Естествонаучные взгляды Пуанкаре

Введение

После кризиса позитивизма в середине века, кризиса, который реализовался в значительной мере через преобразование оснований истории, философии и  социологии науки, часто возникало  сомнение: а можно ли вообще говорить о естествознании в прежнем смысле слова, не трансформировалась ли наука  настолько, что вполне допустимо  рассматривать вопрос о ее конце? Само допущение такой возможности многим кажется кощунственным, и в защиту науки обычно приводятся аргументы примерно такого рода: основная масса исследований наших дней вполне вписывается в рамки науки Нового времени, отвечает всем ее характеристикам и дает прекрасные результаты, а если квантовая механика, современная космология, теория множеств или синергетика в чем-то и выходят за ее пределы, то их фундаментальные основания тем не менее остаются прежними. Под фундаментальными основаниями вполне справедливо понимаются такие признаки науки, как: объективность научного знания, исключение из него (по возможности) всего субъективного, случайного; стремление к истинности знания как его соответствия объекту изучения, который противостоит ученому и никак от него не зависит; воспроизводимость научных результатов в эксперименте; кумулятивное накопление знаний в историческом развитии; соответствующее понимание причинности в истории науки (как внешнего воздействия социальных факторов на развитие научных идей) и ряд других. Тем не менее исторические, философские, социологические исследования науки во второй половине, а особенно в конце XX в., поставили под вопрос эти основополагающие принципы естествознания.

Так начало зарождаться неклассическое естествознание, имевшее свою собственную картину  мира, абсолютно отличающуюся от классической.

Целью данного реферата является рассмотрение естествонаучных взглядов А. Пуанкаре, а также рассмотрим его роль в создании теории относительности, квантовой механики. Раскроем этапы творческого процесса в науке по Пуанкаре. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Неклассическая  естествонаучная картина мира

Неклассическое  естествознание характеризуется следующими моментами. Возрастание роли философии  в развитии естествознания и других наук. Это обстоятельство всегда подчеркивали настоящие творцы науки. Так, М. Борн говорил, что философская сторона  науки интересовала его больше, чем  специальные результаты. И это  не случайно, ибо работа физика-теоретика  «...теснейшим образом переплетается  с философией и что без серьезного знания философской литературы его  работа будет впустую». Весь вопрос, однако, в том, какой именно философии  ученый отдает предпочтение.

Сближение объекта и субъекта познания, зависимость  знания от применяемых субъектом  методов и средств его получения. Идеалом научного познания действительности в XVIII-XIX вв. было полное устранение познающего субъекта из научной картины мира, изображение мира «самого по себе», независимо от средств и способов, которые применялись при получении  необходимых для его описания сведений. Естествознание XX в. показало неотрывность субъекта, исследователя  от объекта, зависимость знания от методов  и средств его получения. Иначе  говоря, картина объективного мира определяется не только свойствами самого мира, но и характеристиками субъекта познания, его концептуальными, методологическими  и иными элементами, его активностью (которая тем больше, чем сложнее  объект).

Развитие  науки показало, что исключить  субъективное вообще из познания полностью  невозможно, даже там, где «Я», субъект  играет крайне незначительную роль. С  появлением квантовой механики возникла «философская проблема, трудность которой  состоит в том, что нужно говорить о состоянии объективного мира, при  условии, что это состояние зависит  от того, что делает наблюдатель». В результате существовавшее долгое время представление о материальном мире как о некоем «сугубо объективном», независимом ни от какого наблюдения, оказалось сильно упрощенным. На деле практически невозможно при построении теории полностью отвлечься от человека и его вмешательства в природу, тем более в общественные процессы.

А это  значит, что без активной деятельности субъекта получение истинного образа предмета невозможно. Более того, мера объективности познания прямо пропорциональна  мере исторической активности субъекта. Однако последнюю нельзя абсолютизировать, так же как и пытаться «устранить»  из познания субъективный момент якобы  «в угоду» объективному. Недооценка, а тем более полное игнорирование творческой активности субъекта в познании, стремление «изгнать» из процесса познания эту активность закрывают дорогу к истине, к объективному отражению реальности.

Укрепление  и расширение идеи единства природы, повышение роли целостного и субстанциального подходов. Стремление выйти из тех  или иных односторонностей, выявить  новые пути понимания целостной  структуры мира - важная особенность  научного знания. Так, сложная организация  биологических или социальных систем немыслима без взаимодействия ее частей и структур - без целостности. Последняя имеет качественное своеобразие на каждом из структурных уровней развития материи. Развитие атомной физики показало, в частности, что объекты, называвшиеся раньше элементарными частицами, должны сегодня рассматриваться как сложные многоэлементные системы. При этом «набор» элементарных частиц отнюдь не ограничивается теми частицами, существование которых доказано на опыте. Субстанциальный подход, т. е. стремление свести все изменчивое многообразие явлений к единому основанию, найти их «первосубстанцию», - важная особенность науки. Попытки достигнуть единого понимания, исходящего из единого основания, намерение охватить единым взором крайне разнородные явления и дать им единообразное объяснение не беспочвенны и не умозрительны. Так, физика исходит из того, что «.. .в конечном счете природа устроена единообразно и что все явления подчиняются единообразным законам. А это означает, что должна существовать возможность найти в конце концов единую структуру, лежащую в основе разных физических областей»*. История естествознания - это история попыток объяснить разнородные явления из единого основания. Сейчас стремление к единству стало главной тенденцией современной теоретической физики, где фундаментальной задачей является построение единой теории всех взаимодействий, известных сегодня: электромагнитного, слабого, сильного и гравитационного. Общепризнанной теории Великого объединения пока нет. Однако «Теория Всего» в широком смысле не может быть ограничена лишь физическими явлениями. И это хорошо понимают широко мыслящие физики.

Формирование  нового образа детерминизма и его  «ядра» - причинности. История познания показала, что детерминизм есть целостное  формообразование и его нельзя сводить  к какой-либо одной из его форм или видов. Классическая физика, как  известно, основывалась на механическом понимании причинности («лаплсовский детерминизм»). Становление квантовой механики выявило неприменимость здесь причинности в ее механической форме. Это было связано с признанием фундаментальной значимости нового класса теорий - статистических, основанных на вероятностных представлениях. Тот факт, что статистические теории включают в себя неоднозначность и неопределенность, некоторыми философами и учеными был истолкован как крах детерминизма вообще, «исчезновение причинности».

В основе данного истолкования лежал софистический  прием: отождествление одной из форм причинности - механистического детерминизма - с детерминизмом и причинностью вообще. При этом причина понималась как чисто внешняя сила, воздействующая на пассивный объект, абсолютизировалась ее низшая - механическая - форма, причинность  как таковая смешивалась с  «непререкаемой предсказуемостью». Как доказывает современная физика, формой выражения причинности в области атомных объектов является вероятность, поскольку вследствие сложности протекающих здесь процессов (двойственный, корпускулярно-волновой характер частиц, влияние на них приборов и т. д.) возможно определить лишь движение большой совокупности частиц, дать их усредненную характеристику, а о движении отдельной частицы можно говорить лишь в плане большей или меньшей вероятности.

Поведение микрообъектов подчиняется не механико-динамическим, а статистическим закономерностям, но это не значит, что принцип  причинности здесь не действует. В квантовой физике «исчезает» не причинность как таковая, а лишь традиционная ее интерпретация, отождествляющая  ее с механическим детерминизмом  как однозначной предсказуемостью единичных явлений.

Глубокое  внедрение в естествознание противоречия и как существенной характеристики его объектов, и как принципа их познания. Исследование физических явлений  показало, что частица-волна - две  дополнительные стороны единой сущности. Квантовая механика синтезирует  эти понятия, поскольку она позволяет предсказать исход любого опыта, в котором проявляются как корпускулярные, так и волновые свойства частиц. Притом проблема выбора в данных условиях между этими противоположностями постоянно воспроизводится в более глубокой и сложной форме. Таким образом, в квантовой механике все особенности микрообъекта можно понять только исходя из его корпускулярно-волновой природы. Иначе говоря, природа микрочастицы внутренне противоречива (есть диалектическое противоречие), и соответствующее понятие должно выражать это объективное противоречие. Иначе оно не будет адекватно отражать свой объект, так как он есть в себе, а стало быть, будет выражать лишь часть истины, а не всю ее в целом.

