Учебник для студентов естественнонаучных факультетов
| Вид материала | Учебник |
- Учебник для студентов юридических вузов и факультетов, 10285.83kb.
- Программа курса, 383.76kb.
- Учебник для студентов высших учебных заведений, 8883.55kb.
- Учебник. М., Российское педагогическое агентство. 1996, 374, 5762.08kb.
- «Учебник для вузов», 12307.26kb.
- Учебник: в 4 т. Т. 4, 9033.15kb.
- Учебник. М., Российское педагогическое агентство. 1996, 374, 5302.91kb.
- Учебник. М., Российское педагогическое агентство. 1996, 374, 5097.83kb.
- Учебник. М., Российское педагогическое агентство. 1996, 374, 5371.75kb.
- П. А. Орлов История русской литературы XVIII века Учебник, 4388.68kb.
В предыдущих разделах были рассмотрены темы, посвященные истории философии. Данным разделом открывается вторая часть курса философии. В ней в центре внимания будут собственно философские проблемы. Первой такой проблемой является проблема бытия. "Бытие" - самая универсальная из всех философских категорий. Эта категория охватывает весь мир в целом, и поэтому становится основополагающей в любой философской системе. Отталкиваясь от этой категории, философы развертывают далее всю систему своих понятий и выводов.
Конкретное содержание понятия "бытие" в каждой философской системе свое. Бытие имеет много сфер и несколько уровней. Сферы бытия - природное, духовное, социальное, индивидуальное бытие. Каждая из этих сфер состоит из больших "подразделений". Различают также три уровня. Во-первых, это - потенциальное бытие, существование в возможности, которое следует отличать от небытия - вообще. Во-вторых, это - актуальное бытие, то есть реализовавшая себя возможность. В-третьих, это - нисходящее бытие, идущее к своей гибели.
В структуре бытия можно выделить еще несколько градаций: "Бытие само по себе" (объективное бытие), безотносительное к нашему сознанию, базовое, а значит, первичное. "Бытие для нас" (субъективное бытие). Это то бытие, которое мы сами конструируем, картина мира, в которой мы существуем и с которой, собственно, и взаимодействуем. "Бытие само по себе" соотносится с понятием вечности, а "бытие для нас" – с понятием временности, конечности, ограниченности в пространстве и во времени.
Бытие истинное (смысловое, сущностное) – "мир идей" у Платона, Бог в религиозной онтологии, Абсолютная Идея у Гегеля и пр. и бытие неистинное (кажущееся, видимое) – бытие по мнению, бытие, не имеющее смысла.
За этой многосферностью и многоуровневостью обнаруживается единство мира. Будучи предельно широкой и предельно абстрактной, категория «бытие» должна быть конкретизирована в ходе дальнейшего анализа. Как это возможно в современной философии, и будет показано в лекции.
Проблема бытия в философии
Приступаем к изучению онтологии. Онтология - (греч. "онтос"-сущее, "логос" - слово, учение) означает учение о сущем. Область философских знаний, в которой выясняется что значит "быть", мсуществовать". Это учение о бытии. Онтология – первая, важнейшая часть философского знания. Философия, собственно, начиналась с постановки онтологических вопросов: поиск первоначал бытия, системность бытия, способы существования бытия, место человека в бытии – изначальные вопросы, которые волновали уже первых мыслителей, так называемых натурфилософов. Античные натурфилософы, в основном "досократики" (Пифагор, Фалес, Анаксимен, Анаксагор, Анаксимандр, Гераклит Эфесский, Эмпедокл, Парменид и др.), опираясь на существующие к тому времени знания, старались заглянуть дальше, – не просто описать видимые стороны реальности, а помыслить: что же такое "бытие вообще".
Анализ бытия как наиболее общего философского понятия связывают с деятельностью античной школы элеатов (Парменид, Зенон, Мелисс). Элеаты первыми попытались понять мир, применяя к многообразию вещей предельно общие понятия: бытие, небытие, движение, целое, делимость, неделимость.
Категории "бытие" противостоит понятие "небытие". "Есть бытие, а небытия вовсе нет", – утверждал Парменид. И действительно, уходя в прошлое, фрагменты настоящего бытия не перестают бытийствовать. Они перемещаются в другую сферу или на другой уровень. Однако, считая, что "все есть бытие, а небытия нет", элеаты тем самым отвергли изменчивость, подвижность бытия в целом.
Философский смысл проблемы бытия. Бытие - всеобщая, универсальная способность существовать, которой обладает любая реальность. Проблема бытия – это вопрос о предельно общей связи между всем существующим в мире, о предельных основаниях многообразного мира.
Выявляются три аспекта проблемы_бытия. Первый аспект: Мир есть, постоянно наличествует. Отдельные вещи, явления возникают и исчезают, а мир в целом существует и сохраняется. Это противоречивое единство непреходящего бытия мира как целого и переходящего бытия вещей.
Второй аспект: Вопрос о все-общем, общем для всего. Бытие мира есть предпосылка его единства. Различные целостности, имеющиеся в мире - равно существуют. И это их объединяет. Бытие мира - его целостность через существование. Мир - единство многообразного. Бытие есть одинаковость явлений: они – все одинаково существуют.
Третий аспект: Мир как совокупная реальность. Мир является реальностью для сознания и действия каждого человека. Человеку приходится считаться с реальностью как совокупной (и расчлененной) целостностью. Это единое, обладающее собственной логикой существования и развития бытие. Поэтому человеку в его деятельности требуется понять, что именно есть и как оно "есть".
Проблема_бытия_в_истории_философии_
Понимание бытия в античности. Бытие мыслится не как предикат (определение) какого-либо субъекта, (вещи), а как то, что есть просто, абсолютно, само из себя, а не от другого. "Быть" и "быть чем-то" - не одно и то же.
Вытие 1) есть всегда, а не временно; 2) не возникает и исчезает; 3) пребывает как безусловное и самотождественное. Согласно Пармениду, бытие едино, неделимо и противостоит всему, что множественно, делимо, изменчиво и непостоянно. Бытие есть совсем иное, чем эмпирический изменчивый и множественный мир, который греческие философы называли "становлением". Начиная с элеатов, становление понимается как то, что не есть, а лишь кажется сущим.
