Предмет физика

науке на отдельных  ее ступенях.

 

     Квантовая механика дает великолепный  материал для  подтверж-

 

дения этих положений. Открытие Гейзенбергом соотношения неопреде-

 

ленностей и Шредингером волнового уравнения, имеющего в квантовой

 

механике  такое же значение, как законы Ньютона  в классической ме-

 

ханике, открытие своеобразных статистических законов атомных яв-

 

лений, о которых старая физика и не догадывалась, знаменовали со-

 

бой прогресс  в  познании  объективных  закономерностей  природы,

 

дальнейшее  углубление нашего знания объективных  причинных связей.

 

Объективные закономерные,  причинные связи  явлений не сводятся  к

 

тем причинным  связям, которые выразила в своих  уравнениях класси-

 

ческая механика;  они бесконечно многообразнее и "удивительнее",

 

чем это допускал механический материализм.

 

     Для правильного ответа на  филосовский вопрос о причинности,

 

поставленный квантовой механикой,  важно учесть следующее положе-

 

ние Ленина:  "Казуальность, обычно нами понимаемая, есть лишь ма-

 

лая частичка всемирной связи6 но ...  частичка не субъективной, а

 

объективной реальной связи". ( 5,с. 136 )

 

 

 

 

     Философские размышления  о   пространстве  и  времени.

 

 

     Достижения физики  XIX-XX вв.  значительно  повлияли на конк-

 

ретные представления о смысле таких философских категорий,  как

 

пространство  и время.

 

     Современные физические представления  о пространстве и време-

 

ни разработаны  теорией относительности; по сравнению  с классичес-

 

кой физикой - это новая ступень в познании физикой объективно-ре-

 

альных пространств и времени.  Теория относительности,  созданная

 

великим физиком  нашей  эпохи  А.  Эйнштейном,  связала  в  высшем

 

единстве классическую механику и электродинамику,  и пересмотрела

 

основные  понятия и положения классической механики, относящиеся к

 

длине и длительности,  к массе, энергии, импульсу и т. д., подчи-

 

нив их новым  физическим понятиям и положениям,  полнее  и  глубже

 

отражающим движущуюся материю.

 

     Для классической физики пространство  и время были некими са-

 

мостоятельными сущностями,  причем  пространство  рассматривалось

 

как простое  вместилище тел,  а время -  как  только  длительность

 

процессов; пространственно-временные  понятия  выступали  как  не

 

связанные друг с другом. Теория относительности показала односто-

 

ронность такого  взгляда на пространство и время.  Пространство и

 

время органически  связаны,  и эта связь отражается в теории отно-

 

сительности, в математическом аппарате которой фигурируют так на-

 

зываемые четырехмерные пространственно-временные векторы и тензо-

 

ры.Эта теория привела к выводам о зависимости ритма часов от сос-

 

тояния их движения,  зависимости массы от скорости, о взаимозави-

 

симости между массой и энергией;  все эти выводы широко подтверж-

 

дены опытом.

 

     В чем  же  состоят основные  выводы теории относительности  по

 

данному вопросу?  Специальная теория относительности,  построения

 

которой было завершено А. Эйнштейном в 1905 году, доказала, что в

 

реальном  физическом мире пространственные и временные интервалы

 

меняются  при  переходе  от одной системы  отчета к другой.  Старая

 

физика считала,  что если системы отсчета движутся  равномерно  и

 

прямолинейно  относительно  друг  друга (такое  движение называется

 

инерциальным), то пространственные интервалы (  расстояние  между

 

двумя ближними  точками  ),  и временные интервалы ( длительность

 

между двумя  событиями ) не меняются.

 

     Теория относительности эти представления  опровергла, вернее,

 

показала  их ограниченную применимость. Оказалось, что только тог-

 

да, когда  скорости  движения малы по отношению  к скорости света,

 

можно приблизительно считать, что размеры тел и  ход времени оста-

 

ются одними и теми же,  но когда речь идет о движениях со скорос-

 

тями, близкими к скорости света,  то изменение пространственных и

 

временных интервалов становится заметным.  При увеличении относи-

 

тельной скорости движения системы отсчета пространственные интер-

 

валы сокращаются, а временные растягиваются.

