Проблема самоорганизации материи. Синергетика и диалектика.
Сложнейшей проблемой философии и физики является проблема развития. Уже в древних философских учениях появились первые элементы диалектики – философского учения о всеобщих взаимосвязях и развитии. В философии и в естествознании XVII – XVIII веков господствующим методом стала метафизика – метод, противоположный диалектике. Господство метафизики объяснялось недостатком научных знаний. Наибольшее развитие получила механика, с точки зрения которой невозможно было объяснить развитие, появление нового. Механические системы движутся, функционируют, но не развиваются. В XIX веке диалектика начинает вытеснять метафизику, идеи развития всё больше проникают в естествознание. В физике в середине XIX века идеи развития реализовались в термодинамике. В отличие от механики термодинамика описывала системы, в которых происходят необратимые качественные изменения.
Развитие является частным случаем движения. Если движение есть любое изменение вообще, то под развитием понимают качественные, направленные, необратимые изменения. Частным случаем развития является прогресс – это развитие, которое сопровождается усложнением структуры объекта и выполняемых им функций. Связь прогресса и регресса частично описывается вторым началом термодинамики, из которого следует, что любая изолированная система развивается только в одном направлении – от порядка к хаосу. Такая однозначная направленность термодинамических процессов получила название «стрела времени». Будущее такой системы всегда будет отличаться от прошлого большей хаотичностью. Этот процесс необратим, а значит необратимо и время.
Далее в ответе следует рассказать о гипотезе тепловой смерти Вселенной, ставшей результатом экстраполяции второго начала термодинамики на всю Вселенную. Если абсолютизировать второе начало, то становятся необъяснимыми очевидные факты наличия прогресса в природе. В природе борются порядок и хаос. С одной стороны, всё существующее стремится к разрушению и гибели, нет ничего вечного. С другой стороны возникают сложные структуры, способные прогрессировать. Ограниченность второго начала термодинамики состоит в том, что оно описывает процессы, происходящие в изолированных системах. Полностью изолированная система – это идеализированный объект. Реальное существование таких систем, никак не связанных со средой, противоречило бы всем научным принципам и, прежде всего, философскому принципу материального единства мира. Т.о. второе начало термодинамики применимо для описания тех систем, в которых взаимодействие с окружающей средой существенно не влияет на систему, и им можно пренебречь.
Но в мире также распространены системы, интенсивно обменивающиеся материей, энергией и информацией с внешней средой. В таких сильно неравновесных системах возможны процессы, противоположные тем, что описывает второе начало термодинамики. Эти процессы получили название «самоорганизация» и были описаны во второй половине ХХ века в работах И. Пригожина и Г. Хакена. Самоорганизация – это спонтанный переход открытой неравновесной системы от простых, беспорядочных форм к более сложным и упорядоченным. Синергетика – теория самоорганизации – описывает универсальный алгоритм развития неравновесных систем. Механизм самоорганизации является реализацией диалектического закона взаимного перехода количественных и качественных изменений. Далее в ответе необходимо описать этапы развития самоорганизующихся систем, раскрыть понятия «диссипативная система», «бифуркация», «флуктуация», привести примеры самоорганизации.
Синергетика – относительно молодая теория. Первоначально она использовалась для описания ограниченного круга материальных систем. Но в настоящее время многие учёные видят в ней теорию, далеко выходящую за пределы физики. С помощью синергетики объясняют рождение и эволюцию Вселенной, возникновение и эволюцию жизни на Земле, самоорганизацию таких социальных систем как экономика, государство, право и т.д. Синергетика воспринимается как общенаучная теория, описывающая универсальный механизм самоорганизации, инвариантный для систем любой сложности.
Время покажет границы применимости этой теории. Но очевидно, что синергетика не отменяет диалектику и не заменяет её. Диалектика отражает намного более широкий круг отношений действительности, раскрывает многообразные всеобщие взаимосвязи, описывает наиболее общие закономерности развития любых систем. Синергетика должна восприниматься как конкретизация отдельных положений диалектики применительно к неравновесным самоорганизующимся системам. В частности, механизм самоорганизации является ярким примером реализации одного из основных законов диалектики – закона взаимного перехода количественных и качественных изменений. В процессах самоорганизации также реализуется диалектика случайности и необходимости, возможности и действительности. Владение диалектическим методом позволяет эффективно познавать самые разные системы, в том числе, самоорганизующиеся. Т.о. диалектика остаётся всеобщей методологией научного познания.
3.2. Философские проблемы астрономии и космологии
Особенности научного познания в астрономии и космологии
Человек и Вселенная – объекты несоизмеримые по масштабу. Но в мировоззрении человека эти объекты вполне сопоставимы. Ещё древнегреческие философы назвали внутренний мир человека микрокосмом. Поэтому вопрос об отношении человека и окружающего мира является ядром мировоззрения. Мировоззрение – это совокупность общих представлений человека о мире в целом, о себе и своём месте в этом мире. Теоретической основой мировоззрения является философия. Поиск ответов на важнейшие мировоззренческие вопросы – это предмет философии. Предмет астрономии и космологии также имеет огромное значение для мировоззрения, что сближает эти науки с философией. В построении наиболее важных теорий в астрономии и космологии значительную роль играла философская позиция учёных.
В ответе на данный вопрос необходимо раскрыть объект и предмет астрономии, разграничить понятия «наблюдаемая Вселенная», «Вселенная как целое», «мини-вселенные» и «Метавселенная». Необходимо представить основные взгляды на проблему соотношения предметов астрономии и космологии, соотношения астрономии и физики. Следует показать, как менялись представления о масштабах наблюдаемой Вселенной.
Далее необходимо показать специфику методов научного познания в астрономии и космологии, объяснить, почему в этих науках теория зачастую идёт впереди наблюдений, объяснить обилие современных космологических моделей Вселенной. На примере астрономии и космологии видно, что наблюдение не является пассивным отражением действительности. Наблюдение носит целенаправленный, избирательный характер и становится наиболее успешным, когда учёные точно знают, что ищут. Астроном не может проводить эксперимент, воздействуя на объект, но он может варьировать условия наблюдения. В целом в астрономии как и в других естественных науках основным является гипотетико-дедуктивный метод: первоначально известные эмпирические данные позволяют выдвинуть теоретическую гипотезу, на основе которой дедуктивно предсказываются следствия, проверяемые наблюдением. В ответе необходимо показать качественные изменения, которые произошли в развитии технических средств познания в ХХ в. Наука насыщается эмпирическим материалом, в тоже время его недостаточно для выбора одной из существующих теоретических моделей в качестве истинной. В связи с этим в космологии как и в физике встаёт проблема объективности знания. В ответе следует коснуться и этой проблемы. Наука раскрывает неисчерпаемое многообразие материального мира. Неисчерпаемость материи обуславливает бесконечность процесса познания. В тоже время, диалектико-материалистическая теория познания утверждает, что в мире нет ничего в принципе непознаваемого. То, что необъяснимо сегодня, может быть познано в будущем. В этом диалектический материализм противостоит различным формам агностицизма и релятивизма. Успехи астрономии и космологии доказывают правильность этих принципов.