Центральным для греческой мысли является понятие бытия как неизменного пребывания. Производными от него являются понятия сущего и сущности (субстанции). Все свойства сущности, ее предикаты определяются самой сущностью; сущность первее свойств Сущность существует через себя, а свойство существует через другое.
Согласно Платону, бытие всегда предполагает не только единое, но и иное, а значит взаимодействие и связь, т.е. отношение (само понятие "причастности" есть понятие связи). И все-таки, принцип античной логики: сущность есть основа отношений.
Одно из основополагающих представлений античного миросозерцания - превосходство единства над множеством. Единое и сверхсущее Благо для Платона и его последователей есть начало бытия и единения. "Быть" для античного философа означает быть чем-то одним, единым и цельным.
Целое же есть нечто неделимое, то, что может быть отличено от другого, что имеет свое лицо, облик, т.е. эйдос как умопостигаемый прообраз. Для античного мыслителя неделимое выше непрерывного. Непрерывное то, что всегда делимо на всегда делимые части, а потому не может быть пройдено до конца (Зенон). Неделимое – характеристика сущего, предела, формы; непрерывное – характеристика не-сущего, беспредельного, материи. Античное миросозерцание ставит форму неизмеримо выше материи.
Древнегреческими философами - Парменидом, Платоном, Аристотелем, неоплатониками - была создана метафизика бытия.
Для средневековой философии христианства характерно представление о бытии как доступном мышлению образе Бога. Бытие -это образ Бога. Бытие – бесконечное божественное всемогущество. По отношению к нему - всякое ограничение и определенность (сущее) воспринимаются как конечное и несовершенное. В отличие от Единого античной философии Христианский Бог есть Бог личный. В качестве личности он наделен волей, для которой нет ничего невозможного. Августин Блаженный убежден, что свободная воля и всемогущество составляют сущность Бога. Выделяется "истинное бытие" – "бытие Бога" и неистинное, т.е. сотворенное Богом бытие.
Христианство сняло непереходимую грань между бытием и становлением, характерную для античной мысли. Догмат о боговоплощении - есть преодоление границы между небесным и земным, вечным и временным, божественным и человеческим.
В философии Нового времени грань между бытием и становлением была стерта. Вместе с тем в философии ХУП в. понятие субстанции сохраняет свое порвостепенное значение (Декарт, Спиноза, Лейбниц). В ХУШ и XIX вв. в европейской философии ведется критика метафизики субстанции. В ХУШ в. Дж. Вико сформулировал один из важнейших принципов: истинно лишь то; что сделано и что может быть воспроизведено. Человек тем самым рассматривается как творец бытия. Но это бытие приравнено к тому, что в античности носило имя становления. В трансцендентальной философии, начиная с Канта, это бытие (как становление) называется миром, опытом, т.е. феноменальным миром.
Одновременно с критикой метафизики субстанции в немецком идеализме предпринимаются попытки найти новые опорные пункты мышления. Они должны обладать устойчивостью и самотождественностью и, таким образом, могли бы быть поставлены на место упраздненной субстанции, таков трансцендентальный субъект Канта, Абсолютное Я Фихте, Абсолютная идея Гегеля, понятая как субстанция - субъект.
Понятие бытия
Предельно общий признак этого понятия - существование. О бытии имеет смысл говорить только тогда, когда дело касается чего-то конкретного. Т.е. бытием может обладать только что-то, нечто. Такое "нечто" можно назвать "сущее", оно есть здесь и теперь, наличествует сейчас, в настоящее время. Итак, сущее – это то или иное нечто.
Первоосновой всего сущего, которая не нуждается для своего существования ни в чем, кроме самой себя является "субстанция" или сущность (от лат. субстанция - сущность, то что лежит в основе). Представители первых философских школ в качестве первоосновы понимали вещество, из которого состоят все вещи: земля, вода, воздух, огонь или мысленные конструкции: апейрон, атомы.
Их считали "первокирпичиками". Позже понятие субстанции расширилось до некоего предельного основания - постоянного, относительно устойчивого и существующего независимо от чего бы то ни было. К этому основанию сводилось все многообразие и изменчивость воспринимаемого мира. Такими основаниями в философии выступали: материя, бог, сознание, идея и т.п. Сущность или субстанция есть предельные основания мира.
Чем характеризуется сущность? Во-первых, набором инвариантных (всегда присущих), устойчивых признаков вещи. С помощью этих признаков и свойств сущность фиксируется и выражается, предстает как единая целостность. Во-вторых, свойства, образующие сущность, являются независимыми, определяющими другие свойства вещи. Эти два качества - инвариантность (устойчивость) и независимость обычно рассматриваются как необходимые и достаточные условия (критерии) рассмотрения свойств как существенных, присущих сущности вещи.
Глубоко в истории философии и логики коренится понимание развития познания как взаимодействия двух основных форм фиксации и выражения знания: непосредственного указания предмета и его описания. Аристотель подчеркивал принципиальное различие двух характеристик вещей: нерасчлененной индивидуальной неповторимости вещи и свойств, общих ряду объектов. В этой связи он говорил о «первых» («первичных») и «вторых» («вторичных») сущностях. Основной чертой вторичных сущностей является выделение характеристик, общих некоторому множеству объектов. Поэтому, за вторичными сущностями в истории философии закрепилось также название их «общими». Вопрос об общей сущности есть вопрос о принадлежности понятия вещи определенному роду. В этом ее отличие от сущности первичной, настолько тесно связанной со своим объектом, что никакой другой объект не может ею обладать. Не случайно первые сущности называют также «индивидными».
Показательна судьба вопроса о соотношении индивидных и общих сущностей. Для Аристотеля указать сущность явления - это определить его через род и видовое отличие, причем первичные сущности выступают в качестве некоего «предельного вида». Общей аристотелевской установке в понимании сущности соответствовало понятие вторичной сущности, определяемой набором классифицирующих свойств, используемых в качестве родов и видов. Аристотель не случайно называл индивидные сущности первичными: именно они являются для него сущим, прежде всего тем, что будучи предельным видом, не может говориться о другом в качестве его рода - общего свойства.