 

     До создания теории относительности  считалось,  что объектив-

 

ность пространственно-временного  описания  гарантируется только

 

тогда, когда  при переходе от одной системы  отсчета к другой  сох-

 

раняются отдельно  пространственные и отдельно временные интерва-

 

лы. Теория относительности обобщила это положение.  В зависимости

 

от характера  движения систем отсчета драг относительно друга про-

 

исходят различные  расщепления единого пространства-времени  на от-

 

дельно пространственный и отдельно временной интервалы, но проис-

 

ходят таким  образом, что изменение одного как  бы компенсирует из-

 

менение другого.  Получается,  что расщепление на пространство и

 

время, которое  происходит по-разному при различных  скоростях дви-

 

жения, осуществляется  так,  что пространственно-временной интер-

 

вал, т.е.  совместное пространство-время ( расстояние между двумя

 

близлежащими  точками пространства и времени ),  всегда сохраняет-

 

ся, или,  выражаясь научным языком, остается инвариантом. Тем са-

 

мым специальная теория относительности раскрыла внутреннюю связь

 

между собой  пространства и времени как форм бытия материи. С дру-

 

гой стороны,  поскольку само изменение пространственных и времен-

 

ных интервалов зависит от  характера движения,  то  выяснилось,

 

пространство  и время определяются состояниями  движущейся материи.

 

Они таковы, какова движущаяся материя.

 

     Идей специальной  теории относительности  получила дальнейшее

 

развитие  и конкретизацию в общей теории относительности,  которая

 

была создана  Эйнштейном  в 1916 г.  В этой теории было показано,

 

что геометрия  пространства-времени определяется  характером  поля

 

тяготения, которое  в свою очередь, определено взаимным расположе-

 

нием тяготеющих масс.  Вблизи больших тяготеющих масс  происходит

 

искривление пространства ( его отклонение от евклидовой метрики )

 

и замедление хода времени.  Если мы зададим геометрию  пространс-

 

тва-времени, то  тем самым автоматически задается характер поля

 

тяготения, и  наоборот:  если задан определенный характер поля тя-

 

готения, то автоматически задается характер пространства-времени.

 

Здесь пространство, время, материя и движение оказываются ограни-

 

ченно сплавленными между собой.

 

     Пространство-время нашего мира  имеет 4 измерения: три из них

 

характеризуют пространство и одно - время.  В  истории философии и

 

естествознания  эти свойства пространства и времени  не  раз  пыта-

 

лись объяснить но естествознание не располагало достаточными воз-

 

можностями для этого,  поэтому это положение было  принято как

 

опытный факт.  Первый шаг в обосновании трехмерности пространства

 

и одномерности времени был сделан австрийским  физиком П. Эренфес-

 

том. Он показал,  что трехмерность пространства является условием

 

существования устойчивых связанных систем,  состоящих  из  2  тел.

 

Впоследствии  этот опыт был обобщен применительно  к атомам и моле-

 

кулам. Было показано,  что только в трехмерном пространстве  воз-

 

можно образование  электронных оболочек вокруг ядра, существование

 

атомов, молекул  и макротел.

 

     Интересен еще  один момент  в размышлениях физики о философс-

 

ких категориях пространства  и времени:  относительный характер

 

непрерывности и  дискретности  пространства и  времени.  Известно,

 

что представления  о непрерывности пространства и  времени являются

 

фундаментальными  представлениями теоретической  физики.  Их истин-

 

ность в рамках классической физики и теории  относительности не

 

подвергается  сомнению.