В ходе дальнейшего развития квантовых  представлений было обнаружено, что  в процессе объяснения загадок атомных  явлений противоречия не исчезают, не «устраняются» из теории. Наоборот, происходит их нарастание и обострение. Это свидетельствовало не о слабости, а о силе новых теоретических  представлений, которые предстали  не как «логические» противоречия (путаница мысли), а как такие, которые имеют  объективный характер, отражают реальные противоречия, присущие самим атомным  явлениям. Попытки осознать причину  появления противоречивых образов, связанных с объектами микромира, привели Н. Бора к формулированию принципа дополнительности. Согласно этому принципу, для полного описания квантово-механических явлений необходимо применять два взаимоисключающих (дополнительных) набора классических понятий (например, частиц и волн). Только совокупность таких понятий дает исчерпывающую информацию об этих явлениях как целостных образованиях. Изучение взаимодополнительных явлений требует взаимоисключающих экспериментальных установок.

Определяющее  значение статистических закономерностей  по отношению к динамическим. В законах динамического типа предсказания имеют точно определенный, однозначный характер. Это было присуще классической физике, где, если мы знаем координаты и скорость материальной точки в известный момент времени и действующие на нее силы, можно предсказать ее будущую траекторию.

Законы  же квантовой физики - это законы статистического характера, предсказания на их основе носят не достоверный, а лишь вероятностный характер. «Квантовая физика отказывается от индивидуальных законов элементарных частиц и устанавливает  непосредственно статистические законы, управляющие совокупностями. На базе квантовой физики невозможно описать  положение и скорость элементарной частицы или предсказать ее будущий  путь, как это было в классической физике. Квантовая физика имеет дело только с совокупностями». Законы статистического  характера являются основной характеристикой  современной квантовой физики. Поэтому  метод, применяемый для рассмотрения движения планет, здесь практически  бесполезен и должен уступить место  статистическому методу, законам, управляющим  изменениями вероятности во времени.

Решающая  роль статистических закономерностей  в квантовой механике обусловлена  как корпускулярно-волновым дуализмом, так и открытым Гейзенбергом соотношением неопределенностей. В свою очередь  последнее он считал специфическим  случаем более общей ситуации дополнительности. Огромный прогресс наших знаний о строении и эволюции материи, достигнутый естествознанием, начиная со второй половины XIX в., во многом и решающем обусловлен методами исследований, опирающимися на теорию вероятностей. Поэтому везде, где наука сталкивается со сложностью, с анализом сложноорганизованных систем, вероятность приобретает важнейшее значение.

Кардинальное  изменение способа (стиля, стуктуры) мышления, вытеснение метафизики диалектикой в науке. Эту сторону, особенность неклассического естествознания подчеркивали выдающиеся его представители. Так, Гейзенберг неоднократно говорил о границах механического типа мышления, о недостаточности ньютоновского способа образования понятий, о радикальных изменениях в основах естественнонаучного мышления, указывал на важность требований об изменении структуры мышления.

Он отмечал, что, введению нового, диалектического  в своей сущности, мышления «нас вынуждает предмет, что сами явления, сама природа, а не какие-либо человеческие авторитеты заставляют нас изменить структуру мышления». Новая структура  мышления позволяет добиться в науке  большего, чем старая, т. е. новое  оказывается более плодотворным.

Гейзенберг  ставил вопрос о том, что наряду с  обычной аристотелевской логикой, т. е. логикой повседневной жизни, существует неаристотелевская логика, которую он назвал квантовой. По аналогии с тем, что классическая физика содержится в квантовой в качестве предельного случая, «классическая, аристотелевская логика содержалась бы в квантовой в качестве предельного случая и во множестве рассуждений принципиально допускалось бы использование классической логики».

Выдающийся  ученый сетовал на то, что «физики  до сих пор не применяют квантовую  логику систематически», и был твердо уверен в том, что квантовая логика представляет собой более общую  логическую схему, чем аристотелевская. Гейзенбергу в этом вопросе вторит французский философ и методолог  науки Г. Башляр, который также ратует за введение в науку новой, неаристотелевской логики. Последнюю он рассматривает как логику, «вобравшую в себя движение», ставшую «живой» и развивающейся, в отличие от статичной аристотелевской логики. Процесс изменения в логике он связывает с изменениями в науке: статичный объект классической науки требовал статичной логики. Нестатичный (изменяющийся, развивающийся) объект неклассической науки приводит к необходимости введения движения в логику - как на уровне понятийного аппарата, так и логических связей. 

2. Новые фундаментальные  теории: теория относительности  и квантовая механика

Теория  относительности, открытая в 1904 году, была признана научным сообществом, начиная  с 1915 года. Никакая Нобелевская премия никогда за эту теорию присуждена не была. Причина понятна: тот, кто  первым сформулировал принцип относительности, умер в 1912 году. Это был Анри Пуанкаре.