Вопрос 7. Неклассический этап развития европейской науки (теория относительности, квантовая механика)

Предпосылки:

Развитие электродинамики: материя не только вещество, но и поле

Становление термодинамики: тепловые процессы отличаются от механических необратимостью, стремлением к равновесию и неспособностью самостоятельно выйти из равновесия, рассеиванием энергии; 1 закон термодинамики – невозможность вечного двигателя 1 рода, т.е. получения энергии из ничего; 2 закон термодинамики – концепция однонаправленности и необратимости тепловых процессов в замкнутой системе (энтропия в замкнутых системах стремится к максимуму), гипотеза тепловой смерти Вселенной.

Факты, которые не смогла объяснить классическая наука: излучение абсолютно черного тела (в итоге – создание квантовой теории), опыт Майкельсона (независимость скорости света от выбора системы отсчета) – привел к созданию теории относительности.

В результате: кризис классической физики, научная революция к XIX-н XX в.

Квантовая теория: Проблема: неспособность классической физики объяснить закономерность излучения абсолютно черного тела. 1900 г. – М.Планк – гипотеза – энергия испускается и поглощается не непрерывно, а отдельными порциями – квантами. А.Энштейн – энергия распространяется в пространстве порциями, т.е. свет состоит из квантов – фотонов, энергия зависит от частоты. 1924 г. Луи де Бройль – свет обладает и волновыми и корпускулярными свойствами. Принцип: корпускулярно-волновой дуализм – любые микрообъекты при определенных условиях могут проявлять и корпускулярными и волновыми свойствами. 1927 г. Н.Бор –принцип дополнительности - для объяснения любого сложного явления необходимо применить как минимум 2 противоположных подхода. Принцип неопределенности (Гейзенберг) – нельзя одновременно с абсолютной точностью определить координаты и импульс тела (или энергию и время). Принцип вероятности (Шредингер) – поведение микрообъектов описывается волновой функцией, квадрат которой показывает вероятность того или иного состояния, при изменении микрообъектов рассчитывается не само состояние, а его вероятность. Принцип неустранимости наблюдается: в процессе познания наблюдатель неизбежно изменяет исследуемый процесс и явление. Именно он снимает неопределенность (кот Шредингера).

Теория относительности (Энштейн)

Специальная (СТО) – изучает движение тел с большими скоростями, Общая (ОТО)- теория тяготения, изучает тела, движущиеся с ускорением.

СТО – в ее основе лежат 2 постулата: 1. все явления природы протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчета, 2. Скорость света во всех инерциальных системах отсчета одинакова.

Следствия: относительность одновременности, относительность длины, относительность времени

Вывод: Неклассическая наука внесла вклад в преодоление классической картины мира, показав:

1. вероятностный характер поведения микрообъектов,

2. роль субъекта (наблюдателя, прибора) в познании

3. необходимости синтеза различных подходов (принцип дополнительности)

В то же время не вышла за пределы закрытости, нелинейности.

Вопрос 8. Постнеклассический этап развития науки (синергетика, универсальный эволюционизм, антропный космологизм)

70-е гг. XX в.

Основные направления: синергетика, антропный космологизм, глобальный эволюционизм, сетевая парадигма, когнитивные науки, искусственный интеллект

Синергетика (ядро) – междисциплинарное направление, учение о процессах самоорганизации (самопроизвольного усложнения структуры) в сложных, открытых, нелинейных системах любой природы.

В основе: неравновесная термодинамика (Пригожин), теория лазеров (Хакен), общая теория систем, кибернетика (Винер).

История возникновения: к XIX в. А. Пуанкаре заложил основы нелинейной динамики, показал роль внешнего и внутреннего взаимодействия, ввел понятия аттрактора, бифуркации, динамического хаоса и др.. 1 пол XX в – развитие нелинейной динамики – Ляпунов, Колмогоров, Боголюбов. 60-70 гг. – Пригожин – теория диссипативных структур (структуры, существующие за счет рассеивания энергии). Математическая теория катастроф (Колмогоров, Арнольд, Мозер – скачкообразные изменения составных систем любой сложности), 1970 г. Хакен вводит термин «синергетика», в настоящее время – интеграция синергетики в область социально-гуманитарных наук, изучение «человеко размерных систем», разработка синергетических комплексов.

Основные понятия и идеи синергетики: Сложные системы – состоящие из большого количества элементов, объединенных связями различных типов. Обладают большим количеством степеней свободы. Могут быть описаны ограниченным количеством типов движения – параметров порядка. Принцип подчинения – остальные типы движения подчинены параметрам порядка. Могут быть описаны упрощенными моделями. Открытые системы – обмениваются с окружающей средой энергией, веществом, информацией, энтропией (степень хаоса в системе). В замкнутых все процессы идут к равновесию. В открытых возможно самопроизвольное усложнение структуры, уменьшение энтропии (теорема И. Пригожина). Количество направлений самоорганизации конечно. Аттрактор – притягивающая цель, такое будущее состояние системы, которое как бы притягивает к себе ее настоящее. Бифуркация – точка ветвления путей развития системы , состояние неопределенности, из которого возможны несколько вариантов выхода.

Вывод: 1. Принцип холизма – целое, не есть сумма своих частей. При объединении элементов появляются эмерджентные, т.е. системные свойства. 2. Новое понимание хаоса. В классической науке хаос – источник разрушения или досадная помеха. В синергетике хаос – источник самоорганизации, связующий элемент, склеивающий отдельные части в единое целое.

Т.О., синергетика ввела в науку понятия сложности, нелинейности, открытости, самоорганизации.

Антропный космологизм: В основе - идея взаимосвязи человека и вселенной. Антропный принцип: Б.Картер Вселенная и набор фундаментальных постоянных таковы, что предполагают на определенном этапе появление жизни и человека. Сильная трактовка: человек – это цель существования и развития Вселенной. Слабая трактовка: из множества Вселенных человек возник в той, свойства которой делает возможным его возникновение.

Глобальный эволюционизм – 80-е гг. концепция ГЭ. Вселенную в целом и во всех ее проявлениях нельзя рассматривать вне изменения и развития. Изменения могут происходить медленно, а могут и быстро (лавинообразно) – революция. Уровни эволюции: космический (эволюция Вселенной), биологический (живого), социальный (обзества), эпистемологический (форм познания человеком мира).