ТЕМА

ДЕТЕРМИНИЗМ И ПРИЧИННОСТЬ

В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКЕ. ДИНАМИЧЕСКИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ

Одной из наиболее актуальных проблем современного естествознания и, в частности физики, остается вопрос о природе причинности и причинных отношениях в мире. Бо­лее конкретно этот вопрос в физике формулируется в про­блеме соотношения динамических и статистических законов с объективными закономерностями. В решении этой про­блемы возникли два философских направления - детерми­низм и индетерминизм, занимающие прямо противополож­ные позиции.

Детерминизм - учение о причинной материальной обуслов­ленности природных, социальных и психических явлений. Сущностью детерминизма является идея о том, что все сущест­вующее в мире возникает и уничтожается закономерно, в ре­зультате действия определенных причин.

Индетерминизм - учение, отрицающее объективную при­чинную обусловленность явлений природы, общества и чело­веческой психики.

В современной физике идея детерминизма выражается в признании существования объективных физических законо­мерностей и находит свое более полное и общее отражение в фундаментальных физических теориях.

Фундаментальные физические теории (законы) представляют собой совокупность наиболее существенных знаний о физических закономерностях. Эти знания не являются исчерпывающими, но на сегодняшний день они наиболее полно отражают физические процессы в природе. В свою очередь, на основе тех или иных фун­даментальных теорий формулируются частные физические зако­ны типа закона Архимеда, закона Ома, закона электромагнитной индукции и т.д.

Ученые-науковеды едины во мнении, что основу любой физической теории составляют три главных элемента: 1) совокупность физических величин, с помощью кото­рых описываются объекты данной теории (например, в меха­нике Ньютона - координаты, импульсы, энергия, силы); 2) по­нятие состояния; 3) уравнения движения, то есть уравнения, описывающие эволюцию состояния рассматриваемой системы.Кроме того, для решения проблемы причинности важное значение имеет подразделение физических законов и теорий на динамические и статистические (вероятностные).

Динамические законы и теории и механический детерминизм

Динамический закон - это физический закон, отображаю­щий объективную закономерность в форме однозначной связи физических величин, выражаемых количественно. Динамиче­ской тфрией является физическая теория, представляющая со­вокупность динамических законов. Исторически первой и наи-лростой теорией такого рода явилась классическая ме-

Ньютона. Она претендовала на описание механическо-

более

ханикг

го движения, то есть перемещения в пространстве с течением

времени любых тел или частей тел относительно друг друга с

какой угодно точностью.

Непосредственно законы механики, сформулированные Ньютоном, относятся к физическому телу, размерами которо­го можно пренебречь, материальной точке. Но любое тело макроскопических размеров всегда можно рассматривать как совокупность материальных точек и, следовательно, достаточ­но точно описать его движения.

Поэтому в современной физике под классической механи­кой понимают механику материальной точки или системы ма­териальных точек и механику абсолютно твердого тела.

Для расчета движения должна быть известна зависимость взаимодействия между частицами от их координат и от скоро­стей. Тогда по заданным значениям координат и импульсов всех частиц системы в начальный момент времени второй за­кон Ньютона позволяет однозначно определить координаты и импульсы в любой последующий момент времени. Это позво­ляет утверждать, что координаты и импульсы частиц системы полностью определяют ее состояние в механике. Любая меха­ническая величина, представляющая для нас интерес (энергия, момент импульса и т.д.), выражается через координаты и им­пульс. Таким образом, определяются все три элемента фунда­ментальной теории, какой является классическая механика.

Другим примером фундаментальной физической теории ди­намического характера может служить электродинамика Мак­свелла. Здесь объектом исследования является электромагнитноеполе. Тогда уравнения Максвелла представляют собой уравнения движения для электромагнитной формы материи. При /этом структура электродинамики в самых общих чертах повторяет структуру механики Ньютона. Уравнения Максвелла позволяют по заданным начальным значениям электрического и магнитного полей внутри некоторого объема однозначно определить элек­тромагнитное поле в любой последующий момент времени.

Другие фундаментальные теории динамического характера имеют ту же структуру, что и механика Ньютона, и электроди­намика Максвелла. К их числу относятся: механика сплошных сред, термодинамика и общая теория относительности (теория гравитации).

Метафизическая философия считала, что все объективные физические закономерности (и не только физические) /имеют точно такой же характер, что и динамические законы. |Иначе говоря, не признавались никакие другие виды объективных закономерностей, кроме динамических закономерностей, вы­ражающих однозначные связи физических объектов и описы­вающих их абсолютно точно посредством определенных физи­ческих величин. Отсутствие такого полного описания тракто­валось как недостаток наших познавательных способностей.

Абсолютизация динамических закономерностей и, следова­тельно, механического детерминизма, обычно связывается с П.Лапласом, которому принадлежит уже цитированное нами знаменитое высказывание о том, что если бы нашелся доста­точно обширный ум, которому были бы известны для любого данного момента все силы, действующие на все тела Вселенной (от самых больших ее тел до мельчайших атомов), а также их местоположение, если бы он смог проанализировать эти дан­ные в единой формуле движения, то не осталось бы ничего, что было бы недостоверным, и ему было бы открыто как прошлое, так и будущее Вселенной.

Согласно провозглашенному Лапласом принципу, все яв­ления в природе предопределены с «железной» необходимо­стью. Случайному, как объективной категории, нет места в на­рисованной Лапласом картине мира. Только ограниченность наших познавательных способностей заставляет рассматри­вать отдельные события в мире как случайные. В силу этих причин, а также отмечая роль Лапласа, классический механи­ческий детерминизм называют еще жестким или лапласовским детерминизмом.Необходимость отказа от классического детерминизма в физике стала очевидной после того, как выяснилось, что дина­мические законы не универсальны и не единственны и что бо­лее глубокими законами природы являются не динамические, а статистические законы, открытые во второй половине XIX ве­ка, особенно после того, как выяснился статистический харак­тер законов микромира.

Но даже и при описании движения отдельных макроско­пических тел осуществление идеального классического де­терминизма практически невозможно. Это хорошо видно из описания постоянно меняющихся систем. Вообще начальные параметры любых механических систем невозможно фикси­ровать с абсолютной точностью, поэтому точность предска­зания физических величин со временем уменьшается. Для ка­ждой механической системы существует некоторое критиче­ское время, начиная с которого невозможно точно предска­зать ее поведение.

Несомненно, Что лапласовский детерминизм с определен­ной степенью идеализации отражает реальное движение тел и в этом отношении его нельзя считать ложным. Но абсолютиза­ция его как совершенно точного отображения действительно­сти недопустима.

С утверждением главенствующего значения статистических закономерностей в физике исчезает идея всеведущего сознания, для которого абсолютно точно и однозначно детерминирова­ны судьбы мира, тот идеал, который был поставлен перед нау­кой концепцией абсолютного детерминизма.