомные ядра притягивают и удерживают окружающие их электроны и вероятность поглощения фотона атомом. Другой важнейшей особенностью постоянной альфа является её безразмерность, или независимость от земных единиц измерения.

Однако тончайшие измерения фундаментальных постоянных привело к неожиданному результату. Во времени они не представляют собой постоянные и также подвержены изменениям 14. Например, G – гравитационная постоянная (6,67259·10-11 м3/кг·см2), измеренная с точностью 0,01%, возможно не является фундаментальной постоянной, как и постоянная альфа. Одни учёные связывают это с изменчивостью их значений во времени, а другие уповают только на ошибки в точности их измерений…

Что может стоять за непостоянностью фундаментальных констант? А то, что если допустить, например, увеличение гравитационной постоянной во времени, то это приведёт к сжатию Земли. Луна переместится ближе к планете, а сама Земля переместится ближе к Солнцу. Это спровоцирует повышение температуры поверхности Земли и станет причиной уничтожения жизни на нашей планете. Постоянная гравитации как бы «подогнана» к возможности существования жизни на нашей планете.

Изменение постоянной структуры альфа на 4% (равной 1/137) может привести к прекращению синтеза углерода в звёздах, что не привело бы к появлению углеродной жизни во вселенной. А поскольку окружающий нас мир таков, какой мы его наблюдаем, стоит только удивляться, насколько идеально фундаментальные константы согласованы все друг с другом. Ибо изменение одной неизбежно приведёт к изменению других констант.

В этом смысле возникает самый сложный вопрос, почему значения фундаментальных постоянных такие, а не другие? Это случайность или порядок, «установленный» сверхразумностью, сотворившей наш Мир? Скорее закономерность…

Исследованием постоянной структуры альфа учёные, улавливая далёкий свет, идущий от квазаров, отстоящих от нас на расстоянии 12 – 13 млрд. световых лет пытаются выяснить, изменчива ли она во времени или нет? Считается, что, если она изменчива, то в прошлом её значение могло быть другим.

Таким образом, если изменчивость фундаментальных констант во времени будет доказана, то есть они на самом деле окажутся переменными, то сами законы Природы, да и она сама, должны быть подвержены эволюции. Именно в этой изменчивости может скрываться вся сущность её самой в направлении увеличения её сложности в рамках непрерывного тиражирования в ней самоорганизованных структур.

На сегодня наиболее логически непротиворечивой является модель многокомпонентной вселенной. То есть вселенная состоит из бесконечного количества Начал по типу Большого взрыва, из множества вселенных, которые независимо возникают в разные моменты времени, и пены сверхплотного скалярного поля между ними. Поэтому вселенная (в представлении Супермира – множества вселенных) бесконечна и в пространстве и во времени. Даже допускается, что в разных вселенных могут существовать разные законы, разные элементарные частицы.

1.3 О познаваемости окружающего мира

Как известно, на пути развития материального мира термодинамика поставила барьер в форме так называемого принципа возрастания энтропии (хаоса) во вселенной или Второго начала термодинамики. Этот барьер означает, что во времени любые системы должны стремиться к равновесному состоянию, а, стало быть, к уменьшению сложности. И хотя это находится в вопиющем противоречии с наблюдаемой картиной мира, когда мы во времени видим непрерывное усложнение организации мира неживой и живой материи, тем не менее, этот принцип не может быть опровергнут ни каким образом, если мы будем рассматривать замкнутые (закрытые) термодинамические системы. В них не происходит обмен веществом, энергией и информацией. По отношению к таким системам Л. Больцманом математическим выражением Второго начала термодинамики установлено, что в замкнутом объеме никакими уловками (например, типа «Демона Максвелла» 15) невозможно разделить, газ на горячий и холодный в изолированной системе.

Но дело как раз состоит в том, что в Природе не существует замкнутых (закрытых) систем. В ней доминируют открытые системы, способные к обмену веществом, энергией и информацией. Следовательно, в них невозможно достичь условий абсолютного хаоса (энтропии), поскольку любые флуктуации в нём приведут к усложнению открытых систем. И здесь нет никакого нарушения закона возрастания энтропии, поскольку понижение энтропии (упорядочивание) в одной системе, сопровождается повышением энтропии (хаоса) в другой, связанной с первой 16.

В рамках подобных рассуждений можно сделать вывод, что вселенная (Природа) в условиях непрерывного движения и изменения состояния материи в ней может находиться только в условиях динамического равновесия в рамках непрерывного тиражирования в ней самоорганизованных структур, характеризующихся разной степенью сложности в пространстве-времени. Предвосхитить появление саморганизованных структур во времени и пространстве невозможно в силу непредсказуемости самоорганизации, в которой правят случайные флуктуации. В этом смысле мы можем, казалось бы, говорить о непознаваемости окружающего нас мира. На самом деле мир всякий раз открывается нам новыми гранями ранее недоступного знания о нём, поскольку мы непрерывно познаём его в рамках возникающих проблем – этой формы знания о незнании. Незнание мироустройства на каком-то историческом этапе существования рода человеческого – главный двигатель познания заметить, выделить проблему. А, выделив её, разум непременно стремится решить её, опираясь на накопленный опыт человечества, который зиждется на эстафетном принципе передачи информации (накопленного знания) из поколения в поколение.

«Мир бесконечен, но самое поразительное заключается в том, что он познаваем», – говорил А.Эйнштейн. И в этом заключается не только главная сущность научного знания, опирающегося на созданную им методологию познания, но и ключевая особенность разумной материи во вселенной, возникшая по случаю на волне самоорганизации, а, стало быть, закономерно. И, цитируя Луция Аннея Сенеки: «Природа не раскрывает свои тайны раз и навсегда», можно говорить о том, что познание её бесконечно, поскольку «своих тайн» даже Природа не знает, потому что, изменяясь по принципу самоорганизации, не может предвидеть то, что с ней произойдёт завтра.

Природа развивается по законам непрерывного усложнения систем (т.е. неизбежного возникновения систем более высокого уровня), если они обладают свойством воспроизводства себе подобных. Стало быть, наш разум – одна из ступеней формирования разумности во вселенной и самой Природе.

Поговаривают о появлении в будущем не биологического, а электронного разума, который сможет обладать электронными мозгами, а позже появится и электронное общество и цивилизации. Вряд ли самоорганизованная сущность природы пойдет по этому пути. Ибо зачем-то нужно было обладать разуму чувственностью, способностью созерцать, любоваться творением как самой природы, так и своими. Создавать искусство, литературу и нравственность. Видеть и замечать то, что не могла и не может «осознавать» Природа.

Знание как элемент приращения представлений об объекте, его состоянии, явлениях, движениях лежит в основе выделенности сознанием объектов, состояний явлений и движений. Стало быть, в методологии научного познания важная роль принадлежит наблюдению, основывающемуся на возможности замечать, выделять. Но это возможно только на уровне достигнутой образованности и культуры видеть, созерцать, воспринимать чувственно.

Озарение состоянием замеченной (выделенной сознанием) проблемы это самое главное, что делает обывателя от наблюдателя и исследователя.

Проблема – как форма знания о незнании того, что неожиданно возникло в сознании, побуждает исследователя задавать вопросы. Почему?! И они позволяют ему создавать аксиомы (как формы знания, не требующего доказательства), построить в сознании примерную (гипотетическую) картину происходящего наблюдаемого или ненаблюдаемого, но неожиданно возникшего в сознании. Появляется необходимость создания гипотезы или целой совокупности гипотез для объяснения всех сторон возникшей проблемы (как формы знания, которое необходимо совершенствовать, привлекая арсенал наблюдений, экспериментов, моделирования процессов не только для понимания происходящих процессов в выделенной проблеме, но и для того, чтобы добиться возможности создания условия наивысшей степени представлений о сущности проблемы). Но для этого уже необходима теория – как высшая форма научного знания, способная выделять закономерности состояний, явлений, движений материального мира и социальных особенностей, строить модели, задавать параметры экспериментам для воспроизводства условий, при которых возможно предсказание состояния объекта (субъекта), его эволюции в пространстве-времени.

Наконец, закон, как форма знания области его действия в строгом соответствии с теорией, представляет собой объективно существующую реальность, необходимую, конкретно повторяющуюся, воспроизводимую сущность. Частные законы имеют свои области действия, интегрированные во всеобщий закон развития и подчиняющиеся ему.

Закон сам по себе – это отображение в сознании происходящего явления на уровне наших представлений о мире. Поскольку наши представления о мире изменчивы вместе с непрерывным изменением его состояния, то мы способны лишь формулировать закон в соответствии с нашим представлением о мире в данный момент времени, в данном измерении, в конкретном пространстве и его геометрии.

Сколько существует законов?

Множество. Сколько явлений, состояний, движений материальных и социальных объектов способно выделить наше сознание в действительном окружающем мире, столько необходимо вскрыть (сформулировать) законов, которые интегрируются в представление об его устройстве и развитии.

На всеобщий законом может претендовать только закон развития, эволюции действительного (наблюдаемого) мира и непрерывного усложнения самоорганизующихся систем в нём. Его сущность заключается в вечности движения и периодичности преобразования материи. В вечном превращении количества в качество и обратно в рамках законов сохранения движения, массы, вещества, энергии, информации. В невозможности повторимости минувшего качества и количества, непрерывности создаваемой новизны явлений, состояний движений и окружающего пространства-времени (среды).

Однако сколько бы не формулировалось гипотез, теорем, законов, всё многообразие действительной картины миры нельзя вместить в рамки одной теории хотя бы из принципа фальсифицируемости К.Поппера, из смысла Первой теоремы К.Геделя, или, как заметил А.Эйнштейн, «Никаким количеством экспериментов доказать теорию нельзя, но достаточно одного, чтобы ее опровергнуть».

Интегрированная научная картина мира создаётся учёными разных областей знания естественнонаучного и гуманитарного направлений, технологами (технарями). В основе совершенного учёного, технаря лежит представление о культуре – возделывании всех сторон хозяйственной и социокультурной деятельности человека.

В рамках рассматриваемого вопроса о сущности Природы, её законов возникает необходимость рассмотрение проблемы истины.

1.4 Истина: феномен или ноумен?

Существует три устоявшихся заблуждения.

Заблуждение – не соответствие знания сущности объекта, субъективного образа – объективной действительности, обусловленное ограниченностью общественно-исторической практики и знании либо абсолютизации отдельных элементов познания или сторон объекта. Понятие заблуждения характеризует состояние знания. Качественно отличное от истинного, оно фиксирует факт неверного, искаженного отражения действительности

Первое. Наука может все.

Второе. Наука не может решить всех проблем, которые ставит перед собой Человек.

Третье. Если наука не может решить насущных проблем в познании Природы Человеком, то в этом поможет религия.

Первое заблуждение заключается в том, что как раз наука не может все. Она может решать только исторически возникающие и необходимые для практики решение проблем на основе методов, и средств исследований, которыми располагает наука на момент постановки проблемы. Этим необходимо подчеркнуть, что сама постановка проблемы это необходимая и вызревающая в конкретной исторической обстановке потребность человека. К тому же сами методы и средства, как и объекты исследований, меняются во времени.

Отсюда второе положение «наука не может все» – также не больше, чем заблуждение. Если в конкретной обстановке возникла (сформулирована или поставлена) проблема, созрели методы, средства, выявлен объект исследований, то проблема рано или поздно будет решена, если она сама не представляет собой заблуждение, то есть, поставлена неверно.

Следствие из этих двух заблуждений заключается в следующем. В промежутке (временнόм состоянии) между тем, что наука «может все и не может все», – возникают условия для попытки подменить науку религией, шаманством, колдовством, сектантством – чем угодно, чтобы выйти из порочного круга незнания. Особенно это происходит в условиях кризисных ситуаций, с которыми сталкивается общество.

Весь мировой опыт развития человечества (науки, технологий, культуры) не может привести ни одного примера, когда бы религия решила хотя бы одну социально-экономическую или технологическую проблему, которая бы помогла вывести человека из зависимости от стихии природы. Или решить проблему голода в условиях растущего населения, как это удалось «зелёной революции» в середине прошлого века в рамках достижения селекции 17. Наука не нуждается в религии. Религия, как продукт развития человеческого сознания, культуры, необходима человеку для того, чтобы на каком-то повороте его судьбы или в поисках истины он не сошел с ума, когда не мог объяснить того или иного явления, происходящего с ним, близкими или обществом, но мог делегировать решение возникшей проблемы Всевышнему. Но после, когда он всё же он увидит просвет в решении возникших проблем, он сознательно отодвинет свои религиозные представления и, насладившись открытием нового знания, откроет путь к новым технологиям, которые улучшат его существование для того, чтобы подойти к новому рубежу невиданного. И всё повторится сначала.

Почему-то устоялось в журналистской среде заблуждение 18 относительно того, что наука требует веры не меньше чем религия, а поэтому особых преимуществ у нее нет. Обосновывается это тем, что обывателю приходится верить вначале в постулаты, например, классической механики, а затем в общую и современную теорию относительности. Потом наступает разочарование и в ней… На самом деле здесь происходит не прикрытый подмен понятий, связанный с тем, что наука не может утверждать истину, она к ней идёт. Это движение с остановками, непрерывно-прерывистое, требующее осмысления процессов, которые происходят в окружающем мире человека и в нём одновременно. Не изменяющаяся во времени теория – это тоже заблуждение, которое вскрыто принципом фальсифицируемости (опровержимости) Р. Поппера и доказано в Первой теореме К.Геделя. Они как раз и служит критерием демаркации между наукой и метафизикой.

