Может ли физика быть полноправной наукой?




НазваниеМожет ли физика быть полноправной наукой?
страница1/8
Дата публикации26.10.2013
Размер0.94 Mb.
ТипДокументы
uchebilka.ru > Физика > Документы
  1   2   3   4   5   6   7   8
Борис Ротгауз

МОЖЕТ ЛИ ФИЗИКА БЫТЬ ПОЛНОПРАВНОЙ НАУКОЙ?


КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ.

В работе сделана попытка принципиально иначе, чем это общепринято, проанализировать причины существования в современной физике следующих специфических дилемм. К ним относится, во-первых, необходимость разбиения физики на две разные науки: макро- и микрофизику. Причем эти физики отличаются друг от друга радикальным образом в таком фундаментальном вопросе как непрерывное и дискретное поведение своих объектов. Второй дилеммой является существования на фундаментальном уровне обратимости времени для отдельных макро- и микрообъектов и отсутствие такой обратимости для систем таких объектов. Дискуссионной остается проблема объективности и субъективности естествознания и иные проблемы физики, о которых идет речь в работе. На основе проведенного анализа намечены пути решения этих и других проблем современной физики, которые пока не удается решить в рамках традиционного подхода.

Столь экстравагантное и даже на первый взгляд абсурдное название работы призвано обратить внимание на причины существования в физике принципиальных трудностей в решении фундаментальных проблем ее, о которых говорится далее. Представляется, что эти трудности носят системный характер и, следовательно, могут быть преодолены путем радикальных изменений физики на фундаментальном уровне. Речь идет не о выборе способов решения каких-нибудь отдельных задач, а о гораздо боле важной проблеме физики а, следовательно, и естествознания в целом, о том, какой должна быть физика аксиоматической или она должна оставаться эмпирической. Ответ на этот вопрос далеко не очевиден и может быть найден в процессе дискуссий с участием как можно большего числа специалистов. Ведь говорят, что истина рождается в споре. При этом спор не должен вестись ради спора, т.к. в схоластических спорах истина не только не рождается, но может и умереть. Возможно, что в результате дискуссий у некоторых участников или читателей возникнет желание развить ниже изложенные подходы и применить их к решению проблем естествознания еще не затронутых в настоящей работе.

Чтобы уменьшить риск возникновения бесплодных споров, необходимо начать с определения имеющихся в названии работы терминов "физика" и "полноправная наука". Проблем с пониманием первого термина, как правило, не возникает - под физикой будем понимать учение или систему знаний о закономерностях поведения физических объектов. Определение последним будет дано ниже. Гораздо сложнее определить термин "полноправная наука". При определении этого и других ниже используемых терминов разумнее всего придерживаться методологии конструктивизма (интуиционизма), которая требует не ограничиваться формулировкой соответствующего понятия, ибо такое ограничение на самом деле означает лишь признание самого факта существования этого понятия и ничего более. Необходимо еще и указать, как такое определение может быть практически реализовано, т.к. только лишь констатация существования любого понятия без конструктивных указаний по реализации его, бессмысленна и бесполезна, как бесполезно, например, утверждение о существовании на земле рая без указания, где его найти или как построить. В математике пришли к необходимости использования идей конструктивизма уже более века назад, о чем подробнее говорится далее.

