Реферат: Философские методологические проблемы современной физики: Проблема наглядности

Российская Академия Наук, Сибирское Отделение

Кафедра философии

Реферат

Философские методологические проблемы современной физики: Проблема наглядности

Преподаватель:

д.ф.н, профессор

Супрун В. И.

Автор:

маг.т.и т., аспирант

Энтин Василий Матвеевич

Институт Физики Полупроводников СО РАН

г. Новосибирск

дата 26.04.1998

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1: ФИЗИКА КАК ИСТОЧНИК ПРОБЛЕМЫ НАГЛЯДНОСТИ

ГЛАВА 2: НАГЛЯДНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ И ФИЛОСОФИЯ

ГЛАВА 3: ВЛИЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ НАГЛЯДНОСТИ НА ФИЛОСОФИЮ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАРУРА

ВВЕДЕНИЕ

Практически уже сто лет прошло с тех пор, как физика получила стремительное развитие, благодаря открытиям, которые полностью изменили ее. Все изменения, происходившие в физике за это время были связаны с тем, что она становилась все менее наглядной. Это сильно тормозило и продолжает тормозить ее развитие, поскольку даже сами физики зачастую не понимают теории разработанные их коллегами. Так произошло, например, со специальной теорией относительности, в которой многое остается неясным и по сей день.

Возникновение фундаментальной проблемы наглядности ставит ряд вопросов и перед философией. Они касаются как общей теории познания, так и фундаментальных аспектов, связанных с такими категориями как материя и ее атрибуты. Возникновение новых теорий, вносимых физикой коренным образом изменило философские представления о этих категориях, что является существенно важным фактором для философии.

Цель работы: Продемонстрировать глобальное, значение проблемы наглядности в физике. Указать на аспекты проблемы, несущие фундаментальный, неоценимый вклад в современную науку и философию.

Задачи работы:

1. Продемонстрировать истоки проблемы наглядности.

2. Дать характеристику проблемы наглядности с точки зрения различных аспектов.

3. Показать значение проблемы наглядности для философии.

ФИЗИКА КАК ИСТОЧНИК ПРОБЛЕМЫ НАГЛЯДНОСТИ

Вошло в тенденцию считать, что физические теории XX века существенно отличаются от физических теорий прошлого. Содержание таких классических теорий, как теоретическая механика, термодинамика, физическая статистика и электродинамика, несмотря на большую сложность, характеризуются, тем не менее, принципиальной наглядностью.

«Теория лишь тогда наглядна, если она позволяет себя (т.е. свое содержание) изобразить так, что это изображение имеет какое то непосредственно переживаемое сходство с тем переживанием, которое доставляет исследуемое явление природы » ([11],стр.185)

Таким образом, с точки зрения естествоиспытателей XIX века (и современных позитивистов) наглядной считается такая теория, содержание которой может быть описано с помощью непосредственных показаний человеческих органов чувств или чувственных образов, образованных из этих непосредственных показаний органов чувств при посредстве понятий, являющихся обобщением повседневного опыта.

«Под «наглядной» теорией понимают такую теорию, которая для своей формулировки требует только таких понятий, которые взяты из повседневного опыта» (Э. Мах цитата по работе [2], стр.156).

Программа наглядного построения всей физики в этом смысле, намеченная Гельмгольцем, была к концу XIX века настолько полно проведена в жизнь, что в 1900 г. по образному выражению Кельвина «Физическое небо было омрачено лишь двумя облаками». Первым из них был факт отсутствия «эфирного ветра» при движении Земли в мировом пространстве, а во втором - резкое расхождение экспериментальной кривой распределения энергии в спектре абсолютно черного тела с кривой, полученной из теоретических представлений («ультрафиолетовая катастрофа»). Преодоление первой трудности в конечном счете привело к созданию теории относительности, преодоление второй - к созданию квантовой механики. Содержание этих теорий настолько отличалось от содержания теорий классической физики, что потребовалась многолетняя упорная борьба, чтобы внедрить его в сознание большинства физиков. Это отличие заключалось в своеобразном «ненаглядности» релятивистских и квантовых объектов. Чтобы понять, что собой представляет эта «ненаглядность», необходимо рассмотреть процесс развития физики с 1900 по 1927 г. под определенным углом зрения. Мы рассмотрим развитие обеих ветвей новой физики - как квантовой механики, так и теории относительности.

Квантовая теория.

Наши органы чувств и основанные на непосредственных показаниях рассуждения говорят нам, что источники света могут испускать, а различные тела могут поглощать свет сколь угодно малыми порциями. Нельзя себе представить, чтобы существовал какой-нибудь естественный предел для уменьшения дозы испускания или поглощения. Таково наглядное представление о свете, сложившееся в ходе человеческой практики на протяжении нескольких тысячелетий. Однако в 1900 г. для объяснения явлений теплового излучения Планк выдвинул идею о том, что наглядное представление нас обманывает и что в действительности свет испускается отдельными порциями. Этим в физику впервые был внесен элемент какой-то «ненаглядности». При этом мы сейчас пока не ставим вопроса о том, какова истинная природа этой «ненаглядности»,а рассматриваем ее как эмпирический факт.

«Таким образом из семени планковской формулы уже выросло маленькое растение, правда очень странное и необычное, никак не укладывавшееся в рамки физики того времени. Признание прерывистости в распределении энергии механических систем - осцилляторов - означало введение совершенно инородного тела в здание классической физики» ([5],стр.105-107 )

Но хотя процесс испускания света перестал быть наглядным, тем не менее природа света и, в частности, процесс его распространения были достаточно наглядны. Со времени Френеля (начало XIX века) свет рассматривался как поперечные волны, распространяющиеся с определенной скоростью в мировом эфире. Это наглядное представление о природе света было разрушено в 1905 г. Эйнштейном. Для объяснения фотоэлектрических и фотохимических явлений Эйнштейн допустил, что свет не только испускается, но и поглощается отдельными порциями - квантами. Впрочем степень «ненаглядности», внесенной Эйнштейном в учение о свете была бы не столь значительна, если бы Эйнштейн отверг представление о свете как о волновом процессе. Но суть в том, что это представление было сохранено и уживалось рядом с представлением о квантах. Таким образом, свет стал своего рода физическим сфинксом, загадочно сочетавшим в себе корпускулярные и волновые свойства.