Понятый и сформулированный тот или иной частный закон природы имеет свою область действия, за которым стоит другой, к познанию которого идет не одно поколение ученых. Таким образом, знание, никогда не являлось догмой, а атрибутом нового стремления к познанию через постановку новой проблемы в рамках созданной умами ученых структуры научного познания. Это такое же вечное движение к истине, к которой идет сама Природа, не зная о её существовании и религия здесь не причем. Религия возникает тогда, когда непонятое требует объяснения, а его-то в данный момент и нет. Вот тогда опорой человеку, чтобы не сойти ему с ума, служит вера, с которой он расстается всегда, как только понимает, что происходит вокруг него. Но вновь обращается к ней, когда впереди маячит что-то непонятное. Вера – рефлекс и психологическая ниша, в которой человек может находиться до тех пор, пока ему откроется простор комфортной новизны восприятия жизни и картины Мира на основе осознания происходящего в нём. Религия – это тень познания, а не ее свет. Находиться в тени, значит верить, что жара на самом деле не такая уж страшная вещь…, исходящая от яростно излучающего Солнца, которое как раз является причиной жары и света и следствием того, что человек чувствует себя комфортнее в тени.

Феномен истины, заключается не в осознании соответствия знания действительному состоянию вещей, объектов познания, как соответствие мышления ощущениям субъекта, как согласие мышления с самим собой, с его априорными формами, а представляет собой философскую и мировоззренческую категорию, в которой дуализм естественного и осознанного действуют в рамках эволюции как самой природы, так и мысли о ней. Феномен в другом, в непрерывном изменении сущности предметов познания как результат непрерывного движения, изменения их состояний и мыслей о них, а это означает изменения не только материи, но и субъекта познания, его сознания. Следовательно, понятие истины, закрепляющее возможность «соответствия» знанию и действительному состоянию предметов – не имеет смысла кроме движения к ней, имеет лишь сугубо познавательную категорию как элемент предельного восприятия состояния предмета, явления и т.д., которое нам доступно пониманию и представляет собой ноумен 19.

Истине, как «вещи в себе» должно быть, присуще понятие филогении (процесса исторического развития объектов познания в целом, в единстве и взаимообусловленности с индивидуальным развитием, онтогенезом), генезис которой может быть представлен лишь в системе установления всего бесконечного разнообразия связей предмета во времени и пространстве. В этом смысле возникает понятие информационной сущности истины, которая каждый момент времени предстает перед субъектом познания как отношение всех установленных им связей в восприятии объекта познания.

Поэтому информационная сущность истины всегда выше, чем мы обычно вкладываем свой смысл в это понятие. Хотя, собственно, пространственно-временой континуум, его существование само по себе становится проблемой. Практически установлено, как отмечает физик А. Суарес, что для парных фотонов, которые под воздействием лазера испускает атом, не существует времени. И фотоны продолжают взаимодействовать вне лазера в совершенно иной и на сегодня не понятной для классической физики сфере. То есть на квантовом уровне впервые экспериментально подтверждается существование частиц в двух и более пространственных точках одновременно. «Объективная реальность», оказалось, не сохраняется на квантовом уровне. Предтечей эксперимента А.Суареса были опыты французского физика А.Аспека. Он в 1982 г опроверг предположение А.Эйнштейна о сохранении законов классической физики на квантовом уровне 20. Поскольку в основе макромира лежит понятие элементарного, то есть кванта, то, как видим, истина в структуре мироустройства не «хочет» соответствовать нашему представлению о нём.

Виртуальное (возможное, а точнее промежуточное) представление об истине как следствие гипотез и теорий, направленных на установление связей, отношений предмета (объекта) познания представляет собой идеализацию состояния познания, исходя из наперед заданных условий. Например, предсказание виртуальных частиц в квантовой теории поля на основе существования промежуточных состояний частиц, существующих в короткий промежуток времени ∆t, которое связано с энергией частиц Е и соотношением неопределенностей ∆t~h/E, где h – постоянная Планка. При этом взаимодействие частиц происходит, благодаря их обмену виртуальными частицами, например, виртуальными фотонами, промежуточными векторными бозонами и т.д.

Истина нам нужна как детерминированная модель, образец, и в то же время абстракция 21 (форма познания, основанная на мысленном выделении существенных свойств и связей предмета и отвлечение от других, частных свойств и связей22) того, к чему мы должны стремиться в процессе познания. Но она есть одновременно и выражение сущности, внутреннего содержания предмета познания на уровне наших представлений на конкретном отрезке познания. Во времени в нашем со[знании] эта сущность трансформируется под влиянием нового знания о предмете познания. Поэтому мы всегда, хотим этого или нет, вынуждены строить новую модель представления об истине, которая не ускользает от нас подобно горизонту, а становится более конкретной и полной, и потому познаваемой, но в рамках конкретно поставленной проблемы. В этом (и не более того) заключается ноумен истины.

Истина представляется иногда неосведомленностью об образе стартовавшего ранее бегуна 23, которого, чтобы узнать, надо догнать, расспросить и понять не только его, но и эпоху, которая мотивировала его принять старт… Но это невозможно, потому что он движется относительно преследующего его не только с большей скоростью 24, но он облачен функцией историзма, к которому не может быть применимо понятие времени не только как вектора. Чтобы догнать ускользающую истину, надо вернуть время вспять, а это, увы, невозможно по Закону Стрелы Времени. Опять же эксперименты с парными фотонами могут перечеркнуть и это понятие.

В погоне за истиной человек способен себе расшибить голову, поскольку, взяв высочайший темп эволюции, он может выдохнуться и сойти с дистанции своего стремительного развития или сойти с ума, если не обретёт «веру» в законы Природы или Творца. Ускоренное развитие человека необходимо не только для собственного самовыражения, это необходимо также и Природе, спровоцировавшей его появление в её истории по принципу собственной самоорганизации, чтобы предотвратить вырождение её самой.

Человек по мере подхода к истине отодвигается от неё дальше, а она, не имеющая в себе свойства быть понятой, «поощряет» устремления человека к ней своей непознанностью, не отбрасывает их, а влечет к себе с новой силой, которая может быть сравнима с любовью матери к своему любимому чаду. И даже повзрослев, ребенок не может осознать сущность матери, которой не мог быть. И поглупевшее с возрастом чадо оставит свои родственные устремления, оттолкнет постаревшую мать, забудет смысл своего существования, потеряв опору в сущности жизни. Поумневшее же с возрастом дитя станет любить мать даже больше в памяти о ней, и все свои помыслы будет связывать с ее образом, олицетворяя прекраснейшее чело с вечно ускользающей истиной любви к ней.

Понятие Истины заключено в сущность вечного движения, вечно изменяющейся во времени материи и сознания о ней. Поэтому возглас: «Остановись мгновение, ты прекрасно!» – не подходит к понятию истинного в Истине. Оно, мгновение, не может существовать без движения, потому что его смысл в нём.

Современная трактовка истины заключается в понятии соответствия знания действительности и дополняется понятием правдоподобия – степени истинности и, соответственно, ложности гипотез и теорий. В конце концов, опираясь на принцип фальсифицируемости Р.Поппера, и теоремы К.Геделя любая теория окажется частным событием в нашем познании Мира.

Истина меняется вместе с человеком, познающим законы и явления Природы. С его появлением возникла парадоксальная ситуация, когда жизнь на Земле раскололась на две составляющие. С одной стороны прежняя ее биологическая сущность продолжает развиваться по закону естественного отбора, а с другой – разум, независящий принципиально от капризов природной среды, которую сам Человек начал изменять, сообразуясь со «своими интересами», следует собственным законам самоорганизации, которые направлены не только на познание законов Природы, но и самой сущности разума. При этом он, разум, исключил из конкуренции всех, кто мог с ним соперничать в биосфере, изменяя её самою. Его конкурентом стала сама, раздвоенная на животную и социальную биологическую и социальную, сущность Природа.

Какой станет жизнь под влиянием её и человека трудно представить. Такого опыта не имела и сама Природа. Да она вообще никогда никакого «опыта» не могла иметь, поскольку никогда и ни в чём не повторяла себя. Также как не имела и не имеет никаких целей. Она сама – случай, который всегда может подвернуться перед вечностью, какой всегда будет в распоряжении её самой. В феномене разделения жизни на разумную и продолжающуюся естественно-эволюционную, выбор останется за разумом. И человек этот выбор сделает в свою пользу. Альтернативы этому нет. И рассуждения типа «на благо ли» или «во вред» развитие человека по отношению к Природе, также бессмысленны, как бессмысленно рассуждать о сути происходящих природных процессов, явлений и изменений, не имеющих категории «хорошо» и «плохо». Всё, что не делается в соответствии с законами Природы, – к лучшему (поскольку оно естественное, даже в разрушительном 25) , а всё, что делается вопреки ей – не останется…, если не будет вписываться в ее законы сохранения. Это надо бы ввести в естествознание как закон Вечности 26.

А что же человек в этом случае? Он – выбор Природы. Он результат ее самоорганизации, но не творения. И хотя ей в этом не было никакой нужды, но «необходимость» более высокой (разумной) степени самоорганизации в ней диктуется самой самоорганизацией, но не выбором. И в этом смысле предотвращение собственного вырождения есть не самоцель Природы, а следствие ее состояния, в котором принцип самоорганизации довлеет над понятием о ней. Разум – оказался более совершенной, а по П. Шардену и высшей формой самоорганизации, на который «положилась» Природа. Человек в Природе – миг, который Вечность и Природа либо «проморгали», либо «сознательно» играют с ним (человеком) в кошки-мышки. Удастся улизнуть мышке от двух котов или нет, покажет Вечность и утвердит Природа, поскольку тогда над ними во весь рост поднимется тень шарденовского Универсума27. А космос будет представлять собой разумную конструкцию, как например, в представлении С.Лема о «Новой космогонии».

И что же истина?

Истина эволюции осталась неизменной, а вот истина разума развивается как двойник первой, но по каким законам, мы опять же не знаем, и отождествлять ее новую сущность можем с другой истиной, следующее раздвоение которой может оказаться сумасшествием или проникновением в понимание вечности28. Относительность и условность же познания может оказаться релятивистским по типу инвариантности Лоренца29.

Истина, как обращение к вечности, может изменить ход восприятия научной картины мира. В этом смысле в ее понятие мы должны вложить смысл непрерывно изменяющейся структуры восприятия картины мира, событий, происходящих в нем. Изменчивым (корпускулярным) может оказаться не только пространство-время, но и структура этой изменчивости, которая, развиваясь в пространстве-времени, однажды разрушит наши представления о мире, который казался нам таким понятным и правдоподобным. Мир окажется вечен в разнообразии не только его форм, структуры, но и структуры его восприятия. Только кем? В настоящем человеком. В будущем – разумом, в каких бы формах и структурной организации он не проявлялся.

1.6. Принципы естествознания

Концепции науки базируются на следующих основных принципах:

• формулируемые физикой фундаментальные законы мироустройства считаются действующими во всей вселенной;
• истинными признаются только те выводы, которые не противоречат возможности существования наблюдателя, то есть человека (антропный космологический принцип);
• принципе относительности, гласящим, что во всех инерциальных системах все законы сохраняются вне зависимости от того, с какими скоростями равномерно и прямолинейно движутся эти системы относительно друг друга и т.д.

На самом деле научных принципов больше. Они представляют собой совокупность методов познания, с помощью которых утверждается справедливость умозаключения о соответствии объекта познания его сущности.

Весьма распространённым является принцип аналогии.

Принцип аналогии

В процессе познания человек пытается найти аналогию, которая позволяет ему в решении какой-то проблемы сравнить свои представления с тем, к чему прибегали до него.

Понятие аналогии имеет несколько значений, но в разных отраслях научного знания означает: соответствие, сходство, подобие, равенство отношений. В нашем смысле аналогия представляет собой познание путём сравнения известных состояний, явлений, движений и т.д. с теми, которые представляют собой выделенный объект познания.

Между сравниваемыми элементами (объектами) познания действительности имеется как различие, так и подобие, что и является основой сравнения. Метафизическая аналогия указывает на то, что различие и подобие объектов континуальны (взаимопроникающи и интегрированы) в единстве.

В физической аналогии они не должны быть хотя бы разделёнными, в противном случае возникнет противоречие в несоответствии, сходстве и т.д.

В атрибутивной аналогии это то, что является основанием подобия двух вещей, что переносится с первого члена аналогии на второй.

В аналогии пропорциональности каждый из членов аналогии содержит нечто, в чём оно в одно и то же время подобно и не подобно другому (Analogia entis).

Для процесса познания вообще важным является умозаключение по аналогии. Это знание, полученное из рассмотрения какого либо объекта, переносимое на менее изученный, сходный по существенным свойствам объект. Умозаключения, например, являются результатом возникновения гипотез, дальнейшее обоснование их внутренней непротиворечивости может привести к созданию теорий, формулировки закона и т.д. Великий Больцман смотрел ещё шире, отмечая, что процесс познания есть не что иное, как отыскание аналогий. А Дьёрдь Поя утверждал, что возможно не существует открытий ни в элементарной, ни в высшей математике, ни даже, пожалуй, в любой другой области, которые могли бы быть сделаны без аналогии. Стефан Банах говорил, что математик это тот, кто умеет находить аналогии между утверждениями, лучший математик – кто устанавливает аналогии доказательств, более сильный математик – кто замечает аналогии теорий.

Аналогия в биологии – это сходство каких-либо структур или функций, не имеющих общего происхождения. В кристаллографии – это подобие, которое определяет свойства минералов и т.д.

Поиск универсальных закономерностей развития мира как самоорганизующейся системы заставил переосмыслить роль аналогий в процессе познания, увидеть их эвристическую перспективу и расширить границы их возможностей как средства познания 30. Это привело ученых к мысли о продуктивности аналогий в рождении новых идей. Так, Гельвеций утверждал, что новая идея появляется в результате сравнения двух вещей, которые еще не сравнивались.

