Категории естествознания

Материя, движение, время, пространство (МДВП). В части первой и второй мы уже обсуждали естественнонаучную сущность этой группы категорий. Поэтому здесь ограничимся уточнением определений и особенностями интерпретации. Материя - объективная реальность, существующая вне и независимо от человеческого сознания и отражаемая им. Плоть

Концепции научного познания Вселенной, данная нам для изучения. Движение - способ существования материи; в естествознании - изменение состояния в результате взаимодействия. Время и пространство -формы существования материи.

Приведенные определения общеприняты не только в естествознании, но и во всей науке. Вместе с тем принадлежность к категориям неизбежно влечет оттенок субъективности. Обсудим некоторые особенности. Очень четко видна системность, обусловленная тесной взаимосвязью категорий в системе МДВП. Все понятия системы относятся к архетипам (Arche - начало, typos - образ), они несводимы к более элементарным (фундаментальным) образам. Наряду с обозначенными, в определениях используются и другие архетипы. Это взаимодействие, состояние, сознание. Категория взаимодействия введена Ньютоном и очень близка к принципам, особенно в естественнонаучном толковании. В социальных структурах тоже есть взаимодействие, но в отличие от ортодоксального естествознания, «два действия» могут быть разделены во времени, особенно в иерархических структурах. Например, приказ ректора о введении «рейтингов» есть действие, изменяющее состояние студентов и преподавателей. Обратное «действие» тоже неизбежно, но проявится оно значительно позже во времени.

Понятие «состояние» в физике отражает условия, в которых находится объект к моменту его исследования [31]. Изменение состояния («движение») влияет и на присущие ему характеристики. Они принадлежат объекту, а в создании состояния («приготовлении») состояния непременно участвует и внешняя среда. Осмысливая, что есть «характеристики» и что есть «состояние», полезно помнить о принципе дополнительности. Само понятие состояния в настоящее время трансформируется в общенаучную методологическую категорию.

Сознание надежнее всего толковать как единство психических процессов; в обществе оно неразрывно связано с языком. Например, «осознание» фактически есть результат выражения мысли в понятиях определенного языка. Наряду с «осознанным» в нас есть и «подсознательное», воспринимаемое нашей целостной натурой. Подсознательное часто отождествляют с «невыра-жаемым», или непознаваемым. По Канту, это надприродные, непознаваемые, недоступные опыту сущности. Например, Бог в теологии. Или «свобода воли» в эволюции.

Категории естествознания, вообще говоря, доступны опыту, но в них есть что-то и от «вещи в себе». Общепринятость МДВП отражает то, что есть объективного в этой системе. Но остается и субъективность в виде нашего личностного восприятия объективной реальности.

Дискретность и непрерывность. Эти категории в естествознании есть характеристики структуры материи. Дискретный объект конечен, замкнут сам на себя и изолирован от других объектов. Именно такими были атомы Демокрита. С дискретностью всегда связана неопределенность, очень ярко проявляющаяся в микромире (см. принцип неопределенности). Непрерывность характеризуется наличием теснейшей связи между объектами и отсутствием внутренних границ. В непрерывных объектах их внутренние характеристики изменяются лишь количественно. Так мыслил материю Аристотель. Непрерывные объекты могут быть описаны точно с помощью непрерывных функций.

В науке понятие непрерывности ассоциируется с физическими полями, а дискретности - с веществом. Так было в МКМ и в ЭКМ. Физическое поле воспринимается как непрерывный объект; оно имеет определенные в каждой точке пространства значения энергии, импульса, напряженности, потенциала. Изменения поля во времени есть волны, они не имеют определенных траекторий, а только направление распространения. Частицы, имеющие массу покоя, в классике перемещаются в пространстве по однозначным траекториям («линейная последовательность точек»). В рамках корпускулярно-волнового дуализма мы принимаем, что «частицы» и «волны» есть не более чем модельные представления состояний объектов природы. Эти представления прекрасно работают в нашем макромире и абсолютно неприменимы в микромире.

Симметрия и асимметрия. Необходимость и случайность. Симметрия - категория весьма неоднозначная. Ещё больший простор в понимании асимметрии (см. [6, 7]). Есть геометрическая симметрия, или симметрия объектов. Это их свойство совмещаться с самим собой при некоторых перемещениях в пространстве. В пространственных преобразованиях принято выделять трансляции («параллельные переносы»), повороты и зеркальное отражение. Вспомните орнаменты, бордюры, клеточки в тетрадях, многие машины и сотни других рукотворных изделий. В неживой природе царство симметрии представлено в основном кристаллами, изящными формами звезд и планет, эллиптическими галактиками. В живой природе симметрия четко выражена в геометрической форме листьев, цветов, плодов. Интересно, что у цветков очень часто встречается поворотная симметрия 5-го порядка («пять лепестков»). Она не реализуется в неживой природе из-за её безусловной невозможности образовывать периодические структуры. Биологи утверждают, что «пятый порядок» есть инструмент борьбы за существование, против кристаллизации. Для людей симметрия всегда была привлекательна как проявление красоты и гармонии, изящества упорядочения в противовес ужасу постоянно изменяющегося хаоса.

