Концепция детерминизма в классическом естествознании (стр. 2 из 3)

Понятие "Детерминизм" возникло в средневековье как вид логического определения понятия, противостоящий обобщению. В 17 веке в период выработки элементарных понятий механики происходит сближение понятия детерминизма и причинности, устанавливается тесная связь категории закономерности и причинности, закладываются основы механистического детерминизма.

Успехи механики закрепляют представления об исключительно динамическом характере закономерностей, об универсальности причинной обусловленности. Причинность становится формой выражения законов науки, содержанием детерминистской формы объяснения явлений. Полное и гармоническое слияние механической причинности и детерминизма происходит в работах математика П. Лапласа (1749-1827). Центральной становится идея о том, что всякое состояние Вселенной есть следствие предыдущих и причина последующих ее состояний. Принцип детерминизма в формулировке Лапласа выражает веру создателей классической механики в рациональное устройство Вселенной, в возможность проследить на основе законов механического движения судьбу каждой ее отдельной частицы и состоящих из них тел.

По мнению физикохимика И. Пригожина, вера в вечность и рациональное устройство мира являются характерной чертой классической науки, основанной на принципе детерминизма. Сформированное Пригожиным понятие причинно-следственных цепей, последующее отождествление этого понятия с понятием связи состояний и теоретико-механическим представлением о движении окончательно утверждают универсальный объяснительный статус лапласовского детерминизма. Одновременно с этим процессом в концепции лапласовского детерминизма наметился выход за рамки механистической методологии в силу немеханистического, но статистического, вероятностного характера закономерностей, которые исследовались Лапласом. Он обосновывал эвристическую ценность новых математических вероятностных методов, но в рамках господствующих в то время механистических идеалов и норм научного исследования. Переход науки к исследованию системных природных и социальных объектов обусловил изменение идеалов аналитического, поэлементного характера познания; расхождение принципа причинности и принципа детерминизма; обнаружилась сложная по структуре абстрактно-теоретическая форма принципа в научном исследовании.

Современное философское и методологическое осмысление детерминизма раскрывает взаимосвязь философского и естественно-научного статусов этого принципа. Философский детерминизм фиксирует разнообразные формы взаимосвязей и взаимоотношений явлений объективной реальности: генетические (причинно-следственные) и статистические, пространственные и временные, и т.д. Все они выражаются через систему таких философских детерминистических категорий, как необходимость и случайность, возможность, действительность, закономерность, причинность и прочее. Методологическая природа принципа детерминизма проявляется в том, что он выступает не только как философское учение, но и конкретно-научный норматив описания и объяснения универсальной закономерной связи и обусловленности развития и функционирования определенным образом системно-организованных объектов в процессе их взаимодействия. Принципиальная историчность этого учения обусловлена необходимостью формирования новых естественно-научных форм детерминизма при переходе науки к изучению объектов с новыми системно-структурными характеристиками.

Переход науки от изучения простых динамических систем к вероятностным, эволюционирующим объектам сопровождался кризисом концепции лапласовского детерминизма и формированием статистического вероятностного детерминизма в учении Дарвина. Соответственно менялся категориальный каркас детерминистических естественно-научных концепций, структура теоретических построений, идеалы и нормы научного исследования. В свою очередь, освоение наукой саморегулирующихся систем кибернетического типа, различного рода социальных систем обусловливает формирование новых категорий - цель, самоорганизация, саморазвитие, прямые и обратные связи, отражение и др., а также соответствующих конкретно-научных форм принципа детерминизма (кибернетических, экологических, социальных).

Принцип детерминизма является одним из наиболее выраженных интенций (направленность сознания, мышления на какой-либо предмет; в основе такой направленности лежит желание, замысел) научного познания, явно или косвенно участвующим в регуляции научного поиска. Фундаментальным идеалом детерминизма в естествознании является объяснение исследуемого предмета (в отличие от гуманитарного познания, ориентированного на такую когнитивную процедуру как понимание).