Итак с 1905 г. вся обширная область оптических явлений в значительной мере утратила свою наглядность; наглядным представлением классической физики была оставлена сфера вещества. С созданием квантовой теории света «противоречие между квантовой теорией и классической физикой было возведено в принцип» (В. Гейзенберг, цитата по работе [3], стр.5). Но в 1913 г. Н. Бор поколебал наглядные представления в мире атомов. Повседневные наблюдения над взаимодействием макроскопических частиц вещества говорят о том, что эти частицы способны приобретать и отдавать энергию в сколь угодно малых количествах. Для объяснения линейчатых спектров химических Бор допустил, что квантована энергия не только света, но и атомов. Это означало гигантский шаг в сторону от наглядных представлений классической физики и не только ее одной.

«Атом Демокрита», который на протяжении 2000 лет и был пожалуй самым наглядным представлением среди других философских и естественнонаучных представлений, стал, в известном смысле, менее нагляден, чем «скрытые качества» средневековых алхимиков.

«Будучи студентами, мы в известной мере бессознательно ощущали, что и здесь в работах Планка, Эйнштейна и Бора, разыгрывается кусочек мировой истории - правда без заголовков в газетах и радиосообщений, но все - таки такой эпизод мировой истории, который должен оставлять свои следы на столетия.» ([4], стр.339)

После создания боровской модели атома вся физика утратила свою наглядность. Однако при этом «странный» процесс изгнания наглядных представлений из физики не закончился. В 1924 г. де-Бройль высказал идею о том, что подобно тому, как свету присущи одновременно волновые и корпускулярные свойства, точно так же они должны быть присущи и частицам вещества. Органы чувств и основанные на их непосредственных показаниях рассуждения говорят нам, что главные отличия частицы от волны суть следующие: частица занимает определенное место в пространстве, волна постепенно охватывает все пространство; частица движется в определенном направлении, волна распространяется во всех направлениях; частицы не подчиняются этому принципу.

Трудно придумать свойства, которые бы так противоречили друг -другу. Тем не менее, де-Бройль допустил, что каждой частице соответствует какой-то волновой процесс, и эксперименты подтвердили эту идею, несмотря на всю ее «ненаглядность». Де-Бройль назвал волны, соответствующие частицам, «волнами материи». Оставалась, однако, надежда, что раскрытие природы этих волн позволит дать наглядное представление идее де-Бройля. Но в 1926 г. М. Борн показал, что «волны материи» существенно отличаются от механических и электромагнитных волн и являются по своей физической природе «волнами вероятности».

Если в случае механических волн мы имеем дело с колебаниями координаты частицы или плотности вещества, а в случае электромагнитных волн - с колебаниями напряженности электромагнитного поля, то в данном случае мы встречаемся с «колебаниями» вероятности обнаружения микрообъекта в единице объема пространства. Эта вероятность оказывается равной |y|² , где y - волновая функция микрообъекта, комплексная величина (т.е. объект существующий только умственно), а |y| - ее модуль. Следовательно наглядное представление, которое мы привыкли связывать с волновым процессом, здесь в значительной мере утрачивает свой смысл.

Процесс отказа от наглядных представлений в квантовой теории завершился в 1927 г., когда Гейзенберг сформулировал принцип неопределенности, выражаемый известным соотношением Dp×Dq³h/2p, где Dp - неопределенность в определении импульса микрочастицы, Dq - неопределенность в определении ее координаты, h - постоянная Планка. Это соотношение показало, что «ненагляден» не только волновой аспект микрообъекта, но не менее «ненагляден» и его корпускулярный аспект.

Органы чувств и основанные на их непосредственных показаниях рассуждения на протяжении тысячелетий говорили человечеству, что любая частица вещества обладает в каждый данный момент времени определенной координатой и скоростью, следствием чего является существование у нее определенной траектории.

Понятие частицы благодаря повседневному опыту органически срослось в нашем представлении с понятием траектории. Мы не можем себе представить движение частицы не по траектории (без траектории). Но принцип неопределенности, по видимому, приводит к заключению, что по крайней мере у достаточно малых частиц вещества траектории не существует.

Ясно, что механика физических тел, движение которых описывается «волнами вероятности» и принципом неопределенности приобретает, в отличие от механики «земных» тел, существенно «ненаглядные» черты.

Теория относительности.

Если квантовая теория разрушила наглядные представления главным образом о движении , то теория относительности сделала то же самое в отношении пространства и времени . Известно, что свойства пространства и времени проявляются, в частности, в кинематике физических тел. Органы чувств и основанные на их непосредственных показаниях рассуждения говорят нам, что скорость любого тела зависит от того, по отношению к какой системе отсчета она определяется. Однако, в частности, астрофизические наблюдения за двойными звездами показали, что скорость света не зависит от движения источника. Этот факт противоречит наглядному представлению.

Опираясь на факт независимости скорости света от движения источника, а также на принцип относительности, Эйнштейн в 1905 г. показал, что представление о том, будто одновременность событий при любых условиях абсолютна, является ошибочным.

