Физика и философия физики

МИНОБРНАУКИ РОСИИ 

Федеральное Государственное бюджетное  образовательное

учреждение высшего профессионального  образования

«Тульский государственный университет»

Кафедра «Философия»

 

 

 

Реферет на тему:

                     “ ФИЗИКА И ФИЛОСОФИЯ ФИЗИКИ ”

 

Выполнил:

студент гр.440681                                                  П.В. Кирюхин 

 

Проверил:

Проф. каф. философии                                            С.Е. Юрков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТУЛА 2013

 

Часть 1. Философские категории  и физические термины

Введение

Рассматривая  проблемы фундаментальных физических теорий, нам пришлось изучить и  проанализировать более 300 книг и статей по философии естествознания. Это  была достаточно трудная работа. Причины  в том, что некоторые философские  исследования "растекаются мыслью по древу". Концы мыслей теряются в тонких ветвях за плотной листвой  цитат и рассуждений. В других работах авторы совершают титаническую работу по историческому анализу, приводя  и сопоставляя многочисленные точки  зрения, и это только ради того, чтобы  обосновать общеизвестное положение. Цитирование не есть доказательство. Оно является иллюстрацией. В этой статье мы хотели избежать упомянутых недостатков, руководствуясь философским  положением: "истина всегда конкретна".

1. 1 Конкретность научной истины

Давно уже существует философский тезис: "Научная истина всегда конкретна". Этот тезис имеет  два аспекта.

Первый аспект. Конкретность научной истины означает, что любая гипотеза или научная  теория, любое определение научных  терминов (частно-научных категорий) всегда имеют пределы своей применимости. Когда мы используем их вне этих пределов, мы рискуем получить ошибочный результат или ложную интерпретацию явлений. Развитие фундаментальных теорий преследует цель постоянно расширять эти границы, совершенствуя фундаментальные теории.

Второй аспект. Он непосредственно связан с первым аспектом. Развитие научного знания в  форме теорий всегда предполагает уточнение  и увеличение объема наших знаний. Новая теоретическая или экспериментальная  информация, во-первых, отвергает какие-либо ошибочные представления существующих теорий. Благодаря этому сужаются границы применимости уже существующих теорий. Во вторых, новая информация позволяет дополнить позитивную часть прежних представлений  новыми гипотезами и теориями. Они, в свою очередь, дают возможность  расширить пределы достоверного знания. Постоянное развитие фундаментальной  науки уточняет или отвергает  существующие представления. В этом смысле научная истина есть процесс  познания, который никогда не прекращается. Но он фиксирован для каждого периода  развития науки.

Отсюда следует, что любое теоретическое представление, которое имеет абсолютную применимость (т.е. имеет безграничные пределы  применимости) или же абсолютно неизменно  по своему содержанию во времени, есть догма (абсолютная истина).

1.2 Определения частно-научных категорий

Сказанное выше целиком относится к научным  терминам (частно-научным категориям). Частно-научные категории можно условно разделить на две группы. Первая группа это фундаментальные частно-научные категории. Они несут основную смысловую нагрузку фундаментальных теорий и непосредственно связаны с ее концептуальным содержанием. Вторая группа - производные частно-научные категории, т.е. категории, образованные на основе категорий первой группы.

Например, в  физике в качестве фундаментальных  частно-научных категорий мы можем использовать понятия: масса, заряд, пространство, время и т.д. Это деление достаточно условно. Например, понятие "скорость" мы можем отнести либо к первой, либо ко второй группе в зависимости от содержания фундаментальной научной теории.

Определения (дефиниции) частно-научных категорий имеют один важный аспект. Попытки дать определения этих категорий, оставаясь только в рамках частной научной теории или даже в рамках научной дисциплины (например, физики) не могут иметь успеха. Причины следующие.

Во-первых, в  физике не существует абсолютных исходных понятий, которые могли бы стать  некими "перво-кирпичиками" или "атомами" в демокритовском смысле слова, опираясь на которые мы могли бы дать абсолютно точное определение физических понятий и частно-научных категорий. В математике, например, в геометрии, мы можем ввести систему аксиом и строить на них определенную теорию. Физика - это экспериментальная наука и в ней такое положение принципиально невозможно. Попытки подобной аксиоматизации могут привести к догматизму и застою в развитии наших представлений о природе.