Как ясно уже из названия работы, во-первых, следует, что полноправные науки имеются и, во-вторых, что, по мнению автора, традиционная физика - в том виде как она существует сейчас - таковой не является. Из всех наук (из того, что общепринято относить к наукам) полноправными будем называть лишь те, которые построены аксиоматически - "по образу и подобию" геометрии, или более обще - математики. Дело не только в том, что математика самая древняя из наук и, следовательно, ей по праву старшинства больше всего соответствует термин "полноправная наука". И не только в том дело, что "услугами" математики фактически пользуются все другие науки. Причина того, что математику можно считать полноправной наукой заключается в том, что она наиболее последовательно по сравнению с другими науками сохраняет свои фундаментальные положения и сама развивается исходя только из них. Математика, если можно так сказать, развивается наиболее "монотонно", по сравнению с иными науками, которые в процессе своего развития не редко вынуждены принципиальным образом менять свои основополагающие концепции. К сожалению, физика является именно такой "фривольной" наукой, что подтверждается, например, относительно частыми изменениями в ней исходных концепций относительно самого фундаментального вопроса - вопроса о причинах или механизмах перемещения материальных тел. Действительно, первоначально считалось, и приверженцем этих взглядов был Аристотель (384 - 322 до н. э.), которого нередко называют отцом физики, что тело перемещается в пространстве из-за того, что на него действует внешняя сила. Считалось, что без такой силы, которая передается из окружающей среды, тело будет находиться в покое. Затем стали считать, согласно представлениям Николая Кузанского (1401 - 1464), что сила передается телу лишь в момент контакта с другим телом и затем уже находится в нем и обеспечивает существование его скорости. В дальнейшем, на основании исследований Галилея (1564 - 1642), пришли к тому, что силой нужно объяснять не возникновение и сохранение скорости тела, а прямо противоположное, т.е. изменение скорости - существование ускорения. Далее, следуя механике И. Ньютона (1642 - 1727), основанной на представлениях Галилея, стали считать, что тела движутся благодаря постоянному и непосредственному действию на них лишь других материальных тел, но не окружающей среды. При этом сразу же возникли дискуссии, фактически продолжающиеся еще и сейчас, о том, проявляется ли это действие на расстоянии или при непосредственном контакте тел друг с другом. Это известные споры между сторонниками "дальнодействия" и "ближнедействия" и вытекающие отсюда споры о том, является ли пространство материальным или нематериальным "эфиром". В начале ХХ века общая теория относительности А. Эйнштейна (1879 - 1955) предложила свое видение причины движения материальных тел. Согласно этой теории тела движутся ускоренно, поскольку пространство, в котором они находятся, искривлено другими материальными телами. Попытки изменить коренным образом представления о причинах движения тел не прекращаются и до сих пор, как со стороны дилетантов, так и со стороны серьезных профессионалов. При этом, как правило, авторы не утруждают себя необходимостью предварительно давать определения "материальным телам", "движению", "взаимодействию" и другим используемым в их работах понятиям. О том, что такие понятия воспринимаются неоднозначно даже классиками естествознания, указывал, например, А. Пуанкаре (1854 - 1912) в своей работе "Наука и гипотеза", часть III, "Сила", см. /10/.

Вместе с тем, такая полноправная наука как евклидова геометрия, делавшая, по аналогии с физикой, свои первые шаги как наука о наблюдаемых телах, вот уже на протяжении около двух с половиной тысяч лет существует и широко используется в повседневной практике в основном без изменения своих основ. Представляется, что причина столь разительного отличия геометрии и физики и в отношении сохранения своих фундаментальных положений состоит в том, что геометрия, в отличие от физики, построена как аксиоматическая наука. Т.е. как наука, в основе которой лежат небольшое число аксиом - исходных положений, использующихся при доказательствах других положений (теорем) научной теории, в пределах которой сама аксиома не нуждается в доказательствах. Действительно, известные из практики с самых давних времен (задолго до превращения геометрии в науку) геометрические соотношения, не постулируются в ней, как это имеет место в физике в отношении физических соотношений, а доказываются в виде теорем. Например, соотношения между катетами и гипотенузой прямоугольного треугольника были известны, не только для частных случаев, но и в полной общности, еще во времена первой вавилонской династии, когда в Вавилоне правил царь Хаммурап (около 1950 г. до и. э.) и семитское население подчиняло себе исконных жителей - шумеров, см. /20/. Тем ни менее, геометрия Евклида (330 - 275 г. до н. э.) приняла эти соотношения не в качестве постулата, а в виде теоремы - теоремы Пифагора.