Принцип динамического равновесия

В условиях развития любой (естественной или общественной) открытой системы (в рамках неравновесной термодинамики) наступает период, когда она находится в динамическом равновесии. То есть её равновесное состояние определяется сбалансированным влиянием действующих внутренних и внешних факторов (сил). Отклонение от этого состояния позволяет наблюдать направление изменения состояния системы (её развитие, эволюцию).

Попытки универсализации научных принципов, которые бы отвечали возможности решения конкретных задач в различных областях научного знания, делались в разные времена. Но, как мы уже обращали внимание на эту проблему выше, любой универсализм в любом случае натолкнётся на детали, которые объяснить окажется невозможным, не прибегая к новым методам, которые приведут к необходимости формулировки новых законов или принципов.

Так, в 1906 г. русский кристаллограф Е.С. Федоров, автор 232 видов теоретически возможных видов симметрии кристаллов, распространил действие принципа подвижного (локального) равновесия Ле Шателье не только на физико-химические, но и на биологические, психические и социальные процессы.

Открытия в области химии, физической химии позволили сформулировать ряд принципов, утверждающих состояние динамического равновесия, исходя из которого предсказывались различные варианты эволюции систем. Позже, в рамках науки синергетики, появляются принципы управления любыми системами на основе отыскания так называемых управляющих параметров, с помощью которых можно достигать условий влияния на состояния этих систем. Появилось учение о точках революционных самопроизвольных изменений систем (бифуркации), в которых оказывается неравновесная система и спусковой механизм бифуркаций (триггер). Понятие неравновесности системы, как следствие борьбы между стремлением её к упорядоченности или хаотичности протекающих процессов внутри системы и влияние на неё внешних факторов, привело к учению о самоорганизации. То есть любая открытая и неравновесная система стремится к такому изменению, которое сводит к минимуму внешние нарушения.

Однако во всех этих явлениях и попытках найти универсализм опять-таки лежит известный принцип Ле Шателье – Брауна. Иногда его соотносят с одним именем Ле Шателье как «принцип наименьшего действия». Другими словами, любая система стремится выйти из преобразований с возможно меньшими потерями.

Более известная формулировка этого принципа заключается в следующем. Если на систему оказывается внешнее воздействие, то она либо противостоит этим изменениям (если у неё достаточно внутренней энергии противостоять этому воздействию), либо изменяет свое состояние и переходит в новое, устойчивое состояние (если внутренняя энергия системы не способна противостоять внешним воздействиям).

В экономической теории аналогом принципа динамического равновесия является, например, принцип Парето (парето-эффективность). Его смысл заключается в следующем. Экономическая эффективность хозяйственной системы – это состояние, при котором невозможно увеличить степень удовлетворения потребностей хотя бы одного человека, не ухудшая при этом положение другого члена общества. Заметим, что известные принципы и законы в естествознании переносятся на общественные без изменения их сущности, называя их по-другому. Но это не меняет их содержание, а только подтверждает действие закона (принципа) на разных уровнях организации объектов познания. Так американские экономисты Э. Долан и Д. Линдсей поясняют состояние Парето-эффективности так: если существует способ улучшить ваше положение, не нанося никому ущерба, то проходить мимо такой возможности бессмысленно, а точнее не эффективно. Таких сдедствий какого-либо принципа может быть сколько угодно.

Философской основой принципа динамического равновесия или наименьшего действия, иногда считают «бритву» Оккама, сформулированную в XIV в. Чаще всего её смысл сводится к тому, чтобы не множить сущностей без необходимости. Иногда его называют принципом экономии мышления. Или: если подойдет простое объяснение, то ни к чему искать сложное. То есть доказывать, избегая лишних сложностей. Искать более простые (не упрощённые!) решения проблем. «Тщетно делать с большим то, что можно сделать с меньшим». Этого принципа всю жизнь придерживается великий оружейник России (видимо, и человечества) М. Калашников, создатель самых простых, но эффективных и надёжных видов автоматического оружия.

Сегодня в соответствии с принципом экономии мышления критерий истинности всякого научного познания состоит в достижении максимума знаний с помощью минимума познавательных средств.

Принципы симметрии

Симметрия – символ гармонии. Человек способен наделять природу изяществом и красотой, замечая в ней соразмерность всего, не замечая при этом главного, что эта красота зависит от состояния самого человека. Учёт этих состояний (голоден он или сыт, благодушен к окружающему или нет и т.д.). И это осознание сразу же привело к выводу о несоразмерности духа и наблюдаемой действительности, то есть отсутствия симметрии. Но гармония окружающего мира человека всегда воспринимается как соразмерность наблюдаемого, то есть симметрия, выражающаяся пропорциональностью, периодичностью повторяющихся явлений, состояний и т.д. Гармонию, как и симметрию, человек замечает не только в природе, но и в музыке, в архитектуре (золотое сечение), в живописи. Границы проникновения симметрии в материальный мир, пространство, время не существуют, поскольку на современном этапе развития науки принцип симметрии охватывает все новые и новые области научного знания и понимания устройства макро- и микромира. Симметрию, пропорции относят также к одним из основных закономерностей математического описания строения Вселенной. И вместе с тем не всё так просто…

Симметрия (соразмерность) в широком смысле понятия означает инвариантность (неизменность) структуры, свойств, формы материального объекта относительно его преобразований (изменений ряда физических условий). Симметрия лежит в основе известных законов сохранения. В биологии симметрия означает закономерное расположение подобных (одинаковых) частей тела или форм живого организма, совокупности живых организмов относительно центра или оси симметрии.

С ростом степени симметрии более жестко ограничивается сфера действия законов природы. То есть, чем выше степень симметрии (больше число инвариантных типов преобразований), тем более жестко ограниченна сфера действия законов природы. При этом соответственно уменьшается количество информации, которое следует получить непосредственно из экспериментов (например, путем измерения фундаментальных постоянных), для применения этих законов. Однако предсказательная сила законов возрастает.

Наиболее полное определение симметрии было дано Г. Вейлом 31. Объект является симметричным, если над ним можно произвести некоторые определенные операции, в результате которых он будет выглядеть так же, как и прежде. Или иначе: объект симметричен, если он обладает свойством инвариантности относительно некоторых типов преобразований.

В математике о гармонии чисел говорили еще пифагорийцы, которые переносили эту гармонию на устройство Мира, провозглашая принцип: число есть сущность всех вещей (иногда даже говорят, что числа правят миром). Гармонией «золотого сечения» владели греки, сотворив чудо архитектуры – Парфенон. Его современная разгадка показала, что учтённые греками пропорции архитектурных сооружений отвечали так называемому «золотому числу». Если разделить отрезок на две части a и b (а>b) так, чтобы выполнялась пропорция (а+b)/a = a/b (деление линии в среднем и крайнем отношении), то относительно величины a/b нетрудно получить алгебраическое уравнение второй степени, корни которого равны: s = 1,6180339… ~() и – 1/s. Подобное деление было названо ещё Леонардо да Винчи «золотым сечением».

В геометрии симметрия представляет собой свойство геометрических фигур. Например, если две точки, лежащие на одном перпендикуляре к данной плоскости или прямой по разные стороны и на одинаковом расстоянии от нее, то говорят о том, что они расположены симметрично относительно этой плоскости или этой прямой. Если мы имеем дело с конкретной плоской или пространственной фигурой, то она симметрична относительно прямой, называемой осью симметрии или плоскостью симметрии при условии, что ее точки попарно обладают указанным свойством. Фигура симметрична относительно точки, называемой центром симметрии, если ее точки попарно лежат на прямых, проходящих через центр симметрии, по разные стороны и на равных расстояниях от него.

Пространственная симметрия. Смысл пространственной симметрии заключается в том, что поскольку пространство обладает однородностью и изотропностью, то физические явления, при сохранении внешних условий, протекают одинаково в двух системах координат, сдвинутых параллельно друг относительно друга или повернутых одна относительно другой около любой оси.

Симметрия волновой функции 32 выражает зависимость волновой функции системы тождественных частиц от перестановки местами пары таких частиц. При перестановке частиц с целым спином волновая функция не изменяется (симметрична), а с полуцелым спином волновая функция меняет знак.

Волновая функция в квантовой механике – величина, полностью описывающая состояние микрообъекта любой квантовой системы, например, электрона, протона, атома, молекулы кристалла.

Обращение времени, как выражение симметрии. Это математическая операция замены знака времени в уравнениях движения, описывающих развитие во времени какой-либо физической системы. Такая замена отвечает определённой симметрии, существующей в природе. А именно, все фундаментальные взаимодействия элементарных частиц обладают свойством Т-инвариантности (замена t на - t) не меняет вида уравнений движения. Это означает, что наряду с любым возможным движением системы в природе может осуществляться обращенное во времени движение, когда система последовательно проходит в обратном порядке состояния, симметричные состояниям, проходимым в «прямом» движении. Такие симметричные по времени состояния отличаются противоположными направлениями скоростей и проекций спинов всех частиц и магнитного поля. Т-инвариантность приводит к определённым соотношениям между вероятностями прямых и обратных реакций, к запрету некоторых состояний поляризации частиц в реакциях, к равенству нулю электрическогодипольного момента элементарных частиц и т.д.

Симметрия СРТ-теоремы. Состоит в том, что процессы в природе не меняются (симметричны) при одновременном проведении преобразований. Согласно СРТ-теореме уравнения теории инвариантны относительно СРТ-преобразования, то есть не меняют своего вида, если одновременно провести три преобразования: зарядовое сопряжение С (замена частиц античастицами), пространственную инверсию (зеркальное отражение) Р (замена координат r на – r) и обращение времени Т (замена времени t на – t). Из СРТ-теоремы, например, следует, что массы и время жизни частицы и античастицы равны; электрические заряды и магнитные моменты частицы и античастицы отличаются только знаком; взаимодействие частицы и античастицы с гравитационным полем одинаково, что говорит о невозможности проявления антигравитации; в тех случаях, когда взаимодействие частиц в конечном состоянии пренебрежимо мало, энергетические спектры и угловые распределения продуктов распадов для частиц и античастиц одинаковы, а проекции спинов противоположны.

Уверенность в том, что законы природы симметричны (одинаковы) относительно каждого из преобразований С, Р и Т в отдельности 33, поколебалась в 1956 г с открытием несохранения пространств, четности в слабых взаимодействиях. Л. Д. Ландау и независимо Ли Цзун-дао и Ян Чжэнь-нин высказали гипотезу о том, что любые взаимодействия в природе инвариантны относительно комбинированной инверсии. Электромагнитные и сильные взаимодействия одинаковы для любой исходной системы и системы, полученной при преобразованиях С и Р в отдельности, поэтому они не меняются и при калибровочной инверсии (СР). Слабые взаимодействия меняются при операциях С и Р, но одинаковы для систем, полученных одна из другой преобразованием СР. Например, распад частиц под влиянием слабого взаимодействия выглядит как зеркальное изображение распада соответствующих античастиц. Если частица или система частиц абсолютно нейтральна (то есть имеет нулевые значения электрического и барионного заряда, лептонного заряда и странности), то при калибровочной инверсии ей соответствует та же частица или система из тех же частиц.

Таким образом, открытие нарушений Р- и С- инвариантности, так же, как и открытие в 1964 г нарушения СР-инвариантности (комбинированной инверсии) почти не затронуло теоретический аппарат физики, который оказался способным включить в себя эти открытия естественным образом, без нарушения фундаментальных принципов теории.

Законы сохранения и симметрия. Законы Природы обладают симметрией, если они допускают осуществление над ними некоторых операций, в результате которых они в точности сохраняет свой вид.

Установлено, что каждый закон сохранения связан с какой-либо симметрией в окружающем нас мире (теорема Эмми Нетер, доказавшая её в 1918 г). Её суть заключается в следующем: если свойства системы не меняются при каком-либо преобразовании переменных, то этому соответствует сохранение некоторой физической величины.

Так, например, в условиях переносной симметрии законы физики локально одинаковы в различных точках пространства. То есть если аналогичные эксперименты провести в различных точках пространства, то они приведут к одинаковым результатам. Такая пространственная симметрия распространяется на силу гравитационного взаимодействия, например, между планетой и звездой, относительно которой обращается планета. Сила зависит только от расстояния между центрами масс, но не зависит от их конкретного местоположения. Если бы мы могли переместить систему звезды и планеты на одинаковые расстояния в какое-либо другое пространство галактики, закон взаимодействия этих тел будет выполняться в точности также как и в исходном положении. Таким образом, законы, управляющие какими-то явлениями, остаются неизменными, если все объекты, которые этим законам подчиняются, переместить на одинаковые расстояния.

Законы, которым подчиняются ядерные силы, отвечают изотопической симметрии. Они остаются инвариантными, если поменять все нейтроны на протоны в ядрах атомов и наоборот. Хотя протоны и нейтроны, и различаются электрическим зарядом, но имеют близкие массы и один и тот же собственный момент (спин).

Чем выше степень симметрии, тем больше может быть предсказательная сила законов Природы. Но чем выше симметрия (большее число инвариантных типов преобразований), тем более ограничена сфера действия таких законов. При этом соответственно уменьшается количество информации, которое следует получить непосредственно из экспериментов (например, путем измерения фундаментальных постоянных), для применения этих законов.

Законы сохранения являются результатом обобщения экспериментальных наблюдений. Часть из них была открыта в результате того, что реакции или распады, разрешенные всеми ранее известными законами сохранения, не наблюдались или оказывались сильно подавленными. Так были открыты законы сохранения барионного, лептонных зарядов, странности, чарма и другие. Закон сохранения энергии соответствует однородности времени, а закон сохранения импульса, согласно которому полный импульс изолированной системы не изменяется во времени, соответствует – однородности пространства; закон сохранения момента импульса – изотропии пространства; закон сохранения электрического заряда – калибровочной симметрии и т. д.

