Áèáëèîòåêà
Òåîëîãèÿ
ÊîíôåññèèÈíîñòðàííûå ÿçûêèÄðóãèå ïðîåêòû |
Êîììåíòàðèè (3) Ñàäîõèí À. Êîíöåïöèè ñîâðåìåííîãî åñòåñòâîçíàíèÿÎÃËÀÂËÅÍÈÅÃëàâà 4 Ôèçè÷åñêàÿ êàðòèíà ìèðà4.1. Ïîíÿòèå ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðàÏîçíàâàÿ îêðóæàþùèé ìèð, ÷åëîâåê ñîçäàåò â ñâîåì ñîçíàíèè åãî îïðåäåëåííóþ ìîäåëü — êàðòèíó ìèðà. Íà êàæäîì ýòàïå ñâîåãî ðàçâèòèÿ ÷åëîâå÷åñòâî ïî-ðàçíîìó ïðåäñòàâëÿåò ñåáå ìèð, â êîòîðîì îíî æèâåò. Ïîýòîìó â èñòîðèè ÷åëîâå÷åñòâà ñóùåñòâîâàëè ðàçëè÷íûå êàðòèíû ìèðà: ìèôîëîãè÷åñêàÿ, ðåëèãèîçíàÿ, íàó÷íàÿ è äð. Êðîìå òîãî, êàê óæå áûëî îòìå÷åíî, êàæäàÿ îòäåëüíàÿ íàóêà òàêæå ìîæåò ôîðìèðîâàòü ñîáñòâåííóþ êàðòèíó ìèðà (ôèçè÷åñêóþ, õèìè÷åñêóþ, áèîëîãè÷åñêóþ è äð.). Îäíàêî èç âñåãî ìíîãîîáðàçèÿ êàðòèí ìèðà, ñóùåñòâóþùèõ â ñîâðåìåííîé íàóêå, ñàìîå øèðîêîå ïðåäñòàâëåíèå äàåò îáùàÿ íàó÷íàÿ êàðòèíà ìèðà, îïèñûâàþùàÿ ïðèðîäó, îáùåñòâî è ÷åëîâåêà. Íàó÷íàÿ êàðòèíà ìèðà ôîðìèðóåòñÿ íà îñíîâå äîñòèæåíèé åñòåñòâåííûõ, îáùåñòâåííûõ è ãóìàíèòàðíûõ íàóê, îäíàêî åå ôóíäàìåíòîì, áåññïîðíî, ÿâëÿåòñÿ åñòåñòâîçíàíèå. Çíà÷åíèå åñòåñòâîçíàíèÿ â ôîðìèðîâàíèè íàó÷íîé êàðòèíû ìèðà íàñòîëüêî âåëèêî, ÷òî íåðåäêî íàó÷íóþ êàðòèíó ìèðó ñâîäÿò ê åñòåñòâåííî-íàó÷íîé, ñîäåðæàíèå êîòîðîé ñîñòàâëÿþò êàðòèíû ìèðà îòäåëüíûõ åñòåñòâåííûõ íàóê. Åñòåñòâåííî-íàó÷íàÿ êàðòèíà ìèðà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñèñòåìàòèçèðîâàííîå è äîñòîâåðíîå çíàíèå î ïðèðîäå, èñòîðè÷åñêè ñôîðìèðîâàâøååñÿ â õîäå ðàçâèòèÿ åñòåñòâîçíàíèÿ.  ýòó êàðòèíó ìèðà âõîäÿò çíàíèÿ, ïîëó÷åííûå èç âñåõ åñòåñòâåííûõ íàóê, âêëþ÷àÿ èõ ôóíäàìåíòàëüíûå èäåè è òåîðèè.  òî æå âðåìÿ èñòîðèÿ íàóêè ñâèäåòåëüñòâóåò, ÷òî áîëüøóþ ÷àñòü ñîäåðæàíèÿ åñòåñòâîçíàíèÿ ñîñòàâëÿþò ïðåèìóùåñòâåííî ôèçè÷åñêèå çíàíèÿ. Èìåííî ôèçèêà áûëà è îñòàåòñÿ íàèáîëåå ðàçâèòîé è ñèñòåìàòèçèðîâàííîé åñòåñòâåííîé íàóêîé. Âêëàä äðóãèõ åñòåñòâåííûõ íàóê â ôîðìèðîâàíèå íàó÷íîé êàðòèíû ìèðà áûë íàìíîãî ìåíüøå. Ïîýòîìó, êîãäà âîçíèêëî ìèðîâîççðåíèå åâðîïåéñêîé öèâèëèçàöèè Íîâîãî âðåìåíè è ñêëàäûâàëàñü êëàññè÷åñêàÿ åñòåñòâåííî-íàó÷íàÿ êàðòèíà ìèðà, çàêîíîìåðíûì áûëî îáðàùåíèå ê ôèçèêå, åå êîíöåïöèÿì è àðãóìåíòàì, âî ìíîãîì îïðåäåëèâøèì ýòó êàðòèíó. Ñòåïåíü ðàçðàáîòàííî- 75 ñòè ôèçèêè áûëà íàñòîëüêî âåëèêà, ÷òî îíà ñìîãëà ñîçäàòü ñîáñòâåííóþ ôèçè÷åñêóþ êàðòèíó ìèðà, â îòëè÷èå îò äðóãèõ åñòåñòâåííûõ íàóê, êîòîðûå ëèøü â XX â. ïîñòàâèëè ïåðåä ñîáîé ýòó çàäà÷ó è ñìîãëè ðåøèòü åå. Ïîýòîìó, íà÷èíàÿ ðàçãîâîð î íàèáîëåå âàæíûõ è çíà÷èìûõ íàó÷íûõ êîíöåïöèÿõ â ñîâðåìåííîì åñòåñòâîçíàíèè, ìû íà÷íåì åãî ñ ôèçèêè è êàðòèíû ìèðà, ñîçäàííîé ýòîé íàóêîé. Ôèçèêà — ýòî íàóêà, èçó÷àþùàÿ ïðîñòåéøèå è âìåñòå ñ òåì íàèáîëåå îáùèå çàêîíîìåðíîñòè ïðèðîäû, ñâîéñòâà è ñòðîåíèå ìàòåðèè è çàêîíû åå äâèæåíèÿ.  ëþáîì ÿâëåíèè ôèçèêà èùåò òî, ÷òî îáúåäèíÿåò åãî ñî âñåìè äðóãèìè ÿâëåíèÿìè ïðèðîäû. Ïîýòîìó ïîíÿòèÿ è çàêîíû ôèçèêè ôóíäàìåíòàëüíû, ò.å. ÿâëÿþòñÿ îñíîâîïîëàãàþùèìè äëÿ âñåãî åñòåñòâîçíàíèÿ. Ñàìî ñëîâî «ôèçèêà» ïðîèñõîäèò îò ãðå÷åñêîãî — ïðèðî- äà. Ýòà íàóêà âîçíèêëà åùå â àíòè÷íîñòè è ïåðâîíà÷àëüíî îõâàòûâàëà âñþ ñîâîêóïíîñòü çíàíèé î ïðèðîäíûõ ÿâëåíèÿõ. Èíûìè ñëîâàìè, òîãäà ôèçèêà áûëà òîæäåñòâåííà âñåìó åñòåñòâîçíàíèþ. Ëèøü ê ýïîõå ýëëèíèçìà, ïî ìåðå äèôôåðåíöèàöèè çíàíèé è ìåòîäîâ èññëåäîâàíèÿ, èç îáùåé íàóêè î ïðèðîäå âûäåëèëèñü îòäåëüíûå åñòåñòâåííûå íàóêè, â òîì ÷èñëå è ôèçèêà.  ñâîåé îñíîâå ôèçèêà — ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ íàóêà: åå çàêîíû áàçèðóþòñÿ íà ôàêòàõ, óñòàíîâëåííûõ îïûòíûì ïóòåì. Òàêîé îíà ñòàëà, íà÷èíàÿ ñ Íîâîãî âðåìåíè. Íî, ïîìèìî ýêñïåðèìåíòàëüíîé ôèçèêè, ðàçëè÷àþò è òåîðåòè÷åñêóþ ôèçèêó, öåëü êîòîðîé ñîñòîèò â ôîðìóëèðîâàíèè çàêîíîâ ïðèðîäû. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ è òåîðåòè÷åñêàÿ ôèçèêà íå ìîãóò ñóùåñòâîâàòü äðóã áåç äðóãà.  ñîîòâåòñòâèè ñ ìíîãîîáðàçèåì èññëåäóåìûõ ôèçè÷åñêèõ îáúåêòîâ, óðîâíåé îðãàíèçàöèè è ôîðì äâèæåíèÿ ñîâðåìåííàÿ ôèçèêà ïîäðàçäåëÿåòñÿ íà ðÿä äèñöèïëèí, òàê èëè èíà÷å ñâÿçàííûõ äðóã ñ äðóãîì.  çàâèñèìîñòè îò èçó÷àåìûõ ôèçè÷åñêèõ îáúåêòîâ ôèçèêà äåëèòñÿ íà ôèçèêó ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, ôèçèêó ÿäðà, ôèçèêó àòîìîâ è ìîëåêóë, ãàçîâ è æèäêîñòåé, òâåðäîãî òåëà è ïëàçìû. Ïî êðèòåðèþ óðîâíåé îðãàíèçàöèè ìàòåðèè âûäåëÿþò ôèçèêó ìèêðî-, ìàêðî- è ìåãàìèðà. Ïî õàðàêòåðó èçó÷àåìûõ ïðîöåññîâ, ÿâëåíèé è ôîðì äâèæåíèÿ (âçàèìîäåéñòâèÿ) ðàçëè÷àþò ìåõàíè÷åñêèå, ýëåêòðîìàãíèòíûå, êâàíòîâûå è ãðàâèòàöèîííûå ÿâëåíèÿ, òåïëîâûå è òåðìîäèíàìè÷åñêèå ïðîöåññû è ñîîòâåòñòâóþùèå èì îáëàñòè ôèçèêè: ìåõàíèêó, ýëåêòðîäèíàìèêó, êâàíòîâóþ ôèçèêó, òåîðèþ ãðàâèòàöèè, òåðìîäèíàìèêó è ñòàòèñòè÷åñêóþ ôèçèêó. Êðîìå òîãî, ñîâðåìåííàÿ ôèçèêà ñîäåðæèò íåáîëüøîå êîëè÷åñòâî ôóíäàìåíòàëüíûõ òåîðèé, îõâàòûâàþùèõ âñå ðàçäåëû ôèçè÷åñêîãî çíàíèÿ. Ýòè òåîðèè ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ñîâîêóïíîñòü íàèáîëåå âàæíûõ çíàíèé î õàðàêòåðå ôèçè÷åñêèõ ïðîöåññîâ è ÿâëåíèé, ïðèáëèæåííîå, íî íàèáîëåå ïîëíîå îòîáðàæåíèå ðàçëè÷íûõ ôîðì äâèæåíèÿ ìàòåðèè â ïðèðîäå. 76 Ïîíÿòèå «ôèçè÷åñêàÿ êàðòèíà ìèðà* óïîòðåáëÿåòñÿ â åñòåñòâîçíàíèè äàâíî, íî ëèøü â ïîñëåäíåå âðåìÿ îíî ñòàëî ðàññìàòðèâàòüñÿ íå òîëüêî êàê èòîã ðàçâèòèÿ ôèçè÷åñêîãî çíàíèÿ, íî è êàê îñîáûé ñàìîñòîÿòåëüíûé âèä çíàíèÿ — ñàìîå îáùåå òåîðåòè÷åñêîå çíàíèå â ôèçèêå, ñèñòåìà ïîíÿòèé, ïðèíöèïîâ è ãèïîòåç, ñëóæàùèõ èñõîäíîé îñíîâîé äëÿ ïîñòðîåíèÿ òåîðèé. Ôèçè÷åñêàÿ êàðòèíà ìèðà, ñ îäíîé ñòîðîíû, îáîáùàåò âñå ðàíåå ïîëó÷åííûå çíàíèÿ î ïðèðîäå, à ñ äðóãîé ñòîðîíû, ââîäèò â ôèçèêó íîâûå ôèëîñîôñêèå èäåè è îáóñëîâëåííûå èìè ïîíÿòèÿ, ïðèíöèïû è ãèïîòåçû, êîòîðûõ äî ýòîãî íå áûëî è êîòîðûå êîðåííûì îáðàçîì ìåíÿþò îñíîâû ôèçè÷åñêîãî òåîðåòè÷åñêîãî çíàíèÿ. Èíûìè ñëîâàìè, ôèçè÷åñêàÿ êàðòèíà ìèðà ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê ôèçè÷åñêàÿ ìîäåëü ïðèðîäû, âêëþ÷àþùàÿ â ñåáÿ ôóíäàìåíòàëüíûå ôèçè÷åñêèå è ôèëîñîôñêèå èäåè, ôèçè÷åñêèå òåîðèè, íàèáîëåå îáùèå ïîíÿòèÿ, ïðèíöèïû è ìåòîäû ïîçíàíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùèå îïðåäåëåííîìó èñòîðè÷åñêîìó ýòàïó ðàçâèòèÿ ôèçèêè. Ðàçâèòèå ñàìîé ôèçèêè íåïîñðåäñòâåííî ñâÿçàíî ñ ôèçè÷åñêîé êàðòèíîé ìèðà, ïîñêîëüêó ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïðîöåññ ñòàíîâëåíèÿ è ñìåíû ðàçëè÷íûõ åå òèïîâ. Ïîñòîÿííîå ðàçâèòèå è çàìåíà îäíèõ êàðòèí ìèðà äðóãèìè, áîëåå àäåêâàòíî îòðàæàþùèìè ñòðóêòóðó è ñâîéñòâà ìàòåðèè, åñòü ïðîöåññ ðàçâèòèÿ ñàìîé ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà. Îñíîâîé äëÿ âûäåëåíèÿ îòäåëüíûõ òèïîâ ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà ñëóæèò êà÷åñòâåííîå èçìåíåíèå ôóíäàìåíòàëüíûõ ôèçè÷åñêèõ èäåé, ÿâëÿþùèõñÿ áàçîé äëÿ ôèçè÷åñêîé òåîðèè è íàøèõ ïðåäñòàâëåíèé î ñòðóêòóðå ìàòåðèè è ôîðìàõ åå ñóùåñòâîâàíèÿ. Ñ èçìåíåíèÿ ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà íà÷èíàåòñÿ íîâûé ýòàï â ðàçâèòèè ôèçèêè ñ èíîé ñèñòåìîé èñõîäíûõ ïîíÿòèé, ïðèíöèïîâ, ãèïîòåç è ñòèëÿ ìûøëåíèÿ, ñ èíûìè ãíîñåîëîãè÷åñêèìè ïðåäïîñûëêàìè. Ïåðåõîä îò îäíîãî ýòàïà ê äðóãîìó çíàìåíóåò êà÷åñòâåííûé ñêà÷îê, ðåâîëþöèþ â ôèçèêå, ñîñòîÿùóþ â êðóøåíèè ñòàðîé êàðòèíû ìèðà è ïîÿâëåíèè íîâîé.  