Хотя вся наша многовековая практика говорит о том, что если две вспышки света происходят одновременно по отношению к системе отсчета «аэродром», то они происходят одновременно по отношению к системе отсчета «самолет» (движущийся инерциально), тем не менее наглядное представление нас обманывает; в действительности дело обстоит чрезвычайно «ненаглядно»: по отношению к движущемуся самолету вспышки света происходят не одновременно. «Что мы обозначаем словами: ‘два одновременных события в одной системе координат’? Интуитивно каждый человек считает, что он понимает смысл этого предложения. Но будем осторожными и попытаемся дать строгие определения, так как мы знаем , как опасно переоценивать интуицию». ([12], стр.169)

Относительность одновременности приводит к отказу от того элементарного, с точки зрения наглядного представления и здравого смысла, заключения, что пространственные и временные интервалы не зависят от инерциальной системы отсчета. Оказывается, что расстояние, например между отметками на эталоне длины равно одному метру только по отношению к системе отсчета аэродром, но имеет иную протяженность по отношению к системе отсчета «самолет». Еще менее нагляден факт зависимости временных интервалов от инерциальной системы отсчета. Со времен глубокой древности казалось неоспоримым, что время всегда «течет» с одинаковой скоростью. Отсюда делался вывод, что время в мире одно . Это наглядное представление о времени, почерпнутое из повседневного опыта, было описано еще Аристотелем в его «Физике»: «..И взятое сразу [в определенный момент], время повсюду одно и то же, а как предшествующее и последующее не одно и тоже.» ([1], стр.151). Оно казалось столь естественным, что было полностью воспринято Ньютоном и возведено в аксиому. Но согласно Эйнштейну в мире существует бесконечное множество времен «текущих» с разной скоростью параллельно. Эйнштейн не остановился на этом, а пошел дальше. Оказалось, что относительность пространственных и временных интервалов приводит к высшей степени «ненаглядным» следствиям.

Важнейшее из этих следствий состоит в следующем. Органы чувств породили у нас представление, которое приобрело прочность предрассудка, что такие свойства тел, как объем, форма, деформация, температура, масса и др. Не зависят от того, движется ли данное тело инерциально или покоится. Вопреки наглядному представлению частная теория относительности разрушает это представление. Основные черты наглядного представления: протяженность, форма, краски, звуки и т.д. - то, что Локк называл первичными и вторичными качествами, сами приобретают признаки «ненаглядности». Уже здесь мы видим , что начавшийся с малого отказ от наглядных представлений постепенно приобретает как и в квантовой теории глобальный характер и превращается в принцип .

Развитие в 1915 г. теории относительности и создание общей теории относительности (теории гравитации) еще больше усугубило ситуацию. Можно было надеяться что общая теория сделает частную теорию более наглядной. Общая теория относительности действительно объяснила некоторые парадоксы частной теории, однако это было достигнуто лишь путем дальнейшего отказа от наглядности. Согласно нашим представлениям с точки зрения наглядности кривизна реального трехмерного пространства во всех точках равна нулю. Вообще выражение «кривизна пространства» кажется здесь неприемлемым. Однако Эйнштейн показал, что в космических масштабах (по крайней мере) пространство обладает кривизной отличной от нуля. Это означает что геометрия реального пространства отличатся от евклидовой. Кроме того Эйнштейн доказал что и время, в известном смысле «искривлено»: не только в разных инерциальных системах отсчета время «течет» с разным темпом, но и в одной и той же системе отсчета, если она движется с ускорением, время в разных точках «течет» с разным темпом. Это означает, что в общей теории степень «ненаглядности» еще больше поскольку она утверждает относительность не только четырехмерного пространства, но и места измерения в системе отсчета. Такой характер четырехмерного пространства объясняет своеобразие гравитационного поля. Его появление связано с искривлением четырехмерного пространства - реально существующего мира.

Мы рассмотрели процесс «разрушения» наглядных представлений как в квантовой теории, так и в теории относительности. Сразу бросается в глаза симметричность обеих теорий с точки зрения этого процесса. Следовательно, подобная тенденция является характерной особенностью всей новой физики.

ПРИНЦИП НЕНАГЛЯДНОСТИ

Содержание принципа ненаглядности, если обобщить соответствующие высказывания В. Гейзенберга по данному вопросу, сводятся к следующим основным положениям.

1. Невозможно представить явления микро- и мегамира в чувственно воспринимаемых образах, почерпнутых из «земных» условий. «Понимание явлений природы, в которых играет существенную роль постоянная Планка, возможно только при значительном отказе от наглядного описания этих явлений».

«Квантовая теория лишила атом доступных органам чувств наглядных представлений, данных нам в повседневном опыте». ([5], стр.55)

Здесь следует указать на одно очень важное обстоятельство.

С точки зрения классической физики все физические явления не только могут быть представлены вообще наглядно, но и могут быть представлены с помощью механической модели (т.е. с помощью узкого класса наглядных представлений). Однако уже после создания максвелловской теории электромагнетизма и осуществления серии опытов (Майкельсона и др.) стало ясно, что не все физические явления могут быть представлены с помощью механической модели (тепловые, например, могут, а электромагнитные нет).

Поэтому принцип ненаглядности не отличается невозможностью механического представления явлений микро- и мегамира, а имеет более глубокое содержание. Хотя электромагнитные свойства тел куда менее наглядны, чем механические, тем не менее для них можно дать «чувственный» аналог в земном мире.

