Слайд 1Философские проблемы науки и техники
Лекция 7
Слайд 2В случае астрономии Коперника дело сводилось не только к выбору между
более простой и более сложной теорией движения небесных тел:
речь шла о выборе между физикой Аристотеля, представлявшейся более простой, и другой физикой, казавшейся более сложной;
о выборе между доверием к чувственному представлению (последовательным проводником этой точки зрения был Бэкон) и отказом от такого доверия в пользу чистого теоретизирования и т. д.
Слайд 3Итак, история научной мысли учит нас (по крайней мере я попытаюсь
это показать), что:
а) научная мысль никогда не была полностью отделена от философской мысли;
б) великие научные революции всегда определялись катастрофой или изменением философских концепций;
в) научная мысль — речь идет о физических науках — развивалась не в вакууме; это развитие всегда происходило в рамках определенных идей, фундаментальных принципов, наделенных аксиоматической очевидностью, которые, как правило, считались принадлежащими собственно философии.
Слайд 4Научная революция XVII в., знаменующая собой рождение новой науки, имеет довольно
сложную историю.
Ей присущи следующие характерные черты:
а) развенчание Космоса, т. е. замена конечного и иерархически упорядоченного мира Аристотеля и средних веков бесконечной Вселенной, связанной в единое целое благодаря идентичности
своих элементов и единообразию своих законов;
б) геометризация пространства, т. е. замещение конкретного пространства (совокупности «мест») Аристотеля абстрактным
пространством евклидовой геометрии, которое отныне рассматривается как реальное.
Слайд 5 а) современная наука возникла в противовес аристотелевской науке и в
борьбе с ней;
б) в нашем сознании утвердились историческая традиция и ценностные критерии историков XVIII и XIX вв.
Действительно, этим последним, для которых ньютоновские концепции были не только истинны, но также очевидны и естественны, сама идея конечного Космоса казалась смешной и абсурдной.
Слайд 6Однако сегодня мы знаем — но еще не до конца осознали
и приняли, — что все это не столь уж смешно и что Аристотель был гораздо более прав, чем сам это осознавал.
Прежде всего, круговое движение действительно представляется наиболее распространенным в мире и особо значимым; все вертится вокруг чего-либо и обращается вокруг своей оси — галактики и туманности, звезды, солнца и планеты, атомы и электроны... даже фотоны те, кажется, не составляют исключения.
Слайд 7Что же касается спонтанного движения тел, то благодаря Эйнштейну мы знаем
теперь, что локальная кривизна пространства превосходным образом вполне может вызывать движения такого рода; точно так же мы знаем (или думаем, что знаем), что наша
Вселенная отнюдь не бесконечна — хотя и не имеет границ, в противовес тому, что думал Аристотель, — и что вне этой Вселенной абсолютно ничего нет, так как нет никакого «во-вне», и что все пространство находится «внутри» («из-внутри»).
Слайд 8Именно потому, что аристотелевская наука основывалась на чувственном восприятии и была
действительно эмпирической, она гораздо лучше согласовывалась с общепризнанным жизненным опытом, чем галилеева или декартова наука.
В конце концов, тяжелые тела естественно падают вниз, огонь естественно взмывает вверх, солнце и луна восходят и заходят, а брошенные тела не сохраняют без конца прямолинейности своего движения…
Инерционное движение не является экспериментальным фактом; на деле повседневный опыт постоянно ему противоречит. Что касается пространственной бесконечности, то совершенно очевидно, что она не может быть объектом опыта. Бесконечность, как отметил уже Аристотель, не может быть ни задана, ни преодолена.
Слайд 9Рождение новой науки совпадает с изменением — мутацией — философской установки,
с обращением ценности, придаваемой
теоретическому познанию в сравнении с чувственным опытом, совпадает с открытием позитивного, характера понятия бесконечности.
Поэтому представляется вполне приемлемым мнение, согласно которому инфинитизация Вселенной — «разрыв круга», как говорит Николсон, или «раскалывание сферы», как я сам предпочитаю это называть, — стала делом «чистого» философа Джордано Бруно
Слайд 10Материальные объекты Вселенной Ньютона (являющиеся объектами теоретической экстраполяции) погружены в неотвратимое
и непреходящее небытие абсолютного пространства, являющееся объектом априорного знания, без малейшего взаимодействия с ним.