В философской традиции можно выделить два основных направления в анализе сущности и существенного свойства. Первый подход, (Фома Аквинский) состоит в рассмотрении сущности вещи как ее принадлежности общему, абсолютизации общих (вторичных) сущностей Аристотеля. Другой подход определяется «тезисом Дунса Скота», согласно которому указание сущности вещи заключается в указании ее нерасчлененной на свойства уникальной неповторимости. Такой подход есть абсолютизация индивидных (первичных) сущностей.
В чем сущность сущего? Сущность сущего есть существование. Все, что не имеет такой сущности, не существует. Существование есть цель реализации сущности. Сущность может быть реализована как единичное частное. Но сущность должна быть реализована в соответствии частного множественному, понимаемому как целое. Множественное целое имеет свою сущность, которая не терпит противоречащего ей частного.
С понятием бытия связано значение самого слова "есть" (быть) в предложениях: «Иван есть человек», «роза есть красная». То есть, в суждениях. Согласно Гегелю и Канту, связка "есть" (быть) прибавляет важные характеристики для понимания субъекта предложения (вещи, предмета), его связи с предикатом (свойством). С ее помощью даются новые (по сравнению с предикатом) знания о вещах, процессах, состояниях, идеях.
Пример: "Иван есть человек". Слово «есть» придает субъекту (Ивану) особую, существенную характеристику. "Иван есть" (существует), таким образом субъект предложения (суждения) включается во все, что существует, ему придается всеобщее свойство быть. "... есть человек" (т.е. он действительно является человеком). Приписывание общего свойства "человек" объединяет Ивана с человеческим родом. Таким образом, предикат приписывает субъекту общие свойства, а связка "есть" - не содержащуюся непосредственно ни в субъекте, ни в предикате всеобщую всеобщую характеристику.
Итак, метафизика видит бытие сквозь призму сущего. Отсюда четыре метафизических тезиса о бытии:
1) бытие не есть реальный предикат вещи ("быть" не значит "быть чем-то"); 2) к бытийной конституции сущего принадлежит сущность и существование; 3) бытие выступает как связка в форме суждения. Таково понятие бытия в классической Философии; 4) основные модусы бытия (способ существования) - бытие духа и бытие природы.
В неклассической философии ХХ в., в фундаментальной онтологии Хайдеггера, предлагается новый подход к осмыслению понятия бытия. Здесь предполагается различие между сущим и бытием. Бытие обладает собственной смысловой значимостью. Выявляется особого рода сущее - присутствие (вот-бытие). Дается критика метафизического положения о существовании как единственном способе бытия сущего. Фундаментальная онтология выявляет, таким образом, особый, отличный от бытия "вещного" сущего, способ "понимающе-экзистирующего сущего", которое "есть мы сами", понимающее присутствие.
Основные_формы_и_диалектика бытия
К основным формам бытия относятся следующие.
Бытие вещей - бытие вещей и состояний природы; природа делится на неживую и живую; бытие вещей, произведенных человеком (вторая природа).
Бытие человека - бытие человека в мире вещей и специфически человеческое бытие.
Бытие духовное - индивидуализированное духовное и объективированное духовное).
Бытие социального - бытие отдельного человека; бытие общества.
Все дело в том, каково соотношение между ними. Различные философские учения по-разному отвечают на вопрос о единстве мира и его происхождении, о его первооснове. Два самых распространенных понимания: материалистическое и идеалистическое.
Материалистический монизм в качестве первоосновы мира берет материю как единственную субстанцию. Тогда мир един и неделим; он изначально материален, и именно материальность лежит в основе его единства. Дух, сознание, идеальное в этих концепциях не обладают субстанциальной природой и выводятся из материального как его свойство или проявление. Такие подходы обнаруживаются у представителей милетской школы и Гераклита в Древней Греции; у Спинозы в Новое время, у Маркса и его последователей.
Идеалистический монизм, наоборот, признает материю производной от чего-то идеального. Идеальное обладает вечным существованием, неуничтожимостью и первоосновой любого бытия. Различаются: объективно-идеалистический монизм (у Платона -:зто вечные идеи, в средневековой философии - Бог, у Гегеля несотворимая и саморазвивающаяся «абсолютная идея»);
Субъективно-идеалистический монизм (например, у австрийского философа и физика XIX в. Эрнста Маха, который выводил все физические и психические состояния действительности из умозрительных конструкций).
Материя и сознание как два основания мира и их взаимосвязь всегда были предметом острых дискуссий. Проблема соотношения материального (естественноприродного) и идеального (духовного) получила название "основного вопроса философии". Основной вопрос философии разделяет философов на два больших противоположных лагеря – материалистов и идеалистов. Как частный случай, выделяют еще дуалистов. (Они полагают материальную и духовную субстанции равноправными началами).
Для многих философов, однако, основной вопрос не является вопросом о соотношении материи и сознания. Поэтому они по-разному понимают и основные формы бытия.
Для первых античных философов самая главная философская проблема: "Из чего сделан мир?"; для средневековой схоластики: "Как возможно рациональное обоснование существования Бога?"; для экзистенциализма: "Стоит ли жить? А есть ли вообще какой-то один, единственно правильный основной вопрос философии? Попытайтесь ответить сами.
Материя. Движение. Пространство. Время
Проблема материи в философии и науке появилась по существу одновременно с их возникновением. Философы пытались за чувственным многообразием вещей отыскать их первооснову – тот вещественный– от лат. «materialis» – вещественный, исходный материал, из которого они построены.
Так античные философы отождествляли материю с чем–то чувственно–воспринимаемым – с четырьмя стихиями-первоэлементами – огнем, водой. землей, воздухом Эмпедокл из сицилийского города Акраганта назвал их «корнями». Его современник Анаксагор считал, что все тела состоят из мельчайших частиц. Фалес считал, что основой всего служит вода, Анаксимен – воздух, Гераклит считал, что весь мир есть вечно живой огонь. Несколько позже Левкипп, Демокрит и Эпикур высказывают гипотезу о том, что материя состоит из дискретных неизменных по своим свойствам неделимых кирпичиков мироздания – атомов – от греч atomos – неделимый. Образно выразил точку зрения атомистов Тит Лукреций Кар в стихотворной поэме «О природе вещей». Отождествление понятия материи с определенными видами материи и с ее чувственно–воспринимаемыми формам, представление материи как о своеобразном строительном материале послужило основой для классической механики Ньютона. Законы механики распространили даже на человека как на своеобразную машину.