Порывая с механическим представлением о явлении, они не порывают с «чувственным» представлением (классическая теория поля). Образ классического поля делает эти свойства наглядными. Принцип ненаглядности идет дальше: в нем утверждается существование явлений, которые принципиально не могут быть представлены в каких бы то ни было чувственно воспринимаемых образах. «По Демокриту, атом лишен чувственных свойств, но заполняет пространство. В современной физике для атома все качества являются производными. Это означает, что любая картина атома, которую можно нарисовать на основе наших представлений о нем, будет тем самым ошибочной». ([5], стр.32)

2. Наличие определенной объективной основы для невозможности такого представления. С первого взгляда кажется, что та возможность представления, о которой говорилось выше, является следствием несовершенства наших знаний. Создается впечатление, что здесь есть элемент какого-то субъективного произвола, что если бы физики, выдвигая вышеописанные идеи, рассуждали иначе, то явления атомного и космического мира можно было бы отлично представить в чувственно воспринимаемых образах. Однако принцип ненаглядности утверждает что это не так. При изложении истории «ненаглядной» физики мы в ряде мест подчеркивали, что тот или иной новый шаг на пути отказа от ненаглядного описания вызывался суровой необходимостью, а именно: потребностью объяснить определенную группу экспериментальных фактов, крахом всех попыток «наглядного объяснения» и тем удивительным обстоятельством, что непротиворечивое объяснение достигалось лишь при «ненаглядном» подходе к вопросу. Это приводит к мысли, что самой природе вещей есть нечто такое, что исключает возможность их наглядного описания. «Природа лишает нас возможности составлять полную наглядную картину атома». ([5], стр.82)

В другом месте, говоря о причине «ненаглядности» микрочастиц, Гейзенберг говорит: «Обнаружение новых взаимосвязей ведет к тому, что возникает возможность проникнуть в мир понятий, качественно отличный от старого. Теория относительности и квантовая теория являлись первым решающим шагом из области доступных, обычных понятий в более абстрактную область. Характер открытых здесь взаимосвязей не оставляет никакого сомнения в том, что возврата назад у же никогда не будет» ([5], стр.41)

Таким образом, все своеобразие новой ситуации в физике состоит именно в объективной невозможности наглядного представления релятивистских и квантовых объектов. Невозможность наглядного представления микро- и мегамира не является следствием ограниченных способностей нашего ума или несовершенства наших технических средств; эта невозможность есть результат особой природы атомных и космических объектов.

3. Объяснение «наглядного» из «ненаглядного». Раньше считалось, что если процесс «ненагляден», то его можно объяснить с помощью наглядного процесса. Например, электромагнитные волны сводились к механическим волнам в эфире. «Ненаглядное» выводилось из наглядного, рассматривалось как частный случай наглядного. Новая физика показала, что «ненаглядные» явления атомного и космического мира не могут быть объяснены с помощью наглядных процессов земного мира. Но принцип наглядности не ограничивается утверждением о невозможности сведения «ненаглядных» явлений к «наглядным», земным явлениям. Когда рассматриваются законы квантовой механики или теории относительности, то всегда подчеркивается , что первые выражают специфические особенности физических явлений в микромире, а вторые - специфические особенности физических явлений, происходящих при скоростях системы отсчета близких к скорости света, или в гравитационных полях достаточно большой напряженности. Постоянное подчеркивание этого факта приводит к тому, что часто упускается из виду одно очень важное обстоятельство. Разумеется квантовые и релятивистские эффекты становятся практически заметными лишь в микро- и мегамире, однако из уравнений квантовой механики и теории относительности следует, что они принципиально существуют и в земном мире, хотя практически и неуловимы. Но принципиальная возможность и целесообразность вещи существенно разные. В данном случае для нас совершенно неважно, что практически целесообразно применять квантовую механику и теорию относительности к земным явлениям. Для нас важно только то, что поскольку квантовые и релятивистские эффекты принципиально существуют и в земных условиях, то отсюда следует , что квантовая механика и теория относительности принципиально применимы и к земным телам. Конкретно это означает что не только электрон, но и человек как физическое тело обладает волновыми свойствами, что он не движется, строго говоря по траектории, что линейные размеры его тела, форма лица, цвет глаз и волос и даже возраст зависят от того, движется он или покоится и т.д. То же самое верно и применительно к любому другому материальному объекту. Таким образом, не только атомный и космический мир, но и земной мир принципиально «ненагляден». Это естественно приводит к заключению, что наглядное является лишь формой проявления «ненаглядного». Итак принцип ненаглядности утверждает, что не только существует «ненаглядное», которое не может быть выведено из наглядного, но и что даже то, само по себе вполне наглядно, должно быть объяснено с помощью «ненаглядного». Наглядные процессы оказались лишь частным случаем «ненаглядных». «Классическая физика оказалась наглядным предельным случаем принципиально «ненаглядной» микрофизики» (В. Гейзенберг, сборник [10], стр.33)

4. Допущение, что дальнейший прогресс физики возможен только на пути более полного отказа от наглядных представлений, чем это имело место до сих пор. «Как бы, однако, ни шло дальнейшее развитие теории, предыдущая история квантовой механики указывает на то, что понимание неясных еще сторон строения атома может быть достигнуто только путем дальнейшего отказа от наглядности». В этом высказывании содержится мысль, что последовательный отказ от наглядности открывает новую эру в физике, подобно тому как когда-то открытия Галилея и Ньютона, поскольку он прокладывает дорогу для таких представлений и понятий, которым нет аналога в земном мире. Здесь наиболее важным обстоятельством является то, что мы имеем дело не с каким -либо требованием отказа от тех или иных наглядных представлений, а с принципом ненаглядности, т.е. требованием систематического и последовательного изгнания наглядных представлений из всех положений физики. Однако этим дело не ограничивается. Гейзенберг предлагает руководствоваться тем же принципом также в химии, биологии, психологии, и социологии. «Возникшие с развитием атомной физики формы мышления достаточно широки, чтобы охватить самые различные стороны проблемы жизни и связанные с ними направления исследований» (В. Гейзенберг [5], стр.87) Таким образом вполне допустимо расширение атомного учения для объяснения всех процессов, включая духовные процессы (жизнь и сознание). В таком общем виде принцип ненаглядности перестает быть только физическим, а превращается в принцип теории познания .

НАГЛЯДНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ И ФИЛОСОФИЯ

Как известно, исследование представления является предметом психологии, а не философии. В действительности понятие "представление" в психологии не совпадает с понятием "представление" в физике и в философии.