В настоящее время физика строится как наука эмпирическая, основанная на чувственных восприятиях (эмпириях), и умаляющая значение логического анализа и теоретических обобщений. Практически это приводит к тому, что все фундаментальные закономерности физики принимаются исходя только из такого восприятия поведения физических объектов, которое доступно современному уровню развития технологий, и без попыток установить более глубокие причины именно такого, а не иного восприятия поведения. Можно сказать, что физика сохраняет приверженность принципу, высказанному Ньютоном - "гипотез не измышляю", или принципу азиатских акынов - "что вижу, то пою". Ниже будем исходить из того, что наблюдаемое поведение объектов является следствием существующих причин, и поэтому формулировать фундаментальные закономерности физики целесообразнее на основании анализа этих причин, а не на основании ограниченного числа (хотя и большого) наблюдений за поведением объектов. Что понимать под "причиной", "следствием" и иными используемыми терминами будет указано далее. Общеизвестно, как легко можно обманываться при восприятиях наблюдаемых явлений, если ограничиваться небольшим числом наблюдений их. Этим с успехом пользуются, например, иллюзионисты, шаманы, другие служители культов и даже (сознательно или нет) некоторые политики и ученые. При существующем эмпирическом подходе к физике, по мере развития технологий и появления новых экспериментальных данных приходится не просто уточнять существующие закономерности, а иногда приходится, и пересматривать философское обоснование физики. В тоже время, аксиоматически построенная наука подобные фундаментальные потрясения может испытывать только при изменении аксиом, что происходит, как правило, существенно реже, чем уточнение (изменения) наблюдаемых опытных данных. Но возможно ли аксиоматическое построение такой сугубо экспериментальной науки как физика? Попробуем доказать, что это не только возможно, но и необходимо. Напомним, что доказательство - это рассуждение, убеждающее настолько, что познакомившиеся с ним готовы убеждать с его помощью других в правоте такого рассуждения. Аксиоматическое построение физики существенно упрощает ее, приводит к решению главных проблем физики. В частности, такое построение позволяет прояснить упомянутый выше фундаментальный вопрос, о причинах или механизмах перемещения в пространстве материальных тел; позволят описывать единым образом все известные так называемые "взаимодействия"; позволяет решить наиболее трудную и загадочную проблему, носящую название "стрела времени" и др. Немаловажно и то, что удается еще раз осмыслить материальное начало всего естествоЗНАНИЯ, включая и математику, а не только физику.

Аксиоматическое построение любой науки начинается с того, что дается определение объектов, являющихся предметом рассмотрения в ней. В частности, в евклидовой геометрии такими объектами являются следующие геометрические объекты - "точки", "прямые" и "плоскости". Фактически всякое определение содержит в себе и аксиому, так как, определяя, скрыто утверждают существование того, что определяют, а также и наличие у него соответствующих свойств. Можно сказать, что имеет место и обратное положение. По авторитетному мнению А. Пуанкаре см. / 10 / ".. аксиомы геометрии (я не говорю об аксиомах арифметики) суть не более чем замаскированные определения" (курсив автора цитаты). Следует различать два типа объектов: математические и физические, которые являются предметом рассмотрения соответственно математики и физики. Эти объекты принципиально отличаются друг от друга и требуют различных подходов для идентификации их. Под элементарными математическими объектами будем понимать простейшие для осмысливания объекты, воспринимаемые как нечто единое и неделимое целое, идентификация которых осуществляется относительно других элементарных математических объектов без помощи каких-либо иных объектов - непосредственно. Перефразируя следующее определение, данное гениальным Евклидом математической точке: "точкой называется то, что не имеет частей", можно сказать, что элементарный математический объект это то, что не имеет количества, - а только качество. Понятие количество применимо лишь к совокупности этих объектов. Математика как раз и занимается изучением количественных соотношений различных совокупностей таких (лишенных количества) объектов, обладающих одним общим для них качеством (свойством). Для подобной совокупности объектов называемых элементами, в математике введен специальный термин - множество. "Множество есть многое, мыслимое как единое" Г. Кантор (1845 -1918). Примерами математических множеств могут служить: совокупности точек евклидова пространства, совокупности непрерывные в заданной области функции, и т.п. Для содержательного развития теории множеств существенны лишь определенные соотношения между элементами множества или между самими множествами, а не их происхождение и связь с чем-либо другим. При этом - находится значение меры/расстояния между двумя элементами, количественно характеризующее соответствующе единственное качество системы таких элементов. Эта количественная характеристика не способна меняться естественным образом (без участия внешнего фактора), если только не меняется само множество, поскольку у элементов такого математического множества отсутствует какое-либо другое свойство (качество), относительно которого возможны изменения. Можно сказать, что для математического множества не имеет место закон перехода количество в качество, т.к. элементы этого множества не имеют количества в отличие от физических объектов.