Принципы симметрии тесно связаны с законами сохранения физических величин – утверждениями, согласно которым численные значения некоторых физических величин не изменяются со временем в любых процессах или в определенных классах процессов. Фактически во многих случаях законы сохранения просто вытекают из принципов симметрии. Так, основатель тектологии – учения о типах и закономерностях строения и развития систем – А.А. Богданов сформулировал закон сохранения организации, который вытекал из логики мирового развития и подтверждался всем опытом развития природы и общества.

Симметрия – как символ красоты, изящности и пропорции применим только исключительно в рамках искусства. В наблюдаемом мире симметрия это только признак соразмерности, на основе которого можно получить новые сведения о мире, который нам не доступен в конкретный момент познания. Но может быть выявлен в рамках представлений о симметрии. Действительный мир на самом деле не симметричен в силу непрерывности движения и изменений, происходящих в нём. Это заметил ещё Л. Пастер, обнаружив диссимметрию живого вещества, полярность и энантиоморфность времени и пространства в живой природе. Известна асимметрия структур, несущих наследственную информацию и принцип необходимого разнообразия У. Эшби, принцип локальной калибровочной симметрии, который служит для построения единой теории всех взаимодействий.

Существуют и другие принципы научного познания (причинно-следственные отношения в рамках детерминизма), принципы системного подхода к анализу объектов исследования, принцип последовательного приближения к полноте изучаемого объекта и т.д. Они формируются в процессе непрерывного познания человеком окружающего мира и себя в нём.

Вопросы для самоконтроля:

В чём состоит разница представлений о Природе как сущности и природе, как объекте восприятия и объекте пользования?

Каковы уровни организации структуры окружающего нас действительного мира?

Что Вы понимаете под частными, общими и всеобщими законами Природы?

Изменчивы ли законы Природы, изменчива ли сама Природа?

Покажите на примере возможность использования конкретного научного принципа в различных отраслях естественнонаучного знания.

Литература

Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания.-Новаосибирск, 2005.

Кокин А.В. Концепции современного естествознания.- М.:Приор, 1999.

Кокин А.В., Кокин А.А. Мировоззрение.-Санкт-Петербург:Бионт, 2002.

Старостин А.М. Концепции современного естествознания.-Ростов-на-Дону:СКАГС, 2006.

В сжатой и доступной форме изложен полный курс дисциплины, освещены важнейшие современные концепции наук о неживой и живой природе. Является дополненным и переработанным вариантом учебного пособия, рекомендованного Министерством образования и науки РФ для изучения курса «Концепции современного естествознания». Для студентов бакалавриата, магистрантов, аспирантов и преподавателей гуманитарного профиля, для учителей средних школ, лицеев и колледжей, а также для широкого круга читателей, интересующихся различными аспектами естествознания.

* * *

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Концепции современного естествознания (А. П. Садохин) предоставлен нашим книжным партнёром - компанией ЛитРес .

Глава 4. Физические концепции описания природы

4.1. Понятие физической картины мира

Познавая окружающий мир, человек создает в своем сознании его определенную модель – картину мира. На каждом этапе своего развития человечество по-разному представляет себе мир, в котором оно живет. Поэтому в истории человечества существовали различные картины мира: мифологическая, религиозная, научная и др. Кроме того, как уже было отмечено, по мере своего развития каждая отдельная наука также может формировать собственную картину мира (физическую, химическую, биологическую и др.). Однако из всего многообразия картин мира, существующих в современной науке, самое широкое представление дает общая научная картина мира, описывающая и природу, и общество, и человека.

Научная картина мира формируется на основе достижений естественных, общественных и гуманитарных наук. Но фундаментом этой картины, бесспорно, является естествознание. Значение естествознания для формирования научной картины мира настолько велико, что нередко научную картину миру сводят к естественно-научной картине мира, содержание которой составляют картины мира отдельных естественных наук.

Естественно-научная картина мира представляет собой систематизированное и достоверное знание о природе, исторически сформировавшееся в ходе развития естествознания. В эту картину мира входят знания, полученные из всех естественных наук, их фундаментальных идей и теорий. В то же время история науки свидетельствует, что основную часть содержания естествознания составляют физические знания. Именно физика была и остается наиболее развитой и систематизированной естественной наукой. Вклад других естественных наук в формирование картины мира был меньшим. Поэтому, когда в европейской цивилизации Нового времени складывалась классическая научная картина мира, естественным было обращение к физике, ее концепциям и аргументам, во многом определившим эту картину. Степень разработанности физики была настолько велика, что она смогла создать собственную физическую картину мира (в отличие от других естественных наук, которые лишь в XX в. поставили и решили эту задачу).

Физика – это наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности природы, свойства и строение материи, законы ее движения. В любом явлении физика ищет то, что объединяет его со всеми другими явлениями природы. Поэтому понятия и законы физики фундаментальны, т. е. являются основополагающими для всего естествознания.

Само слово «физика» происходит от греческого phýsis – природа. Эта наука возникла еще в Античности и первоначально охватывала всю совокупность знаний о природных явлениях; тогда физика была тождественна всему естествознанию. Лишь к эпохе эллинизма по мере дифференциации знаний и методов исследования из общей науки о природе выделились отдельные естественные науки, в том числе и физика.

В своей основе физика – экспериментальная наука: ее законы базируются на фактах, установленных опытным путем. Такой она стала начиная с Нового времени. Но помимо экспериментальной физики различают и теоретическую физику, цель которой состоит в формулировании законов природы. Экспериментальная и теоретическая физика не могут существовать друг без друга.

В соответствии с многообразием исследуемых физических объектов, уровней организации и форм движения современная физика подразделяется на ряд дисциплин, так или иначе связанных друг с другом. По изучаемым физическим объектам физика делится на физику элементарных частиц, физику ядра, физику атомов, молекул, газов, жидкостей, твердого тела и плазмы. По критерию уровней организации материи – на физику микро-, макро- и мегамира. По характеру изучаемых процессов, явлений и форм движения (взаимодействия) различают механические, электромагнитные, квантовые и гравитационные явления, тепловые и термодинамические процессы и соответствующие им области физики – механику, электродинамику, квантовую физику, теорию гравитации, термодинамику и статистическую физику.

Кроме того, современная физика содержит небольшое количество фундаментальных теорий, охватывающих все разделы физического знания. Эти теории представляют собой совокупность наиболее важных знаний о характере физических процессов и явлений, приближенное, но наиболее полное отображение различных форм движения материи в природе.

Понятие «физическая картина мира» используется в естествознании давно, но лишь в последнее время оно стало рассматриваться не только как итог развития физического знания, но и как особый самостоятельный вид знания. Самое общее теоретическое знание в физике, система понятий, принципов и гипотез служат основой для построения естественно-научных теорий. Физическая картина мира, с одной стороны, обобщает все ранее полученные знания о природе, с другой – вводит в физику новые идеи и обусловленные ими понятия, принципы и гипотезы, которые коренным образом меняют основы физического теоретического знания. Иными словами, физическая картина мира рассматривается как физическая модель природы, включающая в себя фундаментальные физические идеи и теории, наиболее общие понятия, принципы и методы познания, соответствующие современному этапу развития физики.

Развитие самой физики непосредственно связано с физической картиной мира, поскольку представляет собой процесс становления и смены различных ее типов. Постоянное развитие и замена одних картин мира другими, более адекватно отражающими структуру и свойства материи, есть процесс развития самой физической картины мира. Основой для выделения отдельных типов физической картины мира служит качественное изменение фундаментальных физических идей, являющихся базой для физической теории и наших представлений о структуре материи и формах ее существования. С изменением физической картины мира начинается новый этап в развитии физики – с иной системой исходных понятий, принципов, гипотез и стиля мышления, с иными гносеологическими предпосылками. Переход от одного этапа к другому знаменует качественный скачок, революцию в физике, состоящую в смене старой картины мира новой.

В основе объяснения явлений природы с точки зрения физики лежат фундаментальные физические понятия и принципы. К наиболее общим относятся материя, движение, физическое взаимодействие, пространство и время, причинно-следственная связь, место и роль человека в мире. Важнейшим является понятие материи. Поэтому революции в физике всегда связаны с изменением представлений о строении материи. В истории физики Нового времени это происходило дважды. В XIX веке был совершен переход от утвердившихся в XVII в. атомистических, корпускулярных представлений о материи к полевым (континуальным). В XX веке континуальные представления уступили место современным квантовым. Поэтому можно говорить о трех последовательно сменявших друг друга физических картинах мира.

Хронологически первой в истории естествознания физической картиной мира была механическая картина, в рамках которой не могли найти объяснения электромагнитные явления, и поэтому она была дополнена электромагнитной (континуальной) картиной мира. Однако многочисленные необъяснимые физические явления, открытые в конце XIX в., показали ограниченность электромагнитной картины мира, что привело к возникновению квантово-полевой картины мира.

4.2. Механическая картина мира

Становление механической картины мира происходило под влиянием метафизических материалистических представлений о материи и формах ее существования. Основу этой картины составили идеи и законы механики, которые в XVII в. сформировали самый разработанный раздел физики. По сути дела, именно механика явилась первой фундаментальной физической теорией. Идеи, принципы и теории механики представляли собой совокупность наиболее существенных знаний о физических закономерностях, наиболее полно отражали физические процессы в природе.

В широком смысле механика изучает механическое движение материи, тел и происходящее при этом взаимодействие между ними. Под механическим движением понимают изменение с течением времени взаимного положения тел или частиц в пространстве. Примерами механического движения в природе являются движение небесных тел, колебания земной коры, воздушные и морские течения и т. п. Происходящие в процессе механического движения взаимодействия представляют собой такие действия тел друг на друга, результатом которых становится изменение скоростей перемещения этих тел в пространстве или их деформация.

Основу механической картины мира составила теория атомов, согласно которой материя имеет дискретную (прерывистую) структуру. Весь мир, включая человека, механическая картина рассматривала как совокупность огромного числа неделимых материальных частиц – атомов. Они перемещаются в пространстве и времени в соответствии с немногими законами механики. Материя есть вещество, состоящее из мельчайших, неделимых, абсолютно твердых движущихся корпускул (атомов); в этом суть корпускулярных представлений о материи.

Законы механики, которые регулируют движение атомов и любых материальных тел, считались фундаментальными законами мироздания. Поэтому ключевым понятием механической картины мира было понятие движения, которое понималось как механическое перемещение в пространстве. Тела обладают внутренним «врожденным» свойством двигаться равномерно и прямолинейно, а отклонения от этого движения связаны с действием на тело внешней силы (инерции). Единственной формой движения является механическое движение, т. е. изменение положения тела в пространстве с течением времени; любое движение можно представить как сумму пространственных перемещений. Движение объяснялось на основе трех законов Ньютона. Все состояния механического движения тел по отношению ко времени оказываются в принципе одинаковыми, поскольку время считается обратимым. Закономерности более высоких форм движения материи должны сводиться к законам простейшей ее формы – механическому движению.

Все многообразие взаимодействий в природе механическая картина мира сводила только к гравитационному, которое означало наличие сил притяжения между любыми телами; величина этих сил определялась законом всемирного тяготения. Поэтому, зная массу одного тела и силу гравитации, можно определить и массу другого тела. Гравитационные силы являются универсальными, т. е. они действуют всегда и между любыми телами, сообщают любым телам одинаковое ускорение.

Таким образом, механическая картина представляла мир наподобие гигантской заводной игрушки. Все тела взаимодействуют только механически через столкновение или мгновенное действие гравитационной силы. Поскольку каждое тело определяется параметрами положения и состояния, а действующие на них силы складываются, возможно точное прогнозирование событий на основании расчета характеристик движения и взаимодействия.

В соответствии с механической картиной мира Вселенная представляла собой хорошо отлаженный механизм, действующий по законам строгой необходимости, в котором все предметы и явления связаны между собой жесткими причинно-следственными отношениями. В таком мире нет случайностей, они полностью исключались. Случайным было только то, причины чего оставались неизвестными. Но поскольку мир рационален, а человек наделен разумом, то в конце концов он сможет получить полное и исчерпывающее знание о бытии. Такой жесткий детерминизм находил свое выражение в форме динамических законов.

Жизнь и разум в механической картине мира не обладали никакой качественной спецификой. Человек в этой картине мира рассматривался как природное тело в ряду других тел и поэтому оставался необъяснимым в своих «невещественных» качествах. Таким образом, присутствие человека в мире не меняло ничего. Если бы человек однажды исчез с лица земли, мир продолжал бы существовать как ни в чем не бывало. По сути дела, классическое естествознание не стремилось постичь человека. Подразумевалось, что природный мир, в котором нет ничего «человеческого», можно описать объективно, и такое описание будет точной копией реальности. Рассмотрение человека как одного из винтиков хорошо отлаженной машины автоматически устраняло его из данной картины мира.

На основе механической картины мира в XVIII – начале XIX в. была разработана земная, небесная и молекулярная механика. Быстрыми темпами шло развитие техники. Это привело к абсолютизации механической картины мира, и она стала рассматриваться в качестве универсальной.

Развитие механической картины мира было обусловлено в основном развитием механики. Успех механики Ньютона в значительной мере способствовал абсолютизации ньютоновских представлений, что выразилось в попытках свести все многообразие явлений природы к механической форме движения материи. Такая точка зрения получила название «механистический материализм» (механицизм). Однако развитие физики показало несостоятельность такой методологии. Это стало ясно при тщетных попытках описать с помощью законов механики тепловые, электрические и магнитные явления (движение атомов и молекул). В результате в XIX в. в физике наступил кризис, который свидетельствовал, что физика нуждается в существенном изменении своих взглядов на мир.