Французский философ Поль Гольбах в труде «Система природы» определил материю как то, что действует на наши чувства, вызывая ощущения.
Физики полагали, что они узнали о природе все. Однако на рубеже ХIХ и ХХ в связи с мощным развитием экспериментальных методов и измерительной техники были сделаны открытия, подрывавшие представления о неделимом атоме.
События следовали одно за другим, поражая своей новизной и неожиданностью, создавая впечатление полного крушения предшествующих представлений, понятий и принципов.
Сложность структуры атома показали открытия: катодных лучей (Крукс, Перен), открытие рентгеновских лучей Рентгеном в 1895 г. и открытие радиоактивности Беккерелем в 1986. Сначала Крукс, затем Томсон изучая прохождение электрического тока через газы обнаружили катодные лучи – отрицательно заряженные лучи–электроны.
В 1895 году Рентген, изучая свойства катодных лучей обнаружил, что места стеклянной трубки, на которые попадает поток электронов, испускают Х–лучи – рентгеновские лучи с маленькой длиной волны ионизировавшие воздух ,легко проходившие через стекло, дерево, картон
И, наконец, открытие явления естественной радиоактивности французским физиком Антуаном Анри Беккерелем. Взяв из коллекции соль двойного сульфата уранила калия, он проверял идею Пуанкаре, что рентгеновское излучение связано с флюоресценцией. Он проводил опыты на свету. Но погода была пасмурной, и Беккерель оставил подготовленные пластинки с образцами в темном шкафу. Когда 1 марта он решил проявить пластинки, на них четко обозначились силуэты образцов минералов. Минерал без предварительного освещения испускал невидимые лучи, действовавшие на фотопластинку через непрозрачный экран. За открытие явления естественной радиоактивности урана Анри Беккерель в 1903 году был удостоен Нобелевской премии. В 1897 году в изучение радиоактивности подключаются Мария Склодовская и Пьер Кюри, которые доказали, что открытое Беккерелем излучение присуще не только урану, но и торию, и открывают новый радиоактивный элемент радий, который в миллион раз активнее урана. что никак не укладывалось в представление об атоме как неделимом кирпиче мироздания. Одновременно Резерфорд и Содди изучают природу радиоактивных лучей и выявляют расщепление их в электромагнитных полях на 3 вида – альфа, бета, и гамма. Накопление фактов указывало на сложную структуру атома.
Наконец, открытие в 1897 году Томсоном электрона в составе атома и обнаружение зависимости массы электрона от скорости (Абрагам, Кауфман), вызвало растерянность в среде ученых, ибо материя отождествлялась физиками с веществом, а характерным признаком вещества являлось наличие массы покоя. А появление в 1905 году статьи Эйнштейна «К электродинамике движущихся сред» подрывало представления об абсолютном пространстве и времени Ньютона.
Первую простейшую модель строения атома предложил в 1904 году английский ученый Томсон. Атом состоит из положительно–заряженной материи, в которую вкраплены по всему объему электроны – «пирог с изюмом». Резерфорд предложил планетарную модель строения атома, в атоме есть ядро и электроны, вращающиеся по орбитам. Атом оказывался недолговечной структурой – из-за постоянного излучения энергии радиус орбиты электрона должен был уменьшаться и электрон должен был упасть на ядро. Противоречия в теории Резерфорда взялся устранить Нильс Бор. Он объяснил линейчатый характер спектров атомов тем, что у каждого атома свой набор стационарных орбит. В состав ядра атома входят протоны, от которых зависит положительный заряд ядра. Заряд ядра оказался важной характеристикой атома. В 1913 году показано, что заряд ядра совпадает с номером элемента в таблице Менделеева.
Происходила поистине грандиозная революция в физике. Если до этих событий физики различали три вида реальности – материю, под которой понимали вещество, состоящее из атомов, подчиняющихся законам механики Ньютона, эфир – среду для передачи взаимодействия и электричество, то с обнаружением электрона в составе атома стала модной фраза – «материя исчезла, она свелась с электричеству». Развернулась философская дискуссия о сущности материи. Беркли – английский архиепископ, признавал существование вещей, чувственно воспринимаемых, каждая вещь суть собрание идей, т.е. ощущений. Существовать – значит быть воспринимаемым. Объект не существует без субъекта. По мнению Беркли – материя – это голая абстракция, «ничто» и от нее можно отказаться. Э.Мах – австрийский профессор механики и физики полагал, что вещи – суть комплексы элементов (элемент – термин из химии, но обозначающий нейтральность). Элементы делятся на физическое и психическое, и если человек ощущает поток тепла идущий от огня, то связь О–Т–Н– означает, что физическое–О–Т–неотделимо от психического. Подобные рассуждения встречаются и у швейцарского философа Р.Авенариуса – связь Я и не-Я –среды. И здесь не-Я неотделимо от Я. Для Маха – материя – лишь связь ощущений и неотделима от субъекта, от его восприятия. Будучи настроен резко критически, Мах писал: «Стоит вспомнить световые частицы Ньютона, атомы Демокрита и Дальтона, наконец, современные ионы и электроны. Мне кажется, что эти рискованные современные представления составляют шабаш ведьм». В дискуссию включились русские философы – А.Богданов и др., которым понравились работы Маха. Они перевели его работы с немецкого на русский и снабдили вступительными статьями, объявив Маха первым философом-естествоиспытателем ХХ века. В дискуссию включился и В.И.Ленин. В книге «Материализм и эмпириокритицизм», он дал критику Маха и поддержал точку зрения французского материалиста Гольбаха о том, что «материя есть то, что действует на наши органы чувств, вызывая ощущения», а «ощущения копируют, фотографируют объективную реальность, существуя независимо от нее». Определение материи Ленина было напрямую связано с основным вопросом мировоззрения– отношением субъекта к объекту.
