РазделIv. Порядок и беспорядок в природе Тема 4.1. Динамические и статистические закономерности в природе

O Основные понятия

Детерминизм (жёсткий) как идея полной предопределённости всех будущих событий. Критика концепции детерминизма Эпикуром, его учение о неустранимой случайности в движении атомов. Механи(сти)ческий детерминизм.

Детерминистское описание мира: динамическая теория. Примеры динамических теорий.

Описание систем с хаосом и беспорядком: статистическая теория. Примеры статистических теорий.

Соответствие динамических и статистических теорий.

& Краткое содержание

1. Идеи детерминизма

Классическая физика (и наука в целом) базируется на принципе детерминизма.

Детерминизм( от лат. determino - определяю) - убеждение в метафизике, согласно которому все в мире происходит согласно законам. С точки зрения детерминизма, возможные в будущем события предсказуемы, если известны порождающие их причины и исходные условия.

Жёсткий детерминизм(или лапласовский) – это идея полной предопределённости всех будущих событий.

В природе нет случайности, все строго закономерно. В природе нет «скрытых» параметров объекта. Жесткий детерминизм настаивает, что причинами предопределено все в мире, так что человек  совершенно не властен над будущим.

Все неизвестное о природе рано или поздно должно стать доподлинно известным. Неполнота данных об объекте – это временная, техническая и устранимая трудность.

Эпикурвыступал с критикой концепции детерминизма. Выдвинулучение о неустранимой случайности в движении атомов.

В МКМ:

Все механические процессы подчиняются принципу детерминизма (жесткий или лапласовский), т.е. признание точного и однозначного определения состояния механической системы ее предыдущим состоянием. Механи(сти)ческий детерминизм – это:

• утверждение о единственно возможной траектории движения материальной точки при заданном начальном состоянии;

• лапласова концепция полной выводимости всего будущего (и прошлого) Вселенной из её современного состояния с помощью законов механики.

Однозначный детерминизм и классическая формальная логика:причина всегда существует и раньше или позже она будет найдена. Основан на логическом законе исключенного третьего«или — или»:из двух несовместимых (противоположных) суждений в данный момент может быть реализовано только одно.

Случайность из картины мира исключается.

В ЭДКМ:

Сохранен жесткий детерминизм, но введено понятие вероятности.

В современной картине мира:

Случайность – фундаментальное свойство природы. Природные явления носят стохастический (нерегулярный) характер.

Принцип неопределенности:

• изучаемый объект не полностью доступен для наблюдения, потому что информация о нем по некоторым характеристикам принципиально ограничена определенным коридором точности.

Основан на логическом законе (неклассическая логика): схема совмещения «и — и», т.е. объект одновременно находится в разных местах.

Установлена необходимость вероятностного прогноза результатов, т.к. вероятность – это первичная категория природы.

2. Динамические и статистические закономерности в природе

В понимании определенности различных видов реальности важное значение имеет учет специфики так называемых динамических и статистических закономерностей.

Для динамических закономерностей характерны однозначные, а для статистических.- многозначные, вероятностные связи. Иными словами, динамические закономерности позволяют делать абсолютно точные (однозначные) предсказания поведения природных объектов, статистические - вероятностные.

В философии науки часто противопоставляют друг другу два воззрения.

1. Согласно первому из них, самые сложные многозначные связи обусловливаются однозначными, строго необходимыми отношениями (такое воззрение господствовало вплоть до ХХ века).

2. Согласно второму воззрению, явления многообразны, а потому для них характерны вероятностные связи, которые в принципе несводимы к динамическим отношениям. Что же касается динамических закономерностей, то они являются предельным случаем статистических связей, их особого сочетания.

Научные данные свидетельствуют в пользу второй точки зрения.

Детерминистское описание мира:динамическая теория, которая однозначно связывает между собой значения физических величин, характеризующих состояние системы.

Примеры динамических теорий:

• механика,

• электродинамика,

• термодинамика,

• теория относительности.

Согласно современным воззрениям, все закономерности имеют статистический, многозначный характер. Динамические (однозначные) закономерности являются предельным случаем статистических закономерностей.

В сложной системе невозможно проследить за историей каждой отдельной частицы. Здесь параметры частиц определяются каксредние значения, для расчета которых используется понятие вероятности. Это статистический подход.

Описание систем с хаосом и беспорядком:статистическая теория, которая однозначно связывает между собой вероятности тех или иных значений физических величин

Основные понятия статистической теории:

• случайность (непредсказуемость)

• вероятность (числовая мера случайности)

• среднее значение величины

• флуктуация (случайное отклонение системы от среднего (наиболее вероятного) состояния)

Примеры статистических теорий:

• молекулярно-кинетическая теория (исторически первая статистическая теория),

• квантовая механика, другие квантовые теории

• эволюционная теория Дарвина,

Важное значение статистические закономерности приобретают в биологии, например, закономерности случайного комбинирования генов при скрещивании. Кроме того, изучение наследственных изменений (мутаций) в целом ряде случаев позволяет сделать вывод о существовании вероятностных закономерностей. Генетика - принципиально статистическая теория.

Эволюционные законы являются статистическими. Познавая их, мы решаем такие важные проблемы, как возникновение и развитие жизни на Земле, изменение численности популяций, моделирование процессов, протекающих в живом организме и т.д.

Статистические закономерности изучаются не только естественными, но и гуманитарными науками. Например, если речь вести о систематическом сборе информации о массовых общественных явлениях (отчетность предприятий, перепись населения и т.д.) и дальнейшей их обработке.

Соответствие динамических и статистических теорий: их предсказания совпадают, когда можно пренебречь флуктуациями; в остальных случаях статистические теории дают более глубокое, детальное и точное описание реальности.