ïðåäåëàõ êàæäîãî îòäåëüíîãî ýòàïà ðàçâèòèå ôèçèêè èäåò ýâîëþöèîííûì ïóòåì, áåç èçìåíåíèÿ îñíîâ êàðòèíû ìèðà. Îíî ñîñòîèò â ðåàëèçàöèè âîçìîæíîñòåé ïîñòðîåíèÿ íîâûõ òåîðèé, çàëîæåííûõ â äàííîé êàðòèíå ìèðà. Ïðè ýòîì îíà ìîæåò ýâîëþöèîíèðîâàòü, äîñòðàèâàòüñÿ, îñòàâàÿñü â ðàìêàõ îïðåäåëåííûõ êîíêðåòíî-ôèçè÷åñêèõ ïðåäñòàâëåíèé î ìèðå. Ïðè èçìåíåíèè êëþ÷åâûõ ïîíÿòèé êàðòèíû ìèðà ïðîèñõîäèò ðåâîëþöèÿ â ôèçèêå. Åå ðåçóëüòàòîì ñòàíîâèòñÿ ïîÿâëåíèå íîâîé ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà.  îñíîâå îáúÿñíåíèÿ ÿâëåíèé ïðèðîäû ñ òî÷êè çðåíèÿ ôèçèêè ëåæàò ôóíäàìåíòàëüíûå ôèçè÷åñêèå ïîíÿòèÿ è ïðèíöèïû. Ê íàèáîëåå îáùèì, ôóíäàìåíòàëüíûì ïîíÿòèÿì ôèçè÷åñêîãî îïèñàíèÿ ïðèðîäû îòíîñÿòñÿ ìàòåðèÿ, äâèæåíèå, ôèçè÷åñêîå âçàèìîäåéñòâèå, ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ, ïðè÷èííî-ñëåäñòâåííûå ñâÿçè, ìåñòî è ðîëü ÷åëîâåêà â ìèðå. 77 Âàæíåéøèì èç íèõ ÿâëÿåòñÿ ïîíÿòèå ìàòåðèè. Ïîýòîìó ðåâîëþöèè â ôèçèêå âñåãäà ñâÿçàíû ñ èçìåíåíèåì ïðåäñòàâëåíèé î ñòðîåíèè ìàòåðèè.  èñòîðèè ôèçèêè Íîâîãî âðåìåíè ýòî ïðîèñõîäèëî äâàæäû.  XIX â. áûë ñîâåðøåí ïåðåõîä îò óòâåðäèâøèõñÿ ê XVII â. àòîìèñòè÷åñêèõ, êîðïóñêóëÿðíûõ ïðåäñòàâëåíèé î ìàòåðèè ê ïîëåâûì (êîíòèíóàëüíûì).  XX â. êîíòèíóàëüíûå ïðåäñòàâëåíèÿ áûëè çàìåíåíû ñîâðåìåííûìè êâàíòîâûìè. Ïîýòîìó ìîæíî ãîâîðèòü î òðåõ ïîñëåäîâàòåëüíî ñìåíÿâøèõ äðóã äðóãà ôèçè÷åñêèõ êàðòèíàõ ìèðà. Ïåðâîé â èñòîðèè åñòåñòâîçíàíèÿ ôèçè÷åñêîé êàðòèíîé ìèðà áûëà ìåõàíè÷åñêàÿ êàðòèíà ìèðà, â ðàìêàõ êîòîðîé íå ìîãëè íàéòè îáúÿñíåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíûå ÿâëåíèÿ, è ïîýòîìó îíà áûëà äîïîëíåíà ýëåêòðîìàãíèòíîé êàðòèíîé ìèðà. Îäíàêî ìíîãî÷èñëåííûå íåîáúÿñíèìûå ôèçè÷åñêèå ÿâëåíèÿ, îòêðûòûå â êîíöå XIX â., ïîêàçàëè îãðàíè÷åííîñòü ýëåêòðîìàãíèòíîé êàðòèíû ìèðà, ÷òî è ïðèâåëî ê âîçíèêíîâåíèþ êâàíòîâî-ïîëåâîé êàðòèíû ìèðà. 4.2. Ìåõàíè÷åñêàÿ êàðòèíà ìèðàÑòàíîâëåíèå ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà ïðîèñõîäèëî ïîä âëèÿíèåì ìåòàôèçè÷åñêèõ ìàòåðèàëèñòè÷åñêèõ ïðåäñòàâëåíèé î ìàòåðèè è ôîðìàõ åå ñóùåñòâîâàíèÿ. Åå îñíîâó ñîñòàâèëè èäåè è çàêîíû ìåõàíèêè, êîòîðàÿ â XVII â. áûëà íàèáîëåå ðàçðàáîòàííûì ðàçäåëîì ôèçèêè. Ïî ñóòè, èìåííî ìåõàíèêà ÿâèëàñü ïåðâîé ôóíäàìåíòàëüíîé ôèçè÷åñêîé òåîðèåé. Èäåè, ïðèíöèïû è òåîðèè ìåõàíèêè ïðåäñòàâëÿëè ñîáîé ñîâîêóïíîñòü íàèáîëåå ñóùåñòâåííûõ çíàíèé î ôèçè÷åñêèõ çàêîíîìåðíîñòÿõ, íàèáîëåå ïîëíî îòðàæàëè ôèçè÷åñêèå ïðîöåññû â ïðèðîäå.  øèðîêîì ñìûñëå ìåõàíèêà èçó÷àåò ìåõàíè÷åñêîå äâèæåíèå ìàòåðèàëüíûõ òåë è ïðîèñõîäÿùåå ïðè ýòîì âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó íèìè. Ïîä ìåõàíè÷åñêèì äâèæåíèåì ïîíèìàþò èçìåíåíèå ñ òå÷åíèåì âðåìåíè âçàèìíîãî ïîëîæåíèÿ òåë èëè ÷àñòèö â ïðîñòðàíñòâå. Ïðèìåðàìè ìåõàíè÷åñêîãî äâèæåíèÿ â ïðèðîäå ÿâëÿþòñÿ äâèæåíèå íåáåñíûõ òåë, êîëåáàíèÿ çåìíîé êîðû, âîçäóøíûå è ìîðñêèå òå÷åíèÿ è ò.ï. Ïðîèñõîäÿùèå â ïðîöåññå ìåõàíè÷åñêîãî äâèæåíèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé òå äåéñòâèÿ òåë äðóã íà äðóãà, â ðåçóëüòàòå êîòîðûõ ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå ñêîðîñòåé ïåðåìåùåíèÿ ýòèõ òåë â ïðîñòðàíñòâå èëè èõ äåôîðìàöèÿ. Âàæíåéøèìè ïîíÿòèÿìè ìåõàíèêè êàê ôóíäàìåíòàëüíîé ôèçè÷åñêîé òåîðèè ñòàëè ìàòåðèàëüíàÿ òî÷êà — òåëî, ôîðìû è ðàçìåðû êîòîðîãî íå ñóùåñòâåííû â äàííîé çàäà÷å; àáñîëþòíî òâåðäîå òåëî — òåëî, ðàññòîÿíèå ìåæäó ëþáûìè òî÷êàìè êîòîðîãî îñòàåòñÿ íåèçìåííûì, à åãî äåôîðìàöèåé ìîæíî ïðåíåáðå÷ü. Îáà âèäà ìàòåðèàëüíûõ òåë õàðàêòåðèçóþòñÿ ñ ïîìîùüþ ñëåäóþùèõ ïîíÿòèé: ìàññà — 78 ìåðà êîëè÷åñòâà âåùåñòâà; âåñ — ñèëà, ñ êîòîðîé òåëî äåéñòâóåò íà îïîðó. Ìàññà âñåãäà îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé, âåñ æå ìîæåò ìåíÿòüñÿ. Ýòè ïîíÿòèÿ âûðàæàþòñÿ ÷åðåç ñëåäóþùèå ôèçè÷åñêèå âåëè÷èíû: êîîðäèíàòû, èìïóëüñû, ýíåðãèþ, ñèëó. Îñíîâó ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà ñîñòàâèë àòîìèçì — òåîðèÿ, êîòîðàÿ âåñü ìèð, âêëþ÷àÿ ÷åëîâåêà, ðàññìàòðèâàëà êàê ñîâîêóïíîñòü îãðîìíîãî ÷èñëà íåäåëèìûõ ìàòåðèàëüíûõ ÷àñòèö — àòîìîâ. Îíè ïåðåìåùàëèñü â ïðîñòðàíñòâå è âðåìåíè â ñîîòâåòñòâèè ñ íåìíîãèìè çàêîíàìè ìåõàíèêè. Ìàòåðèÿ — ýòî âåùåñòâî, ñîñòîÿùåå èç ìåëü÷àéøèõ, íåäåëèìûõ, àáñîëþòíî òâåðäûõ äâèæóùèõñÿ ÷àñòèö (àòîìîâ). Ýòî è åñòü êîðïóñêóëÿðíîå ïðåäñòàâëåíèå î ìàòåðèè. Çàêîíû ìåõàíèêè, êîòîðûå ðåãóëèðîâàëè êàê äâèæåíèå àòîìîâ, òàê è äâèæåíèå ëþáûõ ìàòåðèàëüíûõ òåë, ñ÷èòàëèñü ôóíäàìåíòàëüíûìè çàêîíàìè ìèðîçäàíèÿ. Ïîýòîìó êëþ÷åâûì ïîíÿòèåì ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà áûëî ïîíÿòèå äâèæåíèÿ, êîòîðîå ïîíèìàëîñü êàê ìåõàíè÷åñêîå ïåðåìåùåíèå. Òåëà îáëàäàþò âíóòðåííèì âðîæäåííûì ñâîéñòâîì äâèãàòüñÿ ðàâíîìåðíî è ïðÿìîëèíåéíî, à îòêëîíåíèÿ îò ýòîãî äâèæåíèÿ ñâÿçàíû ñ äåéñòâèåì íà òåëî âíåøíåé ñèëû (èíåðöèè). Åäèíñòâåííîé ôîðìîé äâèæåíèÿ ÿâëÿåòñÿ ìåõàíè÷åñêîå äâèæåíèå, ò.å. èçìåíåíèå ïîëîæåíèÿ òåëà â ïðîñòðàíñòâå ñ òå÷åíèåì âðåìåíè. Ëþáîå äâèæåíèå ìîæíî ïðåäñòàâèòü êàê ñóììó ïðîñòðàíñòâåííûõ ïåðåìåùåíèé. Äâèæåíèå îáúÿñíÿëîñü íà îñíîâå òðåõ çàêîíîâ Íüþòîíà. Âñå ñîñòîÿíèÿ ìåõàíè÷åñêîãî äâèæåíèÿ òåë ïî îòíîøåíèþ êî âðåìåíè îêàçûâàþòñÿ â ïðèíöèïå îäèíàêîâûìè, ïîñêîëüêó âðåìÿ ñ÷èòàåòñÿ îáðàòèìûì. Çàêîíîìåðíîñòè áîëåå âûñîêèõ ôîðì äâèæåíèÿ ìàòåðèè äîëæíû ñâîäèòüñÿ ê çàêîíàì ïðîñòåéøåé åå ôîðìû — ìåõàíè÷åñêîìó äâèæåíèþ. Âñå ìíîãîîáðàçèå âçàèìîäåéñòâèé ìåõàíè÷åñêàÿ êàðòèíà ìèðà ñâîäèëà òîëüêî ê ãðàâèòàöèîííîìó, êîòîðîå îçíà÷àëî íàëè÷èå ñèë ïðèòÿæåíèÿ ìåæäó ëþáûìè òåëàìè; âåëè÷èíà ýòèõ ñèë îïðåäåëÿëàñü çàêîíîì âñåìèðíîãî òÿãîòåíèÿ. Ïîýòîìó, çíàÿ ìàññó îäíîãî òåëà è ñèëó ãðàâèòàöèè, ìîæíî îïðåäåëèòü ìàññó äðóãîãî òåëà. Ãðàâèòàöèîííûå ñèëû ÿâëÿþòñÿ óíèâåðñàëüíûìè, ò.å. îíè äåéñòâóþò âñåãäà è ìåæäó ëþáûìè òåëàìè è ñîîáùàþò ëþáûì òåëàì îäèíàêîâîå óñêîðåíèå. Ðåøàÿ ïðîáëåìó âçàèìîäåéñòâèÿ òåë, Íüþòîí ïðåäëîæèë ïðèíöèï äàëüíîäåéñòâèÿ. Ñîãëàñíî ýòîìó ïðèíöèïó, âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó òåëàìè ïðîèñõîäèò ìãíîâåííî íà ëþáîì ðàññòîÿíèè, áåç ìàòåðèàëüíûõ ïîñðåäíèêîâ, ò.å. ïðîìåæóòî÷íàÿ ñðåäà â ïåðåäà÷å âçàèìîäåéñòâèÿ ó÷àñòèÿ íå ïðèíèìàåò. Êîíöåïöèÿ äàëüíîäåéñòâèÿ òåñíî ñâÿçàíà ñ ïîíèìàíèåì ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè êàê îñîáûõ ñðåä, âìåùàþùèõ âçàèìîäåéñòâóþùèå òåëà. Íüþòîí ïðåäëîæèë êîíöåïöèþ àáñîëþòíîãî ïðîñòðàíñòâà è àáñîëþòíîãî âðåìåíè. Àáñîëþòíîå ïðîñòðàíñòâî ïðåä- 79 ñòàâëÿëîñü áîëüøèì «÷åðíûì ÿùèêîì», óíèâåðñàëüíûì âìåñòèëèùåì âñåõ ìàòåðèàëüíûõ òåë â ïðèðîäå. Íî äàæå åñëè áû âñå ýòè òåëà âäðóã èñ÷åçëè, àáñîëþòíîå ïðîñòðàíñòâî âñå ðàâíî áû îñòàëîñü. Àíàëîãè÷íî, â îáðàçå òåêóùåé ðåêè, ïðåäñòàâëÿëîñü è àáñîëþòíîå âðåìÿ. Îíî ñòàíîâèëîñü óíèâåðñàëüíîé äëèòåëüíîñòüþ âñåõ ïðîöåññîâ âî Âñåëåííîé. È àáñîëþòíîå ïðîñòðàíñòâî, è àáñîëþòíîå âðåìÿ ñóùåñòâóþò ñîâåðøåííî íåçàâèñèìî îò ìàòåðèè. Òàêèì îáðàçîì, ïðîñòðàíñòâî, âðåìÿ è ìàòåðèÿ ïðåäñòàâëÿþò òðè íå çàâèñÿùèõ äðóã îò äðóãà ñóùíîñòè. Òàêèì îáðàçîì, â ñîîòâåòñòâèè ñ ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíîé ìèðà Âñåëåííàÿ ïðåäñòàâëÿëà ñîáîé õîðîøî îòëàæåííûé ìåõàíèçì, äåéñòâóþùèé ïî çàêîíàì ñòðîãîé íåîáõîäèìîñòè, â êîòîðîì âñå ïðåäìåòû è ÿâëåíèÿ ñâÿçàíû ìåæäó ñîáîé æåñòêèìè ïðè÷èííî-ñëåäñòâåííûìè îòíîøåíèÿìè.  