Современная наука о структуре материи
Начиная свой курс по общей физике, американский физик, лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман (1918 – 1988) сказал: «Если бы в результате какой–то мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались бы уничтоженными, и к грядущим поколениям живых существ перешла бы только одна фраза, то, какое утверждение, составленное из наименьшего количества слов, принесло бы наибольшую информацию? Я считаю, что это – атомная гипотеза…».
Согласно атомистическому подходу Природа представляет собой систему уровней. Иерархию уровней различной организации, в которой элемент низшего уровня служит строительным материалом для последующего уровня.
Современная наука охватывает огромное множество явлений действительности. Она способна оценить события, происшедшие до 20 млрд. лет назад в радиусе до 10 – 12 млрд. световых лет. С другой стороны, ей известны процессы, протекающие с характерным временем до 10–23 сек. и на расстоянии порядка 10–15 см.
В исследовании общей структуры мира приняты следующие условные границы:
1. Мегамир (Метагалактика, сверхгалактики, звезды, космические тела – размеры 106 – 1028 см., временные масштабы до 1020 сек.).
2. Макромир (физические тела человеческих масштабов – размеры 10–2 – 108 см., временные масштабы от 0.1 сек. до десятков лет)
3. Микромир (молекулы, атомы, элементарные частицы – размеры 10–6 – 10–17 см, время до величин порядка 10–23 сек.).
Следует отметить, что законы Мегамира во многом согласуются с законами микромира. Собственно звезды – «элементарные» составляющие колоссальных космических образований – галактик и сверхгалактик. Согласно научным гипотезам относительно космических объектов, называемых квазарами, позволяет отождествить их в известном смысле с элементарными частицами, ибо они способны рождаться из звезды, испытавшей гравитационный коллапс, сверхсжатие. Уместно напомнить в этой связи известное выражение польского писателя-фантаста С. Лема о том, что “природа сама себя кусает за хвост”. По-видимому, разрешение загадок строения Вселенной следует искать на пути изучения микромира, мира элементарных частиц.
В настоящее время значительно углубились наши представления о структуре материи. В природе не существует абсолютно элементарных объектов, все физические объекты обладают множеством различных свойств и сложной внутренней структурой.
В начале века было известно лишь 2 элементарных частицы – электрон и протон. Сегодня число элементарных частиц и античастиц насчитывает более 300.
Общими характеристиками всех элементарных части является масса, время жизни, электрический заряд и собственный момент количества движения (он кратен величине 1/2h).
Современная наука доказала, что микромир сложен по своей структуре, по своим связям и взаимодействиям. Ученые пытаются упорядочить имеющуюся информацию и построить таблицу элементарных частиц, подобную таблице Менделеева для предсказания существования новых частиц и обнаружения новых связей и взаимодействий.
Среди фундаментальных достижений ядерной физики последней четверти ХХ века следует отметить следующие. В ноябре 1974 года физик Тинг открыл новую частицу – Ψ-частицу на Стэнфордском ускорителе заряженных частиц. А в июне 1975 года отечественные ученые совместно с учеными Европейского центра ядерных исследований открыли частицу – h-мезон. Любопытно, что для обозначения элементарных частиц, физики исчерпали до конца греческий алфавит, от альфа до омеги. Теперь в ходу латинский алфавит.
У многих частиц существуют “двойники” – античастицы с той же массой, с тем же временем жизни, спином, другими основными параметрами, но отличающиеся знаками зарядов, например, электрических зарядов.
Существование античастиц впервые было предсказано в 1928 году английским физиком – теоретиком П. Дираком. Характерной особенностью поведения античастиц при их столкновении (взаимодействии) с частицами является то, что они взаимно аннигилируют (уничтожаются).
В 1964 г. американский физик Гелл-Манн и независимо от него швейцарский физик Цвейг выдвинули гипотезу, согласно которой все элементарные частицы построены из трех частиц, названных кварками.
Кварки – гипотетические микрочастицы, которые могут иметь дробный электрический заряд и спин, равный Ѕ. Этим частицам приписываются дробные электрические заряды, равные +2/3,–1/3,–2/3 соответственно для каждого из трех кварков. Эти кварки обозначаются буквами u – от английского слова “up” (верхний), d – “down” (нижний) и s – “strange” (cтранный) или боковой. С открытием новых частиц появился новый – c–кварк (от английского “сharm” (очарованный). Он отличается от остальных кварков тем, что квантовое число С у него равно 1. В 1976 г. при объяснении свойств – ипсилон частицы пришлось ввести пятый кварк – b (“beauty” – прелестный). В 1994 г. выяснилось, что в Природе существует шестой массивный по масштабам микромира кварк, обозначаемый буквой t (“truth” – истинный). Таким образом, система кварков включает уже кварки шести сортов–ароматов (“flavour”), каждый из которых существует в трех цветовых разновидностях. Понятие цвета кварка было введено по ряду соображений, в частности, чтобы устранить противоречия с принципом Паули. Каждый кварк может существовать в трех формах – желтой, синей и красной, сочетание этих цветов дает “нулевой” белый цвет. Цвет кварка, подобно знаку электрического заряда стал выражать различие в свойствах, определяющих взаимное притяжение и отталкивание кварков.
Окружающее нас вещество в конечном счете построено, по–видимому, из кварков и лептонов по следующей схеме: из кварков образуются барионы, из барионов – атомные ядра, из ядер и электронов – атомы, из атомов – молекулы, из молекул – живые организмы и т.д.
По мнению американского физика-теоретика Дайсона достаточно точную теорию ядерных сил и взаимопревращений частиц можно построить не ранее, чем через 100 лет. Образно говоря по современным представлениям, мы знаем ядерное поле, как знает анатомию художник, а должны знать, как знает ее врач. История науки имеет пример подлинно научной классификации – периодический закон Менделеева. Этот закон был открыт за полвека до того, как удалось обосновать его с помощью квантовой механики, т.е. на основе фундаментальной физики. Подобный успех, по–видимому, впервые выпал на долю Гелл-Манна.
Поучительна, кстати, история кварковой гипотезы. Гелл-Манн анализировал группу из 10 частиц, или декуплет. Экспериментально были известны 9 частиц. Предсказание относилось к десятой частице. Можно изобразить декуплет в форме треугольника.