Новая наука, наука Ньютона, нерасторжимо связала себя с концепциями абсолютного пространства, абсолютного времени, абсолютного движения.
Слайд 11Ньютон — столь же хороший метафизик, сколь хороший физик и математик,
— прекрасно сознавал это, впрочем, как и его великие ученики Маклорен и Эйлер и величайший из них — Лаплас: только при наличии этих оснований его работа «Аксиомы, или Законы движения» (Axiomata, sive leges motus) имеет значение и даже обретает свой смысл.
Слайд 12Эйнштейн
«В наше время физик вынужден заниматься философскими проблемами в гораздо большей
степени, чем это приходится делать физикам предыдущих поколений. К этому физиков вынуждают трудности их собственной науки».
Слайд 13В начале двадцатого века формируется новый стиль научного мышления: сложился содержательно-формальный
подход к описанию и обобщению экспериментальных фактов.
Складываются определенные требования к логической строгости выдвигаемых концепций теорий, формулировке вводимых понятий, постановке проблем, способам обоснования гипотез и проверке их.
Слайд 14СТАНДАРТ ЛОГИЧЕСКИ СТРОГОЙ ТЕОРИИ:
Слайд 15Любая (математическая и физическая) теория имеет дело с одним или несколькими
множествами объектов, соответствующим образом идеализированных и формально математически представленных и связанных между собой некоторыми отношениями, которые также представлены формально (например, в идее функций)
Основные (фундаментальные) свойства объектов и принципы отношений формулируются в виде аксиом (математика), постулатов, законов, принципов (физика – закон сохранения энергии)
Теория должна быть применима к любой системе объектов, для которых фиксируются отношения, удовлетворяющие системе аксиом или основных принципов, положенной в ее основу
Теория может считаться логически строго построенной, если при ее развитии все новые объекты, их свойства и отношения между ними выводятся формально из аксиом, постулатов или принципов.
Слайд 16В физике начала века оформляется область чисто теоретических исследований.
В отличие
от экспериментальной области ее предметом становится обнаружение и анализ скрытых свойств и отношений, которые принципиально не наблюдаются и проявляются опосредованно (как следствия).
Слайд 17Идеал теоретического естествознания в науке двадцатого века дает физическая теория, для
которой характерны:
Слайд 18Формальный математический язык описания явлений
Аксиоматическое основание теории в идее постулатов или
фундаментальных принципов
Выводное, гипотетико-дедуктивное построение теоретического знания
Разработка математических моделей, выражающих концептуально построенное знание.
Слайд 19Теоретическая физика теряет свою наглядность: геометрические модели, характерные для физики девятнадцатого
века, сменяются идеализированными, формальными, символическими построениями, в которых реальные процессы мыслятся.
Физическая реальность предстает в таком виде, что ее наглядная интерпретация оказывается очень сложной задачей.
Слайд 20Представители естествознания стремятся овладеть методами математики и применить ее средства для
выражения физической сущности лежащего за пределом наблюдаемого.
Расширяется область математики, в ее круг входя отношения между векторами и операторами в функциональных пространствах, разнообразие пространств любого числа измерений.
Слайд 21Расширяется область прикладных вычислительных методов, возникает область философских проблем, связанная с
переосмыслением исходных положений теории множеств и логических приемов доказательств.
Слайд 22
Вернер Гейзенберг
Физика и философия
Слайд 23Ве́рнер Карл Ге́йзенберг — немецкий физик-теоретик, один из создателей квантовой механики,
лауреат Нобелевской премии по физике, член ряда академий и научных обществ мира. Википедия
Родился: 5 декабря 1901 г., Вюрцбург, Германия
Умер: 1 февраля 1976 г., Мюнхен, Германия
Дети: Мартин Хайзенберг
Книги: Философские проблемы атомной физики, ещё
Образование: Мюнхенский университет Людвига-Максимилиана, Гёттингенский университет
Награды: Нобелевская премия по физике, Медаль имени Макса Планка
Слайд 24Понятие "материи" на протяжении истории человеческого мышления неоднократно
претерпевало изменения. В различных философских системах его интерпретировали по-разному. Когда мы употребляем слово "материя", то надо иметь в виду, что различные значения, которые придавались понятию "материя",пока еще в большей или меньшей степени сохранились в современной науке.