Под физическими объектами/явлениями будем понимать то, что можно идентифицировать (или, как предпочитают говорить физики, - наблюдать) лишь относительно и с помощью других физических (наблюдаемых) объектов. Идентификацию таких объектов будем понимать как качественное и количественное определение и сравнение между собой их характеристик, с тем, чтобы можно было однозначно отождествлять или различать объекты. Способы получения и смысл таких характеристик будут указаны ниже. Такое определение физических объектов, кажущееся на первый взгляд слишком субъективным, представляется все же наиболее приемлемым по сравнению с другими традиционными и тоже еще более субъективными определениями. Меньшая субъективность принятого определения обусловлена тем, что в традиционных определениях используются такие максимально интуитивные понятия, как пространство, время (пространственно-временной континуум), системы отсчета, сила и др. Именно в силу того, что последние понятия невозможно строго определить, а поэтому и трудно осмыслить, далее эти понятия при построении аксиоматической физики не используются. Что касается использования ниже термина "взаимодействие" объектов, заимствованного из традиционной физики и основанного на выше упомянутых интуитивных понятиях, это лишь дань традиции. Под этим термином будем понимать изменение объектов или относительных состояний их только друг относительно друга (а не относительно чего-нибудь другого), и вне связи с непосредственным и целенаправленным влиянием этих объектов на такие изменения. Смысл применения термина взаимодействие лишь в том, чтобы качественно различать два типа относительных изменений физических объектов - "изолированных" или "неизолированных" друг от друга, точное определение (не связанное с непосредственным взаимным действием) которым дано ниже.

Таким образом, принятыми выше определениями математических и физических объектов помимо существования постулируется еще и принципиальная возможность счета их (как говорят математики, - совокупность объектов является счетной). Также постулируется и существование математических объектов в количестве не менее двух, а физических объектов - не менее трех. Первый объект - это идентифицируемый объект, второй объект - это объект, относительно которого идентифицируется первый, а третий объект - это объект, с помощью которого осуществляется идентификация первых двух физических объектов. Постулируется принятым определением объектов и следующее принципиальное положение, которое будем использовать в дальнейшем, поскольку оно, по-видимому, является одной из фундаментальных особенностей естествознания вообще, а не только физики. Суть этого положения, ниже называемого
  1   2   3   4   5   6   7   8

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Может ли физика быть полноправной наукой? iconМожет ли школьная оценка быть справедливой?
Может ли школьная оценка быть хорошей и справедливой? Может ли оценка не раздражать? Можно ли сделать так, чтобы ученики не боялись...

Может ли физика быть полноправной наукой? iconФизика биологических систем
Кафедра физики проводит набор студентов по специальности "Физика. Биофизика". Готовит бакалавров по направлению 040203 "Физика",...

Может ли физика быть полноправной наукой? iconУнеси меня ветер
Может быть вернусь я к тебе тогда, может навсегда, может никогда, может нет, может да…

Может ли физика быть полноправной наукой? iconСколько процессов может быть одновременно ассоциировано с конкретным средством связи?
Ожет быть задействовано для обмена данными между двумя процессами, и только эти два процесса могут быть ассоциированы с ним. При...

Может ли физика быть полноправной наукой? iconЗаконы и закономерности природы
Физика – уникальная дисциплина, и, как и любая другая наука, не является совокупностью навсегда заданных законов и фактов, а есть...

Может ли физика быть полноправной наукой? iconЛекция Введение. Термин «физика»
Аристотеля, жившего в IV веке до нашей эры. Физика была тесно связана с философией, первоначально даже термины «физика» и «философия»...

Может ли физика быть полноправной наукой? iconЛекция Введение. Термин «физика»
Аристотеля, жившего в IV веке до нашей эры. Физика была тесно связана с философией, первоначально даже термины «физика» и «философия»...

Может ли физика быть полноправной наукой? iconЛекция Введение. Термин «физика»
Аристотеля, жившего в IV веке до нашей эры. Физика была тесно связана с философией, первоначально даже термины «физика» и «философия»...

Может ли физика быть полноправной наукой? iconРеферат скачан с сайта allreferat wow ua Обсуждение гипотез нло пла...

Может ли физика быть полноправной наукой? iconМожет ли быть история точным предметом
Вот интересно: дважды два и в Европе и в Африке равно четыре! Математика – точная наука. Колесо, оно и в Африке колесо! Физика, механика...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<