Оценивая механическую картину мира как один из этапов развития физической картины мира, необходимо иметь в виду, что с развитием науки основные положения механической картины мира не были просто отброшены. Развитие науки лишь раскрыло относительный характер механической картины мира. Несостоятельной оказалась не сама механическая картина мира, а ее исходная философская идея – механицизм. В недрах механической картины мира стали складываться элементы новой – континуальной (электромагнитной) картины мира.

4.3. Континуальная картина мира

На протяжении всего XIX в. продолжались попытки объяснить электромагнитные явления в рамках механической картины мира. Но это оказалось невозможным: электромагнитные явления принципиально отличались от механических. Наибольший вклад в формирование электромагнитной картины мира внесли работы М. Фарадея и Д. Максвелла. После создания Д. Максвеллом теории электромагнитного поля стало возможным говорить о появлении электромагнитной картины мира.

Свою теорию Д. Максвелл разработал на основе открытого М. Фарадеем явления электромагнитной индукции. Стремясь разобраться в сущности электрических и магнитных явлений, М. Фарадей, проводя эксперименты с магнитной стрелкой, пришел к выводу, что на вращение магнитной стрелки действуют не электрические заряды, которые находятся в проводнике, а особое состояние окружающей среды, которое возникало в месте нахождения магнитной стрелки. Это означало, что во взаимодействии тока с магнитной стрелкой активную роль играет окружающая проводник среда. В связи с этим М. Фарадей ввел понятие поля как множества магнитных силовых линий, пронизывающих пространство и способных определять и направлять (индуцировать) электрический ток. Это открытие привело ученого к мысли о необходимости замены корпускулярных представлений о материи новыми – континуальными, непрерывными.

Теория электромагнитного поля Д. Максвелла сводится к тому, что изменяющееся магнитное поле создает не только в окружающих телах, но и в вакууме вихревое электрическое поле, которое в свою очередь вызывает появление магнитного поля. Так в физику была введена новая реальность – электромагнитное поле. В отличие от дискретного вещества поле как вид материи не обладает массой покоя и характеризуется непрерывностью (континуальностью).

Теория электромагнитного поля Д. Максвелла ознаменовала собой начало нового этапа в физике. В соответствии с этой теорией мир стал представляться единой электродинамической системой, построенной из электрически заряженных частиц, взаимодействующих посредством электромагнитного поля. Важными понятиями новой теории являются: заряд, который может быть как положительным, так и отрицательным; напряженность поля – сила, которая действовала бы на тело, несущее единичный заряд, если бы оно находилось в рассматриваемой точке.

Когда электрические заряды движутся относительно друг друга, появляется дополнительная магнитная сила. Поэтому общая сила, объединяющая электрическую и магнитную силы, называется электромагнитной. Считается, что электрические силы (поле) соответствуют покоящимся зарядам, магнитные силы (поле) – движущимся зарядам. Все многообразие этих сил и зарядов описывается системой уравнений классической электродинамики (они известны как уравнения Максвелла). Это закон Кулона, который полностью эквивалентен закону всемирного тяготения Ньютона (F = Q × q 1 × q 2 / R 2 ). Магнитные силовые линии непрерывны и не имеют ни начала, ни конца; магнитных зарядов не существует; электрическое поле создается переменным магнитным полем; магнитное поле может создаваться как электрическим током, так и переменным электрическим полем. Уравнения Максвелла записываются в терминах теории поля. Это позволило единообразно описать стационарные и нестационарные электромагнитные явления, связать пространственные и временные изменения электрического и магнитного полей. Эти уравнения имеют решения, которые описывают электромагнитные волны, распространяющиеся со скоростью света. Из них можно получить решения для совокупности всех волн, которые могут распространяться в любом направлении в пространстве.

Таким образом, были выдвинуты новые физические и философские взгляды на материю, пространство, время и силы, во многом изменявшие прежнюю механическую картину мира. Нельзя сказать, что эти изменения были кардинальны, так как они произошли в рамках классической науки. Поэтому новую электромагнитную картину мира можно считать промежуточной, соединяющей в себе как новые идеи, так и старые механистические представления о мире.

Представления о материи изменились существенно. Корпускулярные идеи уступили место континуальным (полевым). Отныне совокупность неделимых атомов переставала быть конечным пределом делимости материи. В качестве такового принималось единое абсолютно непрерывное бесконечное поле с силовыми точечными центрами – электрическими зарядами и волновыми движениями в нем. Согласно электромагнитной картине мира, материя существует в двух видах – вещество и поле. Они строго разделены, их превращение друг в друга невозможно. Главным из них является поле, значит, основным свойством материи является непрерывность в противовес дискретности. Электромагнитное поле распространяется в виде поперечных электромагнитных волн со скоростью света, захватывая постоянно новые области пространства. Заполнение пространства электромагнитным полем нельзя описать на основе законов Ньютона, так как механика не понимает этого механизма. В электромагнетизме изменение одной сущности (магнитного поля) приводит к появлению другой (электрического поля). Обе эти сущности образуют в совокупности электромагнитное поле. В механике же одно материальное явление не зависит от изменения другого и вместе они не создают единой сущности.

Расширилось также понятие движения. Оно стало пониматься не только как простое механическое перемещение, но и как распространение колебаний в поле. Соответственно законы механики Ньютона уступили свое господствующее место законам электродинамики Д. Максвелла.

Электромагнитная картина мира произвела настоящий переворот в физике. Она базировалась на идеях непрерывности материи, материального электрического поля, неразрывности материи и движения, связи пространства и времени как между собой, так и с движущейся материей. Новое понимание сущности материи поставило ученых перед необходимостью пересмотра и переоценки этих основополагающих качеств материи.

Законы электродинамики, как и законы классической механики, однозначно предопределяли события, которые они описывали. Поэтому случайность все еще пытались исключить из физической картины мира. Но в середине XIX в. впервые появилась фундаментальная физическая теория нового типа, которая основывалась на теории вероятности. Это была кинетическая теория газов (статистическая механика). Случайность, вероятность наконец-то нашли свое место в физике и были отражены в форме так называемых статистических законов. Правда, пока физики не оставляли надежды найти за вероятностными характеристиками четкие однозначные законы, подобные законам И. Ньютона, и считали вновь созданную теорию промежуточным вариантом, временной мерой. Однако прогресс был налицо: в электромагнитную картину мира вошло понятие вероятности.

Не менялось в электромагнитной картине мира представление о месте и роли человека во Вселенной. Его появление считалось лишь «капризом» природы. Эти взгляды только упрочились после появления дарвиновской теории эволюции. Идеи о качественной специфике жизни и разума с большим трудом прокладывали себе путь в научном мировоззрении.

Электромагнитная картина мира объяснила большой круг физических явлений, непонятных с точки зрения прежней механической картины мира. Но и она показала свой ограниченный характер. Главная проблема состояла в том, что континуальное понимание материи не согласовывалось с опытными фактами, подтверждающими дискретность ее многих свойств – заряда, излучения, действия. Оставалась также нерешенной проблема соотношения между полем и зарядом, не удавалось объяснить устойчивость атомов и их спектры, излучение абсолютно черного тела. Все это свидетельствовало об относительном характере электромагнитной картины мира и необходимости ее замены новой физической картиной мира. Поэтому на смену ей пришла новая, квантово-полевая картина мира, объединившая в себе дискретность механической картины мира и непрерывность электромагнитной картины мира.

4.4. Квантово-полевая картина мира

Согласно электромагнитной картине мира, окружающий человека мир представляет собой сплошную среду – поле, которое может иметь в разных точках различную температуру, концентрировать разный энергетический потенциал, по-разному перемещаться и т. д. Сплошная среда может занимать значительные области пространства, ее свойства изменяются непрерывно, у нее нет резких границ. Этими свойствами поле отличается от физических тел, имеющих определенные и четкие границы. Разделение мира на тела и частицы поля, на поле и пространство является свидетельством существования двух крайних свойств мира – дискретности и непрерывности. Дискретность (прерывность) мира означает конечную делимость всего пространственно-временного строения на отдельные ограниченные предметы, свойства и формы движения, тогда как непрерывность (континуальность) выражает единство, целостность и неделимость объекта. В рамках классической физики дискретные и непрерывные свойства мира первоначально выступали как противоположные, отдельные и независимые (хотя в целом и дополняющие друг друга). В современной физике это единство противоположностей – дискретного и непрерывного – нашло свое обоснование в концепции корпускулярно-волнового дуализма.

В основе современной квантово-полевой картины мира лежит новая физическая теория – квантовая механика, в которой соединились две крайние позиции во взгляде на природу материи: атомизм, утверждающий прерывность (дискретность) материи, и полевая физика, утверждающая непрерывность (континуальность) материи.

Квантовой механикой называют теорию, устанавливающую способ описания и законы движения микрочастиц (элементарных частиц, атомов, молекул, атомных ядер) и их систем, а также связь величин, характеризующих частицы и системы, с физическими величинами, непосредственно измеряемыми на опыте. Законы квантовой механики составляют фундамент изучения строения вещества, так как позволяют выяснить строение атомов, установить природу химической связи, объяснить периодическую систему элементов, изучать свойства элементарных частиц.

Поскольку свойства макроскопических тел определяются движением и взаимодействием частиц, из которых они состоят, законы квантовой механики лежат в основе понимания большинства макроскопических явлений. Например, квантовая механика позволила определить строение и понять многие свойства твердых тел, последовательно объяснить явления ферромагнетизма, сверхтекучести, сверхпроводимости, понять природу астрофизических объектов – «белых карликов», нейтронных звезд, выяснить механизм протекания термоядерных реакций на Солнце и звездах.

Разработка квантовой механики относится к началу ХХ в., когда были обнаружены физические явления, свидетельствующие о неприменимости механики И. Ньютона и классической электродинамики к процессам взаимодействия света с веществом и к процессам, происходящим в атоме. Установление связи между этими группами явлений и попытки объяснить их на основе теории и привели к открытию законов квантовой механики.

Впервые представления о кванте высказал в 1900 г. М. Планк, изучая тепловое излучение тел. Своими исследования он продемонстрировал, что излучение энергии происходит дискретно, определенными порциями – квантами, энергия которых зависит от частоты световой волны. Эксперименты Планка привели к признанию двойственного характера света, который обладает одновременно корпускулярными и волновыми свойствами, т. е. представляет собой диалектическое единство двух противоположностей. Оно выражается в том, что чем короче длина волны излучения, тем ярче проявляются квантовые свойства; чем больше длина волны, тем ярче проявляются волновые свойства света.

В 1924 году французский физик Л. де Бройль выдвинул гипотезу, согласно которой корпускулярно-волновой дуализм имеет универсальный характер, т. е. все частицы вещества обладают волновыми свойствами. Позднее эта идея де Бройля была подтверждена экспериментально, и принцип корпускулярно-волнового дуализма был распространен на все процессы движения и взаимодействия в микромире.

В соответствии с квантово-полевой картиной мира любой микро-объект, обладая волновыми и корпускулярными свойствами, не имеет определенной траектории и не может иметь определенных координат и скорости (импульса). Это можно сделать только через определение волновой функции в данный момент, а потом через обнаружение его волновой функции в любой другой момент. Квадрат модуля дает вероятность нахождения частицы в данной точке пространства. Кроме того, относительность пространства-времени в данной картине мире приводит к неопределенности координат и скорости в данный момент, к отсутствию траектории микрообъекта. И если в классической физике вероятностным законам подчинялось поведение большого числа частиц, то в квантовой механике поведение каждой микрочастицы подчиняется не динамическим, а статистическим законам.

Таким образом, материя двулика: она обладает и корпускулярными, и волновыми свойствами, которые проявляются в зависимости от условий. Отсюда общая картина реальности в квантово-полевой картине мира становится «двоякой»: с одной стороны, в нее входят характеристики исследуемого объекта, с другой – условия наблюдения, от которых зависит определенность этих характеристик. Это означает, что картина реальности в современной физике является не только картиной объекта, но и картиной процесса его познания.

Спецификой квантово-полевых представлений о закономерности и причинности является то, что они всегда выступают в вероятностной форме, в виде так называемых статистических законов, которые соответствуют более глубокому уровню познания природных закономерностей. Таким образом, в основе нашего мира лежит случайность, вероятность.

Также новая картина мира впервые включила в себя наблюдателя, от присутствия которого зависели получаемые результаты исследований. Более того, был сформулирован так называемый антропный принцип, который утверждает, что наш мир таков, каков он есть, только благодаря существованию человека. Отныне появление человека считается закономерным результатом эволюции Вселенной.

4.5. Динамические и статистические законы

Современные физические представления базируются на анализе всего предыдущего теоретического и экспериментального опыта физических исследований, единстве физических знаний, дифференциации и интеграции естественных наук и т. п., что позволяет подразделять законы физики на динамические и статистические. Соотношение этих законов дает возможность исследовать природу причинности и причинных отношений в физике.

Наука исходит из признания того, что все существующее в мире возникает и уничтожается закономерно, в результате действия определенных причин, что все природные, социальные и психические явления обладают причинно-следственными связями, беспричинных явлений не бывает. Такая позиция называется детерминизмом в противоположность индетерминизму, отрицающему объективную причинную обусловленность явлений природы, общества и человеческой психики.

В современной физике идея детерминизма выражается в признании существования объективных физических закономерностей. Открытие этих закономерностей – существенных, повторяющихся связей между предметами и явлениями – задача науки, так же как и формулирование их в виде законов науки. Но никакое научное знание, никакая научная теория не могут отразить окружающий мир, его отдельные фрагменты полностью, без упрощений и огрублений действительности. То же касается и законов науки. Они могут лишь в большей или меньшей степени приближаться к адекватному отображению объективных закономерностей, но искажения в ходе этого процесса неизбежны. Поэтому для науки очень важно, какую форму имеют ее законы, насколько они соответствуют природным закономерностям.