Четыре частицы образуют основание треугольника или квартет, выше располагаются три частицы – триплет, еще выше две частицы – дуэт и на вершине треугольника находится одна частица – симплет. Частица в вершине треугольника была теоретически предсказана и открыта, за что Гелл-Манн удостоился звания “физика номер один ХХ века”. Имя открытой частицы – Ω––гиперон.
После первых ошеломляющих успехов дело пошло гораздо медленнее. Поэтому пакистанский физик А. Салам в одной из книг поместил карикатуру на физиков, которые слагают перевернутую пирамиду с основанием – в виде одной частицы Ω––гиперон. Однако физиков не смущают трудности. Важно, что кварковая модель давала простую и наглядную интерпретацию. Название частиц пришло в теоретическую физику случайно, из фантастического романа ирландского писателя Джеймса Джойса “Поминки по Финнегану”. Герою романа представляется, что он – король Марк из средневековой легенды. Он преследует своего племянника Тристана на корабле, над которым все время кружатся чайки, которые кричат “три кварка для мистера Марка”. Эта тема послужила Гелл-Манну основанием для того, чтобы дать имя новым гипотетическиим частицам. Слово “кварк” в переводе означает чепуху или бесы. Этот смысл и был воспринят Гелл-Манном.
Современная физика значительно приблизилась к исследованию структуры элементарных частиц. По иронии судьбы элементарными были названы частицы, имеющие сложнейшую структуру. Эти частицы способны к взаимопревращениям, в процессе которые возникают так называемые “виртуальные” частицы, составляющие “фонд обмена” внутри всех частиц. Согласно современным исследованиям элементарная частица, например нуклон, изображается в виде остова, керна, окруженного “шубой” из виртуальных пи-мезонов. В известном смысле можно сказать, что любая частица составлена из ряда других.
Сформировалось два подхода к построению теории элементарных частиц – “аристократический” и “демократический”. Согласно аристократическому подходу налицо определенная элита, избранные частицы, из которых составлены все остальные. Согласно демократическому подходу все частицы равноправны (гипотеза зашнуровки).
Наконец, к теории элементарных частиц предъявляют требования оригинальных вплоть до “сумасшедших” (crazy) идей. Так, оценивая результаты дискуссии по теории поля, данной Вернером Гейзенбергом для разъяснения структуры элементарных частиц, Нильс Бор сказал: “Мы все присутствующие согласны, что Ваша теория сумасшедшая. Вопрос, который нас разделяет, настолько ли она сумасшедшая, чтобы иметь шанс быть правильной.”
Очевидно, термин “сумасшедшая теория” не стоит понимать однозначно как стремление физиков к оригинальности мышления, во что бы то ни стало. Сложность, необычность открытых явлений требует нового подхода к их объяснению, требует новых идей для правильного его отражения. Следует ожидать, что следующий шаг в познании структурных уровней материи потребует качественно отличных теоретических концепций.
Построение теории элементарных частиц не станет последним словом науки в изучении структуры материи. Материя неисчерпаема и неисчерпаемость ее состоит в бесконечном многообразии ее форм и свойств как в целом, так в отдельных проявлениях.
Проблема движения
Какие объекты мы ни взяли – планеты, звезды, галактики, живые организмы – все они находятся в непрестанном развитии и изменении. Возможны три позиции относительно связи материи и движения. Первая – концепция И.Ньютона – «Материя без движения» – Материя находится в равном самому себе состоянии и «заряжена» механической силой. Под действием внешней механической силы мир переходит от статики к динамике. Предполагается в качестве источника движения – внешняя механическая сила и далее– божественный первотолчок. Другая концепция – В.Оствальда – Движение без материи. Возможно чистое движение, без материального носителя. Не материя, считает Оствальд, а энергия является единственной субстанцией– основой всего существующего. Природные, общественные и психические явления сводятся к различным состояниям энергии. Энергия – общая мера различных форм движения – значит возможно сведение всего существующего к движению, возможности существования движения без материи. Третья позиция– Движение признается неотъемлемым атрибутом материи. Покой рассматривается как относительный момент в движении, как условие дифференциации материи. Движение рассматривается как всякое изменение вообще. Источник движения – в самом объекте. Движение рассматривается как противоречие – прерывного и непрерывного, устойчивости и изменчивости.
Рассмотрим метафизическую концепцию – «тепловую смерть Вселенной» Р.Клазиуса. Рудольф Юлиус Клаузиус – немецкий физик, сформулировавший второе начало термодинамики: «Теплота не может переходить сама собой от более холодного тела к более теплому» (О движущей силе теплоты (1850). Второе начало термодинамики имеет в науке о закономерностях теплового движения такое же значение какое закон сохранения энергии в механике. Именно благодаря ему доказана невозможность создания вечного двигателя второго рода. Клаузиусу принадлежит метод средних величин, что послужило основой статистической физики. Но он совершил ошибку, послужившую почти столетие не прекращавшихся дискуссий о тепловой смерти Вселенной. Клаузиус ввел понятие энтропии—характеристики теплового состояния тела– показатель того, в какой степени различные виды энергии превратились в тепловую. Ученый установил, что в обратимых процессах энтропия не изменяется, а в необратимых возрастает. Это справедливо для замкнутых систем, а для бесконечной Вселенной приводит к идее тепловой смерти Вселенной. Это неверно. Теория рассеяния носит статистический характер. Критику дал Больцман и др.
Рассматривается три варианта движения – по восходящей – прогресс, по нисходящей – регресс– и без нисходящей и восходящей.. Первый тип движения является развитием. Бутаков считает, что категория движения шире категории развития. Штракс считал, что развитие шире, чем движение, ибо включает направленность. Некоторые авторы, например, Солопов– отождествляют движение и развитие.
Движение есть противоречие – единство абсолютного и относительного, дискретного и непрерывного, устойчивости и изменчивости. Изменчивость – смена свойств, состояний и отношений в материальных и идеальных системах. Устойчивость – их сохранение. Так, эволюция не есть лишь изменчивость – способность организма к изменениям последовательности нуклеотидов на нитях ДНК к сокращению или удлинению этих нитей, к образованию признаков для отбора. Эволюция – и устойчивость – наследственность, способность к передаче потомству чередования аминокислот в полипептидных цепях белков.
