Роль прибора в квантовой механике. Причины появления понятия физической реальности

Дальнейшее развитие и обоснование детерминизм получает в естествознании и материалистической философии нового времени (Ф. Бэкон, Галилей, Декарт, Ньютон, Ломоносов, Лаплас, Спиноза, фр. материалисты XVIII в.). В соответствии с уровнем развития естествознания, детерминизм этого периода носит механистический, абстрактный характер.

Опираясь на труды своих предшественников и на основополагающие идеи естествознания И. Ньютона и К. Линнея, Лаплас, в своей работе «Опыт философии теории вероятностей» (1814) довел идеи механистического детерминизма до логического конца: он исходит из постулата, согласно которому из знания начальных причин можно всегда однозначно вывести следствия.

Методологический принцип детерминизма является одновременно и основополагающим принципом философского учения о бытии. Одной из фундаментальных онтологических идей, положенных в основу классического естествознания его создателями (Г. Галилей, И. Ньютон, И. Кеплер и др.), явилась концепция детерминизма. Эта концепция заключалась в принятии трех базовых утверждений:

1) природа функционирует  и развивается в соответствии  с имманентно присущими ей  внутренними, «естественными» законами;

2) законы природы есть  выражение необходимых (однозначных) связей между явлениями и процессами объективного мира;

3) цель науки, соответствующая  ее предназначению и возможностям, - открытие, формулирование и обоснование  законов природы.

Среди многообразных форм детерминации, отражающих универсальную взаимосвязь и взаимодействие явлений в окружающем мире, особенно выделяется причинно-следственная, или каузальная (от лат. causa - причина) связь, знание которой ничем не заменимо для правильной ориентировки в практической и научной деятельности. Поэтому именно причина выступает важнейшим элементом системы детерминирующих факторов. И все же принцип детерминизма шире принципа каузальности: кроме причинно-следственных связей он включает в себя и другие виды детерминации (функциональные связи, связь состояний, целевую детерминацию и т.д.).

Детерминизм в своем историческом развитии прошел два основных этапа - классического (механистического) и пост классического (диалектического) по своей сущности.

В учении Эпикура о самопроизвольном отклонении атома от прямой линии содержалось современное понимание детерминизма, но поскольку сама случайность у Эпикура ничем не определяется (беспричинна), то без особых погрешностей можно сказать, что от Эпикура берет свое начало индетерминизм.

Индетерминизм - учение о том, что имеются состояния и события, для которых причина не существует или не может быть указана.

В истории философии известны два вида индетерминизма:

• Так называемый «объективный» индетерминизм, начисто отрицающий причинность как таковую, не только ее объективную данность, но и возможность ее субъективистского истолкования.
• Идеалистический индетерминизм, который, отрицая объективный характер отношений детерминации, объявляет причинность, необходимость, закономерность продуктами субъективности, а не атрибутами самого мира.

Это значит (у Юма, Канта и многих других философов), что причина и следствие, подобно иным категориям детерминации, суть лишь априорные, т.е. полученные не из практики, формы нашего мышления. Многие субъективные идеалисты объявляют употребление этих категорий «психологической привычкой» человека наблюдать одно явление следующим за другим и объявлять первое явление причиной, а второе следствием.

Стимулом для оживления индетерминистических воззрений в начале XX века послужил факт возрастания в физике роли статистических закономерностей, наличие которых было объявлено опровергающим причинность. Однако диалектико-материалистическая трактовка соотношения случайности и необходимости, категорий причинности и закона, развитие квантовой механики, раскрывшей новые виды объективной причинной связи явлений в микромире, показали несостоятельность попыток использовать наличие вероятностных процессов в фундаменте микромира для отрицания детерминизма.

Исторически концепцию детерминизма связывают с именем П. Лапласа, хотя уже у его предшественников, например, Демокрита и Спинозы, наблюдалась тенденция отождествления «закона природы», «причинности» с «необходимостью», рассмотрения «случайности» как субъективного результата незнания «подлинных» причин.