В этом отношении динамическая теория, представляющая собой совокупность динамических законов, отражает физические процессы без учета случайных взаимодействий. Динамический закон – это физический закон, отображающий объективную закономерность в форме однозначной связи физических величин, выражаемых количественно. Примерами динамических теорий являются классическая (ньютоновская) механика, релятивистская механика и классическая теория излучения.

Долгое время считалось, что никаких других законов, кроме динамических, не существует. Это было связано с установкой классической науки на механистичность и метафизичность, со стремлением построить любые научные теории по образцу механики И. Ньютона. Если какие-то объективные процессы и закономерности не вписывались в предусмотренные динамическими законами рамки, считалось, что мы просто не знаем их причин, но с течением времени это знание будет получено.

Такая позиция, связанная с отрицанием случайностей любого рода, с абсолютизацией динамических закономерностей и законов, называется механическим детерминизмом. Разработку этого требования обычно связывают с именем П. Лапласа. Он заявлял, что если бы нашелся достаточно обширный ум, которому были бы известны все силы, действующие на все тела Вселенной (от самых больших тел до мельчайших атомов), а также их местоположение, если бы он смог проанализировать эти данные в единой формуле движения, то не осталось бы ничего, что было бы недостоверным. Такому уму открылись бы как прошлое, так и будущее Вселенной.

В середине XIX в. в физике были сформулированы законы, предсказания которых являются не определенными, а только вероятными. Они получили название статистических законов. Так, в 1859 г. была доказана несостоятельность позиции механического детерминизма: Д. Максвелл при построении статистической механики использовал законы нового типа и ввел в физику понятие вероятности. Это понятие было выработано ранее математикой при анализе случайных явлений.

При броске игральной кости, как мы знаем, может выпасть любое число очков от 1 до 6. Предсказать, какое число очков выпадет при очередном броске, нельзя. Мы можем подсчитать лишь вероятность выпадения числа очков. В данном случае она будет равна 1 / 6 . Эта вероятность имеет объективный характер, так как выражает объективные отношения реальности. Действительно, если мы бросим кость, какая-то сторона с определенным числом очков выпадет обязательно. Это такая же строгая причинно-следственная связь, как и та, что отражается динамическими законами, но она имеет другую форму, поскольку показывает вероятность, а не однозначность события.

Проблема в том, что для обнаружения такого рода закономерностей обычно требуется не единичное событие, а цикл таких событий; в таком случае мы можем получить статистические средние значения. Если бросить кость 300 раз, то среднее число выпадения любого значения будет равно 300 × 1 / 6 = 50 раз. При этом безразлично, бросать одну и ту же кость 300 раз или одновременно бросить 300 одинаковых костей.

Несомненно, что поведение газовых молекул в сосуде гораздо сложнее брошенной кости. Но и здесь можно обнаружить определенные количественные закономерности, позволяющие вычислить статистические средние значения. Д. Максвеллу удалось решить эту задачу и показать, что случайное поведение отдельных молекул подчинено определенному статистическому (вероятностному) закону. Статистический закон – закон, управляющий поведением большой совокупности объектов и их элементов, позволяющий давать вероятностные выводы об их поведении. Примерами статистических законов являются квантовая механика, квантовая электродинамика и релятивистская квантовая механика.

Статистические законы в отличие от динамических отражают однозначную связь не физических величин, а статистических распределений этих величин. Но это такой же однозначный результат, как и в динамических теориях. Ведь статистические теории, как и динамические, выражают необходимые связи в природе, а они не могут быть выражены иначе, чем через однозначную связь состояний. Различается только способ фиксации этих состояний.

На уровне статистических законов и закономерностей мы также сталкиваемся с причинностью. Но это иная, более глубокая форма детерминизма; в отличие от жесткого классического детерминизма он может быть назван вероятностным (современным) детерминизмом. «Вероятностные» законы меньше огрубляют действительность, способны учитывать и отражать те случайности, которые происходят в мире.

К началу XX в. стало очевидно, что нельзя отрицать роль статистических законов в описании физических явлений. Появлялось все больше статистических теорий, а все теоретические расчеты, проведенные в рамках этих теорий, полностью подтверждались экспериментальными данными. Результатом стало выдвижение теории равноправия динамических и статистических законов. Те и другие законы рассматривались как равноправные, но относящиеся к различным явлениям. Считалось, что каждый тип закона имеет свою сферу применения и они дополняют друг друга, что индивидуальные объекты, простейшие формы движения должны описываться с помощью динамических законов, а большая совокупность этих же объектов, высшие, более сложные формы движения – статистическими законами. Соотношение теорий термодинамики и статистической механики, электродинамика Д. Максвелла и электронная теория Х. Лоренца, казалось, подтверждали это.

Ситуация в науке кардинально изменилась после возникновения и развития квантовой теории. Она привела к пересмотру всех представлений о роли динамических и статистических законов в отображении закономерностей природы. Был обнаружен статистический характер поведения отдельных элементарных частиц, никаких динамических законов в квантовой механике открыть не удалось. Таким образом, сегодня большинство ученых рассматривают статистические законы как наиболее глубокую и общую форму описания всех физических закономерностей.

Создание квантовой механики дает полное основание утверждать, что динамические законы представляют собой первый, низший этап в познании окружающего нас мира. Статистические законы более полно отражают объективные связи в природе, являются более высокой ступенью познания. На протяжении всей истории развития науки мы видим, как первоначально возникшие динамические теории, охватывающие определенный круг явлений, сменяются по мере развития науки статистическими теориями, описывающими тот же круг вопросов, но с новой, более глубокой точки зрения. Только они способны отразить случайность, вероятность, играющую огромную роль в окружающем нас мире. Только они соответствуют современному (вероятностному) детерминизму.

4.6. Принципы современной физики

Важной частью современной физической картины мира являются принципы современной физики – наиболее общие законы, влияние которых распространяется на все физические процессы, все формы движения материи.

Принцип симметрии. Обычно под симметрией (от греч. symmetria – соразмерность) понимают однородность, пропорциональность, гармонию каких-либо материальных объектов. В современном естествознании симметрия – понятие, отображающее существующий в объективной действительности порядок, определенное равновесное состояние явлений, относительную устойчивость, пропорциональность и соразмерность между составными частями целого. Симметрии бывают геометрическими (выражают свойства пространства и времени) и динамическими (выражают свойства физических взаимодействий).

Наглядных примеров симметрий довольно много. Многим творениям человеческих рук в силу разных причин придается симметричная форма. Симметричны мячи, большинство зданий и сооружений, произведений искусства. Также симметричны многие человеческие действия. Симметрию можно обнаружить в живописи, музыке, поэзии, танце. В изобилии симметрии встречаются в природе – снежинка, дождевая капля, различные кристаллы и т. д.

Приведенные примеры симметрии связаны с представлениями о структуре предметов, которая не меняется при совершении некоторых преобразований. Долгое время это были единственные симметрии, известные в науке. Но постепенно пришло осознание того, что симметрии могут быть не только наглядными, геометрическими. Есть целый ряд симметрий, связанных с описанием каких-либо изменений сложных естественных процессов. Эти симметрии не фиксируются в наблюдениях, они становятся заметны лишь в уравнениях, описывающих природные процессы. Поэтому физики, исследуя математическое описание той или иной физической системы, время от времени открывают новые, часто неожиданные симметрии. Эти симметрии достаточно тонко «запрятаны» в математическом аппарате и совсем не видны тому, кто наблюдает саму физическую систему.

С точки зрения физики симметричным является объект, который в результате определенных преобразований остается неизменным, инвариантным. Инвариантность – это неизменность какой-либо величины при изменении физических условий, способность не изменяться при определенных преобразованиях.

Симметрия в физике – это свойство физических величин, детально описывающих поведение системы, оставаться неизменными (инвариантными) при определенных преобразованиях этих величин.

Симметрии в физике тесно связаны с законами сохранения физических величин – утверждениями, согласно которым численные значения некоторых физических величин не изменяются со временем в любых процессах или в определенных классах процессов.

Так, закон сохранения энергии вытекает из однородности времени. Время симметрично относительно начала отсчета, все моменты времени равноправны.

Закон сохранения импульса вытекает из однородности пространства. Все его точки равноправны, поэтому перенос системы никак не повлияет на ее свойства.

Закон сохранения момента импульса вытекает из изотропности пространства. Свойства пространства одинаковы по всем направлениям, поэтому поворот системы не влияет на ее свойства.

Также есть целый ряд симметрий, действующих в микромире. Они описывают разные аспекты взаимопревращений элементарных частиц и лежат в основе таких законов сохранения, как закон сохранения электрического заряда, барионного и лептонного зарядов и ряда других законов, открытых в последнее время. Таким образом, XX в. подтвердил огромную роль принципа симметрии в физике.

Принцип дополнительности и соотношения неопределенностей является основополагающим в современной физике. Он был сформулирован в 1927 г. Н. Бором для объяснения феномена корпускулярно-волнового дуализма.

В ходе своих исследований Н. Бор обратил внимание на то, что все предметы и явления, которые мы видим вокруг себя (и, конечно, измерительные приборы для регистрации элементарных частиц), состоят из огромного множества микрочастиц. Иными словами, они являются макроскопическими системами и ничем иным. Сам человек также существо макроскопическое. Поэтому наши органы чувств не воспринимают микропроцессов. Понятия, которыми мы пользуемся для описания предметов и явлений окружающего мира, – макроскопические понятия. С их помощью можно легко описать любые физические процессы, проходящие в макромире. Но применить эти понятия для описания микрообъектов полностью нельзя, так как они не адекватны процессам микромира.

В то же время других понятий у нас нет и быть не может. Чтобы компенсировать неадекватность нашего восприятия и представления об объектах микромира, нам приходится применять два дополняющих друг друга набора понятий, хотя с точки зрения классической науки они взаимно исключают друг друга. Эти понятия – частицы и волны. Только в совокупности они дают исчерпывающую информацию о квантовых явлениях.

Принцип суперпозиции (наложения) – допущение, согласно которому результирующий эффект представляет собой сумму эффектов, вызываемых каждым воздействующим явлением в отдельности. Одним из простых примеров принципа суперпозиции является правило параллелограмма, в соответствии с которым складываются две силы, воздействующие на тело. Этот принцип выполняется при условии, что воздействующие явления не влияют друг на друга. Поэтому в ньютоновской физике данный принцип не универсален и во многих случаях справедлив лишь приближенно.

В микромире, наоборот, принцип суперпозиции – фундаментальный принцип. Наряду с принципом неопределенности он составляет основу математического аппарата квантовой механики. Но, к сожалению, в квантовой теории этот принцип лишен той наглядности, которая характерна для механики И. Ньютона. Его интерпретируют так: пока не проведено измерение, бессмысленно спрашивать, в каком состоянии находится физическая система. Иными словами, до измерения система находится в суперпозиции двух возможных состояний, т. е. ее состояние неопределенно. Акт измерения переводит физическую систему скачком в одно из этих состояний.

Принцип соответствия был сформулирован Н. Бором в 1923 г. Физики столкнулись с ситуацией, когда рядом со старыми, давно оправдавшими себя теориями (например, механикой И. Ньютона) появились новые теории (теория относительности А. Эйнштейна), описывающие ту же область действительности. Принцип соответствия утверждает преемственность физических теорий: никакая новая теория не может быть справедливой, если она не содержит в качестве предельного случая старую теорию, относящуюся к тем же явлениям, поскольку старая теория уже оправдала себя в своей области.

Поэтому теории, справедливость которых была экспериментально установлена для определенной группы явлений, с построением новой теории не отбрасываются, а сохраняют свое значение для прежней области явлений как предельное выражение законов новых теорий. Выводы новых теорий в области, где справедлива старая теория, переходят в выводы старых теорий.

Каждая физическая теория – ступень познания – является относительной истиной. Смена физических теорий – процесс приближения к абсолютной истине, процесс, который не будет никогда полностью завершен из-за бесконечной сложности и разнообразия окружающего нас мира. Таким образом, принцип соответствия отражает объективную ценность физических теорий.

Таблица 4.1. Зарубежные неметрические единицы

Продолжение

В наше время стало модой говорить о законах природы и общества. Применительно к природе это, строго говоря, неверно. Природа не знает законов. Это мы придумываем их, пытаясь хотя бы как-то систематизировать происходящее. Термин “закон природы” следует понимать в том смысле, что природные явления повторяемы и, следовательно, предсказуемы. Как бы-то ни было, повторяемость природных явлений дает возможность науке формулировать законы, которые принято называть законами природы. В их исследовании человечество руководствуется некоторыми чрезвычайно общими принципами, облегчающими процесс изучения природных явлений.

Один из наиболее общих естественнонаучных принципов — принцип причинности , утверждающий, что одно природное явление порождает другое, являясь его причиной.

Существование цепочки причинно-следственных связей позволяет иногда сделать выводы общего характера. Так, опираясь только на непрерывность цепочки причин и следствий, немецкий судовой врач Роберт Майер сумел сформулировать закон сохранения и превращения энергии, являющийся фундаментальным законом современного естествознания.

Обратите внимание на то, что вопрос “почему”, строго говоря, неправомерен. Мы не знаем и, по-видимому, никогда не узнаем конечной причины ни одного природного явления. Правильнее было бы спрашивать “как”. Какой закономерностью описывается данное явление?

Наука в своем развитии работает над выявлением все более и более глубоких причин природных явлений. Этот процесс дает теологам основание утверждать, что в конечном итоге научный процесс должен привести к определению конечной причины, т. е. Бога, и в этом пункте наука и религия сольются.