Это различие философской и психологической сторон понятия "представление" очень важно. Однако и философская сторона имеет два существенно различных аспекта. Когда речь идет о том, чтобы представить наглядно какой-нибудь изменяющийся объект, то под "наглядным представлением" этого объекта обычно представляют также один из субъективных образов, в котором объект отражается.

Таким образом, "наглядное представление" объекта можно понимать в двояком смысле:

1. Как раскрытие "внешней и внутренней структуры" и "внешнего и внутреннего механизма" изменений - это называют также построением модели объекта (онтологическая сторона вопроса) и

2. как построение определенного чувственного образа, в котором отражается исследуемый объект (гносеологическая сторона вопроса).

В данной работе для того чтобы не уходить от проблемы наглядности мы рассмотрим лишь модели материального объекта (т.к. они помогают продемонстрировать стремление к наглядности) и построение чувственного образа.

МОДЕЛИ МАТЕРИАЛЬНОГО ОБЪЕКТА

Атомистическая модель.

Вопрос о наглядном и ненаглядном описании был впервые поставлен в ходе спора Платона с Демокритом. Как известно по платновской теории идей материальный объект лишь только отражение реально существующей идеи в нематериальном (мистическом) мире идей. В противоположность этому способу описания античные материалисты (Демокрит, Эпикур, Лукреций Кар) представляли всякий материальный объект в виде атомистической модели. Основной ячейкой этой модели является атом. Атом есть твердая частица, которая неделима, неизмерима, несотворима и неразрушима. Атом обладает формой, величиной и весом (и лишен цвета, вкуса, запаха, температуры и т.п.). Объект состоит из некоторой совокупности атомов, которые различаются своими свойствами - формой, величиной и весом. Эти различные атомы соединяются с присущими им "крючками" в агрегаты различных типов. Агрегаты различных порядков соединяются в один общий агрегат.

Таким образом даже античные материалисты представляли себе атом как достаточно сложный по структуре объект. Однако кроме особенности свойств атомов необходимо помнить, что атомы движутся. Движение атомов представляет собой изменение их положения и порядка. Кроме движения вне объекта происходит движение внутри него. Таким образом наряду с движением атомов происходит их постоянное соединение и разъединение. Отдельно и независимо от такой совокупности атомов существует пустота и время. Античные материалисты говорят, что материальный объект как совокупность атомов существует в пустоте и претерпевает механические изменения во времени.

Показанная модель имеет главным образом эмпирическое происхождение. Она взята из природы опытным путем.

"Потому обратить тебе надо вниманье на суматоху в телах мелькающих в солнечном свете, что через нее познаешь ты материи также движенья, происходящие в ней потаенно и скрыто от взора" (Лукреций Кар [9], стр.81). Очевидно, что здесь Лукреций имеет виду движение пылинок в солнечном луче. Идеи Демокрита (и других атомистов) полностью заимствовались из опыта, любые спекуляции не допускались. Таким образом модель атомистов была более наглядной чем платоновский "мир идей".

Эфирная модель.

В средние века материальный объект представлялся схоластам в виде чувственно воспринимаемой вещи, внутри которой заключено какое-то скрытое качество. Так тела падают на Землю потому, что им присуще скрытое качество падать на Землю.

В противоположность схоластам Декарт разработал модель материального объекта в виде эфирной модели. Базисом этой модели стал эфирный вихрь. Такой вихрь представляет собой вращательно движущуюся массу в механической среде - эфирной жидкости. Вихрь обладает определенной величиной, формой, скоростью и моментом инерции. Любой материальный объект есть лишь совокупность таких вихрей. Как и в атомной модели существует несколько типов вихрей отличающихся между собой. Таким образом мы получаем новую модель которая образована не твердой неизменной частицей а их совокупностью, движущейся по замкнутым траекториям относительно общего центра и непрерывно возникающих, исчезающих и изменяющихся как результат делений эфира. Таким образом частицы, образующие вихрь, подобны не пылинкам а капелькам.

Протяженность пространства у Декарта совпадает с протяженностью эфира, поэтому нельзя говорить о существовании эфирной модели в пространстве в силу того, что пространство - одно из свойств эфира (пустоты не существует. Время же существует независимо от модели поскольку все изменения в ней происходят во времени.

Необходимо отметить, что эфирная модель также базируется на опыте - она взята из наблюдений турбулентностей в воде при ее течении.

Вещественная модель.

Основной ячейкой такой модели возникшей в XVIII веке является физико-химическое тело. Оно обладает широким спектром свойств, оно может быть как пылинкой так и жидким вихрем. Однако на тела наложено ограничение - все тела должны быть доступны для непосредственного восприятия (непосредственным показаниям органов чувств), т.е. выражаясь языком Фейербаха «являться чувственным бытием». Объект представляет собой совокупность таких чувственных тел. Кроме того все свойства объекта подвержены изменениям. Самым важным отличием вещественной модели от предшествующих является то, что они не ставят вопроса о том, какова природа атомов или вихрей - базиса модели. Вещественная модель описывает тела, составляющие модель только как форму проявления некоторых других тел. В предшествующих моделях явление и его сущность совпадали, а в вещественной модели предполагается, что две стороны не совпадают. С точки зрения античных материалистов раскрыть сущность объекта значит представить его в рамках атомистической модели; для модели эфира - представить объект в виде вихрей эфира.

Таким образом если материальный объект не допускает представления его в виде атомистической, эфирной или вещественной модели, то такой объект, с точки зрения авторов модели принципиально «ненагляден».

ПРИРОДА НАГЛЯДНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

Двумя важнейшими проблемами теории познания всегда были:

1. Что есть источник знания? 2. Как соотносятся наши субъективные образы с источником?