2. Механика Ньютона как динамическая теория: основные идеализации, структура, методология

Современным своим видом классическая механика обязана Ньютону (1642 – 1727). В своем фундаментальном труде, содержащем в русском переводе на 700 страниц, Ньютон изложил систему законов механики, закон всемирного тяготения, дал общий подход к исследованию различных явлений на основе «метода принципов», т.е. работа имела не только большое научное, но и большое методологическое значение. Для Ньютона было очень важно наследие его предшественников: «Если я видел дальше других, то потому, что стоял на плечах гигантов.». Среди этих гигантов в первую очередь следует назвать Галилея и Кеплера.

Вначале интересы молодого Ньютона лежали в области оптики, и особенно экспериментальной оптики, в которой он проявил особый изобретательский дар и технические способности. По мере того как с годами интерес его к экспериментированию ослаблялся и одновременно росло увлечение вопросами теории, Ньютон от оптики постепенно перешел к вопросам механики. Работы Ньютона отличаются обобщением принципа инерции и понятия силы, введением понятия массы и распространением области применимости законов механики на всю Вселенную. Он первый сформулировал законы движения и закон тяготения. Они фигурируют сейчас в любой книге по физике и достаточно известны.

Первый закон Ньютона гласит: существуют системы отсчёта (называемые инерциальными), в которых замкнутая система продолжает оставаться в состоянии покоя или прямолинейного равномерного движения.

По сути, этот закон постулирует инертность тел. Это может казаться очевидным сейчас, но это не было очевидно на заре исследований природы. Так, например, Аристотель утверждал, что причиной всякого движения является сила, т. е. у него не было движения по инерции.

Инерциальная система отсчёта - это система отсчёта, связанная со свободным невращающимся телом. Свободное тело — тело, не взаимодействующее с другими телами.

Второй закон Ньютона

Второй закон Ньютона — дифференциальный закон движения, описывающий взаимосвязь между приложенной к телу силой и ускорением этого тела.

Второй закон утверждает, что ускорение, которое получает тело, прямо пропорционально приложенной к телу силе и обратно пропорционально массе тела. Этот закон записывается в виде формулы:

= , где — ускорение тела, — сила, приложенная к телу, а m — масса тела. Или, в более известном виде: =

Если на тело действуют несколько сил, то во втором законе Ньютона под

подразумевается равнодействующая всех сил.

В случае, если масса тела меняется со временем, то второй закон Ньютона записывается в более общем виде:

, где — импульс (количество движения) тела, t — время, а — производная по времени. Второй закон Ньютона действителен только для скоростей, много меньших скорости света и в инерциальных системах отсчёта.

В данном законе как частный случай заключен первый закон Ньютона. Это можно видеть если

= 0 (т.е. если на тело не действуют силы или равнодействующая сил равна нулю) при этом соответственно получаем что и = 0, а значит, тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения.

Третий закон Ньютона объясняет, что происходит с двумя взаимодействующими телами. Тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной и той же прямой, равными по модулю и противоположными по направлению.

Из законов Ньютона сразу же следуют некоторые интересные выводы. Так, третий закон Ньютона говорит, что, как бы тела ни взаимодействовали, они не могут изменить свой суммарный импульс: возникает закон сохранения импульса. Далее, надо потребовать, чтобы потенциал взаимодействия двух тел зависел только от модуля разности координат этих тел U(|r1-r2|). Тогда возникает закон сохранения суммарной механической энергии взаимодействующих тел:

Законы Ньютона являются основными законами механики. Из них могут быть выведены все остальные законы механики.

Закон всемирного тяготения

Закон всемирного тяготения Ньютона, один из универсальных законов природы. Согласно ему все материальные тела притягивают друг друга, причём величина силы тяготения не зависит от физических и химических свойств тел, от состояния их движения, от свойств среды, где находятся тела. На Земле тяготение проявляется прежде всего в существовании силы тяжести, являющейся результатом притяжения всякого материального тела Землей. С этим связан термин «гравитация» (от лат. gravitas — тяжесть), эквивалентный термину «тяготение». Проще говоря, если все тела притягиваются к Земле, море притягивается к Луне, а планеты притягиваются к Солнцу, то мы можем заключить, что все тела притягиваются друг к другу.