Другим общим принципом является принцип Кюр и. Он назван по имени того самого Пьера Кюри, который вместе со своей женой Марией Склодовской - Кюри открыл химический элемент радий. Кроме этого Пьер Кюри за свою недолгую жизнь сделал еще довольно много научных открытий. По-видимому, важнейшим из них является принцип Кюри.

Представьте себе некоторое качество А. Например, электрический заряд или, скажем, рыжий цвет волос, или еще какое-нибудь качество. Вряд ли оно будет равномерно распределено в пространстве. Вероятнее всего в пространстве будет существовать градиент (Градиентом скалярной функции называют вектор, направленный в сторону скорейшего возрастания этой функции. Величина градиента равна производной от этой функции, взятой по направлению ее скорейшего возрастания) этого качества.

Принцип Кюри утверждает, что если существует градиент некоторого качества А, то неизбежно возникнет перенос этого качества в сторону его недостачи, причем поток качества А, т. е. его количество, переносимое через единичную площадку в единицу времени, пропорционален величине этого градиента.

Представьте себе пространственное распределение товара под названием лавровый лист в нашей стране. Максимум его приходится, конечно же, на субтропические зоны Кавказа, а минимум его, что вполне естественно, приходится на районы Крайнего Севера. Налицо градиент лаврового листа. Согласно принципу Кюри существование такого градиента приведет к возникновению переноса лаврового листа с районов Кавказа на Север.

Существует огромное число эмпирических законов из области физической и химической кинетики от закона Ома и до классического уравнения диффузии, являющихся следствиями принципа Кюри. Мне кажется, что экономистам следует очень внимательно отнестись к этому принципу. Ясное его понимание позволит избежать массы ошибок.

Чрезвычайно продуктивным в научном отношении является уже упоминавшийся ранее принцип двойственности (дополнительности) . Он основан на двойственной природе познания. Вы, наверное, уже обратили внимание на существование парных понятий, совместно определяющих взаимоисключающие стороны целого. Выделение таких частей является существенной частью процесса познания.

Описывая что бы то ни было, мы прибегаем к абстракции - выделению сторон изучаемого, важных в данном отношении. Несущественные стороны обычно опускаются из рассмотрения. В дальнейшем, если выбранная абстракция оказывается плодотворной, она замещает исходное представление об изучаемом явлении. При этом отброшенные стороны явления опускаются из рассмотрения, даже если они являются весьма существенными.

Принцип двойственности

Принцип двойственности предписывает нам при описании чего бы то ни было одновременно рассматривать две взаимоисключающие стороны. В зависимости от обстоятельств более существенной может оказаться одна из них. В других обстоятельствах важнее окажется другая. Если, пытаясь решить какую-нибудь задачу, вы встретились с непреодолимыми трудностями - попробуйте подход, основанный на альтернативных представлениях. Весьма вероятно, что он окажется удачным.

Кто из вас скажет, что такое свет? В школе вам объясняли, что это электромагнитная волна. Это представление принято в классической парадигме и в общем неплохо описывает свойство света. Однако, как вы знаете, свет состоит из отдельных частиц - фотонов. Без этого представления невозможно объяснить фотоэффект, эффект Комптона и многое другое. Так что же такое свет - это волна или поток частиц? При изучении свойств света допустима и та и другая абстракция. Согласно принципу двойственности избежать ошибок в описании возможно, проводя и то и другое описание параллельно

Принцип суперпозиции

Принцип суперпозиции утверждает, что результат воздействия на материальную систему двух факторов может быть представлен в виде суперпозиции (наложения) воздействия каждого из этих факторов, действующих независимо друг от друга. В этом принципе неявно предполагается, что при наложении факторы не возмущают друг друга. Принцип обладает меньшей степенью общности, чем принцип Кюри. Однако во многих случаях оказывается весьма полезным.

Принцип симметрии

Принцип симметрии основан на изначальных представлениях об однородности и изотропности пространства. Предполагает инвариантность природных процессов к преобразованиям симметрии. Основываясь на принципе симметрии, Эмми Нетер показала, что основополагающие физические законы сохранения энергии и импульса (количества движения) являются следствием однородности и изотропности пространства.

Принцип симметрии использует интуитивное представление о полном равноправии правого и левого. Тем более удивительной должна показаться вам “левая” ориентированность живой природы. Вам, по-видимому, известно, что молекулы многих природных соединений закручены наподобие пружины. Такую закрученную структуру имеет, например, сахар или входящий в ваши организмы холестерин. Спиральную структуру имеют многие ферменты растительного и животного происхождения. Если получать такие соединения путем химического синтеза, то в полном соответствии с принципом симметрии получается примерно одинаковое количество молекул, закрученных по правой и по левой спирали. Так вот, все живое на нашей планете состоит из молекул, закрученных по левой спирали. Обратите внимание, что и сердце у вас смещено влево, а не вправо. Почему это так, науке еще предстоит выяснить. Пока же отметим, что принцип симметрии, сколь бы соблазнительно очевидным он ни выглядел, является весьма и весьма ограниченным.

Еще более ограниченным, хотя от того и не менее плодотворным является принцип подобия. Согласно этому принципу после известного преобразования уравнения, описывающие подобные системы, оказываются одинаковыми.

Возьмем, к примеру, так называемые малые колебания. Оказывается, что после некоторых математических преобразований колебание груза, подвешенного на ниточке, и электрического тока в колебательном контуре могут быть описаны одним и тем же уравнением. Принцип подобия удается применить, увы, не всегда. Однако, если в процессе своей практической деятельности вы сумели обнаружить подобие между какими-то группами явлений, - считайте, что успех вам обеспечен.

Принцип относительности

Согласно принципу относительности не существует абсолютного движения. А следовательно, не существует и абсолютного пространства, абсолютного времени и т. п. Этот принцип подразумевает, что протекание природных процессов не зависит от того, какую точку зрения занимает наблюдатель, их описывающий. Был выдвинут Альбертом Эйнштейном в качестве одной из основ частной теории относительности. Оспаривался многими учеными. В настоящее время прочно вошел в инертное ядро современной научной парадигмы.

Прямым следствием принципа относительности является принцип инвариантности законов природы к преобразованиям системы отсчета, в которой они были сформулированы. Принцип инвариантности утверждает, что вид основных уравнений, описывающих природные явления, не зависит от преобразования координат и времени, входящих в эти уравнения.

Философио.Ру

Философский уголок

Принципы и законы развития бытия

Развития бытия осуществляется не спонтанно, а подчиняется определенным принципам и законам. Под принципом понимается исходное базисное правило, которое определяет содержание и направление деятельности. К примеру, принцип объективности при рассмотрении спорных случаев третейским судом предполагает, что рассматриваться будет только существо дела, но не особенности какой-либо из сторон. Когда о каком-то человеке говорят, что он принципиален, имеют в виду, что он всегда следует в своих оценках и действиях строго определенным принципам.
Окружающий мир разнообразен и многообразен в своих проявлениях, его «населяет» бесконечное множество предметов, явлений и процессов и каждый из них — уникален, обладает только ему присущими чертами и свойствами. Но, несмотря на это многообразие, на первый взгляд предстающее как хаотическое нагромождение вещей и событий, бытие представляет собой космос, порядок, организованное целое. Это означает, что между различными объектами, образующими бытие, существует связь. Принцип связи является ключевым для понимания сущности, содержания и направления развития.
Связь — это такое отношение между разделенными в пространстве и времени объектами, когда изменения в одном из них влекут за собой изменения и в другом. Связи классифицируются по разным основаниям: по направлению действия (прямые и обратные), по формам обусловленности (однозначные, вероятностные и корреляционные), по результату (преобразование, порождение, воспроизводство), по силе (жесткие и слабые), по содержанию (перенос вещества, энергии или информации) и другие. Универсальной причиной, побуждающей объекты вступать в связь друг с другом, является нарушенное равновесие внутри объекта или между объектом и средой его существования. Это может проявляться в потере энергии, утрате какого-то компонента, недостатке жизненно важной информации. Вступая в связь с другими объектами, данный объект восполняет свою полноту и целостность.
Из разнообразных типов связей наибольшую ценность имеют причинные связи, то есть такие, которые устанавливают генетическую зависимость между отдельными состояниями объектов в ходе их развития и функционирования. Согласно принципу причинности возникновение любых объектов и систем и изменение их свойств во времени имеют свои основания в предшествующих состояниях; эти основания называют причинами, а вызываемые ими изменения — следствиями. Сущность причинности — порождение причиной следствия; следствие, определяясь причиной, оказывает обратное воздействие на нее. На основе причинности организуется деятельность человека, вырабатываются научные прогнозы.
В философии и науке существует два противоположных взгляда на характер причинных связей между объектами: детерминизм и индетерминизм. Детерминизм (от лат. determino — определяю) утверждает, что вся явления в мире взаимосвязаны и причинно обусловлены и поэтому причинное объяснение играет первостепенную роль в познании. Индетерминизм (на латинском приставка in- означает отрицание) — это учение, отрицающее всеобщий и объективный характер причинной связи природных и социальных явлений и, как следствие, игнорирующее ценность причинного объяснения в науке.
Повторяющиеся, устойчивые и необходимые причинно-следственные связи называются законами. Содержание законов отражает объективную связь реальных явлений и процессов, происходящих в природе и в обществе. Известный физик и математик А.Пуанкаре считал, что законы являются наилучшим выражением гармонии мира. Философия классифицирует законы по степени общности (универсальные, общие и частные), по сфере регулирования (законы природы, законы мышления, социальные законы), по содержанию (законы развития и законы функционирования). В современной науке принято различать динамические и статистические (вероятностные) законы.
Динамический закон управляет поведением индивидуального объекта и позволяет установить однозначную связь его состояний. Иными словами, динамический закон описывает возможность, которая обязательно должна реализоваться. Предсказания, делаемые на основе динамических законов являются абсолютно точными и однозначными.
Статистический закон регулирует взаимоотношения больших совокупностей объектов, и результаты его не являются однозначными. Он определяет широкий диапазон возможных реализаций для каждого из совокупности объектов. Прогнозы на основе статистических законов носят вероятностный характер. Вероятностные законы описывают поведение людей в больших коллективах, взаимоотношение между молекулами газа, взаимосвязи между элементарными частицами в микромире.
Долгое время в науковедении и в философии считалось, что только динамические законы являются «настоящими» законами, то есть выражают объективные, всеобщие и необходимые связи между объектами. Однако создание квантовой механики и наблюдение за микромиром дали основания для вывода о том, что статистические законы не менее важны и существенно расширяют наши знания о причинности. В современной физике считают, что динамические законы являются первым, низшим этапом познания мира, а статистические законы отражают связи между объектами более глубоко и всесторонне. Вероятностное описание мира является не показателем незнания и невежества, а следствием сложного, многоуровневого устройства бытия. Примерами динамических научных теорий являются: классическая механика, классическая электродинамика, общая и специальная теория относительности. К статистическим теориям относят все квантовые теории, статистическую механику, генетику.
В диалектической философии Гегеля были выработаны три закона, которые, по утверждению этого мыслителя, отражали целостный процесс развития природы, общества и человеческого познания. Это закон единства и борьбы противоположностей, закон взаимного перехода количественных изменений в качественные и закон отрицания отрицания. Сердцевину указанных законов образует идея противоречия как универсальной причины развития. Несмотря на познавательную ценность этих законов, которые в общих чертах отражают источники, механизмы и направление развития, они не годятся для детального объяснения причинно-следственных взаимодействий. Поэтому их используют для иллюстрации исторического процесса, эволюции живой природы, противоречивого характера процесса познания. Более подробно о них будет сказано ниже.

Божественная философия! Отведав раз твоих плодов, уже вечно можно вкушать на твоем пиру тот сладкий нектар, от которого нет пресыщения.
Джон Мильтон

www.filosofio.ru

Почему существуют законы природы?

Как утверждает закон биогенеза: жизнь всегда происходит от жизни. И эмпирическая наука и Бытие 1 говорят нам о том, что все организмы на земле воспроизводят себе подобные виды. Этот закон, как и другие законы природы существуют потому, что вселенная имеет своего Создателя, который является логическим и который установил в Своей вселенной порядок.

Вселенная подчиняется определенным правилам - законам, которых должны придерживаться все существующие вещи. Это очень точные законы и многие из них имеют математическую природу. Законы природы являются по своему характеру иерархическими; второстепенные законы природы основываются на основных законах природы, которые должны быть очень точными и правильными для того, чтобы существование нашей вселенной было вообще возможным. Но, откуда взялись эти законы, и почему они существуют? Если вселенная является всего лишь случайным продуктом большого взрыва, то почему в основе её существования должны лежать упорядоченные принципы - или если уж на то пошло какие-либо принципы вообще? Подобные законы согласуются с библейским сотворением . Законы природы существуют потому, что вселенная имеет своего Создателя Бога, который является логическим, и который установил в Своей вселенной порядок (Бытие 1:1). Существует ли Бог? Давайте поразмышляем.

Слово Бога

Абсолютно все, что существует во вселенной — каждое растение и животное, каждая горная порода, каждая частица вещества и световой волны, связано законами, которым они просто должны придерживаться. Библия говорит нам о том, что существуют законы природы - « уставы неба и земли » (Иеремия 33:25). Эти законы описывают нам то, каким образом Бог обычно совершает Свою волю во вселенной.

Божья логика вложена во вселенную и поэтому вселенная не является случайной или произвольной. Она подчинена законам химии, которые логически вытекают из законов физики, многие из которых могут логически вытекать из других законов физики и законов математики. Наиболее фундаментальные законы природы существуют только потому, что Бог позволяет им существовать; они являются логическим, организованным способом, с помощью которого Бог поддерживает и подкрепляет вселенную, которую Он сотворил. Атеист не способен объяснить логическое и упорядоченное состояние вселенной. Зачем вселенная должна подчиняться законам, если не существует того, кто дал эти законы? Но законы природы идеально согласуются с библейским описанием сотворения. В действительности, Библия является основанием законов природы.