По Платону «души людей вспоминают те «идеи», которые они когда-то восприняли в мире «идей»». Таким образом идеи считались априорными, приходящими извне. В дальнейшем эта теория вплоть до конца XVIII века почти не менялась, в ее основе оставалось происхождение из нематериального источника.

В противоположность этой теории материализм выдвинул принцип отражения. Согласно ему источником наших субъективных образов является материя.

Как было уже сказано выше, материальный объект есть единство явления и сущности. Следовательно, каждой из сторон объекта соответствует свой субъективный образ сущность которого соответствует природе взятой стороны. Аристотель в своей работе «О душе» разделил субъективные образы на две группы - образы в которых отражаются моменты явления (чувственные образы)и образы, в которых отражены моменты сущности (абстрактные образы). Он применял это разделение для природы человека, однако оно применимо и для материального объекта, являющегося предметом исследования. Дело в том, что с первого взгляда кажется, что существование двух типов образов следствие биологической организации человека. На самом деле сама организация обусловлена двойственной природой объекта.

Диалектический материализм в отличие от всех предшествовавших форм материализма не связывает с понятием «чувственный образ» какие-либо конкретные биологические представления. С точки зрения диалектического материализма, чувственный образ - такой субъективный образ, в котором отражается тот или иной момент явления. Этот момент может быть доступен непосредственному восприятию одним или несколькими из пяти органов чувств. Непосредственное чувственное познание дает целостный чувственный образ явления, но только с внешней стороны. Наблюдая цветок мы можем обонять его запах, видеть цвет и форму(внешнюю сторону объекта), но в то же время мы не можем видеть клеток составляющих растение изнутри - внутренняя сторона объекта. Образ такого объекта может быть получен только опосредованным путем после анализа объекта. Процесс анализа завершается формированием представления. Причем под представлением понимается чувственный образ, в котором то или иное явление отражается целиком, т.е. не только с внешней, но и с внутренней стороны.

ФОРМИРОВАНИЕ НАГЛЯДНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

Базисом наглядного представления является ощущение. «Познание существования всякой другой вещи (вне себя самих) мы можем получить только через ощущение.» (Д.Локк [8],стр.611) Познать вещь в себе это значит проявить ее. Такое возможно лишь при взаимодействии с другими вещами. Значит, для познания вещи необходимо привести ее во взаимодействие с другой вещью, которая по собственным свойствам обладает способностью проявления соответствующего свойства соответствующей вещи. Например, чтобы убедиться в том что влага проникает в камень необходимо привести ее во взаимодействие с пемзой или мелом, но, очевидно, бесполезным будет пытаться увидеть это пытаясь поливать водой кристалл кварца. Таким образом каждая вещь по своим свойствам обладает способностью проявить вполне определенный круг других вещей. С онтологической точки зрения такими вещами для проявления других вещей являются наши органы чувств. Ограниченность круга проявляемых вещей определяется строгой приспособленностью наших органов чувств. Таким образом нам через непосредственные показания органов чувств открывается только малая часть того, что существует. При этом существуют, как мы видели даже целые объекты о существовании которых наши органы чувств не могут ничего сказать. «Мы созерцаем только так, как оно нам является, а не как оно есть само по себе» (И. Кант [6],стр.101)

Таким образом мы рискуем прийти к неразрешимости проблемы о возможности существования непознаваемых «вещей в себе».

Однако существует другая возможность чувственного восприятия - через чувственное опосредование.

Рассмотрим два круга вещей - вещи, которые отображаются нашими органами чувств через непосредственное восприятие ( давление, форма, тепло, запах, звук, свет и цвет.)(А) и вещи непосредственно не воспринимаемые, или воспринимаемые только частично в каких-то моментах(Б). Пусть существует некоторое множество вещей, действие на которые вещей не воспринимаемых непосредственно производит вещи, воспринимаемые непосредственно(В). Тогда множество вещей А, которое содержит Б и В может быть воспринято через опосредование А-В-Б. Возможность такого опосредования прямо следует из многообразия явлений природы, дающего возможность существовать вещам - «проявителям» (В).

Другими словами, всегда существует возможность подобрать такую другую вещь на которой взятая вещь проявляется ощутимым образом. В качестве примера рассмотрим невоспринимаемую непосредственно вещь - электрический заряд, однако, существует непосредственно воспринимаемое явление, знакомое людям с глубокой древности - притяжение зарядом мелких частиц (на кусочке янтаря). Кроме того электрический заряд, если он велик, способен порождать разряды (молнии) которые мы можем видеть и слышать.

«В общем случае мы получаем совокупность вещей различной природы, соединенных по определенным законам и играющих роль передатчика об исследуемой вещи органам чувств.» (Бранский В. П. [3], стр.102).

По существу мы получаем новый объект - измерительный прибор. Более того, большинство наших ощущений опосредовано и лишь малая часть ощущений получается непосредственно. Следовательно, проблема шестого чувства, поставленная Локком снимается простым образом - человеку незачем шестой орган чувства, благодаря приборам у него может быть сколько угодно органов чувств.

Теперь перед нами появляется трудность другого характера. Ощущение отражает только отдельные свойства вещи. Остается вопрос об способе перехода от ощущений к чувственным образам. Для решения данного вопроса необходимо обратиться к тем субъективным образам (абстрактным) в которых отражаются моменты сущности. Такие образы называются понятиями. Хорошо известно, что из одних понятий посредством других понятий можно получить новые понятия. Например понятие «золото» непосредственно не приводит к понятию «металл», однако вовлекая третье понятие «блестящее твердое тело» (золото похоже на некоторые блестящие твердые тела, многие из которых металлы, следовательно, вероятно, золото также металл) можно прийти к новому понятию «золото - металл».

Это означает, что понятие может являться самостоятельным источником новых понятий вследствие логического опосредования.