Классическая физика (в частности механика Ньютона) выработала специфическое представление о научном законе. Принималось как очевидное, что для любого научного закона должно обязательно выполняться следующее требование: если известны начальное состояние физической системы (например, ее координаты и импульс в ньютоновской механике) и взаимодействие, задающее динамику, то в соответствии с научным законом можно и должно вычислить ее состояние в любой момент времени как в будущем, так и в прошлом.

Причинно-следственная связь явлений выражается в том, что одно явление (причина) при определенных условиях обязательно вызывает к жизни другое явление (следствие). Соответственно можно дать и рабочие определения причины и следствия. Причина есть явление, действие которого вызывает к жизни, определяет последующее развитие другого явления. Тогда следствие есть результат действия определенной причины.

В детерминацию явлений, в систему их определенности наряду с причиной входят и условия — те факторы, без наличия которых причина не может породить следствие. Это означает, что причина сама по себе срабатывает не во всяких условиях, а только в определенных.

В систему детерминации явлений (в особенности общественных) зачастую входит повод — тот или иной фактор, обуславливающий лишь момент, время возникновения следствия.

Существуют три типа временной направленности причинно-следственных связей:

1) детерминация прошлым. Такая детерминация по существу является всеобщей, ибо отражает объективную закономерность, согласно которой причина в конечном счете всегда предшествует следствию. Эту закономерность очень тонко подметил Лейбниц, давший следующее определение причины: "Причина есть то, что заставляет какую-нибудь вещь начать существовать";

2) детерминация настоящим. Познавая природу, общество, собственное  мышление, мы неизменно обнаруживаем, что многие вещи, будучи детерминированными прошлым, находятся и в детерминирующем взаимодействии с вещами, сосуществующими одновременно с ними. Не случайно представление об одновременной детерминирующей связи мы встречаем в разных областях знания — физике, химии (при анализе равновесных процессов), в биологии (при рассмотрении гомеостазиса) и т.д.

Детерминированность настоящим имеет прямое отношение и к тем парным категориям диалектики, между которыми существует причинно-следственная связь. Как известно, форма любого явления находится под определяющим воздействием содержания, но это отнюдь не означает, что содержание предшествует форме вообще и в своей первоначальной точке может быть бесформенно;

3) детерминация будущим. Такая детерминация, как подчеркивается в ряде исследований, хотя и занимает более ограниченное по сравнению с рассмотренными выше типами место среди детерминирующих факторов, вместе с тем играет заметную роль. К тому же надо учитывать всю относительность термина "детерминация будущим": будущие события еще отсутствуют, об их реальности можно говорить только в том смысле, что они с необходимостью наличествуют в качестве тенденций в настоящем (и наличествовали в прошлом). И все же роль этого вида детерминации весьма существенна. Обратимся к двум примерам, связанным с сюжетами, о которых уже шла речь,

Детерминация будущим лежит в основе объяснения открытого академиком П.К. Анохиным опережающего отражения действительности живыми организмами. Смысл такого опережения, как подчеркивалось в главе, посвященной сознанию, в способности живого реагировать не только на предметы, кото­рые сейчас непосредственно воздействуют на него, но и на изменения, вроде бы безразличные для него в данный момент, но в действительности, являющиеся сигналами о вероятных будущих воздействиях. Причина здесь как бы действует из будущего.

Беспричинных явлений не существует. Но это не означает, что все связи между явлениями в окружающем мире относятся к причинно-следственным.

Философский детерминизм, как учение о материальной регулярной обусловленности явлений, не исключает существования непричинных видов обусловливания. Непричинные отношения между явлениями можно определить, как такие отношения, в которых наблюдается взаимосвязь, взаимозависимость, взаимообусловленность между ними, но отсутствует непосредственное отношение генетической производительности и временной асимметрии.

Наиболее характерным примером непричинного обусловливания или детерминации является функциональная связь между отдельными свойствами или характеристиками предмета.

Связи между причинами и следствиями могут носить не только необходимый, жестко обусловленный, но и случайный, вероятностный характер. Познание вероятностных причинно-следственных связей потребовало включения в причинный анализ новых диалектических категорий: случайность и необходимость, возможность и действительность, закономерность и др.