Законы жизни (биогенез)

Существует один, очень хорошо известный закон жизни: закон биогенеза. Этот закон просто гласит, что жизнь всегда происходит от жизни. Вот что говорит нам об этом наблюдательная наука: организмы воспроизводят другие себе подобные организмы. Если заглянуть в историю, то мы увидим, что Луи Пастер опроверг один предположительный случай спонтанного зарождения; он показал, что жизнь происходит от существующей ранее жизни. С тех пор прошло много времени, и мы видим сегодня, что этот закон является универсальным - без исключений. Это, конечно же, именно то, о чем говорит Библия. Как говорится в Бытие 1, Бог сверхъестественным образом сотворил первые разнообразные виды жизни на земле и сделал так, чтобы они воспроизводили себе же подобных. Обратите внимание на то, что эволюция от молекулы до человека нарушает этот закон биогенеза . Эволюционисты верят в то, что жизнь (по крайней мере, однажды) образовалась спонтанно из неживых химических веществ. Но это полностью противоречит закону биогенеза. Истинная наука лишь подтверждает Библию.

Абсолютно все, что существует во вселенной — каждое растение и животное, каждая горная порода, каждая частица вещества и световой волны, связаны законами, которым они просто должны придерживаться.

Законы химии

Для жизни необходимы специфические химические законы. Наши тела приводятся в действие благодаря химическим реакциям и зависят от законов химии, которые действуют постоянно. Даже информация, из которой состоит каждое живое существо, хранится в длинной молекуле, называемой ДНК. Как нам известно, жизнь не могла бы существовать, если бы химические законы были бы другими. Бог создал законы химии именно такими, какими они должны быть для того, чтобы жизнь на земле была возможной.

Законы химии дают различные свойства различным элементам (каждый состоит из определенного типа атомов) и соединениям (состоящим из двух или более типов атомов, которые связаны вместе) во вселенной. Например, при достаточной энергии активации, самый легкий элемент (водород) вступает в реакцию с кислородом и образует воду. Вода сама по себе обладает очень интересными свойствами, такими как способность удерживать необычно большое количество тепловой энергии. Когда вода замораживается, она образует кристаллы с шестиугольной симметрией (именно поэтому снежинки имеют шестиугольную форму). В отличие от этого кристаллы соли (хлорид натрия) образуются в форме куба. Благодаря шестиугольной симметрии замороженной воды в её кристаллах образуются «дырочки», в результате чего кристаллы воды имеют меньшую плотность, чем её жидкая форма. Именно поэтому лед плавает в воде (тогда как, по сути, все замороженные соединения тонут в своей собственной жидкой форме).

Свойства соединений и элементов не случайны. В действительности, на основе своих физических свойств элементы можно логически выстроить в периодическую таблицу. Вещества в одной колонке таблицы обладают схожими свойствами. Это происходит потому, что элементы в вертикально расположенной колонке имеют одинаковые структуры внешних электронов. Эти отдаленные от центра электроны и определяют физические характеристики атома. Периодическая таблица возникла не случайно. Атомы и молекулы обладают разнообразными свойствами потому, что их электроны связаны законами квантовой физики. Другими словами, химия основана на физике. Если бы законы квантовой физики хоть чуть-чуть были бы другими, то атомы вообще не могли бы существовать. Бог создал законы физики именно такими, какими они должны быть для того, чтобы законы химии проявлялись так, как Он хочет.

Законы движения планет

Ученый-креационист Иогеннес Кеплер обнаружил, что планеты нашей солнечной системы подчинены трем законам природы. Он установил, что планеты вращаются по овалу (а не по правильным окружностям, как считалось ранее), при этом солнце находится в центре этого овала; таким образом, определенная планета в какой-то момент времени находится ближе к солнцу, чем в остальное время. Кеплер также обнаружил, что планеты проходят равные расстояния за равное время - другими словами, скорость вращения планет по их орбитам увеличивается по мере того, как они приближаются к солнцу. И, в-третьих, Кеплер установил точную математическую связь между расстоянием от планеты до солнца (a) и её периодом обращения по орбите (p); планеты, которые находятся дальше от солнца, вращаются по орбите медленнее, чем планеты, находящиеся ближе к солнцу (это можно выразить, как p 2 =a 3). Законы Кеплера также применяются к орбитам спутников, вращающихся вокруг определенной планеты. 1

Для законов химии, эти законы движения планет не являются фундаментальными. Они скорее являются логическим следствием других законов природы. Кстати, другой ученый-креационист (Сэр Исаак Ньютон) обнаружил, что законы Кеплера можно математически вывести из определенных законов физики - а именно, из законов гравитации и движения (которые сам Ньютон и сформулировал).

Законы физики

Область физики описывает поведение вселенной на её наиболее фундаментальном уровне. Существует множество разных законов физики. Все они касаются того, каким образом происходят сегодня все процессы во вселенной. Некоторые законы физики описывают, каким образом распространяется свет, как передается энергия, как действует сила тяжести, как материальные тела движутся в пространстве и многие другие явления. Законы физики, как правило, имеют математический характер; некоторые законы физики можно описать с помощью краткой формулы, такой как E=mc 2 . Простая формула F=ma показывает, как скорость объекта с массой (m) будет увеличиваться (a), когда на неё действует равнодействующая сила (F). Это просто удивительно, что каждый предмет во вселенной постоянно подчиняется этим правилам.

В физике существует иерархия: некоторые законы физики можно вывести из других законов физики. Например, известная формула Эйнштейна E=mc 2 может быть выведена из принципов и уравнений специальной теории относительности. И наоборот, существует множество законов физики, которые нельзя вывести из других законов физики; считается, что многие из этих законов являются производными принципами, но ученые еще не установили их происхождение.

А вот некоторые законы физики могут быть, несомненно, фундаментальными (а не основываться на других законах); они существуют только потому, что Бог позволяет им существовать. Фактически это касается, по меньшей мере, одного закона физики (а возможно и нескольких) - наиболее фундаментального. Если рассуждать логически, то если бы наиболее фундаментальный закон основывался на каких-либо других законах, он не был бы наиболее фундаментальным законом.

Законы физики (вместе со своими сопутствующими константами) точно и правильно установлены для того, чтобы жизнь, особенно человеческая жизнь, могла существовать. Этот факт называется «антропный принцип». 1

1. Слово антропный происходит от греческого слова anthropos , что означает человек.

Законы математики

Обратите внимание на то, что законы физики имеют чрезвычайно математический характер. Они бы не работали, если бы не было законов математики. Математические законы и принципы включают правила сложения, транзитивности, свойство коммутативности сложения и умножения, бином Ньютона, и многие другие правила. Подобно законам физики, некоторые законы и свойства математики можно вывести из других математических принципов. Но в отличие от законов физики, законы математики являются абстрактными; они не «связаны» с какой-либо особенной частью вселенной. Можно представить вселенную, в которой отличаются законы физики, но трудно представить себе согласующуюся вселенную с отличающимися законами математики. 2

Законы математики являются примером «трансцендентной истины». Они должны быть истинными независимо от того, какую вселенную сотворил Бог. Это может быть следствием того, что Божья природа является логичной и математической; таким образом, какой бы ни была вселенная, которую Бог сотворил бы, она обязательно была бы математической по своей природе. Неверующий натуралист не может объяснить законы математики. Он определенно верит в математику и пользуется математикой, но он не способен объяснить существование математики в рамках натуралистического мировоззрения, поскольку математика не является частью физической вселенной. Однако Христианин понимает, что над вселенной существует Бог и что математика отображает мысли Господа. Понимание математики, в некотором смысле является «пониманием Божьих мыслей» 3 (конечно же, в ограниченном и предельном смысле).

Некоторые думают, что математика является человеческим изобретением. Говорят, что если человеческая история была бы другой, была бы разработана совершенно другая форма математики - с альтернативными законами, теоремами, аксиомами и так далее. Но подобное мышление является противоречивым. Неужели мы должны верить в то, что вселенная не подчинялась законам математики до того, как люди их обнаружили? Неужели планеты вращались по своим орбитам как-то по-другому до того, как Кеплер установил, что p 2 =a 3 ? Несомненно то, что математические законы являются чем-то, что человечество обнаружило, а не придумало. Единственное, что могло бы быть другим (и человеческая история пошла бы в другом направлении), так это записывание - способ, с помощью которого мы выбираем выражать математические истины через символы. Но эти истины существуют независимо от того, как мы их выражаем. Математику по праву можно назвать «языком сотворения» .

Законы логики

Все законы природы, от физики и химии до закона биогенеза, зависят от законов логики. Как и математические законы, законы логики являются трансцендентными истинами. Мы не можем представить, что законы логики могли бы отличаться от тех, что существуют. Возьмем, к примеру, закон непротиворечивости. Согласно этому закону вы не можете одновременно и в одинаковом соотношении иметь предмет «A» и предмет «не A». Без законов логики, рассуждение было бы просто невозможным. Но откуда же взялись эти законы логики?

Атеист не может объяснить законы логики, даже, несмотря на то, что он или она вынуждены принимать, что они существуют, чтобы рациональное мышление имело смысл. В соответствии с Библией, Бог логичен. Несомненно, закон непротиворечивости отображает природу Бога; в Боге нет лжи (Числа 23:19) и Он не может быть искушен злом (Иакова 1:13), поскольку эти понятия противоречат Его совершенной природе. Поскольку мы были сотворены по образу Божьему, мы инстинктивно понимаем законы логики. Мы способны рассуждать логически (хотя в результате ограниченного ума и греха мы не всегда думаем полностью логично).

Согласованность природы

Законы природы являются согласованными. Они не изменяются (произвольно), и их действие распространено на протяжении всего космоса. Законы природы действуют в будущем так же, как они действовали в прошлом; это одно из самых основных предположений во всей науке. Без этого предположения, наука была бы невозможной. Если законы природы внезапно и без достаточных оснований изменятся завтра, то результаты прошлых экспериментов не скажут нам ничего о будущем. Почему же так получается, что мы можем верить в то, что законы природы согласованно применяются всегда и во все время? Неверующие ученые не могут доказать это важное предположение. Но Христианин может, потому что Библия дает нам ответ. Бог есть Господь всего творения, и Он удерживает вселенную постоянным и логичным образом. Бог не изменяется, и поэтому Он всегда поддерживает вселенную согласованной и неизменной (Иеремия 33:25).

Заключение

Мы увидели, что законы природы зависят от других законов природы, которые, в конечном счете, зависят от Божьей воли. Таким образом, Бог сотворил законы физики точными и подходящими для того, чтобы законы химии были правильными, и чтобы могла существовать жизнь. Вряд ли какому-либо человеку было бы под силу решить такую сложную задачу. И, тем не менее, Господь это сделал. Атеист не может объяснить эти законы природы (хотя он и соглашается с тем, что они должны существовать), поскольку эти законы не согласуются с понятием натурализма. Однако они идеально согласуются с Библией. Мы думаем, что вселенная образована логическим и упорядоченным образом и подчиняется неизменным законам потому, что вселенная была сотворена Божьей силой.

Доктор Джейсон Лисли получил докторскую степень в области астрофизики в университете Колорадо в г. Боулдер-Сити. Доктор Лисли – популярный автор и исследователь миссии Ответы Бытия. Он использует свои знания о небе для того, чтобы свидетельствовать о рукотворной работе Бога и предлагает свои лекции на DVD, такие как Свет далеких звезд и Астрономия сотворения .

1. Однако константа пропорциональности отличается для третьего закона. Это потому, что масса солнца отличается от массы планеты. Вернуться к тексту.
2. При условии, что существуют различные системы исходных определений и аксиом, которые допускают некоторое изменение в математических системах мысли (альтернативная геометрия, и так далее). Но большинство основных принципов остаются неизменными. Вернуться к тексту.
3. Эта фраза приписывается астроному-креационисту Иоганнесу Кеплеру. Вернуться к тексту.

www.origins.org.ua

• Как правильно сдать анализы: рекомендации для пациента Практически все исследования проводятся натощак (не менее 8 часов после последнего приема пищи), поэтому чтобы провести анализы утром можно выпить небольшое количество воды. Чай и кофе - это не вода, пожалуйста, потерпите. […]
Суды субъектов рф их полномочия 5.3. Суды субъектов РФ Суды субъектов РФ – это верховные суды республик, краевые и областные суды, суды городов федерального значения, суды автономной области и автономных округов. Компетенция судов субъектов РФ. Суды субъектов РФ обладают следующими […]
• Налоговая система в Великобритании, налогообложение в Англии, налоги в Англии Cовременная система подоходного налогообложения в Великобритании была заложена реформой 1973 г. В результате этой реформы подоходный налог был унифицирован и приведен в стройную единую систему. Субъекты […]
• Солнечный коллектор - энергия Солнца в доме! СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ. Обзор видов солнечных коллекторов. Достоинства и недостатки. Во время нынешнего кризиса у всех на слуху новое слово - «коллектор». Английское слово collect многозначно, но основное его значение - собирать что-либо. […]
• Медицинская страховка для шенгенской визы: цены и особенности страхования для туристов Если вы решили съездить в одну из стран Европы, для поездки вам потребуется медицинская страховка для шенгенской визы. Страховой полис входит в обязательный список документов для получения […]
• Как стать ремесленником: пошаговая инструкция для тех, кто решил превратить хобби в заработок Как стать ремесленником и какие виды деятельности могут считаться ремеслом, объяснили в федерации профсоюзов Беларуси. Фото: Дмитрий Брушко, TUT.BY. Фото носит иллюстративный характер Как […]