Чувственные образы в результате работы мозга превращаются в понятия, но этим дело не заканчивается. «В результате работы мозга понятия превращаются в новые чувственные образы».(Бранский В. П. [3],стр.106) Следовательно, мир субъективных образов человека независимо от его желания оказывается построенным из чувственных образов. Акт перехода от чувственных образов к понятиям лежит в основе интуиции. Как известно, метафизики занимавшиеся теорией познания объясняли возникновение новых чувственных образов в мозгу у человека новой комбинацией непосредственных показаний органов чувств. Например Лукреций считал, что новые чувственные образы (например мифологические образы кентавров и пр.) возникают в результате пересечения в воздухе «эйдол» соответствующих предметов (т.е. отделившихся от них и распространяющихся с большой скоростью материальных оболочек) «Легко они, в воздухе встретясь друг с другом, сходятся вместе, как нить паутины иль золота блестки.» (Лукреций Кар [9],стр.249) Недалеко от него ушел и Юм «Вся творческая сила ума сводится лишь к способности соединять, перемещать, увеличивать или уменьшать материал доставляемый нам внешними чувствами и опытом.» (Д. Юм [13],стр.17)

В действительности представление целого потому не сводится к механической комбинации ощущений и восприятия его частей, что в объективном мире целое не сводится к механической сумме частей. Здесь мы ограничимся тем, что не вдаваясь в проблему интуиции отметим, что если человек познает доступные непосредственным показаниям его органов чувств объекты в его уме должны возникать новые чувственные образы, причем их возникновение возможно лишь за счет взаимодействия со старыми чувственными образами.

Образование представления как составной идеи является следующим шагом деятельности ума и представляет собой синтетический чувственный образ рефлексии. Другими словами, вторичные (или более чем вторичные) чувственные образы в результате акта обобщения складываются в единый чувственный образ. В качестве примера такого обобщения можно рассмотреть понятие «волна эфира». В первом акте восприятия мы создаем себе зрительный образ волны, отождествляя его с тем образом волны, который воспринимали когда-то ранее. Параллельно этому мы отождествляем «эфир» с понятием «жидкость» и создаем чувственный образ, соответствующий ему. В акте рефлексии мы изобретаем новое понятие, объединяя и обобщая два чувственных образа. В результате мы получаем чувственный образ «волна эфира». Этот образ и есть наше наглядное представление об эфире.

ВЛИЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ НАГЛЯДНОСТИ НА ФИЛОСОФИЮ

С обнаружением проблемы наглядности философия не только приобрела знания о субъективности нашего восприятия и сущности атрибутов материи, но и в свете этой проблемы становятся более понятными основные трудности философии. На взгляд автора данной работы проблема наглядности несет тот вклад в философию, что сама проявляется в ней. Философия как теоретическая область знаний не имеет, как естественные науки такой возможности доказательства как эмпирическое. По этой причине можно утверждать, что философия принципиально «ненаглядна» (по крайней мере, та ее часть которая занимается вопросами бытия, материи и ее атрибутов). Для доказательства этого тезиса рассмотрим термин «наблюдаемое». Этот термин в философии упоминается всякий раз когда речь идет о наблюдении, основанном на непосредственных показаниях органов чувств. Физика говорит о наблюдаемом в более широком смысле, для нее «наблюдаемое» это величина или явление, которую, или которое можно измерить, или обнаружить сравнительно простым методом. Это отвлечение необходимо для того, чтобы разобрать следующий пример. Рассмотрим такой хорошо известный атрибут материи, как температура. С точки зрения классической физики температура - наблюдаемая величина потому, что это можно сделать с помощью опосредования, за счет свойства вещества расширяться при нагревании. Как мы уже говорили, классическая физика наглядна, т.к. легко представима в виде чувственных образов. Необходимо отметить, что здесь мы видим соответствие наглядность - наблюдаемость.

Теперь рассмотрим другой случай. Пусть мы хотим измерять температуру, но тела, температура которого бесконечно мала. В этом случае классическая физика непригодна, поскольку она создана применительно к земным условиям. На ее место вступает существенно «ненаглядная» квантовая теория вещества. В этом случае процесс измерения существенно усложнится потому, что наши термометры, работающие на основе эффектов классической физики перестанут работать. Мы будем вынуждены прибегнуть к более изощренным методам, предоставляемым нам квантовой физикой. Поэтому, температура в данной ситуации - величина ненаблюдаемая. Здесь опять мы видим корреляцию наблюдаемость - наглядность, следовательно, они взаимосвязаны. Таким образом можно сформулировать основополагающий принцип: теория наглядна, когда она составлена из наблюдаемых величин и, наоборот, теория «ненаглядна», если она содержит ненаблюдаемые величины.

Теперь рассмотрим вопрос о том, что представляют собой теоретические законы. Наиболее современную оценку на эту тему дал Р. Карнап «Теоретические законы отличаются от эмпирических не тем, что недостаточно хорошо установлены, а тем, что содержат термины другого рода. Термины теоретических законов не относятся к наблюдаемым величинам даже тогда, когда принимается предложенное физиком значение того, что может быть наблюдаемо.» ([7], стр.303-304)

Таким образом, поскольку философия - абстрактная область знания (Карнап имел в виду под теорией абстракцию), то она содержит «ненаблюдаемое», как целые категории и, следовательно, философия принципиально «ненаглядна». Проанализируем значение этого тезиса. Как мы видели в физике, более общая теория становится менее наглядной. Применяя этот принцип к философии можно качественно предсказывать, какие элементы философии относятся к более общей теории, а какие продолжают развиваться, т.е. принцип «ненаглядности» может быть критерием ценности философского знания. Чем менее наглядна теория, тем лучше разработана философская концепция. Там же, где кроются элементы наглядности следует ожидать неизбежных изменений в сторону «ненаглядного». Примером может служить отказ от концепции атома Демокрита как неделимого объекта.