òàêîì ìèðå íåò ñëó÷àéíîñòåé, îíà ïîëíîñòüþ èñêëþ÷àëàñü èç êàðòèíû ìèðà. Ñëó÷àéíûì áûëî òîëüêî òî, ïðè÷èí ÷åãî ìû ïîêà íå çíàëè. Íî ïîñêîëüêó ìèð ðàöèîíàëåí, à ÷åëîâåê íàäåëåí ðàçóìîì, òî â êîíöå êîíöîâ îí ìîæåò ïîëó÷èòü ïîëíîå è èñ÷åðïûâàþùåå çíàíèå î áûòèè. Òàêîé æåñòêèé äåòåðìèíèçì íàõîäèë ñâîå âûðàæåíèå â ôîðìå äèíàìè÷åñêèõ çàêîíîâ. Æèçíü è ðàçóì â ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíå ìèðà íå îáëàäàëè íèêàêîé êà÷åñòâåííîé ñïåöèôèêîé. ×åëîâåê â ýòîé êàðòèíå ìèðà ðàññìàòðèâàëñÿ êàê ïðèðîäíîå òåëî â ðÿäó äðóãèõ òåë, è ïîýòîìó îñòàâàëñÿ íåîáúÿñíèìûì â ñâîèõ «íåâåùåñòâåííûõ» êà÷åñòâàõ. Ïîýòîìó ïðèñóòñòâèå ÷åëîâåêà â ìèðå íå ìåíÿëî íè÷åãî. Åñëè áû ÷åëîâåê îäíàæäû èñ÷åç ñ ëèöà çåìëè, ìèð ïðîäîëæàë áû ñóùåñòâîâàòü êàê íè â ÷åì íå áûâàëî. Ïî ñóòè äåëà, êëàññè÷åñêîå åñòåñòâîçíàíèå íå ñòðåìèëîñü ïîñòè÷ü ÷åëîâåêà. Ïîäðàçóìåâàëîñü, ÷òî ìèð ïðèðîäíûé, â êîòîðîì íåò íè÷åãî ÷åëîâå÷åñêîãî, ìîæíî îïèñàòü îáúåêòèâíî, è òàêîå îïèñàíèå áóäåò òî÷íîé êîïèåé ðåàëüíîñòè. Ðàññìîòðåíèå ÷åëîâåêà êàê îäíîãî èç âèíòèêîâ õîðîøî îòëàæåííîé ìàøèíû àâòîìàòè÷åñêè óñòðàíÿëî åãî èç äàííîé êàðòèíû ìèðà. Íà îñíîâå ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà â XVIII — íà÷àëå XIX â. áûëà ðàçðàáîòàíà çåìíàÿ, íåáåñíàÿ è ìîëåêóëÿðíàÿ ìåõàíèêà. Áûñòðûìè òåìïàìè øëî ðàçâèòèå òåõíèêè. Ýòî ïðèâåëî ê àáñîëþòèçàöèè ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà, è îíà ñòàëà ðàññìàòðèâàòüñÿ â êà÷åñòâå óíèâåðñàëüíîé. Ðàçâèòèå ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà áûëî îáóñëîâëåíî â îñíîâíîì ðàçâèòèåì ìåõàíèêè. Óñïåõ ìåõàíèêè Íüþòîíà â çíà÷èòåëüíîé ìåðå ñïîñîáñòâîâàë àáñîëþòèçàöèè íüþòîíîâñêèõ ïðåäñòàâëåíèé, ÷òî âûðàçèëîñü â ïîïûòêàõ ñâåñòè âñå ìíîãîîáðàçèå ÿâëåíèé ïðèðîäû ê ìåõàíè÷åñêîé ôîðìå äâèæåíèÿ ìàòåðèè. Òàêàÿ òî÷êà çðåíèÿ ïîëó÷èëà íàçâàíèå ìåõàíèñòè÷åñêîãî ìàòåðèàëèçìà (ìåõàíèöèçì). Îäíàêî ðàçâèòèå ôèçèêè ïîêàçàëî íåñîñòîÿòåëüíîñòü òàêîé ìåòîäîëîãèè, ïîñêîëüêó îïèñàòü òåïëîâûå, ýëåêòðè÷åñêèå è 80 ìàãíèòíûå ÿâëåíèÿ ñ ïîìîùüþ çàêîíîâ ìåõàíèêè, à òàêæå äâèæåíèå àòîìîâ è ìîëåêóë ýòèõ ôèçè÷åñêèõ ÿâëåíèé îêàçàëîñü íåâîçìîæíî.  ðåçóëüòàòå â XIX â. â ôèçèêå íàñòóïèë êðèçèñ, êîòîðûé ñâèäåòåëüñòâîâàë, ÷òî ôèçèêà íóæäàëàñü â ñóùåñòâåííîì èçìåíåíèè ñâîèõ âçãëÿäîâ íà ìèð. Îöåíèâàÿ ìåõàíè÷åñêóþ êàðòèíó ìèðà êàê îäèí èç ýòàïîâ ðàçâèòèÿ ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà, íåîáõîäèìî èìåòü â âèäó, ÷òî ñ ðàçâèòèåì íàóêè îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà íå áûëè ïðîñòî îòáðîøåíû. Ðàçâèòèå íàóêè ëèøü ðàñêðûëî îòíîñèòåëüíûé õàðàêòåð ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà. Íåñîñòîÿòåëüíîé îêàçàëàñü íå ñàìà ìåõàíè÷åñêàÿ êàðòèíà ìèðà, à åå èñõîäíàÿ ôèëîñîôñêàÿ èäåÿ — ìåõàíèöèçì.  íåäðàõ ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà ñòàëè ñêëàäûâàòüñÿ ýëåìåíòû íîâîé — ýëåêòðîìàãíèòíîé — êàðòèíû ìèðà. 4.3. Ýëåêòðîìàãíèòíàÿ êàðòèíà ìèðàÍà ïðîòÿæåíèè XIX â. ïðîäîëæàëèñü ïîïûòêè îáúÿñíèòü ýëåêòðîìàãíèòíûå ÿâëåíèÿ â ðàìêàõ ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà. Íî ýòî îêàçàëîñü íåâîçìîæíûì: ýëåêòðîìàãíèòíûå ÿâëåíèÿ ñëèøêîì îòëè÷àëèñü îò ìåõàíè÷åñêèõ ïðîöåññîâ. Íàèáîëüøèé âêëàä â ôîðìèðîâàíèå ýëåêòðîìàãíèòíîé êàðòèíû ìèðà âíåñëè ðàáîòû Ì. Ôà-ðàäåÿ è Äæ. Ìàêñâåëëà. Ïîñëå ñîçäàíèÿ Ìàêñâåëëîì òåîðèè ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ ñòàëî âîçìîæíûì ãîâîðèòü î ïîÿâëåíèè ýëåêòðîìàãíèòíîé êàðòèíû ìèðà. Ñâîþ òåîðèþ Ìàêñâåëë ðàçðàáîòàë íà îñíîâå îòêðûòîãî Ôàðà-äååì ÿâëåíèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîé èíäóêöèè. Ïðîâîäÿ ýêñïåðèìåíòû ñ ìàãíèòíîé ñòðåëêîé, ñòðåìÿñü îáúÿñíèòü ïðèðîäó ýëåêòðè÷åñêèõ è ìàãíèòíûõ ÿâëåíèé, Ôàðàäåé ïðèøåë ê âûâîäó, ÷òî âðàùåíèå ìàãíèòíîé ñòðåëêè îáóñëîâëåíî íå ýëåêòðè÷åñêèìè çàðÿäàìè, êîòîðûå íàõîäÿòñÿ â ïðîâîäíèêå, à îñîáûì ñîñòîÿíèåì îêðóæàþùåé ñðåäû, êîòîðîå âîçíèêàëî â ìåñòå íàõîæäåíèÿ ìàãíèòíîé ñòðåëêè. Ýòî îçíà÷àëî, ÷òî âî âçàèìîäåéñòâèè òîêà ñ ìàãíèòíîé ñòðåëêîé àêòèâíóþ ðîëü èãðàåò îêðóæàþùàÿ ïðîâîäíèê ñðåäà.  ñâÿçè ñ ýòèì îí ââåë ïîíÿòèå ïîëÿ êàê ìíîæåñòâà ìàãíèòíûõ ñèëîâûõ ëèíèé, ïðîíèçûâàþùèõ ïðîñòðàíñòâî è ñïîñîáíûõ îïðåäåëÿòü è íàïðàâëÿòü (èíäóöèðîâàòü) ýëåêòðè÷åñêèé òîê. Ýòî îòêðûòèå ïðèâåëî Ôà-ðàäåÿ ê ìûñëè î íåîáõîäèìîñòè çàìåíû êîðïóñêóëÿðíûõ ïðåäñòàâëåíèé î ìàòåðèè íîâûìè êîíòèíóàëüíûìè, íåïðåðûâíûìè. Òåîðèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ Ìàêñâåëëà ñâîäèòñÿ ê òîìó, ÷òî èçìåíÿþùååñÿ ìàãíèòíîå ïîëå ñîçäàåò íå òîëüêî â îêðóæàþùèõ òåëàõ, íî è â âàêóóìå âèõðåâîå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå, êîòîðîå, â ñâîþ î÷åðåäü, âûçûâàåò ïîÿâëåíèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Òàê â ôèçèêó áûëà 81 ââåäåíà íîâàÿ ðåàëüíîñòü — ýëåêòðîìàãíèòíîå ïîëå. Òåîðèÿ ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ Ìàêñâåëëà îçíàìåíîâàëà ñîáîé íà÷àëî íîâîãî ýòàïà â ôèçèêå.  ñîîòâåòñòâèè ñ ýòîé òåîðèåé ìèð ñòàë ïðåäñòàâëÿòüñÿ åäèíîé ýëåêòðîäèíàìè÷åñêîé ñèñòåìîé, ïîñòðîåííîé èç ýëåêòðè÷åñêè çàðÿæåííûõ ÷àñòèö, âçàèìîäåéñòâóþùèõ ïîñðåäñòâîì ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ. Âàæíåéøèìè ïîíÿòèÿìè íîâîé òåîðèè ÿâëÿþòñÿ: çàðÿä, êîòîðûé ìîæåò áûòü êàê ïîëîæèòåëüíûì, òàê è îòðèöàòåëüíûì; íàïðÿæåííîñòü ïîëÿ — ñèëà, êîòîðàÿ äåéñòâîâàëà áû íà òåëî, íåñóùåå åäèíè÷íûé çàðÿä, åñëè áû îíî íàõîäèëîñü â ðàññìàòðèâàåìîé òî÷êå. Êîãäà ýëåêòðè÷åñêèå çàðÿäû äâèæóòñÿ äðóã îòíîñèòåëüíî äðóãà, ïîÿâëÿåòñÿ äîïîëíèòåëüíàÿ ìàãíèòíàÿ ñèëà. Ïîýòîìó îáùàÿ ñèëà, îáúåäèíÿþùàÿ ýëåêòðè÷åñêóþ è ìàãíèòíóþ ñèëû, íàçûâàåòñÿ ýëåêòðîìàãíèòíîé. Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî ýëåêòðè÷åñêèå ñèëû (ïîëå) ñîîòâåòñòâóþò ïîêîÿùèìñÿ çàðÿäàì, ìàãíèòíûå ñèëû (ïîëå) — äâèæóùèìñÿ çàðÿäàì. Âñå ìíîãîîáðàçèå ýòèõ ñèë è çàðÿäîâ îïèñûâàåòñÿ ñèñòåìîé óðàâíåíèé êëàññè÷åñêîé ýëåêòðîäèíàìèêè, èçâåñòíûõ êàê óðàâíåíèÿ Ìàêñâåëëà. Ñóùíîñòü óðàâíåíèé êëàññè÷åñêîé ýëåêòðîäèíàìèêè ñâîäèòñÿ ê çàêîíó Êóëîíà, êîòîðûé ïîëíîñòüþ ýêâèâàëåíòåí çàêîíó âñåìèðíîãî òÿãîòåíèÿ Íüþòîíà , à òàêæå ê óòâåðæäåíèÿì î òîì, ÷òî ìàãíèòíûå ñèëîâûå ëèíèè íåïðåðûâíû è íå èìåþò íè íà÷àëà, íè êîíöà; ìàãíèòíûõ çàðÿäîâ íå ñóùåñòâóåò; ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå ñîçäàåòñÿ ïåðåìåííûì ìàãíèòíûì ïîëåì; ìàãíèòíîå ïîëå ìîæåò ñîçäàâàòüñÿ êàê ýëåêòðè÷åñêèì òîêîì, òàê è ïåðåìåííûì ýëåêòðè÷åñêèì ïîëåì. Óðàâíåíèÿ Ìàêñâåëëà çàïèñûâàþòñÿ â òåðìèíàõ òåîðèè ïîëÿ, ÷òî ïîçâîëÿåò åäèíîîáðàçíî îïèñàòü ñòàöèîíàðíûå è íåñòàöèîíàðíûå ýëåêòðîìàãíèòíûå ÿâëåíèÿ, ñâÿçàòü ïðîñòðàíñòâåííûå è âðåìåííûå èçìåíåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî è ìàãíèòíîãî ïîëåé. Ýòè óðàâíåíèÿ èìåþò ðåøåíèÿ, êîòîðûå îïèñûâàþò ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû, ðàñïðîñòðàíÿþùèåñÿ ñî ñêîðîñòüþ ñâåòà. Èç íèõ ìîæíî ïîëó÷èòü ðåøåíèÿ äëÿ ñîâîêóïíîñòè âñåõ âîëí, êîòîðûå ìîãóò ðàñïðîñòðàíÿòüñÿ â ëþáîì íàïðàâëåíèè â ïðîñòðàíñòâå. Òàêèì îáðàçîì, áûëè âûäâèíóòû íîâûå ôèçè÷åñêèå è ôèëîñîôñêèå âçãëÿäû íà ìàòåðèþ, ïðîñòðàíñòâî, âðåìÿ è ñèëû, âî ìíîãîì èçìåíÿâøèå ïðåæíþþ ìåõàíè÷åñêóþ êàðòèíó ìèðà. Ðàçóìååòñÿ, íåëüçÿ ñêàçàòü, ÷òî ýòè èçìåíåíèÿ áûëè êàðäèíàëüíûìè, òàê êàê îíè îñóùåñòâèëèñü â ðàìêàõ êëàññè÷åñêîé íàóêè. Ïîýòîìó íîâóþ ýëåêòðîìàãíèòíóþ êàðòèíó ìèðà ìîæíî ñ÷èòàòü ïðîìåæóòî÷íîé, ñîåäèíÿþùåé â ñåáå êàê íîâûå èäåè, òàê è ñòàðûå ìåõàíèñòè÷åñêèå ïðåäñòàâëåíèÿ î ìèðå. Êàðäèíàëüíî èçìåíèëèñü ëèøü ïðåäñòàâëåíèÿ î ìàòåðèè: êîðïóñêóëÿðíûå èäåè óñòóïèëè ìåñòî êîíòèíóàëüíûì (ïîëåâûì). Îòíûíå ñîâîêóïíîñòü íåäåëèìûõ àòîìîâ ïåðåñòàâàëà áûòü êîíå÷íûì 82 ïðåäåëîì äåëèìîñòè ìàòåðèè.  