Понятие «Форма движения материи» принадлежит Энгельсу. Раньше в литературе использовалось понятие сила – физическая, мускульная, витальная (жизненная), сила химического сродства молекул. Форма движения материи – организация устойчивых связей между взаимодействующими материальными объектами.
Итак, каждому объекту действительности присуще неотъемлемое свойство – движение. Движение выражает имманентную активность объекта или по словам мыслителя 17 в. Якоба Беме стремление, жизненный дух, напряжение или «муку материи». Исторически сложились две традиции. Первая – представлена Аристотелем, Фихте, Гегелем – материя пассивна, форма – активное организующее начало. Другая – английский материалист 18 в. Толанд – ни один объект не лишен движения. Движение есть само противоречие.
1. Противоречие устойчивости и изменчивости Кратил абсолютизировал представление о текучести и заявлял, что и единожды нельзя войти в одну и ту же реку.
2. Противоречие прерывности и непрерывности. Знаменитые апории Зенона – «Летящая стрела покоится» «Быстроногий Ахиллес никогда не догонит черепаху» – абсолютизация свойства прерывности ведет к признанию, что движение – есть сумма состояний покоя.
- Противоречие абсолютности и относительности – абсолютен атрибут движения, относительны его различные типы.
Классификация типов движения:
- Неживая природа
- Живая природа
- Социальная форма
а. Движение элементарных частиц и полей – гравитационных, слабых, сильных, электромагнитных
б. Движение атомов, молекул
в. Движение макротел
г. Движение космических объектов
а. Процессы обмена макромолекул
б. Микроорганизмов одноклеточных и многоклеточных
в видов
г. биосфера
Существуют разные основания классификации типов движения – по размерам – микро– и макрообъекты, по природе – неживые и живые и т.д. Обсуждается статус механической и геологической форм движения – механическая не самостоятельная, она – сателлит спутник всех форм движения.
Возникают науки на перекрестке различных форм движения со своим специфическим предметом. У каждой формы движения есть свой материальный носитель. Электромагнитная – электрон, химическая – атомы, биологическая – белок, ДНК. Важен принцип субординации – от низших форм к высшим, несводимость высших форм к низшим. Каждая форма движения изучается соответствующей наукой. А.Камю считал, что каждый век имел науку – лидера. 17 век был веком математики, 18 – веком физики, 19 – веком биологии, а 20 век является веком ... страха.
В настоящее время три области естествознания – физика, астрономия и биология развиваются быстрее остальных. Их развитие сопровождается большим числом открытий, решением многих загадок. Лидер – это наука, становящаяся ареной глобальной научной революции. Лидер – это наука, в концептуальном ключе которой идет развитие смежных и даже более отдаленных от нее наук, это наука, выступающая по отношению к другим как донор, в меньшей степени как акцептор, наука, со стороны которой идет поток идей и методов в другие области науки. До последних десятилетий 19 века это относилось к механике, а затем к физике, не утратившей этого амплуа и сегодня. Например, физика – лидер по отношению к химии, ибо квантовая механика – ключ для решения проблем химической связи, кинетики и катализа реакций. Лидером была и физика элементарных частиц. В настоящее время лидерство перешло к комплексу наук, изучающих человека.
Концепции пространства и времени
Исторически сложились две основные концепции пространства и времени в философии и науке – субстанциальная и реляционная. Субстанциальная концепция представлена классическим естествознанием. Так, согласно И.Ньютону пространство – громадный ящик без стенок, некий аквариум, в который помещены все тела, а время – поток, в который погружены все процессы. Пространство и время существуют независимо от объектов, наряду с ними. Как образно выразился немецкий математик Герман Вейль – пространство – казармы, которые существуют независимо от того, находятся в них солдаты или нет. Пространство – это отношения взаимного сосуществования протяженных объектов, а время – длительность существования вещей и событий, последовательность их чередования.
В книге «Математические начала натуральной философии» Ньютон писал: «Абсолютное, истинное, математическое время само по себе и по самой своей сущности, без всякого отношения к чему–либо внешнему протекает равномерно и иначе называется длительностью. Относительное, кажущееся или обыденное время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами, внешняя, совершаемая при посредстве какого–либо движения мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как–то час, день, месяц и т.д.».
Абсолютное время и пространство Ньютона никак себя не проявляли, поэтому физики оперировали относительным пространством и временем. Взгляды Ньютона критиковались его современником Лейбницем, который указывал на относительный характер времени и пространства, называя пространство порядком сосуществования, а время порядком последовательностей и утверждал, что они в отрыве от вещей – ничто. Пространство и время могут зависеть от состояния субъекта, что в свое время подметил И.Кант, понимавший под пространством и временем априорные формы человеческого созерцания. Согласно Канту пространство и время подобны стеклам в очках, восприятия окрашены нашими субъективными представлениями о пространстве и времени как цвет предмета изменяется благодаря цветным стеклам.
Классификация пространства и времени в современной науке
1. Реальное пространство и время – это свойства и отношения в сфере объективной реальности.
2. Перцептуальное пространство и время (от лат. perceptus – восприятие) – это пространство и время, отраженные на первой ступени познания – с помощью органов чувств.
3. Концептуальное пространство и время (от лат. conceptus – понятие) – это логические модели пространства и времени, например фазовое, n–мерное и др.
Свойства пространства и времени – микроскопические на уровне микрообъектов в физике и макроскопические – биологическое, психологическое, социальное пространство и время.
Метрические свойства – количественная протяженность пространства и длительность времени. Имеется определенный эталон длительности.
Топологические свойства – качественная характеристика, например необратимость времени. Фактическая необратимость имеет обоснование в реальном мире, номологическая необратимость имеет обоснование в законах науки. В реальном мире налицо “стрела времени” – направление времени отражено модусами “прошлое – настоящее – будущее”. В физике же законы безразличны к знаку времени, формулировки этих законов, например законов механики Ньютона, допускают инверсию.
В фундаментальной физике используются многомерные пространства: фазовое, импульсное, конфигурационное, , изотопическое.