Еще одно важное значение для философии проблема наглядности вносит, когда возникает вопрос об истинной причине проблемы наглядности. Как ни странно, проблема наглядности дает аргументы в пользу различных, диаметрально противоположных направлений в философии.

Так основным аргументом в ползу агностицизма является то, что проблема наглядности может быть обусловлена принципиальной непознаваемостью мира. В этом случае как доказательство предлагается то, что как уже говорилось, исходя из принципа неопределенности в мире существуют принципиально непознаваемые объекты и явления.

Субъективный идеализм (в лице А. Эддингтона) главным аргументом ставит следующее: Поскольку наши представления о реальности субъективны, то мы не имеем права строить о них логические выводы, поскольку все построения будут основаны на аналогии с объективной реальностью. «События, которые никто не испытывает недостаточно аналогичны моим данным, чтобы обеспечивать аналогичные выводы.» (Б. Рассел «История западной философии.», т.2, стр.156)

Эта точка зрения заслуживает более подробного рассмотрения. В общем случае ситуация, по-видимому, такова. Онтологически определенный вид атрибута А (определенный вид пространства, вид движения и т.д.) характеризуется некоторой присущей ему онтологической особенностью a₁ (абсолютный характер протяженности, траекторный характер движения и т.д.). Эта особенность проявляется в той общей черте (существуя независимо то нее), которая присуща всем материальным операциям, совершаемым в процессе познания над модусами А (движение со скоростью малой по сравнению со скоростью света и пр.). Обозначим эту общую черту а₁ . Пусть развитие практики знакомит нас с онтологически иным видом А, характеризуемым вместо a₁ онтологической особенностью a₂ (относительный характер протяженности, протяженный характер движения и т.д.)

Так как природа объекта познания определяет природу средств познания, а не наоборот и, следовательно, новый объект может быть познан лишь с помощью новых средств, то эта особенность a₂ уже не может проявиться в а₁ , а проявляется лишь посредством некоторого а₂ (движение со скоростью сравнимой со скоростью света и т.д.). Так как в процессе познания появление а₂ предшествует появлению a₂ , а исчезновение а₂ - исчезновению a₂ , то создается иллюзия, будто в объективной действительности существование а₂ является причиной существования a₂ («селективный субъективизм» Эддингтона). С точки зрения Бранского на самом деле, присутствие «селективного субъективизма связано не с тем случаем, который рассматривает Эддингтон, а с тем случаем когда а₁ способствует незаконной экстраполяции a₁ на онтологически новый вид А. Это приводит к тому, что «..наши понятия о всеобщем содержании атрибутов материи существенно зависят от тех материальных операций, с помощью которых мы исследуем конкретные проявления этих атрибутов; так как эти операции суть явления некоторого мира, не совпадающего, вообще говоря, с объектом исследования.» (Бранский В.П. [3], стр.161) Таким образом, мы приходим к возможности существования миров, принципиально отличных от нашего, как с точки зрения структуры атрибутов материи, так и с точки зрения их многообразия, гораздо большего чем мы знаем.

С точки зрения объективного идеализма, основой всего полагающего сверхъестественное проблема наглядности - еще одно доказательство существования Бога, поскольку непознаваемость реальности может трактоваться и как запрет наложенный им.

С точки зрения материализма, причиной проблемы наглядности является непознанность физической реальности. В основе этого суждения лежит мнение Эйнштейна, что та картина мира которую нарисовала современная квантовая теория «не настоящий Иаков», а только его узкая интерпретация. Эйнштейн в свое время выдвинул один основополагающий принцип строения мира - «принцип красоты», в основе которого лежало глубокое убеждение в том, что «старик не играет в кости» (т.е. Бог - природа) и мир устроен гораздо более наглядно, чем мы себе представляем. Однако, современная теоретическая физика предсказывает результаты даже тогда, когда постановка эксперимента еще не ясна и это опровергает убеждение Эйнштейна.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В представленной работе демонстрируется фундаментальная значимость проблемы наглядности, возникшей в физике как результат ее стремительного развития в начале века. В работе подробно рассмотрено развитие современной физики с точки зрения проблемы наглядности. Показан основополагающий принцип «ненаглядности», отличающий более общую теорию от частной. Дана структура проблемы наглядности. Продемонстрировано формирование наглядного представления у человека как возможная причина проблемы наглядности. Проведен анализ проблемы наглядности с точки зрения философии.

Новым в работе, на взгляд автора, является предположение (вероятно, требующее более подробного рассмотрения) о присутствии проблемы наглядности в философии, как абстрактной области знания. Указывается тот факт, что философия должна быть ненанаглядной в том случае, если будет построена общая теория, описывающая, строго научным образом, любую из ее областей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Аристотель «Физика., Собрание сочинений.», т.3, М., Мысль., 1981

2. Борн М. «Физика в жизни моего поколения.», М.,изд. Ин. Лит., 1963

3. Бранский В.П. «Философское значение проблемы наглядности в современной физике.», М., Наука., 1956

4. Гейзенберг В. «Физика и философия: Часть и целое.», М., Наука., 1989

5. Гейзенберг В. «Философские проблемы атомной физики.», М.,Изд. Ин. Лит., 1953

6. Кант И. «Собрание сочинений.», т.4, 1956

7. Карнап Р. «Философские основания физики.», М., Наука., 1971

8. Локк Д. «Опыт о человеческом разумении. Собрание сочинений.», т.1, М., Мысль., 1960

9. Лукреций Кар «О природе вещей.», М., 1983

10. «Нильс Бор: Жизнь и творчество.» Сборник статей., М., Наука., 1967

11. Франк Ф.«О наглядности физических теорий.» (сборник «Диалектика в науке.», 1929)

12. Эйнштейн А., Инфельд Л. «Эволюция физики.», М., ОГИЗ., 1948

13. Юм Д. «Исследование человеческого разумения.», М., 1989