êà÷åñòâå òàêîâîãî ïðèíèìàëîñü åäèíîå àáñîëþòíî íåïðåðûâíîå áåñêîíå÷íîå ïîëå ñ ñèëîâûìè òî÷å÷íûìè öåíòðàìè — ýëåêòðè÷åñêèìè çàðÿäàìè è âîëíîâûìè äâèæåíèÿìè â íåì. Ñîãëàñíî ýëåêòðîìàãíèòíîé êàðòèíå ìèðà, ìàòåðèÿ ñóùåñòâóåò â äâóõ âèäàõ — âåùåñòâî è ïîëå. Îíè ñòðîãî ðàçäåëåíû, è èõ ïðåâðàùåíèå äðóã â äðóãà íåâîçìîæíî. Ãëàâíûì èç íèõ ÿâëÿåòñÿ ïîëå, à çíà÷èò, îñíîâíûì ñâîéñòâîì ìàòåðèè ÿâëÿåòñÿ íåïðåðûâíîñòü â ïðîòèâîâåñ äèñêðåòíîñòè. Ýëåêòðîìàãíèòíîå ïîëå ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ â âèäå ïîïåðå÷íûõ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí ñî ñêîðîñòüþ ñâåòà, çàõâàòûâàÿ ïîñòîÿííî íîâûå îáëàñòè ïðîñòðàíñòâà. Çàïîëíåíèå ïðîñòðàíñòâà ýëåêòðîìàãíèòíûì ïîëåì íåëüçÿ îïèñàòü íà îñíîâå çàêîíîâ Íüþòîíà, òàê êàê ìåõàíèêà íå ïîíèìàåò ýòîãî ìåõàíèçìà.  ýëåêòðîìàãíåòèçìå èçìåíåíèå îäíîé ñóùíîñòè (ìàãíèòíîãî ïîëÿ) ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ äðóãîé ñóùíîñòè (ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ). Îáå ýòè ñóùíîñòè îáðàçóþò â ñîâîêóïíîñòè ýëåêòðîìàãíèòíîå ïîëå.  ìåõàíèêå æå îäíî ìàòåðèàëüíîå ÿâëåíèå íå çàâèñèò îò èçìåíåíèÿ äðóãîãî, è âìåñòå îíè íå ñîçäàþò åäèíîé ñóùíîñòè. Ðàñøèðèëîñü òàêæå è ïîíÿòèå äâèæåíèÿ. Îíî ñòàëî ïîíèìàòüñÿ íå òîëüêî êàê ïðîñòîå ìåõàíè÷åñêîå ïåðåìåùåíèå, íî è êàê ðàñïðîñòðàíåíèå êîëåáàíèé â ïîëå. Ñîîòâåòñòâåííî çàêîíû ìåõàíèêè Íüþòîíà óñòóïèëè ñâîå ãîñïîäñòâóþùåå ìåñòî çàêîíàì ýëåêòðîäèíàìèêè Ìàêñâåëëà. Íîâàÿ êàðòèíà ìèðà òðåáîâàëà íîâîãî ðåøåíèÿ ïðîáëåìû ôèçè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ. Íüþòîíîâñêèé ïðèíöèï äàëüíîäåéñòâèÿ çàìåíÿëñÿ ôàðàäååâñêèì ïðèíöèïîì áëèçêîäåéñòâèÿ, êîòîðûé óòâåðæäàë, ÷òî ëþáûå âçàèìîäåéñòâèÿ ïåðåäàþòñÿ ïîëåì îò òî÷êè ê òî÷êå íåïðåðûâíî è ñ êîíå÷íîé ñêîðîñòüþ. Êîíöåïöèÿ àáñîëþòíîãî ïðîñòðàíñòâà è àáñîëþòíîãî âðåìåíè Íüþòîíà íå ïîäõîäèëà ê íîâûì ïîëåâûì ïðåäñòàâëåíèÿì î ìàòåðèè, òàê êàê ïîëÿ íå èìåþò ÷åòêî î÷åð÷åííûõ ãðàíèö è ïåðåêðûâàþò äðóã äðóãà. Êðîìå òîãî, ïîëÿ — ýòî àáñîëþòíî íåïðåðûâíàÿ ìàòåðèÿ, ïîýòîìó ïóñòîãî ïðîñòðàíñòâà ïðîñòî íåò. Òàê æå è âðåìÿ äîëæíî áûòü íåðàçðûâíî ñâÿçàíî ñ ïðîöåññàìè, ïðîèñõîäÿùèìè â ïîëå. Áûëî ÿñíî, ÷òî ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ íåëüçÿ ðàññìàòðèâàòü êàê ñàìîñòîÿòåëüíûå, íåçàâèñèìûå îò ìàòåðèè ñóùíîñòè. Íî èíåðöèÿ ìûøëåíèÿ è ñèëà ïðèâû÷êè áûëè ñòîëü âåëèêè, ÷òî åùå äîëãî ó÷åíûå ïðåäïî÷èòàëè âåðèòü â ñóùåñòâîâàíèå àáñîëþòíîãî ïðîñòðàíñòâà è àáñîëþòíîãî âðåìåíè. Ïåðâîíà÷àëüíî â ïîíèìàíèè ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè ýëåêòðîìàãíèòíàÿ êàðòèíà ìèðà èñõîäèëà èç óáåæäåíèÿ, ÷òî àáñîëþòíîå ïóñòîå ïðîñòðàíñòâî çàïîëíåíî ìèðîâûì ýôèðîì. Ñ íåïîäâèæíûì ýôèðîì ó÷åíûå ïûòàëèñü ñâÿçàòü àáñîëþòíóþ ñèñòåìó îòñ÷åòà. Ïðè ýòîì äëÿ îáúÿñíåíèÿ ìíîãèõ ìàòåðèàëüíûõ ÿâëåíèé ýôèðó ïðèõîäèëîñü ïðèïèñûâàòü íåîáû÷íûå ñâîéñòâà, çà÷àñòóþ ïðîòèâîðå÷àùèå äðóã äðóãó. Îäíàêî ñîçäàíèå ñïåöèàëüíîé òåîðèè îòíîñèòåëü- 83 íîñòè âûíóäèëî ó÷åíûõ îòêàçàòüñÿ îò èäåè ýôèðà, ïîñêîëüêó äàííàÿ òåîðèÿ èñõîäèëà èç îòíîñèòåëüíîñòè äëèíû, âðåìåíè è ìàññû, ò.å. èç èõ çàâèñèìîñòè îò ñèñòåìû îòñ÷åòà. Ïîýòîìó ëèøü ê íà÷àëó XX â. àáñîëþòíàÿ êîíöåïöèÿ ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè óñòóïèëà ìåñòî ðåëÿöèîííîé (îòíîñèòåëüíîé) êîíöåïöèè ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè, â ñîîòâåòñòâèè ñ êîòîðîé ïðîñòðàíñòâî, âðåìÿ è ìàòåðèÿ ñóùåñòâóþò òîëüêî âìåñòå, ïîëíîñòüþ çàâèñÿò äðóã îò äðóãà. Ïðè ýòîì ïðîñòðàíñòâî è âðåìÿ ÿâëÿþòñÿ ñâîéñòâàìè ìàòåðèàëüíûõ òåë. Ýëåêòðîìàãíèòíàÿ êàðòèíà ìèðà ïðîèçâåëà íàñòîÿùèé ïåðåâîðîò â ôèçèêå. Îíà áàçèðîâàëàñü íà èäåÿõ íåïðåðûâíîñòè ìàòåðèè, ìàòåðèàëüíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ, íåðàçðûâíîñòè ìàòåðèè è äâèæåíèÿ, ñâÿçè ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè êàê ìåæäó ñîáîé, òàê è ñ äâèæóùåéñÿ ìàòåðèåé. Íîâîå ïîíèìàíèå ñóùíîñòè ìàòåðèè ïîñòàâèëî ó÷åíûõ ïåðåä íåîáõîäèìîñòüþ ïåðåñìîòðà è ïåðåîöåíêè ýòèõ îñíîâîïîëàãàþùèõ êà÷åñòâ ìàòåðèè. Çàêîíû ýëåêòðîäèíàìèêè, êàê è çàêîíû êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêè, âñå åùå îäíîçíà÷íî ïðåäîïðåäåëÿëè ñîáûòèÿ, êîòîðûå îíè îïèñûâàëè, ïîýòîìó ñëó÷àéíîñòü ïûòàëèñü èñêëþ÷èòü èç ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà. Îäíàêî â ñåðåäèíå XIX â. âïåðâûå ïîÿâèëàñü ôóíäàìåíòàëüíàÿ ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ íîâîãî òèïà, êîòîðàÿ îñíîâûâàëàñü íà òåîðèè âåðîÿòíîñòè. Ýòî áûëà êèíåòè÷åñêàÿ òåîðèÿ ãàçîâ, èëè ñòàòèñòè÷åñêàÿ ìåõàíèêà. Ñëó÷àéíîñòü, âåðîÿòíîñòü íàêîíåö-òî íàøëè ñâîå ìåñòî â ôèçèêå è áûëè îòðàæåíû â ôîðìå òàê íàçûâàåìûõ ñòàòèñòè÷åñêèõ çàêîíîâ. Ïðàâäà, ïîêà ôèçèêè íå îñòàâëÿëè íàäåæäû íàéòè çà âåðîÿòíîñòíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè ÷åòêèå îäíîçíà÷íûå çàêîíû, ïîäîáíûå çàêîíàì Íüþòîíà, è ñ÷èòàëè âíîâü ñîçäàííóþ òåîðèþ ïðîìåæóòî÷íûì âàðèàíòîì, âðåìåííîé ìåðîé. Òåì íå ìåíåå, ïðîãðåññ áûë íàëèöî: â ýëåêòðîìàãíèòíóþ êàðòèíó ìèðà âîøëî ïîíÿòèå âåðîÿòíîñòè. Íå ìåíÿëîñü â ýëåêòðîìàãíèòíîé êàðòèíå ìèðà è ïðåäñòàâëåíèå î ìåñòå è ðîëè ÷åëîâåêà âî Âñåëåííîé. Åãî ïîÿâëåíèå ñ÷èòàëîñü ëèøü êàïðèçîì ïðèðîäû. Ýòè âçãëÿäû åùå áîëåå óïðî÷èëèñü ïîñëå ïîÿâëåíèÿ äàðâèíîâñêîé òåîðèè ýâîëþöèè. Èäåè î êà÷åñòâåííîé ñïåöèôèêå æèçíè è ðàçóìà ñ áîëüøèì òðóäîì ïðîêëàäûâàëè ñåáå ïóòü â íàó÷íîì ìèðîâîççðåíèè. Ýëåêòðîìàãíèòíàÿ êàðòèíà ìèðà îáúÿñíèëà áîëüøîé êðóã ôèçè÷åñêèõ ÿâëåíèé, íåïîíÿòíûõ ñ òî÷êè çðåíèÿ ïðåæíåé ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà. Îäíàêî äàëüíåéøåå åå ðàçâèòèå ïîêàçàëî, ÷òî îíà èìååò îãðàíè÷åííûé õàðàêòåð. Ãëàâíàÿ ïðîáëåìà ñîñòîÿëà â òîì, ÷òî êîíòèíóàëüíîå ïîíèìàíèå ìàòåðèè íå ñîãëàñîâûâàëîñü ñ îïûòíûìè ôàêòàìè, ïîäòâåðæäàþùèìè äèñêðåòíîñòü åå ìíîãèõ ñâîéñòâ — çàðÿäà, èçëó÷åíèÿ, äåéñòâèÿ. Îñòàâàëàñü òàêæå íåðåøåííîé ïðîáëåìà ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó ïîëåì è çàðÿäîì, íå óäàâàëîñü îáúÿñíèòü óñòîé÷èâîñòü àòîìîâ è èõ ñïåêòðû, èçëó÷åíèå àáñîëþòíî ÷åðíîãî òåëà. Âñå 84 ýòî ñâèäåòåëüñòâîâàëî îá îòíîñèòåëüíîì õàðàêòåðå ýëåêòðîìàãíèòíîé êàðòèíû ìèðà è íåîáõîäèìîñòè åå çàìåíû íîâîé ôèçè÷åñêîé êàðòèíîé ìèðà. Ïîýòîìó íà ñìåíó åé ïðèøëà íîâàÿ — êâàíòîâî-ïîëåâàÿ — êàðòèíà ìèðà, îáúåäèíèâøàÿ â ñåáå äèñêðåòíîñòü ìåõàíè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà è íåïðåðûâíîñòü ýëåêòðîìàãíèòíîé êàðòèíû ìèðà. 4.4. Êâàíòîâî-ïîëåâàÿ êàðòèíà ìèðàÑîãëàñíî ýëåêòðîìàãíèòíîé êàðòèíå ìèðà îêðóæàþùèé ÷åëîâåêà ìèð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñïëîøíóþ ñðåäó — ïîëå, êîòîðîå ìîæåò èìåòü â ðàçíûõ òî÷êàõ ðàçëè÷íóþ òåìïåðàòóðó, êîíöåíòðèðîâàòü ðàçíûé ýíåðãåòè÷åñêèé ïîòåíöèàë, ïî-ðàçíîìó äâèãàòüñÿ è ò.ä. Ñïëîøíàÿ ñðåäà ìîæåò çàíèìàòü çíà÷èòåëüíûå îáëàñòè ïðîñòðàíñòâà, åå ñâîéñòâà èçìåíÿþòñÿ íåïðåðûâíî, ó íåå íåò ðåçêèõ ãðàíèö. Ýòèìè ñâîéñòâàìè ïîëå îòëè÷àåòñÿ îò ôèçè÷åñêèõ òåë, èìåþùèõ îïðåäåëåííûå è ÷åòêèå ãðàíèöû. Ðàçäåëåíèå ìèðà íà òåëà è ÷àñòèöû ïîëÿ, íà ïîëå è ïðîñòðàíñòâî ÿâëÿåòñÿ ñâèäåòåëüñòâîì ñóùåñòâîâàíèÿ äâóõ êðàéíèõ ñâîéñòâ ìèðà — äèñêðåòíîñòè è íåïðåðûâíîñòè. Äèñêðåòíîñòü (ïðåðûâíîñòü) ìèðà îçíà÷àåò êîíå÷íóþ äåëèìîñòü âñåãî ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííîãî ñòðîåíèÿ íà îòäåëüíûå îãðàíè÷åííûå ïðåäìåòû, ñâîéñòâà è ôîðìû äâèæåíèÿ, òîãäà êàê íåïðåðûâíîñòü (êîíòèíóàëüíîñòü) âûðàæàåò åäèíñòâî, öåëîñòíîñòü è íåäåëèìîñòü îáúåêòà.  ðàìêàõ êëàññè÷åñêîé ôèçèêè äèñêðåòíîñòü è íåïðåðûâíîñòü ìèðà ïåðâîíà÷àëüíî âûñòóïàþò êàê ïðîòèâîïîëîæíûå äðóã äðóãó, îòäåëüíûå è íåçàâèñèìûå, õîòÿ â öåëîì è âçàèìîäîïîëíÿþùèå ñâîéñòâà.  ñîâðåìåííîé ôèçèêå ýòî åäèíñòâî ïðîòèâîïîëîæíîñòåé, äèñêðåòíîãî è íåïðåðûâíîãî íàøëî ñâîå îáîñíîâàíèå â êîíöåïöèè êîðïóñêóëÿðíî-âîëíîâîãî äóàëèçìà.  îñíîâå ñîâðåìåííîé êâàíòîâî-ïîëåâîé êàðòèíû ìèðà ëåæèò íîâàÿ ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ — êâàíòîâàÿ ìåõàíèêà, îïèñûâàþùàÿ ñîñòîÿíèå è äâèæåíèå ìèêðîîáúåêòîâ ìàòåðèàëüíîãî ìèðà. Êâàíòîâîé ìåõàíèêîé íàçûâàþò òåîðèþ, óñòàíàâëèâàþùóþ ñïîñîá îïèñàíèÿ è çàêîíû äâèæåíèÿ ìèêðî÷àñòèö (ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, àòîìîâ, ìîëåêóë, àòîìíûõ ÿäåð) è èõ ñèñòåì, à òàêæå ñâÿçü âåëè÷èí, õàðàêòåðèçóþùèõ ÷àñòèöû è ñèñòåìû, ñ ôèçè÷åñêèìè âåëè÷èíàìè, íåïîñðåäñòâåííî èçìåðÿåìûìè îïûòíûì ïóòåì. Çàêîíû êâàíòîâîé ìåõàíèêè ñîñòàâëÿþò ôóíäàìåíò èçó÷åíèÿ ñòðîåíèÿ âåùåñòâà. Îíè ïîçâîëÿþò âûÿñíèòü ñòðîåíèå àòîìîâ, óñòàíîâèòü ïðèðîäó õèìè÷åñêîé ñâÿçè, îáúÿñíèòü ïåðèîäè÷åñêóþ ñèñòåìó ýëåìåíòîâ, èçó÷èòü ñâîéñòâà ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö. 85 Ïîñêîëüêó ñâîéñòâà ìàêðîñêîïè÷åñêèõ òåë îïðåäåëÿþòñÿ äâèæåíèåì è âçàèìîäåéñòâèåì ÷àñòèö, èç êîòîðûõ îíè ñîñòîÿò, òî çàêîíû êâàíòîâîé ìåõàíèêè ëåæàò â îñíîâå ïîíèìàíèÿ áîëüøèíñòâà ìàêðîñêîïè÷åñêèõ ÿâëåíèé. Íàïðèìåð, êâàíòîâàÿ ìåõàíèêà ïîçâîëèëà îïðåäåëèòü ñòðîåíèå è ïîíÿòü ìíîãèå ñâîéñòâà òâåðäûõ òåë, ïîñëåäîâàòåëüíî îáúÿñíèòü ÿâëåíèÿ ôåððîìàãíåòèçìà, ñâåðõòåêó÷åñòè, ñâåðõïðîâîäèìîñòè, ïîíÿòü ïðèðîäó àñòðîôèçè÷åñêèõ îáúåêòîâ — áåëûõ êàðëèêîâ, íåéòðîííûõ çâåçä, âûÿñíèòü ìåõàíèçì ïðîòåêàíèÿ òåðìîÿäåðíûõ ðåàêöèé íà Ñîëíöå è çâåçäàõ. Ðàçðàáîòêà êâàíòîâîé ìåõàíèêè îòíîñèòñÿ ê íà÷àëó XX â., êîãäà áûëè îáíàðóæåíû ôèçè÷åñêèå ÿâëåíèÿ, ñâèäåòåëüñòâóþùèå î íåïðèìåíèìîñòè ìåõàíèêè Íüþòîíà è êëàññè÷åñêîé ýëåêòðîäèíàìèêè ê ïðîöåññàì âçàèìîäåéñòâèÿ ñâåòà ñ âåùåñòâîì è ïðîöåññàì, ïðîèñõîäÿùèì â àòîìå. Óñòàíîâëåíèå ñâÿçè ìåæäó ýòèìè ãðóïïàìè ÿâëåíèé è ïîïûòêè îáúÿñíèòü èõ íà îñíîâå òåîðèè ïðèâåëè ê îòêðûòèþ çàêîíîâ êâàíòîâîé ìåõàíèêè. Âïåðâûå â íàóêå ïðåäñòàâëåíèÿ î êâàíòå âûñêàçàë â 1900 ã. Ì. Ïëàíê â ïðîöåññå èññëåäîâàíèÿ òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ òåë. Ñâîèìè èññëåäîâàíèÿìè îí ïðîäåìîíñòðèðîâàë, ÷òî èçëó÷åíèå ýíåðãèè ïðîèñõîäèò äèñêðåòíî, îïðåäåëåííûìè ïîðöèÿìè — êâàíòàìè, ýíåðãèÿ êîòîðûõ çàâèñèò îò ÷àñòîòû ñâåòîâîé âîëíû. Ýêñïåðèìåíòû Ïëàíêà ïðèâåëè ê ïðèçíàíèþ äâîéñòâåííîãî õàðàêòåðà ñâåòà, êîòîðûé îáëàäàåò îäíîâðåìåííî è êîðïóñêóëÿðíûìè, è âîëíîâûìè ñâîéñòâàìè, ïðåäñòàâëÿÿ ñîáîé, òàêèì îáðàçîì, äèàëåêòè÷åñêîå åäèíñòâî ýòèõ ïðîòèâîïîëîæíîñòåé. Äèàëåêòèêà, â ÷àñòíîñòè, âûðàæàåòñÿ â òîì, ÷òî ÷åì êîðî÷å äëèíà âîëíû èçëó÷åíèÿ, òåì ÿð÷å ïðîÿâëÿþòñÿ êâàíòîâûå ñâîéñòâà; ÷åì áîëüøå äëèíà âîëíû, òåì ÿð÷å ïðîÿâëÿþòñÿ âîëíîâûå ñâîéñòâà ñâåòà.  1924 ã. ôðàíöóçñêèé ôèçèê Ë. äå Áðîéëü âûäâèíóë ãèïîòåçó, ÷òî êîðïóñêóëÿðíî-âîëíîâîé äóàëèçì èìååò óíèâåðñàëüíûé õàðàêòåð, ò.å. âñå ÷àñòèöû âåùåñòâà îáëàäàþò âîëíîâûìè ñâîéñòâàìè. Ïîçäíåå ýòà èäåÿ áûëà ïîäòâåðæäåíà ýêñïåðèìåíòàëüíî, è ïðèíöèï êîðïóñêóëÿðíî-âîëíîâîãî äóàëèçìà áûë ðàñïðîñòðàíåí íà âñå ïðîöåññû äâèæåíèÿ è âçàèìîäåéñòâèÿ â ìèêðîìèðå.  ÷àñòíîñòè, Í. Áîð ïðèìåíèë èäåþ êâàíòîâàíèÿ ýíåðãèè ê òåîðèè ñòðîåíèÿ àòîìà. Ñîãëàñíî åãî ïðåäñòàâëåíèÿì â öåíòðå àòîìà íàõîäèòñÿ ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííîå ÿäðî, â êîòîðîì ñîñðåäîòî÷åíà ïî÷òè âñÿ ìàññà àòîìà, à âîêðóã ÿäðà âðàùàþòñÿ ïî îðáèòàì îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííûå ýëåêòðîíû. Âðàùàþùèåñÿ ýëåêòðîíû äîëæíû òåðÿòü ÷àñòü ñâîåé ýíåðãèè, ÷òî âëå÷åò çà ñîáîé íåñòàáèëüíîå ñóùåñòâîâàíèå àòîìîâ. Îäíàêî íà ïðàêòèêå àòîìû íå òîëüêî ñóùåñòâóþò, íî è ÿâëÿþòñÿ âåñüìà óñòîé÷èâûìè. Îáúÿñíÿÿ ýòîò âîïðîñ, Áîð ïðåäïîëîæèë, ÷òî ýëåêòðîí, ñîâåðøàÿ äâèæåíèå ïî ñâîåé îðáèòå, íå èñïóñêàåò êâàíòîâ. Èçëó÷åíèå ïðîèñõîäèò ëèøü ïðè ïåðåõîäå ýëåêòðîíà ñ îäíîé îðáèòû íà äðóãóþ, ò.å. ñ îäíîãî óðîâíÿ ýíåð- 86 ãàè íà äðóãîé, ñ ìåíüøåé ýíåðãèåé.  ìîìåíò ïåðåõîäà è ðîæäàåòñÿ êâàíò èçëó÷åíèÿ.  ñîîòâåòñòâèè ñ êâàíòîâî-ïîëåâîé êàðòèíîé ìèðà ëþáîé ìèêðîîáúåêò, îáëàäàÿ âîëíîâûìè è êîðïóñêóëÿðíûìè ñâîéñòâàìè, íå èìååò îïðåäåëåííîé òðàåêòîðèè äâèæåíèÿ è íå ìîæåò èìåòü îïðåäåëåííûõ êîîðäèíàò è ñêîðîñòè (èìïóëüñà). Ýòî ìîæíî ñäåëàòü òîëüêî ÷åðåç îïðåäåëåíèå âîëíîâîé ôóíêöèè â äàííûé ìîìåíò, à ïîòîì íàéòè åãî âîëíîâóþ ôóíêöèþ â ëþáîé äðóãîé ìîìåíò. Êâàäðàò ìîäóëÿ äàåò âåðîÿòíîñòü íàõîæäåíèÿ ÷àñòèöû â äàííîé òî÷êå ïðîñòðàíñòâà. Êðîìå òîãî, îòíîñèòåëüíîñòü ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè â äàííîé êàðòèíå ìèðà ïðèâîäèò ê íåîïðåäåëåííîñòè êîîðäèíàò è ñêîðîñòè â äàííûé ìîìåíò, ê îòñóòñòâèþ òðàåêòîðèè äâèæåíèÿ ìèêðîîáúåêòà. È åñëè â êëàññè÷åñêîé ôèçèêå âåðîÿòíîñòíûì çàêîíàì ïîä÷èíÿëîñü ïîâåäåíèå áîëüøîãî ÷èñëà ÷àñòèö, òî â êâàíòîâîé ìåõàíèêå ïîâåäåíèå êàæäîé ìèêðî÷àñòèöû ïîä÷èíÿåòñÿ íå äèíàìè÷åñêèì, à ñòàòèñòè÷åñêèì çàêîíàì. Òàêèì îáðàçîì, ìàòåðèÿ äâóëèêà: îíà îáëàäàåò è êîðïóñêóëÿðíûìè, è âîëíîâûìè ñâîéñòâàìè, êîòîðûå ïðîÿâëÿþòñÿ â çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé. Îòñþäà îáùàÿ êàðòèíà ðåàëüíîñòè â êâàíòîâî-ïîëåâîé êàðòèíå ìèðà ñòàíîâèòñÿ êàê áû äâóïëàíîâîé: ñ îäíîé ñòîðîíû, â íåå âõîäÿò õàðàêòåðèñòèêè èññëåäóåìîãî îáúåêòà, à ñ äðóãîé — óñëîâèÿ íàáëþäåíèÿ, îò êîòîðûõ çàâèñèò îïðåäåëåííîñòü ýòèõ õàðàêòåðèñòèê. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî êàðòèíà ðåàëüíîñòè â ñîâðåìåííîé ôèçèêå ÿâëÿåòñÿ íå òîëüêî êàðòèíîé îáúåêòà, íî è êàðòèíîé ïðîöåññà åãî ïîçíàíèÿ. Èòàê, óøëè â ïðîøëîå ïðåäñòàâëåíèÿ î íåèçìåííîñòè ìàòåðèè è âîçìîæíîñòè äîñòè÷ü êîíå÷íîãî ïðåäåëà åå äåëèìîñòè. Ñåãîäíÿ ìû ðàññìàòðèâàåì ìàòåðèþ ñ òî÷êè çðåíèÿ êîðïóñêóëÿðíî-âîëíîâîãî äóàëèçìà. Îäíîé èç îñíîâíûõ îñîáåííîñòåé ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ÿâëÿåòñÿ èõ óíèâåðñàëüíàÿ âçàèìîïðåâðàùàåìîñòü è âçàèìîçàâèñèìîñòü.  