Во вторых, мы не знаем и не можем знать абсолютно  все без исключения свойства определяемого  понятия. Благодаря этой причине  любое определение фундаментальной  частно-научной категории будет иметь неопределенность или степень свободы. Конечно, развитие науки позволяет постоянно уточнять определения и наполнять их содержание новыми признаками и свойствами. Но это лишь процесс, имеющий предел в бесконечно удаленном времени. Указанная степень свободы не позволяет нам давать не только однозначное определение научных категорий, но и давать нам однозначное объяснение явлений, вскрывать сущность явлений и т.д. Она могла бы свести физику к уровню астрологии или даже алхимии, если бы не роль философии.

Именно философские  категории, которые должны входить, и входят в определение частно-научных категорий, восполняют недостающую часть знания, заполняя понятийный вакуум. Они есть: материальный объект (вещество, поле...), свойство, явление, сущность и т.д. Приведем пример определения.

"Электромагнитная  индукция" есть явление возникновения  электродвижущей силы в проводнике, когда изменяется магнитный поток  через замкнутый контур или  же проводник, движущийся относительно  магнитного поля, пересекает магнитные  силовые линии этого поля".

Конечно, можно  дать и другое определение понятия "электромагнитная индукция". Но любое другое определение будет  обязательно (явно или в неявном  виде) содержать в себе философскую  категорию явление. Следует заметить, что в прикладных исследованиях (прикладные дисциплины теоретического, технологического или конструкторского характера) частно-научная категория как бы утрачивает свое фундаментальное значение и обретает вид обычного утилитарного термина. Но даже и здесь философский подтекст содержания дефиниции сохраняется.

К сожалению, подобное "превращение" создает иллюзию  отсутствия взаимной связи философии  и физики и часто истолковывается  как "ненужность философии" в сфере  науки, в сфере фундаментальных  исследований. Негативное отношение  к философии со стороны физиков  усиливается тем, что сами философы зачастую не видят конкретных форм связи философии и физики. Это  ведет к тому, что в философии  естествознания существуют, главным  образом, два направления: догматизм  и иллюстрационизм. Суть иллюстрационизма в том, что философ на популярном уровне пересказывает содержание физической теории, обильно сдабривая пересказ банальными философскими истинами. Иллюстрационизм как метод нашел широкое использование в трудах по философии естествознания и, подобно догматизму, справедливо вызывает негативное отношение физиков к подобным философским "исследованиям".

Итак, философская  категория дополняет определение  частно-научной категории, делает его более конкретным, и снимает неопределенность. В рамках фундаментальной научной теории определение частно-научной категории сохраняется неизменным. Столь же неизменной должна оставаться философская категория, входящая в определение. Отсюда следует принцип устойчивости философской категории. Например, материальный объект не может превращаться в свое свойство, а свойство, в свою очередь, не может рассматриваться как субстанция.

Остается добавить следующее. Помимо обычных частно-научных категорий существуют категории, общие для физики и философии. Например, материя (субстанция), пространство, время, взаимодействие и другие.

Приведем примеры  типичных гносеологических ошибок, связанных  с неверным использованием философских  категорий.

1.3 Примеры гносеологических ошибок

Пример 1. Явление  и сущность.

Коль скоро  целью данного примера является установление гносеологических ошибок, связанных с этими категориями, нам необходимо познакомиться с  философскими категориями "явление" и "сущность" и выявить между  ними взаимную связь. Обратимся к  истории науки. В 1543 г. выходит известная  книга Н. Коперника "Об обращении  небесных сфер", с появлением которой, по словам Ф. Энгельса, начинает свое летоисчисление освобождение естествознания от теологии. В чем же, однако, преимущество гелиоцентрической  системы Коперника перед геоцентрической  системой Птолемея? Вопрос этот далеко не праздный.

Во-первых, в  то время точность обеих систем практически  не отличалась друг от друга. Максимальное расхождение предсказаний составляло не более 0.5¦. Экспериментальные исследования астрономов (астрономические наблюдения) не могли внести ясность, поскольку  точность предсказаний и той, и другой системы могла быть повышена путем  ее уточнения и усложнения.