Геометрическая симметрия - лишь одно из проявлений обобщенных понятий симметрии и асимметрии. В более общем смысле симметрия напрямую связывается с сохранением чего-либо, с наличием инвариантов. Асимметрия предполагает наличие изменения, случайностей, приводящих к разупо-рядочению, к нарушению симметрии. Жесткая симметрия наглядно проявляется в инвариантности физических законов. Если законы не изменяются при некоторых преобразованиях, то эти законы мы называем симметричными. Здесь существенно, что таким симметриям всегда соответствуют законы сохранения определенных физических величин. Это в свое время доказала Эмма Нетер. Так, симметрия законов природы относительно сдвигов во времени продуцирует закон сохранения энергии. Однородность пространства (симметрия относительно переносов) означает сохранение импульса. Симметрии относительно поворотов, или изотропности пространства, соответствует закон сохранения момента импульса. Хорошо известный закон сохранения электрического заряда есть следствие симметрии относительно малоизвестных калибровочных преобразований. Что это такое - можно прочесть в ФЭ. Важно то, что каждый закон сохранения есть проявление внутренней симметрии уравнений движения в некотором пространстве взаимодействий. Здесь огромное противоречие: законы сохранения неизменны, а Вселенная развивается. Как быть? Любое сохранение означает противостояние изменениям, порядок противостоит хаосу. Но без асимметрии нет развития, именно она создает условия для эволюции.

С категориями симметрии и асимметрии тесно связаны категории необходимости и случайности. Необходимость есть то, что обязательно должно произойти в данных условиях. Здесь работают и законы сохранения, и жесткий лапласовский детерминизм, и необратимый характер движения как изменения состояния. Случайное - это то, что может произойти, но может и не произойти. Именно через цепи случайностей реализуется необходимость. Так, зародившаяся нисходящая молния обязательно куда-нибудь ударит, но её траектория - зигзаги - неповторимы и непредсказуемы, ибо определяются цепью случайных, друг от друга независимых явлений -флуктуациями в плотности «атмосферных ионов». Согласно квантово-вероятностной картине мира, все события в этом мире в основе своей обязаны тому или иному сочетанию случайностей («свобода воли»). Истоки - в противоречиях нашего восприятия действительности. Особенно наглядно случайность и необходимость сказываются в эволюции социальных структур. Как правило, наши прогнозы строятся на основе необходимости (не всегда правильно понимаемой), но и без случайностей обойтись невозможно. Целесообразно научиться заранее предвидеть «непредвиденные обстоятельства». И сделать это возможно, если понимать, что закономерности статистические («вероятностные») и закономерности динамические («причинные») всегда сосуществуют, дополняя друг друга.

Можно сказать, что симметрия и необходимость ограничивают число возможных версий структур и поведения систем. Именно они продуцируют порядок. Но они же и в тупики заводят. В свою очередь, асимметрия и случайность, создавая новые возможности, обеспечивают развитие, но в то же время они приводят к деградации, увеличивая степень хаотичности. Природа (и мы вместе с ней) довольно уверенно сочетают в разумной мере и то, и другое. Локально же обязательно будут возникать и застой, и страшный беспорядок.

Качество и количество. Эволюция мира есть совокупность и последовательность процессов рождения, жизни и гибели вещей. Качество объекта - то, что свойственно ему на определенном этапе его существования. Например, вода может быть жидкой, твердой, газообразной или находиться в состоянии фазового перехода (кипящая вода). Экономика может быть социалистической, рыночной или переходной. В то же время объект характеризуется и количественными величинами - средней энергией частиц, стоимостью средств производства и т.п. Количественные соотношения изучаются и описываются, как правило, средствами математики. Для естествознания существенно, что однонаправленные количественные изменения рано или поздно приводят к изменению качества, то есть к изменению самого предмета и его переходу в «иное качество». В свою очередь, изменение качественного состояния порождает новые количественные соотношения. Как мы изучали в теории Большого Взрыва, снижение температуры материи (количественные изменения средней кинетической энергии частиц) привело к появлению качественно новых систем - ядер, атомов и т.д. Аналогичные явления происходят и в социуме. Так, замена феодализма на капитализм привела к резким изменениям в количественном соотношении численности крестьян и промышленных рабочих.

В естествознании и в философии анализируется много пар категорий - сущность и явление, возможность и действительность, содержание и форма и др. Все эти категории неразрывно связаны друг с другом. Система принципов и категорий предназначена для обобщения и передачи по наследству той информации, что добывало и добыло человечество. Но система эта явно неполная. Она обеспечивает лишь обобщение и передачу информации. Это условия гомеостаза, то есть сохранения системы познания на достигнутом уровне. Продвижение вперед обеспечивает методология науки. Её полнота как системы достигается освоением концепций научного познания, пониманием их роли в эволюции естествознания и на пути собственного приобщения к научным исследованиям. Как результат, концепции фиксируют то, что мы знаем и чего не знаем. Как «руководящие идеи», концепции создают полигон для определения направления дальнейшего познания.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >