Информационно-энергетическая концепция

Информационно-энергетическая концепция

Концепция креационизма – Хаос ® Теос ® Космос

В основе новой концепции лежит представление о бинарности нашего мироздания и каждого объекта этого мироздания. Вселенная содержит два слоя реальности (вещественный, феноменальный) и второй информационный слой реальности, в который вложен вещественный слой и который является причиной существования. Есть мир причин и следствий.

Физическое обоснование существования тонко-материального (информационного) слоя строится на основе представлений о физическом вакууме как форме существоания материи. Физический вакуум может быть той средой, которая, обладая соответствующими свойствами, играет роль информационного и энергетического слоя реальности.

Законченной и общепринятой теории физического вакуума пока не существует, но можно рассматривать его некоторые свойства, не требующие доказательства: информационные, энергетические, физические, которые позволяют рассматривать влияние этой среды на процессы, протекающие в вещественном мире, т.е. физика, химия, биология, психология и другие естественные науки должны заняться рассмотрением влияния вакуума на процессы, рассматриваемые в них.

Учет вакуумных эффектов рассматривается в двух точках зрения:

1) мировоззренческих

2) технологических (технических)

При рассмотрении мировоззренческого аспекта следует обратить внимание на очень близкие научные религиозные параллели. В частности обретает научный смысл понятие слова как мыслеобраза, который может воплощаться по действием энергии.

Дух – информационная составляющая человека, делает его живым и сознательным.

В новом миропонимании сознание, информационные поля – основа материи, а эволюция жизни – это, прежде всего, развитие сознания.

На современном этапе эволюции человек вполне развил структуры сознания, называемые интеллектом, и должен приступить к совершенствованию более тонких духовных планов. Новый этап эволюции человека обозначен у Вернадского как ноосферный, у Федорова – это переход от Человека природного к Человеку духовному, у Соловьева – это богочеловек.

Человек XXI века должен получить ответы на многие вопросы, на которые привычная концепция естествознания ответов не дает. И, прежде всего, на вопрос: в чем заключается смысл жизни – в накоплении материальных богатств или росте духовном.

Новая концепция, как и полагается, даст ответы на вопросы, которые были за границами предыдущей картины мира. Конечно, эта концепция еще только создается в научных лабораториях.

Идеи новой ноосферной картины мира или космического мировоззрения, основные принципы которого – жизнь как основное свойство всего Космоса и эволюция как процесс непрерывного развития сознания.

Новая постнеклассическая модель Мира

Развитие Мира перестало рассматриваться как непрерывный и линейно детерминированный процесс, оно есть диалектическое сочетание непрерывного и дискретного (скачкообразного и многомерного), линейного и нелинейного.

Все явления окружающей действительности представляются взаимосвязанными и взаимозависимыми, что требует комплексного подхода при их изучении.

Это делает самоценной каждую объясняющую модель и теорию; вместо однозначных “истин” появляются различные мнения (гипотезы), дополнительность и альтернативность концепций.

Большую роль приобретает случайность и субъективный фактор.

Хаос наделяется важной созидательной функцией и требует такого же изучения, как и порядок.

Новая познавательная парадигма влечет за собой необходимость междисциплинарных исследований и разделение наук не по предмету и объекту, а по проблемам.

(В. И. Вернадский “Размышления натуралиста”).

Это приведет к ликвидации противостояния двух основных аспектов культуры и созданию метаязыка, объединяющего понятийное мышление гуманитарных наук и естествознания.

Лекция 2. Психология восприятия и творчества.

Метафизический мир

Философия Религия

Наука Искусство

Физический мир

Лекция 3. Научный метод.

Наука – сфера человеческой деятельности, функция которой выработка и систематизация объективных знаний о действительности. Одна из форм естественного познания, деятельность по получению новых знаний, система знаний, лежащих в основе научной картины мира.

Цели науки – описание, объяснение, предсказание процессов и явлений действительности, составляющих предмет ее изучения на основе открываемых законов. Система наука делится условно на естественные, социальные гуманитарные и технические.

Сциентизм– (scientia – наука) абсолютизация преувеличение роли науки в системе культуры, в идейной жизни общества; в качестве образца берутся естественные науки, математика.

В результате в развитии науки чередуются экстенсивные (плавные), адаптационные и революционные (научные революции), приводящие к изменению ее структуры, принципов познания категорий и методов ее организации.

Для науки характерно диалектическое сочетание дифференциации и интеграции ее , фундаментальных и прикладных исследований. Структура науки включает в себя предмет науки (П), научные факты (Ф), язык (Я), методы изучения(М) и теорию (Т).

Язык науки – тезаурус (сокровище) система символов, терминов, существующих для передачи информации от человека к человеку.

Формализация — это особый подход в научном познании, который заключается в использовании специальной символики, позволяющей отвлечься от изучения реальных объектов, от содержания описывающих их теоретических положений и оперировать вместо этого некоторым множеством символов (знаков).

Для построения формализованной системы необходимо: 1) задание “алфавита”, 2) правил, по которым могут быть составлены “слова” и “формулы”, 3) правил вывода, то есть перехода от одних “формул” к другим. Математическое описание различных объектов — пример формализации.

Универсальным языком точного естествознания является математика.

“Книга природы написана на языке математики” (Г. Галилей)

“В каждом знании столько истины, сколько есть математики” (И. Кант)

Главной структурной единицей современной науки является научная проблема. Еще Вернадский заметил, что “рамки отдельной науки... не могут определить область научной мысли исследователя, точно охарактеризовать его научную работу. Проблемы, которые его занимают, все чаще не укладываются в рамки отдельной, определенной, сложившейся науки. Мы специализируемся не по наукам, а по проблемам”.

Решенная научная проблема оказывается некоторой узловой точкой роста и ветвления разрастающегося древа познания. Природу раздвоения фундаментальных научных проблем, происходящего в результате их теоретического решения, объясняет логическая теорема о принципиальной неполноте теорий (теорема Гёделя).

Согласно этой теореме, любая логически и математически “правильная” аксиоматическая теория никогда не исчерпывает свой предмет каким бы то ни было перечнем исходных аксиом. Всегда оказывается возможным сформулировать такое утверждение, что ни само это утверждение, ни его отрицание нельзя ни доказать, ни опровергнуть в рамках данной аксиоматики.

В результате совершенствования первоначально единой теории возникают два альтернативных варианта, принимающие подобное утверждение или его отрицание в качестве новой аксиомы, добавляемой к исходной системе аксиом. Причем, такие альтернативные варианты первоначальной теории принципиально равноправны.

На основании строгих математических доказательств К. Гедель пришел к выводу о том, что в любой логической, научной, философской и иной другой формализованной системе можно высказать утверждение, которое в рамках этой системы нельзя ни доказать, ни опровергнуть. Для этого необходимо выйти за рамки системы. Гениальное прозрение Геделя вскрыло пропасть между истинным и доказуемым. Создание какого-то единого формализованного языка науки не представляется возможным.

Концепции и методы Геделя, разработанные в его теории “принципиальной неполноты” различных формализованных систем знания, легли в основу, в частности, всех современных компьютерных технологий. Система, созданная человеком, всегда остается подсистемой, не может превзойти создавшую ее систему.

Сознание обозначает способность человека идеально воспроизводить действие в мышлении; осознанное бытие, свойство высокоорганизованной материи; субъективный образ объективного мира, идеальная противоположность материальному, высшая форма психического отражения, свойственная человеку и связанная с речью. Сознание формируется в процессе эволюции на основе и в результате общественной практики. Сознание делится на индивидуальное (личное) и общественное (философия, политика, искусство, право, мораль, религия, наука).

Познание – это обусловленный развитием общества исторический процесс отражения и воспроизведения действительности в мышлении, взаимодействие субъекта и объекта познания, результатом которого являются новые знания о мире.

Знание – проверенный практикой результат познания действительности, верное ее отражение в мышлении человека.

Мышление – высшая ступень человеческого познания, процесс отражения объективной действительности, позволяющий получать знания о таких объектах, свойствах и отношениях реального мира, которые не могут быть непосредственно восприняты на чувственной ступени познания.

Основные формы мышления изучаются логикой, а механизмы протекания мышления – психологией. Мышление – это внутреннее активное стремление овладеть своими собственными познаниями, воспоминаниями с целью получения необходимой в данной ситуации директивы. Мышление – немая внутренняя речь.

Язык – озвученное мышление.

Научные исследования – процесс выработки научных знаний, один из видов познавательной деятельности, характеризующийся объективностью, воспроизводимостью, доказательностью, точностью.

Имеют два уровня:

– эмпирический (опытный)

– теоретический

Исследования разделяют на качественные и количественные; прикладные и фундаментальные; теоретические и экспериментальные.

Научные открытия – новые достижения в процессе познания, в результате которого устанавливаются неизвестные ранее закономерности свойств и явлений материального мира, вносящие коренные изменения в уровень познания мира.

Познание – сложный процесс деятельности человека по воспроизводству внешнего мира в виде познавательных образов и активное преобразование этих образов с целью сознания определенной картины действительности, необходимой для удовлетворения своих потребностей.

Результатом познания являются знания, выраженные и организованные в некую совокупность познавательных форм и отношений между ними.

Типология знаний: донаучные, вненаучные, научные, художественные, философские. Донаучные знания (повседневные) складываются на основе повседневной деятельности человека и отображают многообразие жизненных ситуаций. Характерная черта, неспециализированный характер используются автоматически и являются базисом для специальных видов знания.

Вненаучные знания имеют специализированный характер (астрология, алхимия, метафизика).

Донаучными и вненаучными знаниями нельзя пренебрегать. Научные знания разделяются на естественнонаучные, социально-гуманитарные и технические.

Рефлексия – особый способ познания, имеющий объектом внутренний духовно-психический мир человека, его мысли, душевное состояние.

Наука как открытая система.

Методология науки

Предмет методологии

Методология – наука о построении, формах и способах научного познания.

Метод (греч. – путь, учение) – способ достижения какой-либо цели, решение конкретной задачи, совокупность приемов или операций практического или теоретического познания действительности.

В настоящее время одной из наиболее общепризнанных методологий научного исследования является исторический диалектический материализм. Все категории диалектики применимы в методологии науки. Философско-методологическая основа науки – теоретическое познание, обобщенные методы и приемы, используемые наукой.

Гносеология – раздел теории познания, изучающий закономерности и возможности познания, вопросы отношения знания к объективной реальности.

Существует два метода исследования:

Опыт

Эта схема отражает процесс познания: “от живого созерцания к абстрактному мышлению, а от него – к практике”.

Процесс познания – усвоение чувственного созерцания, переживаемого или испытываемого положения вещей и состояний с целью нахождения истины. При этом, субъект познания и объект познания – это основные категории, описывающие процесс познания.

Субъект постигает, объект постигаем. Определенные моменты объекта отображают в субъекте и это отражение объективно. субъект постигает, объект постигаем. Объект отображается в субъекте. Это отображение объективно, т. е. объект отличает отображение от самого себя, как противостоящего отражению, причем объект не зависит от субъекта.

Контур восприятия явлений. Включает в себя многократный цикл испытаний, наблюдений, сбора информации. Это область эмпирического (опытного) знания.

Контур познания сущности. Отбор и обобщение информации, попытки выяснить очередную относительную истину. В процессе познания выполняются и проявляются основные законы диалектики, реализуется логика познания, цель которого – “вечное, бесконечное, приближение мышления к объекту” (Ленин).

Познание – эффект отражения внешнего мира в нашем сознании.

Истина – соответствие знаний действительности.

Практика – источник, основа, критерий истинности знания, целенаправленное преобразование мира, в котором материальное преобразование объекта в соответствии с его идеальной моделью, способ, который субъективный замысел превращает в материальный объект.

В познавательном процессе объект и субъект вступают во взаимодействие, создают познавательный образ.

Познание – отражение объективной реальности, воспроизведение ее многообразных состояний в форме, отличной от непосредственной.

Результат познания – образное отражение окружающего мира.

Свойства познавательных образов

1. Образ – отражение внешнего мира

2. Образ – субъективное отображение, следовательно способ его существования существенно отличается от объекта.

3. Образ идеален

4. Образ предметен

Познание – это деятельность по производству образов и их активному преобразованию в процесс мышления.

Применим представления о контуре познания к научным исследованиям и рассмотрим акт познания в научном исследовании.

ед.

Структура метода

1. Знание.

2. Совокупность мыслительных (логических) и материальных (физических) операций и процедур, направленных на объект познания.

Выделяются всеобщие методы (диалектика, метафизика), общенаучные методы (анализ-синтез, индукция-дедукция), частнонаучные методы (то, что используется в частных науках). Существует связь между методом и формой научной информации о познавательном образе.

Методология научного познания тесно связана с формальной логикой, которая анализирует важнейшие формы мышления (понятия, суждения, умозаключения), формулирует основные законы мышления, изучает способы доказательства. Методология тесно связана с логикой, изучающей причины объективности, историзма, восхождения от конкретного к абстрактному и т. Д.

Уровни методологического знания

В зависимости от общности методов можно выделить:

1. Уровень конкретных методик.

2. Уровень метода специальных наук и выявление их общетеоретических основ.

3. Уровень разработки методов познания, которые используются в разных науках и опираются на общие закономерности.

По уровню познавательных форм выделяются:

1. Эмпирические знания

2. Модели

3. Теории

Структура научного знания

Научное знание независимо от его природы разделяется на эмпирические и теоретические уровни, которые отличаются:

1. по объекту познания

2. эмпирические знания связаны с практикой, а теоретические не связаны

3. эмпирические знания носят функции обобщения и описания действительности, а теоретические несут предсказание и объяснение действительности

Теория “умозрения”. Взаимосвязь этих знаний в том, что всякая теория строится на определенном эмпирическом материале.

4. По уровню отражения действительности: эмпирические знания отражают внешние связи и явления, а теоретические – сущность явлений разных порядков.

Эмпирический уровень познания

Эмпирическое исследование – деятельность, направленная на познание первичной опытной информации о состоянии внешнего мира. Существенным признаком эмпирических исследований является взаимодействие субъекта и объекта или наблюдения и предмета, который может быть непосредственным и опосредованным (через посредника) различными экспериментальными средствами (приборы, установки).

Методы получения первичной информации:

1. наблюдение

2. эксперимент

3. измерение.

Эксперимент – чувственно-предметная деятельность нации (опыт, воспроизведение, проверка гипотез).

Результаты эмпирического исследования обрабатываются с использованием различных способов обработки информации (методы, классификации, систематизации, группировки и т. д.), в итоге вырабатываются эмпирические данные – первичный, “сырой” материал, полученный в ходе эмпирического исследования.

Эмпирические знания являются основной познавательной формой. Главные требования к эмпирическим знаниям – достоверность, результативность – зависят от уровня экспериментальных возможностей. Эмпирические данные не должны быть независимы от теории, но выражены на языке данной теории. Зависят от уровня развития теории, в которой эти данные анализируются.

Результативность ограничена двумя уровнями:

- уровнем развития практики

- уровнем развития теории.

Структура физики

В физике применимы общенаучные методы. Физику разделяют на: корпускулярную и континуальную (континуум – поле, нечто нераздельное). Взаимосвязь корпускулярного и континуального подходов – корпускулярно-волновой дуализм.

Физика рассматривает физическую материю, которая существует в виде вещества (корпускул), т. е. некоторых частиц, которые имеют массу покоя. И поля – носители взаимодействий между этими частицами. Это физика необходимого.

Физика возможного – квантовая и статистическая физика.

Физическая величина – основное понятие физики – физические величины определяют качественное и количественное содержание исследуемого объекта или процесса. Физические величины – измеряемые характеристики или свойства физических объектов (состояние, процессы, предметы). Каждая физическая величина – произведение численного значения на единицу измерения. Интернациональной является система единиц СИ (System of International) – 7 основных единиц: кг, м, с, К, моль, А, Кд (Кандела) и 2 дополнительные – рад, стерад.)

Измерения величин в каком-либо физическом явлении дает функциональную зависимость между ними и приводит к формулировке физического закона. Законы выражаются в виде математических соотношений между физическими величинами.

Математика – универсальный язык физики. Законы могут быть эмпирическими и теоретическими.

Теория создается как обобщение законов, но эти теории имеют границу применения. Существует ряд фундаментальных физических теорий, составляющих основу физической картины мира ФКМ. Общность фундаментальной теорий проявляется в том, что все они используют основное понятие — состояние физической системы, которое характеризуется набором основных параметров и величин.

Фундаментальные физические теории:

Общность фундаментальных теорий проявляется, прежде всего, в том, что они вводят в качестве основного – понятие состояния физической системы.

1. Классическая механика.

Содержит подразделы:

- механика материальной точки,

- механика системы материальных точек (частиц)

- механика абсолютно твердого тела

В классической механике, как и во всей физике, широко используются методы абстрагирования и идеализации, например, представление о материальной точке, абсолютно твердом теле и т. п.

Структура классической механики включает:

1) совокупность физических величин (основных понятий), описывающих объекты данной теории (координаты, импульсы, энергии, силы, ускорения, скорости и т.д.)

2) состояние системы (или тела) задается координатами и импульсами всех частиц.

3) уравнение движения (закон движения) описывает процесс изменения состояний — эволюцию системы.

В механике Ньютона основные законы векторные. В аналитической механике Лагранжа основные величины обобщенные координаты и скорости – это независимые переменные, число которых равно числу степеней свободы системы. В методе Гамильтона основные переменные обобщенные координаты и импульсы. Взаимодействие характеризуется не силами, а энергией.

В методе Лагранжа основная характеристика – это функция Лагранжа L = E_k - E_n , где E_k - кинетическая энергия, E_n - потенциальная энергия(для консервативной системы). В методе Гамильтона — функция H = E — полная энергия системы, выраженное через обобщенные координаты и импульсы . Из принципа наименьшего действия S = 0 вытекает уравнение Лагранжа – уравнение движения.

В классической механике: если заданы начальные условия, то можно описать поведение системы как в будущем, так и в прошлом. Это называется механическим детерминизмом. Уравнения механики инвариантны по отношению к обращению времени, т.е. не существует стрелы времени по отношению к механическим процессам.

В Ньютоновской механике основными законами являются:

1) три закона Ньютона (инерции, основной закон динамики, действия-противодействия);

2) законы сохранения импульса и полной механической энергии.

Законы сохранения следуют из симметрии пространства и времени и законов Ньютона.

Попытки распространить принцип механического детерминизма на другие формы движения привел к построению первой единой механистической КМ (парадигма механицизма). Это односторонний принцип, пытающийся объяснить все явления природы, исходя из механистических представлений.

2. Механика сплошных сред: основное понятие – это поле (континуум). Функции координат и времени описывают распределение в пространстве плотностей, давлений и скоростей, соответственно: . Таким образом, задаются в пространстве в зависимости от времени соответствующие поля. Начальные и граничные условия определяют состояние поля в начальный момент времени. Уравнение гидродинамики идеальной жидкости — уравнение Бернулли. Для неидеальной жидкости появляются силы трения и теплообмен, что было учтено только после создания термодинамики.

3. Термодинамика ­– классическая, аксиоматически построенная теория (в ее основу положены 4 постулата). Состояние характеризуется параметрами: давление, объем, температура. Связь между ними – уравнение состояния – устанавливается опытным путем. Два закона термодинамики являются фактически законами сохранения энергии и необратимости макроскопических процессов. Вводятся две функции – внутренняя энергия U и энтропия S, которые сохраняются в равновесных и обратимых процессах.

4. Электродинамика. Объект исследования – электромагнитное поле, задаваемое векторами напряженности электрического поля и индукции магнитного поля, соответственно: . Свойства среды задаются диэлектрической проницаемостью (), магнитной проницаемостью () и электропроводностью (). Характеристики и связаны друг с другом материальными уравнениями и законом Ома в дифференциальной форме. Закон эволюции полей описывается уравнениями Максвелла, которые представляют собой систему линейных однородных дифференциальных уравнений в частных производных.

5. специальная и общая теория относительности

Общая теория относительности

Состояние гравитационного поля характеризуется компонентами метрического тензора. Эволюция гравитационного поля описывается нелинейным уравнением поля Эйнштейна. Уравнение позволяет определить метрический тензор в любой последующий момент времени по начальному значению его и заданным компонентам тензора материи, описывающего ее распределение в пространстве.

Статистическая физика

Максвелл в 1859 г. впервые ввел в физику понятие вероятности. Поскольку в принципе невозможно не только проследить за изменением импульса или положения одной молекулы на протяжении большого интервала времени, но и точно определить импульсы и координаты всех молекул газа в данный момент времени. Поведение большого ансамбля частиц описывают статистическими законами, вводится понятие 3N (число координат) и 3N обобщенных импульсов (3N-p; 3N-q)

Их следует рассматривать как случайные величины, которые в данных макроскопических условиях могут принимать разные значения.

функция распределения есть плотность вероятности обнаружения координат p и импульсов q в определенном интервале (фазовом объеме). По функции распределения можно найти среднее значение любой величины, например, среднее давление и среднее отклонение от среднего давления (см. рисунок). Это статистический (вероятностный) язык описания.

Квантовая механика

Наблюдаемые физические величины те же, что и в классической механике, т.е. координаты, импульсы, энергии, моменты импульса.

Основной величиной, характеризующей состояние квантово-механической системы является волновая функция , – более абстрактная вероятностная характеристика системы. – квадрат модуля волновой функции — плотность вероятности обнаружения частицы в определенном объеме пространства. Уравнение, описывающее движение микрочастиц – уравнение Шредингера. Такие уравнения имеют решение при дискретном наборе собственных значений энергии и собственных значений функций. Квантование энергии – это следствие уравнения Шредингера. Зная  , можно вычислить вероятность определенного значения не только координаты, но и любой физической величины. Однозначно определяются средние значения всех физических величин.

Главное отличие квантовой механики от классической теории в том, что состояние характеризуется амплитудой вероятности, а не самой вероятностью, следовательно, существует сугубо квантовый эффект – интерференция вероятностей. Границы применимости классического и квантово-механического описания позволяет определить соотношение неопределенности Гейзенберга, в соответствии с которым невозможно одновременно точно определить координату и импульс микрочастиц, энергию и время, момент импульса и угол.

Как следствие соотношения неопределенностей закон сохранения энергии может нарушаться на любую величину , что, в частности, является физическим обоснованием существования виртуальных частиц.

Важен вопрос: являются ли микрочастицы квантовыми объектами, т.е. можно ли придать физический смысл волновой функции, а не квадрату ее модуля.

Эксперимент К. Монро: атом гелия ионизировали до однозарядного иона мощным лазерным импульсом и обездвижили, понизив температуру до близкой к абсолютному нулю; у электрона осталось две возможности: вращаться по часовой стрелке, либо против; затормозив электрон лазерным лучом, лишили его этой возможности; ион гелия раздвоился, реализовав себя сразу в двух состояниях. Дистанция между этими объектами 83 Нм.

Парадокс Шредингера: в закрытом ящике находится кошка, счетчик Гейгера, ионизирующая частица и баллончик с газом; если частица проявит себя как корпускула, то счетчик сработает, включится баллончик и кошка умрет, если частица поведет себя как волна, то кошка останется в живых. Таким образом, кошка наполовину жива, наполовину мертва. И нужен наблюдатель, чтобы объективизировать ее состояние.

Появление статистических законов связано с дискретностью. В тепловых процессах — с дискретностью в строении тел, в классической электродинамике – электрических зарядов, в квантовой механике – с дискретностью действия (минимальное действие – ).

Квантовая статистика

Её связь с квантовой механикой та же, что и статистической физики с классической механикой, т.е. квантовая статистика описывает поведение макрообъектов, когда классическая механика неприменима к описанию движения частиц, слагающих эти объекты.

Для описания поведения микрочастиц используется методы квантовой статистики: 1) распределение Бозе-Эйнштейна для частиц с целыми спинами, спин момент количества движения S=n .

2) Ферми-Дирака, для частиц с полу целыми спинами.

Квантовая теория поля

Квантовая электродинамика применялась к описанию взаимодействий электронов, позитронов и фотонов.

Оказалось, что вероятностные законы определяют не только значения координат, импульсов и других величин, но и само число частиц. Квантовые принципы были распространены на системы с переменным числом частиц, что позволило учитывать процессы рождения, поглощения и превращения частиц. В КТП большую роль играет состояние с наименьшей энергией квантовых полей – вакуумное состояние. Среднее число реальных частиц в этом состоянии равно нулю, но это не означает, что электромагнитных и других полей в вакууме нет.

Существуют нулевые колебания поля, энергия которых в теории оказывается бесконечной. Квантовые флуктуации поля неустранимы. При взаимодействии с заряженными частицами это приводит к наблюдаемым эффектам. Как следствие не существует пустого пространства, как и не существует участков этого пространства, где электромагнитное поле не менялось бы флуктуационно. Перенормировка дает возможность выделить конечную часть заряда и массы, согласующиеся с экспериментом.

Статистическими являются теории:

- электрослабого взаимодействия (статистическая, калибровочно инвариантная теория)

- теория великого объединения (ТВО)

- квантовая хромодинамика.

Рассмотрим соотношение динамических и статистических теорий, описывающих одну и ту же форму движения.

Динамические законы представляют собой первый, низший этап в процессе познания окружающего мира. Статистические законы более совершенно отображают объективные связи в природе, они являются следующим, более высоким этапом познания.

Смена динамических теорий на статистические прослеживается в следующих переходах: классическая механика – квантовая механика; термодинамика – статистическая термодинамика; механика сплошных сред – статистическая теория неравновесных процессов; классическая макроскопическая электродинамика (теория Максвелла) – микроскопическая электродинамика (электронная теория); классическая теория электромагнитных процессов, базирующихся на микроскопических уравнениях Максвелла – Лоренца – квантовая электродинамика. Связь между этими подходами основана на принципе соответствия.

Например, статистическая физика, заключая в себе законы термодинамики и указывая границы их применимости, одновременно углубляет содержание этих законов и дает возможность производить расчеты тепловых процессов до численных значений.

Следующий уровень физики – принципы, более высокий.

Принципы симметрии и связанные с ними законы сохранения. Симметрия – свойство физических законов, описывающих поведение физических систем, оставаться неизменными при определенных преобразованиях. Законы сохранения – утверждения, согласно которым численные значения некоторых физических величин не изменяются в существующих процессах. Между принципами симметрии и законами сохранения существует взаимосвязь, во многих случаях первые вытекают из вторых. Большой вклад в развитие таких представлений внесла Э. Нетер (1905 г.), доказав, что из однородности пространства следует закон сохранения импульса, из изотропии пространства следует закон сохранения момента импульса, из однородности времени – закон сохранения энергии. Принципы симметрии делятся на внутренние и внешние. Внутренние описывают специальные свойства микрочастиц, Например, CPt – C – зарядовая симметрия, Р – зеркальная, t – временная. Рассматривают комбинации этих симметрий, и обнаруживается определенная иерархия симметрий. Принципы симметрий имеют характер динамических законов и не допускают статистических отклонений.

Принцип соответствия. Новая теория, претендующая на более глубокое познание сущности мироздания, на более полное описание и на более широкое применение ее результатов, чем предыдущая, должна включать предыдущую как предельный случай. Так классическая механика является предельным случаем квантовой механики и механики теории относительности. Релятивистская механика (специальная теория относительности) в пределе небольших скоростей переходит в классическую механику (ньютоновскую). Это и составляет содержание методологического принципа соответствия, сформулированного Н. Бором в 1923 г.

Суть принципа соответствия заключается в следующем: любая новая более общая теория, являющаяся развитием предыдущих теорий, справедливость которых была экспериментально установлена для определенных групп явлений, не отвергает эти теории, а включает их в себя. Предыдущие теории сохраняют свое значение для определенных групп явлений, как предельная форма и частный случай новой теории. Последняя определяет границы применения предыдущих теорий, причем в определенных случаях существует возможность перехода новой теории в старую.

Принцип дополнительности сформулирован сначала как принцип корпускулярно-волнового дуализма.

Эти и другие физические принципы имеют общенаучное значение.

Лекция 5.

Проблема элементарности

Развитие любой науки идет через постановку и разрешение каких-либо проблем. Проблема – ситуация, не имеющая однозначного решения.

Проблема элементарности была поставлена в Древней Греции и ее можно свести к более фундаментальным представлениям о простран