 

     Модель континуального пространства-времени,  хорошо служившая

 

в классической физике и теории относительности, оказывается  слиш-

 

ком бедной для  того, чтобы адекватно определить реальную структу-

 

ру пространства, времени и движения на уровне микромира ( высоко-

 

энергетических  процессов ).  Это проявляется не  только  в виде

 

трудностей  с расходимостями, возникающими в процессе квантоэлект-

 

родинамических расчетов,  но и в необходимости на основании клас-

 

сической модели  симметрии пространства-времени объяснить новые

 

законы сохранения,  открытые физикой элементарной частиц ( сохра-

 

нение барионного и лептонного зарядов и др.).

 

     В связи с этими трудностями  значительное распространение по-

 

лучили концепции,  отвергающие необходимость использования  предс-

 

тавлений о непрерывности пространства и времени в физическом опи-

 

сании. Одно  из направлений развития релятивистской квантовой фи-

 

зики, идет по пути отказа от рассмотрения пространственно-времен-

 

ного аспекта физической реальности ( теория матрицы рассеяния ).

 

В связи с  этим имели место утверждения  о том,  что пространство и

 

время носит  макроскопический характер, а для  физики микромира ре-

 

альность пространства и времени вообще отрицается.  Более широкую

 

поддержку со стороны физиков и философов  получила концепция диск-

 

ретного пространства-времени. Но несмотря на отдельные успехи ис-

 

пользование гипотезы  дискретного пространства-времени  не привело

 

пока, к согласованию физических принципов теории  относительности

 

и квантовой  механики.  На  основании эксперементальных данных по

 

рассеянию элементарных частиц можно сказать,  что для  интервалов

 

10 5-15 0 - 10 5-16 0 см пространство является непрерывным.  Т.о., созда-

 

лась действительная ситуация, которая свидетельствует о необходи-

 

мости методологического  анализа устоявшихся физических представ-

 

лений о структуре пространства и времени.  Трудности развития фи-

 

зики элементарных частиц говорят,  по-видимому, о том, что модель

 

континуального  пространства-времени является идеализацией  струк-

 

туры реального  пространства-времени. Она определенно  недостаточна

 

для полноты  описания объектов микромира.  Вместе с тем и гипотеза

 

только дискретного  пространства и времени не приводит к желанной

 

полноте. Модель дискретного пространства-времени  также  является

 

идеализацией.

 

     Т.о., решение проблемы, видимо, может  быть получено на осно-

 

вании утверждения о необходимой взаимосвязи непрерывного и диск-

 

ретного. Впервые это утверждение высказал  Гегель.  А В.И.Ленин

 

указал, кроме  того,  на материальное основание  этого единства. Он

 

сказал, что  движение есть  единство  непрерывности  (  времени  и

 

пространства ) и прерывности ( времени и пространства ). Из поло-

 

жения о единстве прерывного и непрерывного следует задача  фило-

 

софского анализа:  выяснение и исследование различных конкретных

 

форм этого  единства.

 

     В своей  работе  "Об относительном  характере непрерывности и

 

дискретности" (13,с.133) А.И.Панченко попытался осветить один  из

 

аспектов  взаимосвязи непрерывного и дискретного  на основе относи-

 

тельности этих понятий.  Очевидно,  что затронутая тема  является

 

обширной и благодатной для философского исследования,  в котором

 

она еще очень  нуждается.  Вместе с тем, исходя из уже рассмотрен-

 

ных материалов,  можно сделать некоторые методологические выводы.

 

Представляется  плодотворным подход,  отвергающий  абсолютизацию  и

 

онтологизацию моментов  непрерывности или дискретности в реальной

 

структуре пространства и времени.  Дискретность  и  непрерывность

 

пространства-времени, взятые сами по себе в отрыве друг от друга,

 

представляют  собой не более, как идеализации, хотя, быть может, и

 

необходимые с точки зрения конкретной физической ситуации.  Таким

 

образом, решить этот вопрос в духе признания взаимного  логическо-

 

го исключения обсуждаемых представлений.

 

                             - 19 -

 

 

                 Неразрешенные вопросы физики.

 

 

     Существует огромное количество  нерешенных физикой проблем. А

 

значит, у  философии впереди большое поле деятельности. Рассмотрим

 

некоторые нерешенные проблемы физики.

 

 

Физика элементарных частиц.