Случайность — понятие, полярное необходимости. Случайной называют такую связь причины и следствия, при которой причинные основания допускают реализацию любого из множества возможных альтернативных следствий. При этом то, какой именно вариант связи осуществится, зависит от стечения обстоятельств, от не поддающихся точному учету и анализу условий. Таким образом, случайное событие наступает как результат воздействия некоторых из неопределенно большого числа разнообразных и в точности неизвестных причин. Наступление случайного события-следствия в принципе возможно, однако не предопределено: оно может произойти, а может и не произойти.

В истории философии широко представлена точка зрения, согласно которой случайного реально нет, оно следствие неизвестных наблюдателю необходимых причин. Но, как впервые показал Гегель, случайное событие в принципе не может быть вызвано одними только внутренними, необходимо тому или иному процессу присущими закономерностями. Случайное событие, как писал Гегель, не может быть объяснено из самого себя.

Непредсказуемость случайностей кажется противоречащей принципу причинности. Но это не так, потому что случайные события и причинные связи — следствия хотя и неизвестных заранее и досконально, но все же реально существующих и достаточно определенных условий и причин. Возникают они не хаотично и не из «ничего»: возможность их появления хотя и не жестко, не однозначно, но закономерно связана с причинными основаниями. Эти связи и законы обнаруживаются в результате изучения большого числа (потока) однородных случайных событий, описываемого с помощью аппарата математической статистики, и потому называются статистическими. Статистические закономерности имеют объективный характер, но существенно отличаются от закономерностей единичных явлений. Применение количественных методов анализа и исчисления характеристик, подчиняющихся статистическим законам случайных явлений и процессов, сделало их предметом особого раздела математики — теории вероятностей.

Вероятность — мера возможности наступления случайного события. Вероятность невозможного события равна нулю, вероятность наступления необходимого (достоверного) события — единице.

Вероятностно-статистическая интерпретация сложных причинно-следственных отношений позволила разработать и применить в научных исследованиях принципиально новые и весьма эффективные методы познания структуры и законов развития мира. Современные успехи квантовой механики и химии, генетики были бы невозможны без понимания неоднозначности отношений между причинами и следствиями изучаемых явлений, без признания того, что последующие состояния развивающегося предмета далеко не всегда можно полностью вывести из предыдущего.

Термин “физическая реальность” введен в методологию физического познания А. Эйнштейном. Это понятие связано, с одной стороны, с содержанием категории “объективная реальность” (физический мир), ас другой — с содержанием категорий объекта и субъекта познания. Соответственно физическую реальность определяют на уровне наблюдений и эксперимента (напр., как проявление микромира в макрообъектах, что регистрируется специальными устройствами и органами чувств исследователя) и затем рассматривают эту же физическую реальность на различных уровнях ее проявления: эмпирическом (напр., описание треков в камере Вильсона) и теоретическом (создание модели структуры элементарной частицы и т. д.). На эмпирическом уровне физическая реальность представлена различными обобщениями, систематизациями данных измерительных устройств, а на теоретическом — логическими реконструкциями результатов опосредствован™ объектов исследования условиями познания в форме целостных систем физического знания — физическими теориями и моделями исследуемой реальности.

Необходимость формирования понятия физической реальности возникла тогда, когда физическая наука стала все больше удаляться от исследования непосредственно наблюдаемых вещей и процессов, используя все усложняющиеся экспериментальные средства и все более сложные математические абстракции и формализмы. В методологии классической физики постулировалась возможность абсолютного разделения объекта и субъекта познания и, следовательно, независимость исследуемых вещей и процессов от познания; при этом предполагалось, что-либо влияние условий познания на исследуемые объекты несущественно, либо его всегда можно учесть при обработке результатов наблюдений или измерений. В результате в методологии классической физики сформировалось понятие “объекта исследования самого по себе” как фрагмента природы, который познается исследователями точно таким же, каким он существовал в природе, не подверженной влиянию человеческой деятельности. Поэтому считалось само собой разумеющимся, что содержание понятий “природа (физический мир)” и “эмпирическая (наблюдаемая и экспериментальная) реальность” совпадает. Однако между такого рода представлениями и методами исследования сначала электромагнитных процессов, позже и явлений атомного уровня, а также методами теоретических обобщений экспериментальных ситуаций возникли весьма существенные противоречия.