Вопрос 5. Механический детерминизм. Динамические и статистические законы.

 

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. Механический детерминизм полностью исключает случайности.

В современной физике идея детерминизма выражается в признании существования объективных физических законов.

 

Закон – это внутренняя объективная связь между явлениями, предметами, процессами, которая носит существенный, устойчивый, повторяющийся и необходимый характер.

 

Законы могут быть общими (закон тяготения, закон сохранения энергии и др.) и частными – (закон Ома, закон Архимеда, закон электромагнитной индукции).

Для решения проблемы причинности важное значение имеет подразделение физических законов и теорий на динамические и статистические (вероятностные).

Динамический закон – это физический закон, отображающий объективную закономерность в форме однозначной связи физических величин, выражаемых количественно.

Абсолютизацию динамических закономерностей и, следовательно, механического детерминизма, обычно связывают с П. Лапласом, который считал, что все явления в природе предопределены с «железной» необходимостью. Случайному нет места в нарисованной Лапласом картине мира. Классический механический детерминизм был назван еще жестким или лапласовским детерминизмом.

Предсказания, сделанные на основе динамических законов, имеют достоверный и однозначный характер. Но динамические законы не универсальны и не единственны. Следующим этапом познания законов природы являются статистические законы, открытые во второй половине ХIХ века для явлений микромира. Предсказания, сделанные на их основе, являются не определенными, а только вероятными.

Представления о закономерностях особого типа ввел Максвелл в 1859 г. Он первым понял, что при рассмотрении систем, состоящих из огромного числа частиц, нужно ставить задачу совсем иначе, чем это делалось в механике Ньютона. Максвелл ввел в физику понятие вероятности, которое раньше использовали математики.

Многочисленные физические и химические опыты показали, что в принципе невозможно не только проследить изменения импульса или положения одной молекулы на протяжении длительного времени, но и точно определить импульсы и координаты всех молекул газа в данный момент времени. Ведь число молекул в 1 см³ газа или атомов в макроскопическом теле имеет порядок от 10¹⁹ до 10²³. Из макроскопических условий, в которых находится газ (tº, объем, давление) не вытекают с необходимостью определенные значения импульсов и координат молекул. Их следует рассматривать как случайные величины, которые в данных макроскопических условиях могут принимать различные значения.

На фоне множества случайных событий обнаруживается определенная закономерность, выражаемая числом. Это число – вероятность наступления именно данного события – позволяет определить статистические средние значения выпадения именно такого импульса для всех молекул газа. Получают эту вероятность делением рассчитываемого импульса на число всех молекул, что позволяет сосчитать вероятностные распределения молекул газа по разным импульсам.

Статистические законы не отрицают причинности, но детерминизм статистических законов есть вероятностный детерминизм, истинное значение которого стало очевидным после создания квантовой механики, – статистической теории, описывающей движение микрочастиц и состоящих из них систем. В результате был сделан вывод о том, что открытие динамических законов – это первый, низший этап в познании окружающего нас мира, а открытие статистических законов – более высокий этап познания.

Статистические законы отображают реальные физические процессы глубже, чем динамические. Не случайно статистические законы познаются вслед за динамическими.

Возвращаясь к проблемам причинности (детерминизма), мы делаем вывод, что на основе динамических и статистических законов возникает динамическая и вероятностная причинность. Эмпирические (динамические) и статистические подходы к познанию свойств вещества дополняют друг друга.

Однако процесс познания детерминизма (постнеклассический этап развития физики, в частности) еще не завершен, предполагается дальнейшее углубление понимания законов детерминизма в микромире (См. Б.Г. Кузнецов. Эйнштейн. АН СССР, М., 1963. – 416 с.)