ñîâðåìåííîé ôèçèêå îñíîâíûì ìàòåðèàëüíûì îáúåêòîì ÿâëÿåòñÿ êâàíòîâîå ïîëå, ïåðåõîä åãî èç îäíîãî ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå ìåíÿåò ÷èñëî ÷àñòèö. Êàðäèíàëüíî ìåíÿåòñÿ ïðåäñòàâëåíèå î äâèæåíèè, êîòîðîå ñòàíîâèòñÿ ëèøü ÷àñòíûì ñëó÷àåì ôóíäàìåíòàëüíûõ ôèçè÷åñêèõ âçàèìîäåéñòâèé. Èçâåñòíî ÷åòûðå âèäà ôóíäàìåíòàëüíûõ ôèçè÷åñêèõ âçàèìîäåéñòâèé: ãðàâèòàöèîííîå, ýëåêòðîìàãíèòíîå, ñèëüíîå è ñëàáîå. Âñå îíè îïèñûâàþòñÿ íà îñíîâå ñîâðåìåííîãî ïðèíöèïà áëèçêîäåéñòâèÿ.  ñîîòâåòñòâèè ñ íèì âçàèìîäåéñòâèå êàæäîãî òèïà ïåðåäàåòñÿ ñîîòâåòñòâóþùèì ïîëåì îò òî÷êè ê òî÷êå. Ïðè ýòîì ñêîðîñòü ïåðåäà÷è âçàèìîäåéñòâèÿ âñåãäà êîíå÷íà è íå ìîæåò ïðåâûøàòü ñêîðîñòè ñâåòà â âàêóóìå (300 000 êì/ñ). Îêîí÷àòåëüíî óòâåðæäàþòñÿ ïðåäñòàâëåíèÿ îá îòíîñèòåëüíîñòè ïðîñòðàíñòâà è âðåìåíè, èõ çàâèñèìîñòè îò ìàòåðèè. Ïðîñòðàíñòâî 87 è âðåìÿ ïåðåñòàþò áûòü íåçàâèñèìûìè äðóã îò äðóãà è ñîãëàñíî òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè ñëèâàþòñÿ â åäèíîì ÷åòûðåõìåðíîì ïðîñòðàíñòâå-âðåìåíè, êîòîðîå íå ñóùåñòâóåò âíå ìàòåðèàëüíûõ òåë. Ñïåöèôèêîé êâàíòîâî-ïîëåâûõ ïðåäñòàâëåíèé î çàêîíîìåðíîñòè è ïðè÷èííîñòè ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî îíè âñåãäà âûñòóïàþò â âåðîÿòíîñòíîé ôîðìå, â âèäå òàê íàçûâàåìûõ ñòàòèñòè÷åñêèõ çàêîíîâ. Îíè ñîîòâåòñòâóþò áîëåå ãëóáîêîìó óðîâíþ ïîçíàíèÿ ïðèðîäíûõ çàêîíîìåðíîñòåé. Òàêèì îáðàçîì, îêàçàëîñü, ÷òî â îñíîâå íàøåãî ìèðà ëåæèò ñëó÷àéíîñòü, âåðîÿòíîñòü. Òàêæå íîâàÿ êàðòèíà ìèðà âïåðâûå âêëþ÷èëà â ñåáÿ íàáëþäàòåëÿ, îò ïðèñóòñòâèÿ êîòîðîãî çàâèñåëè ïîëó÷àåìûå ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé. Áîëåå òîãî, áûë ñôîðìóëèðîâàí òàê íàçûâàåìûé àíòðîïíûè ïðèíöèï, êîòîðûé óòâåðæäàåò, ÷òî íàø ìèð òàêîâ, êàêîâ îí åñòü, òîëüêî áëàãîäàðÿ ñóùåñòâîâàíèþ ÷åëîâåêà. Îòíûíå ïîÿâëåíèå ÷åëîâåêà ñ÷èòàåòñÿ çàêîíîìåðíûì ðåçóëüòàòîì ýâîëþöèè Âñåëåííîé. 4.5. Ñîîòíîøåíèå äèíàìè÷åñêèõ è ñòàòèñòè÷åñêèõ çàêîíîâÂñå ïîëîæåíèÿ ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà òåñíî ñâÿçûâàþò ôèçèêó ñ ôèëîñîôèåé. Íî îäíî èç íèõ ïðÿìî âõîäèò â ôèëîñîôñêèå îñíîâàíèÿ íàóêè — ýòî ïîëîæåíèå î ôîðìå ôèçè÷åñêèõ çàêîíîâ, îòðàæàþùèõ ïðè÷èííî-ñëåäñòâåííûå ñâÿçè, ñóùåñòâóþùèå â ïðèðîäå. Íàóêà èñõîäèò èç ïðèçíàíèÿ òîãî, ÷òî âñå ñóùåñòâóþùåå â ìèðå âîçíèêàåò è óíè÷òîæàåòñÿ çàêîíîìåðíî, â ðåçóëüòàòå äåéñòâèÿ îïðåäåëåííûõ ïðè÷èí, ÷òî âñå ïðèðîäíûå, ñîöèàëüíûå è ïñèõè÷åñêèå ÿâëåíèÿ ñâÿçàíû ìåæäó ñîáîé ïðè÷èííî-ñëåäñòâåííûìè ñâÿçÿìè, à áåñïðè÷èííûõ ÿâëåíèé íå áûâàåò. Òàêàÿ ïîçèöèÿ íàçûâàåòñÿ äåòåðìèíèçìîì â ïðîòèâîïîëîæíîñòü èíäåòåðìèíèçìó, îòðèöàþùåìó îáúåêòèâíóþ ïðè÷èííóþ îáóñëîâëåííîñòü ÿâëåíèé ïðèðîäû, îáùåñòâà è ÷åëîâå÷åñêîé ïñèõèêè.  ñîâðåìåííîé ôèçèêå èäåÿ äåòåðìèíèçìà âûðàæàåòñÿ â ïðèçíàíèè ñóùåñòâîâàíèÿ îáúåêòèâíûõ ôèçè÷åñêèõ çàêîíîìåðíîñòåé. Îòêðûòèå ýòèõ çàêîíîìåðíîñòåé — ñóùåñòâåííûõ, ïîâòîðÿþùèõñÿ ñâÿçåé ìåæäó ïðåäìåòàìè è ÿâëåíèÿìè — çàäà÷à íàóêè, òàê æå êàê è ôîðìóëèðîâàíèå èõ â âèäå çàêîíîâ íàóêè, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ íàøèì çíàíèåì î ïðèðîäíûõ çàêîíîìåðíîñòÿõ. Íèêàêîå íàó÷íîå çíàíèå, íèêàêàÿ íàó÷íàÿ òåîðèÿ íå ìîãóò îòðàçèòü îêðóæàþùèé ìèð, åãî îòäåëüíûå ôðàãìåíòû ïîëíîñòüþ, áåç óïðîùåíèé è îãðóáëåíèé äåéñòâèòåëüíîñòè. Òî æå ñàìîå êàñàåòñÿ è çàêîíîâ íàóêè. Îíè ìîãóò ëèøü â áîëüøåé èëè ìåíüøåé ñòåïåíè ïðèáëèæàòüñÿ ê àäåêâàòíîìó îòîáðàæåíèþ îáúåêòèâíûõ çàêîíîìåðíîñòåé, íî èñêàæåíèÿ â õîäå ýòîãî ïðîöåññà íåèçáåæíû. Ïîýòî- 88 ìó äëÿ íàóêè î÷åíü âàæíî, êàêóþ ôîðìó èìåþò åå çàêîíû, íàñêîëüêî îíè ñîîòâåòñòâóþò ïðèðîäíûì çàêîíîìåðíîñòÿì. Ôèçèêà çíàåò äâà òèïà ôèçè÷åñêèõ çàêîíîâ (òåîðèé) — äèíàìè÷åñêèå è ñòàòèñòè÷åñêèå. Äèíàìè÷åñêèé çàêîí — ýòî ôèçè÷åñêèé çàêîí, îòîáðàæàþùèé îáúåêòèâíóþ çàêîíîìåðíîñòü â ôîðìå îäíîçíà÷íîé ñâÿçè ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí, âûðàæàåìûõ êîëè÷åñòâåííî. Äèíàìè÷åñêîé òåîðèåé ÿâëÿåòñÿ ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ, ïðåäñòàâëÿþùàÿ ñîâîêóïíîñòü äèíàìè÷åñêèõ çàêîíîâ. Èñòîðè÷åñêè ïåðâîé è íàèáîëåå ïðîñòîé òåîðèåé òàêîãî ðîäà ÿâèëàñü êëàññè÷åñêàÿ ìåõàíèêà Íüþòîíà. Äîëãîå âðåìÿ ñ÷èòàëîñü, ÷òî íèêàêèõ äðóãèõ çàêîíîâ, êðîìå äèíàìè÷åñêèõ, íå ñóùåñòâóåò. Ýòî áûëî ñâÿçàíî ñ óñòàíîâêîé êëàññè÷åñêîé íàóêè íà ìåõàíèñòè÷íîñòü è ìåòàôèçè÷íîñòü, ñî ñòðåìëåíèåì ïîñòðîèòü ëþáûå íàó÷íûå òåîðèè ïî îáðàçöó ìåõàíèêè Íüþòîíà. Åñëè êàêèå-ëèáî îáúåêòèâíûå ïðîöåññû è çàêîíîìåðíîñòè íå âïèñûâàëèñü â ïðåäóñìîòðåííûå äèíàìè÷åñêèìè çàêîíàìè ðàìêè, ñ÷èòàëîñü, ÷òî ìû ïðîñòî íå çíàåì èõ ïðè÷èí, îäíàêî ñ òå÷åíèåì âðåìåíè ýòî çíàíèå áóäåò ïîëó÷åíî. Òàêàÿ ïîçèöèÿ, ñâÿçàííàÿ ñ îòðèöàíèåì ñëó÷àéíîñòåé ëþáîãî ðîäà, ñ àáñîëþòèçàöèåé äèíàìè÷åñêèõ çàêîíîìåðíîñòåé è çàêîíîâ, íàçûâàåòñÿ ìåõàíè÷åñêèì äåòåðìèíèçìîì. Ôîðìóëèðîâàíèå ýòîãî òðåáîâàíèÿ â æåñòêîé ôîðìå îáû÷íî ñâÿçûâàþò ñ èìåíåì Ï. Ëàïëàñà, êîòîðûé çàÿâëÿë, ÷òî åñëè áû íàøåëñÿ äîñòàòî÷íî îáøèðíûé óì, êîòîðîìó áûëè áû èçâåñòíû äëÿ ëþáîãî äàííîãî ìîìåíòà âñå ñèëû, äåéñòâóþùèå íà âñå òåëà Âñåëåííîé (îò ñàìûõ áîëüøèõ åå òåë äî ìåëü÷àéøèõ àòîìîâ), à òàêæå èõ ìåñòîïîëîæåíèå, åñëè áû îí ñìîã ïðîàíàëèçèðîâàòü ýòè äàííûå â åäèíîé ôîðìóëå äâèæåíèÿ, òî íå îñòàëîñü áû íè÷åãî, ÷òî áûëî áû íåäîñòîâåðíûì, è åìó áûëî áû îòêðûòî êàê ïðîøëîå, òàê è áóäóùåå Âñåëåííîé.  ñåðåäèíå XIX â. â ôèçèêå áûëè ñôîðìóëèðîâàíû çàêîíû, ïðåäñêàçàíèÿ êîòîðûõ íå ÿâëÿþòñÿ îïðåäåëåííûìè, à òîëüêî âåðîÿòíûìè. Îíè ïîëó÷èëè íàçâàíèå ñòàòèñòè÷åñêèõ çàêîíîâ. Òàê, â 1859 ã. áûëà äîêàçàíà íåñîñòîÿòåëüíîñòü ïîçèöèè ìåõàíè÷åñêîãî äåòåðìèíèçìà: Ìàêñâåëë ïðè ïîñòðîåíèè ñòàòèñòè÷åñêîé ìåõàíèêè èñïîëüçîâàë çàêîíû íîâîãî òèïà è ââåë â ôèçèêó ïîíÿòèå âåðîÿòíîñòè. Ýòî ïîíÿòèå áûëî âûðàáîòàíî ðàíåå ìàòåìàòèêîé ïðè àíàëèçå ñëó÷àéíûõ ÿâëåíèé. Ïðè áðîñàíèè èãðàëüíîé êîñòè, êàê ìû çíàåì, ìîæåò âûïàñòü ëþáîå ÷èñëî î÷êîâ îò 1 äî 6. Ïðåäñêàçàòü, êàêîå ÷èñëî î÷êîâ âûïà- 89 äåò ïðè äàííîì áðîñêå êîñòè, íåëüçÿ. Ìû ìîæåì ïîäñ÷èòàòü ëèøü âåðîÿòíîñòü âûïàäåíèÿ ëþáîãî ÷èñëà î÷êîâ.  äàííîì ñëó÷àå îíà áóäåò ðàâíà 1/6. Ýòà âåðîÿòíîñòü èìååò îáúåêòèâíûé õàðàêòåð, òàê êàê âûðàæàåò îáúåêòèâíûå îòíîøåíèÿ ðåàëüíîñòè. Äåéñòâèòåëüíî, åñëè ìû áðîñèì êîñòü, òî êàêàÿ-òî ñòîðîíà ñ îïðåäåëåííûì ÷èñëîì î÷êîâ âûïàäåò îáÿçàòåëüíî. Ýòî òàêàÿ æå ñòðîãàÿ ïðè÷èííî-ñëåäñòâåííàÿ ñâÿçü, êàê è òà, ÷òî îòðàæàåòñÿ äèíàìè÷åñêèìè çàêîíàìè, íî îíà èìååò äðóãóþ ôîðìó, òàê êàê ïîêàçûâàåò âåðîÿòíîñòü, à íå îäíîçíà÷íîñòü ñîáûòèÿ. Ïðîáëåìà â òîì, ÷òî äëÿ îáíàðóæåíèÿ òàêîãî ðîäà çàêîíîìåðíîñòåé îáû÷íî òðåáóåòñÿ íå åäèíè÷íîå ñîáûòèå, à öèêë ñîáûòèé, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ìû ìîæåì ïîëó÷èòü ñòàòèñòè÷åñêèå ñðåäíèå çíà÷åíèÿ. Òàê, åñëè áðîñèòü êîñòü 300 ðàç, òî ñðåäíåå ÷èñëî âûïàäåíèÿ ëþáîãî çíà÷åíèÿ áóäåò ðàâíî 300 • 1/6 = 50 ðàç. Ïðè ýòîì ñîâåðøåííî áåçðàçëè÷íî, áðîñàòü îäíó è òó æå êîñòü èëè îäíîâðåìåííî áðîñèòü 300 îäèíàêîâûõ êîñòåé. Íåñîìíåííî, ÷òî ïîâåäåíèå ãàçîâûõ ìîëåêóë â ñîñóäå — ãîðàçäî áîëåå ñëîæíûé ïðîöåññ. Íî è çäåñü ìîæíî îáíàðóæèòü îïðåäåëåííûå êîëè÷åñòâåííûå çàêîíîìåðíîñòè, ïîçâîëÿþùèå âû÷èñëèòü ñòàòèñòè÷åñêèå ñðåäíèå çíà÷åíèÿ. Ìàêñâåëëó óäàëîñü ðåøèòü ýòó çàäà÷ó è ïîêàçàòü, ÷òî ñëó÷àéíîå ïîâåäåíèå îòäåëüíûõ ìîëåêóë ïîä÷èíåíî îïðåäåëåííîìó ñòàòèñòè÷åñêîìó (âåðîÿòíîñòíîìó) çàêîíó. Ñòàòèñòè÷åñêèå çàêîíû, â îòëè÷èå îò äèíàìè÷åñêèõ, îòðàæàþò îäíîçíà÷íóþ ñâÿçü íå ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí, à èõ ñòàòèñòè÷åñêèõ ðàñïðåäåëåíèé. Íî ýòî òàêîé æå îäíîçíà÷íûé ðåçóëüòàò, êàê è â äèíàìè÷åñêèõ òåîðèÿõ. Âåäü ñòàòèñòè÷åñêèå òåîðèè, êàê è äèíàìè÷åñêèå, âûðàæàþò íåîáõîäèìûå ñâÿçè â ïðèðîäå, à îíè íå ìîãóò áûòü âûðàæåíû èíà÷å, ÷åì ÷åðåç îäíîçíà÷íóþ ñâÿçü ñîñòîÿíèé. Ðàçëè÷àåòñÿ òîëüêî ñïîñîá ôèêñàöèè ýòèõ ñîñòîÿíèé. Íà óðîâíå ñòàòèñòè÷åñêèõ çàêîíîâ è çàêîíîìåðíîñòåé ìû òàêæå ñòàëêèâàåìñÿ ñ ïðè÷èííîñòüþ. Íî ýòî èíàÿ, áîëåå ãëóáîêàÿ ôîðìà äåòåðìèíèçìà.  îòëè÷èå îò æåñòêîãî êëàññè÷åñêîãî äåòåðìèíèçìà, îí ìîæåò áûòü íàçâàí âåðîÿòíîñòíûì (ñîâðåìåííûì) äåòåðìèíèçìîì. Ýòè çàêîíû ìåíüøå îãðóáëÿþò äåéñòâèòåëüíîñòü. Ïîýòîìó îíè ñïîñîáíû ó÷èòûâàòü è îòðàæàòü òå ñëó÷àéíîñòè, êîòîðûå ïðîèñõîäÿò â ìèðå. Ñðàçó æå ïîñëå ïîÿâëåíèÿ â ôèçèêå ïîíÿòèÿ ñòàòèñòè÷åñêîãî çàêîíà âîçíèêëà ïðîáëåìà ñóùåñòâîâàíèÿ ñòàòèñòè÷åñêèõ çàêîíîìåðíîñòåé è èõ ñîîòíîøåíèÿ ñ äèíàìè÷åñêèìè çàêîíàìè è çàêîíîìåðíîñòÿìè. Ñ ðàçâèòèåì íàóêè ïîäõîä ê ýòîé ïðîáëåìå è äàæå åå ïîñòàíîâêà ìåíÿëèñü. Ïåðâîíà÷àëüíî íèêàêèõ ñîìíåíèé â ïðåèìóùåñòâå äèíàìè÷åñêèõ çàêîíîâ ïåðåä ñòàòèñòè÷åñêèìè íå áûëî. Îíè ñ÷èòàëèñü âðåìåííîé ìåðîé, êîòîðîé ìîæíî ïîëüçîâàòüñÿ äî îòêðûòèÿ ñîîòâåòñòâóþùèõ äèíàìè÷åñêèõ çàêîíîâ. 90 Ê íà÷àëó XX â. ñòàëî î÷åâèäíî, ÷òî íåëüçÿ îòðèöàòü ðîëü ñòàòèñòè÷åñêèõ çàêîíîâ â îïèñàíèè ôèçè÷åñêèõ ÿâëåíèé. Äåëî â òîì, ÷òî ïîÿâëÿëîñü âñå áîëüøå ñòàòèñòè÷åñêèõ òåîðèé, à âñå òåîðåòè÷åñêèå ðàñ÷åòû, ïðîâåäåííûå â ðàìêàõ ýòèõ òåîðèé, ïîëíîñòüþ ïîäòâåðæäàëèñü ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äàííûìè. Ðåçóëüòàòîì ñòàëî âûäâèæåíèå òåîðèè ðàâíîïðàâèÿ äèíàìè÷åñêèõ è ñòàòèñòè÷åñêèõ çàêîíîâ. Òå è äðóãèå çàêîíû ðàññìàòðèâàëèñü êàê ðàâíîïðàâíûå, íî îòíîñÿùèåñÿ ê ðàçëè÷íûì ÿâëåíèÿì. Ñ÷èòàëîñü, ÷òî êàæäûé òèï çàêîíà èìååò ñâîþ ñôåðó ïðèìåíåíèÿ, ÷òî îíè íå ñâîäÿòñÿ äðóã ê äðóãó, à âçàèìíî äîïîëíÿþò äðóã äðóãà. Îáû÷íî ãîâîðèëè, ÷òî èíäèâèäóàëüíûå îáúåêòû, ïðîñòåéøèå ôîðìû äâèæåíèÿ äîëæíû îïèñûâàòüñÿ ñ ïîìîùüþ äèíàìè÷åñêèõ çàêîíîâ, à áîëüøàÿ ñîâîêóïíîñòü ýòèõ æå îáúåêòîâ, âûñøèå, áîëåå ñëîæíûå ôîðìû äâèæåíèÿ — ñ ïîìîùüþ ñòàòèñòè÷åñêèõ çàêîíîâ. Ñîîòíîøåíèå òàêèõ òåîðèé, êàê òåðìîäèíàìèêà è ñòàòèñòè÷åñêàÿ ìåõàíèêà, ýëåêòðîäèíàìèêà Ìàêñâåëëà è ýëåêòðîííàÿ òåîðèÿ Ëîðåíöà, êàçàëîñü, ïîäòâåðæäàëî ýòî. Ñèòóàöèÿ â íàóêå êàðäèíàëüíî èçìåíèëàñü ïîñëå âîçíèêíîâåíèÿ è ðàçâèòèÿ êâàíòîâîé òåîðèè. Îíà ïðèâåëà ê ïåðåñìîòðó âñåõ ïðåäñòàâëåíèé î ðîëè äèíàìè÷åñêèõ è ñòàòèñòè÷åñêèõ çàêîíîâ â îòîáðàæåíèè çàêîíîìåðíîñòåé ïðèðîäû. Áûë îáíàðóæåí ñòàòèñòè÷åñêèé õàðàêòåð ïîâåäåíèÿ îòäåëüíûõ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, íèêàêèõ äèíàìè÷åñêèõ çàêîíîâ â êâàíòîâîé ìåõàíèêå îòêðûòü íå óäàëîñü. Òàêèì îáðàçîì, ñåãîäíÿ áîëüøèíñòâî ó÷åíûõ ðàññìàòðèâàþò ñòàòèñòè÷åñêèå çàêîíû êàê íàèáîëåå ãëóáîêóþ, íàèáîëåå îáùóþ ôîðìó îïèñàíèÿ âñåõ ôèçè÷åñêèõ çàêîíîìåðíîñòåé. Ïîñëå ñîçäàíèÿ êâàíòîâîé ìåõàíèêè ìîæíî ñ ïîëíûì îñíîâàíèåì óòâåðæäàòü, ÷òî äèíàìè÷åñêèå çàêîíû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ïåðâûé, íèçøèé ýòàï â ïîçíàíèè îêðóæàþùåãî ìèðà. Ñòàòèñòè÷åñêèå çàêîíû áîëåå ïîëíî îòðàæàþò îáúåêòèâíûå ñâÿçè â ïðèðîäå, ÿâëÿÿñü áîëåå âûñîêîé ñòóïåíüþ ïîçíàíèÿ. Íà ïðîòÿæåíèè âñåé èñòîðèè ðàçâèòèÿ íàóêè ìû âèäèì, êàê ïåðâîíà÷àëüíî âîçíèêøèå äèíàìè÷åñêèå òåîðèè, îõâàòûâàþùèå îïðåäåëåííûé êðóã ÿâëåíèé, ñìåíÿþòñÿ ïî ìåðå ðàçâèòèÿ íàóêè ñòàòèñòè÷åñêèìè òåîðèÿìè, îïèñûâàþùèìè òîò æå êðóã âîïðîñîâ ñ íîâîé, áîëåå ãëóáîêîé òî÷êè çðåíèÿ. Òîëüêî îíè ñïîñîáíû îòðàçèòü ñëó÷àéíîñòü è âåðîÿòíîñòü, èãðàþùèå îãðîìíóþ ðîëü â îêðóæàþùåì íàñ ìèðå. Òîëüêî îíè ñîîòâåòñòâóþò ñîâðåìåííîìó (âåðîÿòíîñòíîìó) äåòåðìèíèçìó. 4.6. Ïðèíöèïû ñîâðåìåííîé ôèçèêèÂàæíîé ÷àñòüþ ñîâðåìåííîé ôèçè÷åñêîé êàðòèíû ìèðà ÿâëÿþòñÿ ïðèíöèïû ñîâðåìåííîé ôèçèêè — íàèáîëåå îáùèå çàêîíû, 91 âëèÿíèå êîòîðûõ ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ íà âñå ôèçè÷åñêèå ïðîöåññû, âñå ôîðìû äâèæåíèÿ ìàòåðèè. Ïðèíöèï ñèììåòðèè òîé èëè èíîé ñòåïåíè ïðåäñòàâëåíèå î ñèììåòðèè åñòü ó âñåõ ëþäåé, òàê êàê ýòèì ñâîéñòâîì îáëàäàþò ñàìûå ðàçíûå ïðåäìåòû, èãðàþùèå âàæíóþ ðîëü â ïîâñåäíåâíîé æèçíè. Îáû÷íî ïîä ñèììåòðèåé (îò ãðå÷. symmetria — ñîðàçìåðíîñòü) ïîíèìàþò îäíîðîäíîñòü, ïðîïîðöèîíàëüíîñòü, ãàðìîíèþ êàêèõ-ëèáî ìàòåðèàëüíûõ îáúåêòîâ. Íàãëÿäíûõ, êëàññè÷åñêèõ ñèììåòðèé èçâåñòíî äîâîëüíî ìíîãî. Ìíîãèì òâîðåíèÿì ÷åëîâå÷åñêèõ ðóê â ñèëó ñàìûõ ðàçíûõ ïðè÷èí ïðèäàåòñÿ ñèììåòðè÷íàÿ ôîðìà. Ñèììåòðè÷íû ìÿ÷è, ìíîãèå çäàíèÿ è ñîîðóæåíèÿ, ïðîèçâåäåíèÿ èñêóññòâà. Òàêæå ñèììåòðè÷íû ìíîãèå ÷åëîâå÷åñêèå äåéñòâèÿ. Ñèììåòðèþ ìîæíî îáíàðóæèòü â æèâîïèñè, ìóçûêå, ïîýçèè, òàíöå.  èçîáèëèè ñèììåòðèè âñòðå÷àþòñÿ â ïðèðîäå (ñíåæèíêà, äîæäåâàÿ êàïëÿ, ðàçëè÷íûå êðèñòàëëû è ò.ä.). Âñå íàçâàííûå íàìè òèïû ñèììåòðèè ñâÿçàíû ñ ïðåäñòàâëåíèÿìè î ñòðóêòóðå ïðåäìåòîâ, êîòîðàÿ íå ìåíÿåòñÿ ïðè ïðîâåäåíèè íåêîòîðûõ ïðåîáðàçîâàíèé. Äîëãîå âðåìÿ ýòî áûëè åäèíñòâåííûå ñèììåòðèè, èçâåñòíûå â íàóêå. Íî ïîñòåïåííî áûëî îñîçíàíî, ÷òî ñèììåòðèè ìîãóò áûòü íå òîëüêî íàãëÿäíûìè, ñâÿçàííûìè ñ ãåîìåòðè÷åñêèìè îïåðàöèÿìè. Ñóùåñòâóåò öåëûé ðÿä ñèììåòðèé, ñâÿçàííûõ ñ îïèñàíèåì êàêèõ-ëèáî èçìåíåíèé ñëîæíûõ åñòåñòâåííûõ ïðîöåññîâ. Ýòè ñèììåòðèè íå ôèêñèðóþòñÿ â íàáëþäåíèÿõ, îíè ñòàíîâÿòñÿ çàìåòíû ëèøü â óðàâíåíèÿõ, îïèñûâàþùèõ ïðèðîäíûå ïðîöåññû. Ïîýòîìó ôèçèêè, èññëåäóÿ ìàòåìàòè÷åñêîå îïèñàíèå òîé èëè èíîé ôèçè÷åñêîé ñèñòåìû, âðåìÿ îò âðåìåíè îòêðûâàþò íîâûå, ÷àñòî íåîæèäàííûå ñèììåòðèè, êîòîðûå äîñòàòî÷íî òîíêî «çàïðÿòàíû» â ìàòåìàòè÷åñêîì àïïàðàòå è ñîâñåì íå âèäíû òîìó, êòî íåïîñðåäñòâåííî íàáëþäàåò ôèçè÷åñêóþ ñèñòåìó. Ïîýòîìó ñåãîäíÿ ìàòåìàòè÷åñêîå èññëåäîâàíèå, îñíîâàííîå íà àíàëèçå ñèììåòðèè, òàêæå ìîæåò ñòàòü èñòî÷íèêîì âûäàþùèõñÿ îòêðûòèé â ôèçèêå. Äàæå åñëè çàëîæåííûå â ìàòåìàòè÷åñêîì îïèñàíèè ñèììåòðèè òðóäíî èëè íåâîçìîæíî ïðåäñòàâèòü ñåáå íàãëÿäíî, òåì íå ìåíåå îíè ìîãóò óêàçàòü ïóòü ê âûÿâëåíèþ íîâûõ ôóíäàìåíòàëüíûõ ïðèíöèïîâ ïðèðîäû. Ïîèñê íîâûõ ñèììåòðèé ñòàë ãëàâíûì ñðåäñòâîì, ïîìîãàþùèì ôèçèêó ïðîäâèãàòüñÿ ê áîëåå ãëóáîêîìó ïîíèìàíèþ ìèðà. Ñ òî÷êè çðåíèÿ ôèçèêè ñèììåòðè÷íûì ÿâëÿåòñÿ îáúåêò, êîòîðûé â ðåçóëüòàòå îïðåäåëåííûõ ïðåîáðàçîâàíèé îñòàåòñÿ íåèçìåí- 92 íûì, èíâàðèàíòíûì. Èíâàðèàíòíîñòü — ýòî íåèçìåííîñòü êàêîé-ëèáî âåëè÷èíû ïðè èçìåíåíèè ôèçè÷åñêèõ óñëîâèé, ñïîñîáíîñòü íå èçìåíÿòüñÿ ïðè îïðåäåëåííûõ ïðåîáðàçîâàíèÿõ. Ñèììåòðèÿ â ôèçèêå — ýòî ñâîéñòâî ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí, äåòàëüíî îïèñûâàþùèõ ïîâåäåíèå ñèñòåìû, îñòàâàòüñÿ íåèçìåííûìè (èíâàðèàíòíûìè) ïðè îïðåäåëåííûõ èõ ïðåîáðàçîâàíèÿõ. Ñèììåòðèè â ôèçèêå òåñíî ñâÿçàíû ñ çàêîíàìè ñîõðàíåíèÿ ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí — óòâåðæäåíèÿìè, ñîãëàñíî êîòîðûì ÷èñëåííûå çíà÷åíèÿ íåêîòîðûõ ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí íå èçìåíÿþòñÿ ñî âðåìåíåì â ëþáûõ ïðîöåññàõ èëè îïðåäåëåííûõ êëàññàõ ïðîöåññîâ. Òàê, çàêîí ñîõðàíåíèÿ ýíåðãèè âûòåêàåò èç îäíîðîäíîñòè âðåìåíè. Âðåìÿ ñèììåòðè÷íî îòíîñèòåëüíî íà÷àëà îòñ÷åòà, âñå ìîìåíòà âðåìåíè ðàâíîïðàâíû. Çàêîí ñîõðàíåíèÿ èìïóëüñà ñëåäóåò èç îäíîðîäíîñòè ïðîñòðàíñòâà. Âñå òî÷êè ïðîñòðàíñòâà ðàâíîïðàâíû, ïîýòîìó ïåðåíîñ ñèñòåìû íèêàê íå ïîâëèÿåò íà åå ñâîéñòâà. Çàêîí ñîõðàíåíèÿ ìîìåíòà èìïóëüñà èñõîäèò èç èçîòðîïíîñòè ïðîñòðàíñòâà. Ñâîéñòâà ïðîñòðàíñòâà îäèíàêîâû ïî âñåì íàïðàâëåíèÿì, ïîýòîìó ïîâîðîò ñèñòåìû íå âëèÿåò íà åå ñâîéñòâà. Òàêæå èìååò ìåñòî öåëûé ðÿä ñèììåòðèé, äåéñòâóþùèõ â ìèêðîìèðå. Îíè îïèñûâàþò ðàçëè÷íûå àñïåêòû âçàèìîïðåâðàùåíèé ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö è ëåæàò â îñíîâå òàêèõ çàêîíîâ ñîõðàíåíèÿ, êàê çàêîí ñîõðàíåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî çàðÿäà, áàðèîííîãî è ëåïòîí-íîãî çàðÿäîâ è ðÿäà äðóãèõ çàêîíîâ, îòêðûòûõ â ïîñëåäíåå âðåìÿ. Òàêèì îáðàçîì, XX â. ïîäòâåðäèë îãðîìíóþ ðîëü ïðèíöèïà ñèììåòðèè â ôèçèêå. Ïðèíöèï äîïîëíèòåëüíîñòè è ñîîòíîøåíèÿ íåîïðåäåëåííîñòåéÏðèíöèï äîïîëíèòåëüíîñòè ÿâëÿåòñÿ îñíîâîïîëàãàþùèì â ñîâðåìåííîé ôèçèêå. Îí áûë ñôîðìóëèðîâàí â 1927 ã. Í. Áîðîì äëÿ îáúÿñíåíèÿ ôåíîìåíà êîðïóñêóëÿðíî-âîëíîâîãî äóàëèçìà. Ïðåæäå âñåãî, Áîð îáðàòèë âíèìàíèå íà òî, ÷òî âñå ïðåäìåòû è ÿâëåíèÿ, êîòîðûå ìû âèäèì âîêðóã ñåáÿ, è, êîíå÷íî, èçìåðèòåëüíûå ïðèáîðû äëÿ ðåãèñòðàöèè ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö ñîñòîÿò èç îãðîìíîãî ìíîæåñòâà ìèêðî÷àñòèö. Èíûìè ñëîâàìè, îíè ÿâëÿþòñÿ ìàêðîñêîïè÷åñêèìè ñèñòåìàìè, íè÷åì èíûì îíè áûòü íå ìîãóò. Ñàì ÷åëîâåê — ñóùåñòâî ìàêðîñêîïè÷åñêîå. Ïîýòîìó íàøè îðãàíû ÷óâñòâ íå âîñïðèíèìàþò ìèêðîïðîöåññîâ. Ïîíÿòèÿ, êîòîðûìè ìû ïîëüçóåìñÿ äëÿ îïèñàíèÿ ïðåäìåòîâ è ÿâëåíèé îêðóæàþùåãî ìèðà, — ýòî ìàêðîñêîïè÷åñêèå ïîíÿòèÿ. Ñ èõ ïîìîùüþ ìîæíî ëåãêî îïè- 93 ñàòü ëþáûå ôèçè÷åñêèå ïðîöåññû, ïðîõîäÿùèå â ìàêðîìèðå. Âìåñòå ñ òåì ïðèìåíèòü ýòè ïîíÿòèÿ äëÿ îïèñàíèÿ ìèêðîîáúåêòîâ ïîëíîñòüþ íåëüçÿ, òàê êàê îíè íåàäåêâàòíû ïðîöåññàì ìèêðîìèðà. Íî äðóãèõ ïîíÿòèé ó íàñ íåò è áûòü íå ìîæåò. Ïîýòîìó, ÷òîáû êîìïåíñèðîâàòü íåàäåêâàòíîñòü íàøåãî âîñïðèÿòèÿ è ïðåäñòàâëåíèé îá îáúåêòàõ ìèêðîìèðà, íàì ïðèõîäèòñÿ ïðèìåíÿòü äâà äîïîëíÿþùèõ äðóã äðóãà íàáîðà ïîíÿòèé, õîòÿ ñ òî÷êè çðåíèÿ êëàññè÷åñêîé íàóêè îíè âçàèìíî èñêëþ÷àþò äðóã äðóãà, — ýòî ïîíÿòèÿ ÷àñòèöû è âîëíû. Òîëüêî â ñîâîêóïíîñòè îíè äàþò èñ÷åðïûâàþùóþ èíôîðìàöèþ î êâàíòîâûõ ÿâëåíèÿõ. ×àñòíûì âûðàæåíèåì ïðèíöèïà äîïîëíèòåëüíîñòè ÿâëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèå íåîïðåäåëåííîñòåé, ñôîðìóëèðîâàííîå Â. Ãåéçåíáåðãîì â 1927 ã. Ýòîò ïðèíöèï íàãëÿäíî èëëþñòðèðóåò îòëè÷èå êâàíòîâîé òåîðèè îò êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêè. Åñëè â êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêå ìû äîïóñêàåì, ÷òî ìîæíî àáñîëþòíî òî÷íî çíàòü êîîðäèíàòû, èìïóëüñ è ýíåðãèþ ÷àñòèöû â ëþáîé ìîìåíò âðåìåíè, òî â êâàíòîâîé ìåõàíèêå ýòî íåâîçìîæíî.  ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèíöèïîì íåîïðåäåëåííîñòè, ÷åì òî÷íåå ôèêñèðîâàí èìïóëüñ, òåì áîëüøàÿ íåîïðåäåëåííîñòü áóäåò ñîäåðæàòüñÿ â çíà÷åíèè êîîðäèíàòû, è íàîáîðîò. Òàêæå ñîîòíîñÿòñÿ ýíåðãèÿ è âðåìÿ. Òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ ýíåðãèè îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíà äëèòåëüíîñòè ïðîöåññà èçìåðåíèÿ. Ïðè÷èíà ýòîãî — âî âçàèìîäåéñòâèè ïðèáîðà ñ îáúåêòîì èçìåðåíèÿ. Ïðèíöèï ñóïåðïîçèöèèÏðèíöèï ñóïåðïîçèöèè (íàëîæåíèÿ) — ýòî äîïóùåíèå, ñîãëàñíî êîòîðîìó ðåçóëüòèðóþùèé ýôôåêò ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñóììó ýôôåêòîâ, âûçûâàåìûõ êàæäûì âîçäåéñòâóþùèì ÿâëåíèåì â îòäåëüíîñòè. Îäíèì èç ïðîñòûõ ïðèìåðîâ ïðèíöèïà ñóïåðïîçèöèè ÿâëÿåòñÿ ïðàâèëî ïàðàëëåëîãðàììà, â ñîîòâåòñòâèè ñ êîòîðûì ñêëàäûâàþòñÿ äâå ñèëû, âîçäåéñòâóþùèå íà òåëî. Ýòîò ïðèíöèï âûïîëíÿåòñÿ ïðè óñëîâèè, êîãäà âîçäåéñòâóþùèå ÿâëåíèÿ íå âëèÿþò äðóã íà äðóãà. Ïîýòîìó â íüþòîíîâñêîé ôèçèêå îí íåóíèâåðñàëåí è âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ ñïðàâåäëèâ ëèøü ïðèáëèæåííî.  ìèêðîìèðå, íàîáîðîò, ïðèíöèï ñóïåðïîçèöèè — ôóíäàìåíòàëüíûé ïðèíöèï, êîòîðûé íàðÿäó ñ ïðèíöèïîì íåîïðåäåëåííîñòè ñîñòàâëÿåò îñíîâó ìàòåìàòè÷åñêîãî àïïàðàòà êâàíòîâîé ìåõàíèêè. Íî, ê ñîæàëåíèþ, â êâàíòîâîé òåîðèè ïðèíöèï ñóïåðïîçèöèè ëèøåí òîé íàãëÿäíîñòè, êîòîðàÿ õàðàêòåðíà äëÿ ìåõàíèêè Íüþòîíà. Åãî èíòåðïðåòèðóþò òàê: ïîêà íå ïðîâåäåíî èçìåðåíèå, áåññìûñëåííî ñïðàøèâàòü, â êàêîì ñîñòîÿíèè íàõîäèòñÿ ôèçè÷åñêàÿ ñèñòåìà. Èíûìè ñëîâàìè, äî èçìåðåíèÿ ñèñòåìà íàõîäèòñÿ â ñóïåðïîçèöèè äâóõ âîçìîæíûõ ñîñòîÿíèé, ò.å. åå ñîñòîÿíèå íåîïðåäåëåííî. Àêò èçìåðåíèÿ ïåðåâîäèò ôèçè÷åñêóþ ñèñòåìó ñêà÷êîì â îäíî èç âîçìîæíûõ ñîñòîÿíèé. 94 Ïðèíöèï ñîîòâåòñòâèÿÏðèíöèï ñîîòâåòñòâèÿ áûë ñôîðìóëèðîâàí Í. Áîðîì â 1923 ã., êîãäà ôèçèêè ñòîëêíóëèñü ñ ñèòóàöèåé, ÷òî ðÿäîì ñî ñòàðûìè, äàâíî îïðàâäàâøèìè ñåáÿ òåîðèÿìè (íàïðèìåð, ñ ìåõàíèêîé Íüþòîíà), ïîÿâèëèñü íîâûå òåîðèè (òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè Ýéíøòåéíà), îïèñûâàþùèå òó æå îáëàñòü äåéñòâèòåëüíîñòè. Ïðèíöèï ñîîòâåòñòâèÿ óòâåðæäàåò ïðååìñòâåííîñòü ôèçè÷åñêèõ òåîðèé, â ÷àñòíîñòè, òî, ÷òî íèêàêàÿ íîâàÿ òåîðèÿ íå ìîæåò áûòü ñïðàâåäëèâîé, åñëè îíà íå ñîäåðæèò â êà÷åñòâå ïðåäåëüíîãî ñëó÷àÿ ñòàðóþ òåîðèþ, îòíîñÿùóþñÿ ê òåì æå ÿâëåíèÿì, ïîñêîëüêó ñòàðàÿ òåîðèÿ óæå îïðàâäàëà ñåáÿ â ñâîåé îáëàñòè. Ïîýòîìó òåîðèè, ñïðàâåäëèâîñòü êîòîðûõ áûëà ýêñïåðèìåíòàëüíî óñòàíîâëåíà äëÿ îïðåäåëåííîé ãðóïïû ÿâëåíèé, ñ ïîñòðîåíèåì íîâîé òåîðèè íå îòáðàñûâàþòñÿ, íî ñîõðàíÿþò ñâîå çíà÷åíèå äëÿ ïðåæíåé îáëàñòè ÿâëåíèé êàê ïðåäåëüíîå âûðàæåíèå çàêîíîâ íîâûõ òåîðèé. Âûâîäû íîâûõ òåîðèé â îáëàñòè, ãäå ñïðàâåäëèâà ñòàðàÿ òåîðèÿ, ïåðåõîäÿò â âûâîäû ñòàðûõ òåîðèé. Êàæäàÿ ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ êàê ñòóïåíü ïîçíàíèÿ ÿâëÿåòñÿ îòíîñèòåëüíîé èñòèíîé. Ñìåíà ôèçè÷åñêèõ òåîðèé — ýòî ïðîöåññ ïðèáëèæåíèÿ ê àáñîëþòíîé èñòèíå, ïðîöåññ, êîòîðûé íå áóäåò íèêîãäà ïîëíîñòüþ çàâåðøåí èç-çà áåñêîíå÷íîé ñëîæíîñòè è ðàçíîîáðàçèÿ îêðóæàþùåãî íàñ ìèðà. Òàêèì îáðàçîì, ïðèíöèï ñîîòâåòñòâèÿ îòðàæàåò îáúåêòèâíóþ öåííîñòü ôèçè÷åñêèõ òåîðèé. Ëèòåðàòóðà äëÿ ñàìîñòîÿòåëüíîãî èçó÷åíèÿ
. Êîììåíòàðèè (3)
Ñì. òàêæå
ÍÀÓ×ÍÀß ÊÀÐÒÈÍÀ ÌÈÐÀ ôèëîñîôèÿ ýëåêòðîííàÿ áèáëèîòåêà Íîâåéøèé ôèëîñîôñêèé ñëîâàðü ÔÓÍÄÀÌÅÍÒÀËÜÍÛÅ ÇÀÊÎÍÛ ÏÐÈÐÎÄÛ È ÎÑÍÎÂÎÏÎËÀÃÀÞÙÈÅ ÏÐÈÍÖÈÏÛ ÅÑÒÅÑÒÂÎÇÍÀÍÈß ÂÀÆÍÅÉØÈÅ ÝÒÀÏÛ ÐÀÇÂÈÒÈß ÅÑÒÅÑÒÂÎÇÍÀÍÈß Ñîâðåìåííàÿ åñòåñòâåííî-íàó÷íàÿ êàðòèíà ìèðà áèáëèîòåêà ôèëîñîôèè Ãóìåð - Àíäðåé÷åíêî Ã., Ãðà÷åâà Â. Ôèëîñîôèÿ. Ó÷åáíèê Êóçíåöîâ Â. Ôèëîñîôèÿ: Ó÷åáíèê - Ìåòàôèçèêà è îíòîëîãèÿ Ìîäåëè ìèðà |
|