Реальное пространство – неоднородно и анизотропно, в физике пользуются модельными представлениями об однородном и изотропном пространстве. Однородности времени соответствует закон сохранения энергии, однородности пространства – закон сохранения импульса, а изотропности пространства – закон сохранения момента импульса.
Наряду с физическим пространством – временем целесообразно также выделить биологическое, психологическое и социальное пространство – время, изучение которых относится к числу основных объектов исследования современной науки.
Биологическое время.
Биологическое время, «время живого» впервые последовательно исследовал по–видимому, В.И.Вернадский. С применением принципа симметрии он идентифицировал:
- время существования особи.
- время смены поколений.
- время смены форм жизни.
Временная ориентация организмов базируется на ?биологических часах. Вращение Земли вокруг своей оси обусловливает смену дня и ночи и одновременно многообразие биологических процессов. Существование биологического времени объясняется тем, что протекающие в каждом живом организме биологические процессы имеют определенный ритм течения, определенное следование состояний. Биологические часы? позволяют понять например, миграцию рыб, перелеты птиц к местам гнездования, источникам пищи и многие другие явления. Биоритмы характерны и для человека. Физиологический цикл имеет длительность 23 дня, эмоциональный – 28, интеллектуальный – 33. По внутренним биологическим часам люди делятся на утренний и вечерний типы – сов и жаворонков. Если сон человека длится в среднем 8 часов, то при средней продолжительности жизни – порядка 20 лет уходит на сон.
Психологическое время.
Психологическое время тесным образом связано с особенностями восприятия человеком длительности физического времени, зависит от состояния человека, от характера его деятельности. Если человек увлечен деятельностью, то этот тип времени как бы ускоряется, и наоборот становится вяло текущим («замедленным») при скучном занятии. Отсюда физик Эрнст Мах делал вывод о субъективности времени. Восприятие времени происходит за счет органов чувств. И. Сеченов считал, что время воспринимается ухом, а пространство – глазом и кожей.
Принципиально у человека физический возраст может не соответствовать психологическому восприятию событий.
Социологи называют социальным временем и пространством события, обусловленные общественным бытием и общественными отношениями.
Бесконечность пространства и времени.
Герман Вейль считал, что ни одна проблема не волновала так человеческую душу как проблема бесконечности. Гегель утверждал, что мир нигде не заколочен досками. Он придерживался «дурной бесконечности» – неограниченного повторения количественной меры пространства и времени.
Отечественный ученый Фридман писал, что Вселенная не статична – “она или сжимается или расширяется. Когда звезда остывает – она переживает гравитационный коллапс”. Гравитационное поле настолько велико, что не позволяет фотонам выйти наружу – звезда становится невидимой, превращается в черную дыру. Такие объекты физики наблюдали в созвездии Лебедь Х1. В отличие от фундаментальной физики, в литературе и искусстве время гипостазируется – его можно беречь, тратить, убивать, проигрывать. Категории будущего отражены в фантастических романах Уэллса. А музыку относят исключительно к временным искусствам.
Космологические модели Вселенной
Космология занимается изучением Вселенной на огромных расстояниях – порядка до 1030 см и на интервалах времени до 101 сек. Первые космологические модели, по–видимому, принадлежали Птолемею и Копернику. Они рассматривали, по существу, только Солнечную систему. Кеплер в своих моделях «помешал звезды» на некоей «твердой звездной сфере». Бруно отстаивал идею бесконечности Вселенной и миров (звезд). С установлением механики Ньютона предпочтительной становится модель бесконечной Вселенной. Уже Галилею удалось экспериментально доказать сложную структуру Млечного Пути. Галактика (от греч. galaktikos – молочный, млечный, gala – молоко) –обширная звездная система, к которой принадлежит Солнце и вся наша планетная система вместе с Землей. По современным расчетам, диаметр Галактики достигает 1023 см и содержит многие миллионы звезд.
Установившаяся в XIX веке стационарная, однородная, евклидовая космологическая модель Вселенной быка не свободна от противоречий. Толчок к развитию космологии на основе новых идей и представлений дала общая теория относительности Эйнштейна. Общая теория относительности обобщила ньютоновскую теорию тяготения, устранив противоречие с принципом конечности скорости распространения любых взаимодействий. При этом, по существу, произошел отказ от одного из кардинальных оснований стационарной космологической модели Вселенной — от ее эвклидовости. Согласно модели Эйнштейна, Вселенная представляет собой замкнутое трехмерное пространство – трехмерную сферу, объем которой конечен и не изменяется во времени. Эйнштейн попытался связать радиус кривизны R и среднюю плотность вещества р. Однако уравнения для гравитационного поля (с введением метрического тензора) не имеют соответствующего решения. Оказалось, что Вселенная нестационарна – ее свойства меняются во времени. Но правильным применением общей теории относительности к космологии оказались работы отечественного ученого А.А.Фридмана, который в 1922 году предложил нестационарное решение уравнения тяготения, где метрика рассматривалась как меняющаяся со временем (теория расширяющейся Вселенной).
В 1929 году американский астроном Э.Хаббл обнаружил, что в спектрах далеких галактик спектральные линии смещены к длинноволновому красному концу.
Таким образом, предсказанная А.А.Фридманом нестационарность Вселенной была подтверждена установлением красного смещения (согласно эффекту Допплера).
В рамках модели Фридмана вопросы о конечности и бесконечности пространства и времени становятся эмпирически доказуемыми. Нестационарная модель Фридмана может характеризоваться как положительной (закрытая модель), так и отрицательной кривизной (открытая модель), может иметь как одну особую точку (начало расширения), так и множество точек. В последнем случае возможна смена «разбегания» галактик на «сбегание», т.е. это модель пульсирующей Вселенной, которая определяет порядок «возраста Вселенной», т.е. промежуток времени, протекший от начала расширения до наших дней
Расширение Вселенной предположительно началось с сингулярного состояния (когда любые две точки в наблюдаемой ныне Вселенной были сколь угодно близки друг к другу, а плотность вещества бесконечна) так называемым Большим взрывом.
Итак, проблемы космологии напрямую связаны с концепциями пространства и времени в науке и, в свою очередь, стимулируют дальнейшие исследования в области философии, все более отчетливое осмысление существа ее основных проблем.