Во вторых, иногда в качестве решающего аргумента  приводят принцип простоты и наглядности: система Коперника, по мнению ряда исследователей, выглядит "проще", чем система  Птолемея. Простота - понятие субъективное. Во времена Коперника его система  могла казаться сложной, искусственной, фантастической. Действительно, Земля  видится человеку плоской, очерченной линией горизонта. Поэтому в представлениях того времени Земля напоминала блин, покоящийся на слонах, китах, черепахах. Представление о сферической  форме Земли казалось абсурдом, нелепицей  и не согласовывалось с житейскими представлениями. Как с точки  зрения современника Коперника могла  такая большая Земля повиснуть "ни на чем" и вращаться вокруг "маленького" Солнца? Видимо дело не только и не столько в "простоте", а в чем-то более глубоком и  существенном. Недаром, несмотря на гнет теологических предрассудков, система  Коперника смогла выстоять и обрести  право на жизнь. Однако для этого  потребовалось время и борьба исследователей. Путь познания истины никогда не был простым.

В третьих, следует  отметить еще одно немаловажное обстоятельство. Обе системы (Коперника и Птолемея) отражали и отражают объективные  явления материального мира. Современная  наука, отказавшись от птолемеевской системы, не отказалась от птолемеевского подхода для описания видимого движения планет на небесной сфере.

Итак, что же заставило ученых отказаться от системы  Птолемея? Ответ с позиций современной  теории познания мы видим в следующем. Система Птолемея описывала (хорошо или плохо - не столь принципиально) движение планет, видимое с Земли, т.е. описывала явление. Если же мы оказались, например, на Меркурии или Марсе, то земную птолемеевскую систему нам пришлось бы упразднить и заменить новой. Система Коперника сумела схватить сущность взаимного движения планет солнечной системы. Такое описание, говоря современным языком, уже не зависело от того, какую планету в качестве системы отсчета захочет выбрать себе наблюдатель.

С точки зрения теории познания объективной истины теологи совершали грубейшую  ошибку: они сущность подменяли явлением. Наблюдаемое с Земли движение планет по небосводу они считали  их действительным движением в пространстве.

Гносеологические  ошибки, связанные с отождествлением  явления и сущности, с подменой сущности явлением, с истолкованием  явления как сущности, существуют, как это ни парадоксально, и в  настоящее время. Это, несмотря на то, что от Коперника нас отделяют столетия. И вот что закономерно, для защиты ошибочных представлений, связанных с истолкованием явления  как сущности, человеческий разум  всегда прибегает к домыслам, к нагромождению вспомогательных гипотез, мистике и т.д. Однако современные "слоны" и "черепахи", как и во времена Коперника, отнюдь не будут выглядеть монстрами в современной картине мира. Они будут иметь вполне "респектабельный" вид, соответствующий духу времени и сложившемуся стилю мышления. Вот почему нам важно установить те признаки, которые позволили бы нам отличить сущность от явления, а явление от сущности.

Вопрос о  взаимной связи, этих понятий и их отличительных признаках в философской  литературе обсуждался неоднократно. Однако такие исследования носят  схоластический, поверхностный характер и мало пригодны для анализа физических концепций и научных теорий, хотя они опираются на исторический анализ и содержат немало интересных примеров. Следовательно, вопрос о признаках, которые позволяют отличить сущность от явления, нам придется анализировать самостоятельно.

"Сущность  является; явление существенно". Это философское положение нам  необходимо конкретизировать. Обратимся  к примеру. Рассмотрим сферический  предмет, вплавленный в стеклянную  пластину. При наблюдении нам  будет казаться, что шарик имеет  не сферическую, а эллипсоидальную  форму. Это и есть явление.

Изменяя угол наблюдения ?, мы будем видеть различную величину "сплюснутости" шарика. Угол наблюдения ? и коэффициент преломления стекла n это условия, при фиксации которых мы будем наблюдать объективное явление. Каждому условию соответствует свое объективное явление, которое в чем-то будет отличаться от других явлений, соответствующих другим условиям. Изменяется условие - изменяется явление, но сам объект не испытывает никаких изменений. Собственная форма объекта - сфера - выступает по отношению к совокупности явлений одной из характеристик сущности. Очевидно, что по одному явлению познать сущность не представляется возможным. Сущность познается по совокупности явлений, принадлежащих заданному классу условий.