Слайд 25 Ранняя греческая философия от Фалеса до атомистов, искавшая единое начало
в бесконечном изменении всех вещей, сформулировала понятие космической материи, мировой субстанции, претерпевающей все эти изменения, из которой все единичные вещи возникают и в которую они в конце концов снова превращаются.
Эта материя частично идентифицировалась с некоторым определенным веществом - водой, воздухом или огнем, - частично же ей не приписывали никаких других качеств, кроме качеств материала, из которого сделаны все предметы.
Слайд 26Материя у Аристотеля представляет собой не какое-либо определенное вещество, как,
например, воду или воздух, не является она также и чистым пространством; она оказывается в известной степени неопределенным телесным субстратом, который содержит в себе возможность перейти благодаря форме в актуально свершившееся, в действительность.
В качестве типичного примера этого соотношения между материей и формой в философии Аристотеля приводится биологическое развитие, в котором материя преобразуется в живые организмы, а также создание человеком произведения искусства.
Слайд 27Только значительно позднее, начиная с философии Декарта, материю как нечто первичное
стали противопоставлять духу. Имеются два дополняющих друг друга аспекта мира, материя и дух, или, как выражался Декарт, "res extensa" и "res cogitans".
Слайд 28Поскольку новые методологические принципы естествознания, особенно механики, исключали сведение телесных
явлений к духовным силам, то материя могла быть рассматриваема только как особая реальность, независимая от человеческого духа и от каких-либо сверхъестественных сил.
Материя в этот период представляется уже сформировавшейся материей, и процесс формирования объясняется причинной цепью механических взаимодействий.
Слайд 29Наконец, в естествознании XIX столетия важную роль играл другой дуализм, а
именно дуализм между материей и силой, или, как тогда говорили, между силой и веществом.
На материю могут воздействовать силы, и материя может вызывать появление сил.
Материя, например, порождает силу тяготения, и эта сила в свою очередь воздействует на нее.
Сила и вещество являются, следовательно, двумя ясно различимыми аспектами физического мира. Поскольку силы являются также формирующими силами, это различие снова приближается к аристотелевскому различению материи и формы.
Слайд 30С другой стороны, именно в связи с новейшим развитием современной физики,
это различие силы и вещества полностью исчезает, так как всякое силовое поле содержит энергию и в этом отношении представляет собой также часть материи.
Каждому силовому полю соответствует определенный вид элементарных частиц. Частицы и силовые поля - только две различные формы проявления одной и той же реальности.
Слайд 31 Когда естествознание изучает проблему материи, ему следует прежде всего исследовать
формы материи. Бесконечное многообразие и изменчивость форм материи должны стать непосредственным объектом исследования; усилия должны быть направлены на то, чтобы найти законы природы, единые принципы, которые могли бы служить направляющей нитью в этом бесконечном поле исследований.
Поэтому точное естествознание и особенно физика уже давно концентрируют свои интересы на анализе строения материи и сил, которые это строение определяют.
Слайд 32 Со времени формирования естествознания нового времени это было одной из
важнейших целей химии, в которой довольно рано пришли к понятию химического элемента.
Субстанция, которая не могла быть разложена или расщеплена далее какими угодно средствами, имевшимися в то время в распоряжении химиков: кипячением, сжиганием, растворением, смешиванием с другими веществами, была названа "элементом". Введение этого понятия было первым и исключительно важным шагом в понимании строения материи.
Слайд 33Многообразие имеющихся в природе веществ было тем самым сведено по крайней
мере к сравнительно малому числу более простых веществ, элементов, и благодаря этому среди различных явлений химии был установлен определенный порядок.
Слово "атом" поэтому и было применено к мельчайшей единице материи, которая входит в состав химического элемента, и самая маленькая частица химического соединения могла быть наглядно представлена в виде маленькой группы различных атомов.
Слайд 34В то время как физика и химия (там, где они имеют
отношение к строению материи) составляют единую науку, в биологии с ее более сложными структурами положение складывается несколько по-другому.
Правда, несмотря на бросающуюся в глаза целостность живых организмов, резкое различие между живой и неживой материей, вероятно, проведено быть не может.
Слайд 35Развитие биологии дало нам большое число примеров, из которых
можно видеть, что специфически биологические функции могут выполняться особыми большими молекулами или группами, или цепями таких молекул. Эти примеры подчеркивают тенденцию в современной биологии объяснять биологические процессы как следствие законов физики и химии. Но род стабильности, который мы усматриваем в живых организмах, по своей природе несколько отличен от стабильности атома или кристалла.
Слайд 36В 20 веке пришли к описанию материи, в котором вместо многих
различных химических элементов использовались только три основные единицы, три фундаментальных строительных кирпича - протон, нейтрон и электрон.
Вся материя состоит из атомов и построена поэтому в конечном счете из этих трех основных строительных кирпичей.
Это еще, конечно, не означает единства материи, но несомненно означает важный шаг в направлении этого единства. (В.Гейзенберг. Физика и философия)
Слайд 37Четкое разграничение между материей и силой или силой и веществом в
этой части физики больше проведено быть не может, так как любая элементарная частица не только сама порождает силы и сама испытывает воздействие сил, но и в то же самое время сама представляет в данном случае определенное силовое поле. Квантово-механический дуализм волн и частиц является причиной того, что одна и та же реальность проявляет себя и как материя, и как сила.
Слайд 38Пространство и время
как философские категории
Слайд 39ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ КАК
ФИЛОСОФСКИЕ КАТЕГОРИИ В КЛАССИЧЕСКОЙ КАРТИНЕ МИРА
Слайд 40Пространство – форма бытия материи, некая субстанция, существующая сама по себе
(абсолютная протяженность), характеризующееся протяженностью, структурностью, сосуществованием и взаимодействием
Время – форма бытия материи, некая субстанция, существующая сама по себе (абсолютная длительность), характеризующаяся длительностью, последовательностью смены состояний
Слайд 41Фундаментом классической физики была механика: мир – система взаимодействующих частиц или
кирпичиков материи (атомов).
Атомы вещественны, система взаимодействующих атомов и их конгломератов образует вещественное бытие в целом.
Пространство и время – невещественное бытие, противоположное материи, и одновременно условие ее бытия.
Пространство и время – предпосылки, которые не должны анализироваться
Слайд 42Две концепции пространства - времени
Слайд 43Две концепции пространства-времени
Классическая, иначе субстанциальная
Пространство и время существуют независимо друг от
друга
Абсолютное пространство и время – это чистая протяженность и длительность, в которые помещены объекты
Время и пространство неизменны и постоянны, из них можно вынуть весь мир, пространство и время останутся
Неклассическая, иначе релятивистская
Пространство и время не мыслятся независимо от мира, они есть формы его существования
Единство пространства и времени
Слайд 44В неклассической картине мира
Пространство - трехмерно, симметрично-асимметрично местоположение, расстояние между телами
Время
- одномерно, асимметрично, необратимо, ритм процессов, скорость изменения состояния
Слайд 45Пространство и время – относительные свойства бытия, зависящие от систем отсчета,
имеющие физический смысл только для определения порядка событий, связанных материальным взаимодействием.
Пространство и время имманентно взаимосвязаны друг с другом (четырехмерное пространство Г. Миньковского), все события в мире трактуются как происходящие в пространственно-временном континууме.
Слайд 46Сами пространство и время производны от конкретных физических событий и взаимодействий,
не являются независимыми онтологическими сущностями.
Реально само физическое событие, которое описывается в пространственно-временных характеристиках.
Пространство и время необъективны, и есть результат нашей конвенции.
Слайд 48Карл Фридрих фон Вайцзеккер родился 28 июня 1912 г. в семье
видного немецкого дипломата. Изучал физику в Берлинском, Геттингенском и Лейпцигском университетах. В 1933—1936 гг. - ассистент кафедры физики в Лейпцигском университете. С 1936 по 1942 г. читает лекции по физике в Институте кайзера Вильгельма (Берлин).
Участник уранового проекта. Будучи интернирован союзниками во Франции, он в беседе с немецкими ядерщиками, как недавно стало известно, назвал "безумием" атомную бомбардировку Хиросимы (см. "Литературная газета", 29.07.92, с. 13).
С 1946 по 1957 г. возглавлял кафедру физики в Институте Макса Планка в Геттингене, с 1957 по 1969 г. — профессор философии Мюнхенского университета, с 1970 г. — директор Института по исследованию условий человеческой жизни в современном научно-техническом мире. С 1980 г. — почетный профессор общества Макса Планка. Член многих научных обществ и Академий различных стран.
К.Ф. фон Вайцзеккер — один из крупных немецких физиков, специалистов по атомной и ядерной энергии, квантовой электродинамике, астрофизике и космологии. Крупный философ науки, занимающийся не только логико-методологическими проблемами физики, но и философско-мировоззренческими проблемами науки.
Слайд 49Когда я узнал, что физики говорят о пространстве и времени, об
энергии, о потенциальной энергии, о реальности, мне было трудно понять, что все это означает.
С другой стороны, сначала я думал, что физики очень хорошо понимали их смысл” поскольку могли хорошо использовать эти понятия. Но вскоре я обнаружил - во многих случаях знание физиков о способах приложения этих понятий объясняется просто тем, что они узнали об этом от своих учителей.
Слайд 50Я обнаружил, что существовало общепринятое использование этих понятий без размышления об
их смысле.
Возвратившись к их истокам, к тому временив когда эти понятия были сформулированы, я обнаружил, что большинство из них созданы философами, пришли в физику из философии. Часть из них пришла из современной философии.
Но особенно много — из философии XVII в.
Слайд 51Давайте, во-первых, поговорим об объективизме. Чувство, в котором мы все единодушны
как физики, состоит в том, что мы говорим о чем-то существующем, об объективных вещах. Наша жизнь зависит от них.
Например, мы не могли бы собраться в Триесте, если бы не существовало современной техники, которая позволила нам приехать сюда на автомобиле, поезде, прилететь самолетом. Эта техника зависит от постижения объективных законов природы. Верное постижение проявляется в том, что техника работает. В этом смысле мы все объективисты. Абсолютно невозможно не быть объективистом в этом смысле.
Слайд 52Тогда возникает вопрос: не означает ли «объективная реальность» лишь то, что
мы в состоянии применять все эти методы? Это, пожалуй, еще не слишком субъективная точка зрения?
Слайд 53Философия объективизма приводит к определенным трудностям и противоречиям.
Например, если мы
говорим о материи и ее законах в этом объективном смысле, возникают вопросы:
Как наше собственное сознание связано со всем этим?
Что означает, что мы говорим об этом?
Мы чужестранцы в материальном мире или принадлежим этому миру?
Слайд 54Я чувствую трудность, существующую в самом понятии объективности, если ограничивать ее
миром вещей, подчиняющихся законам классической механики.
Единство природы трудно понять, если мы пытаемся обосновать его с помощью классической физики.
Слайд 55Классическая физика говорит о телах, существующих в пространстве и времени. Как
можно объяснить и понять жизнь или мышление человека, редуцируя их к телам в пространстве и времени?
Если принять картезианскую точку зрения, что существуют две совершенно различные субстанции — материя, протяженная субстанция, и мышление, мыслящая субстанция — тогда их связь абсолютно непонятна. Таким образом, сама объективность классической физики затрудняет понимание единства природы, включающей и нас самих.
Слайд 56Давайте посмотрим, какой вклад внесли в решение этой проблемы представители современной
физики и великие философы прошлого.
Впервые я осознал, что есть надежда соединить две различные части — объективный мир, описываемый классической механикой, и мир человека. Это означало, что есть какая-то связь между этими двумя мирами. Это был тот путь, о котором сам Гейзенберг сказал, что разрыв между субъектом и объектом в квантовой теории более невозможен.
Слайд 57Дискуссия об объективности и другие вопросы, которые мы обсуждали сегодня, почти
целиком обусловлены этим фактом, ибо, если утверждение Гейзенберга истинно, то мы должны были бы использовать понятия, одинаково применимые к субъекту и объекту и позволяющие высветить явное различие между материей и мышлением, или чем-то иным, что можно назвать «противоположностью».
Слайд 58Основную трудность эмпиризма ясно выразил Д. Юм. «Откуда мы можем знать,
что солнце завтра вновь взойдет?» Ответ: «Оно всходило во все прошедшие дни, годы и миллионы лет».
Вопрос: «Откуда вы знаете, что оно вновь взойдет завтра? Вы видите какую-то неизбежность этого?» — «Нет, неизбежности нет. Есть только правило: что случалось много раз в прошлом можно ожидать опять в будущем». — «Откуда вы знаете это правило?» «Оно было весьма успешным в прошлом». — «Отчего вы считаете, что оно будет применимо и к будущему? Вы не знаете этого».
Слайд 59НЕТ ЛОГИЧЕСКОГО ПУТИ ВЫВЕДЕНИЯ ЗНАНИЯ О БУДУЩЕМ ИЗ ЗНАНИЯ О ПРОШЛОМ.
Слайд 60В наши дни эта трудность была вновь отмечена в несколько иной
форме К. Поппером, который подчеркнул, что закон природы с логической точки зрения есть универсальное утверждение.
А универсальное утверждение невозможно проверить перечислением всех его случаев, раз их число бесконечно. Вы можете лишь опровергнуть его.
Слайд 61Я не собираюсь здесь рассматривать проблему фальсификации, только отмечу, что проблема
состоит уже не в том, можно ли опровергнуть такие законы или нет, а в том, как универсальные законы могут управлять столь большим числом случаев, как, например, в квантовой механике.
Слайд 62Почему это вообще возможно? Кажется, что в принципе невозможно допустить существование
теории, которую можно выразить на половине страницы и которая была бы корректно применима к миллионам случаев.
Идея Канта состоит в следующем — законы, находимые нами в опыте, обусловлены определенными предварительными условиями.
Слайд 63И если мы хотим действительно понять, почему вообще должны существовать законы,
следует прежде всего осознать, что опыт сам по себе — это отнюдь не тривиальная вещь, и что необходимо выполнить ряд условий, для того чтобы опыт был возможен.
В своем выступлении на утреннем заседании я уже говорил, что вне времени нет опыта, научиться на прошлом опыте ради будущего — в этом смысл всякого опыта. По крайней мере таков научный опыт.
Слайд 64Поскольку здесь речь идет о научном опыте, можно достаточно уверенно предположить
время как элемент каждой теории, ибо если бы не было времени, не было бы опыта и, следовательно, теории.
Кант вполне допускал логическую возможность геометрии, отличающейся от геометрии Евклида — это было установлено еще Саккери и Ламбертом.
Слайд 65Кант понимал, что постулат Евклида о параллельных линиях не может быть
логически дедуцирован из других постулатов.
Отношение Канта выражено в его утверждении, что вся математика, особенно геометрия, основана на синтетических суждениях а priori.
Слайд 66В этом пункте, на мой взгляд, подавляющая часть представителей современной методологии
науки занимает совершенно ложную позицию, потому что они пытаются понять то, как можно вывести из опыта частные законы. Я не думаю, что это вообще может быть сделано.
Конечно, можно обнаружить их в опыте, но нельзя полностью обосновать опытом. Из опыта можно лишь заключить, что нечто является фактом, но нет, как было показано Юмом, какого-либо пути доказательства, что частный закон, коль скоро его наблюдали в прошлом, сохранится и в будущем.
Слайд 67Необходимо либо отказаться от всех попыток понять, почему возможна физика, и
принимать ее такой, какова она есть; либо попытаться понять небольшую совокупность фундаментальных законов, которые мы уже открыли или надеемся открыть, как априорные условия, без которых опыт невозможен.
В этом, по-моему, и состоит задача философии современной физики. Конечно, задача очень сложная и трудная, но ныне философская ситуация такова, что либо она будет поставлена и решена, либо вообще не будет философии науки.
Слайд 68И по Платону, и по Канту, человеческое познание — это познание,
осуществляемое конечным (финитным) разумом.