1. Философия и физическая картина мира
1. Философия и физическая картина мира
Физика возникла как наука о природе. Известно, что развитие материального производства связано с поисками в природе новых источников энергии и с совершенствованием средств труда (по выражению К. Маркса, «костной и мускульной системы производства»). Существует неразрывная взаимосвязь между средствами труда и развитием соответствующих разделов физики. Потребности совершенствования орудий труда в XVII в. непосредственно вели к разработке таких понятий, как масса, сила, скорость, ускорение и др., а установление связи между ними привело к открытию законов механики. В свою очередь развитие механики способствовало прогрессу техники, материального производства.
Взаимосвязь физики и производства можно проследить на примере не только механики, но и других разделов физики. Например, в ходе изучения тепловых явлений в середине XIX в. были созданы тепловые двигатели, а в процессе их усовершенствования появился особый раздел физики — учение о теплоте, термодинамика. В результате формирования учения об электричестве и магнетизме возникли и развивались электротехника и радиотехника. Таков же путь развития современной атомной физики: в процессе изучения атомных явлений создавались и развивались средства производства ядерной энергетики, а развитие атомной техники открывало новые возможности для развития современной физики.
Таким образом, удовлетворение потребностей развития материального производства было возможно лишь при углублении знаний о природе, а последнее, как показано ранее, невозможно без философии. Основные понятия физики возникли в процессе обобщения опытных данных под непосредственным воздействием тех или иных философских взглядов на природу. Поскольку представления о материи и ее атрибутах в физике являются главными, все понятия физики складывались главным образом под влиянием философских, и в частности материалистических, представлений о природе.
Если в развитии эмпирических знаний в физике главная роль принадлежит опытам и тем самым приборам (орудиям эксперимента), то в развитии теоретических знаний в физике ведущую роль играют материалистические представления о природе, на основе которых возникают общие понятия, принципы и гипотезы, служащие исходным пунктом при построении физических теорий. Данные эксперимента и исходные основы для построения теорий в системе физического знания существенно отличаются друг от друга. Первые просты в том смысле, что отражают отдельные стороны явлений. Их систематизация и обобщение в виде эмпирических законов представляют уже более сложное эмпирическое знание, поскольку оно относится не только к этим явлениям, но и к совокупностям, составляющим отдельную группу взаимосвязанных явлений. Исходные предпосылки построения теории — система общих понятий, принципов и гипотез — являются наиболее общим физическим знанием, поскольку на их основе строятся все теории, существующие на данном этапе развития физики.
Каждая теория отражает закономерность какой-либо области явлений, которая состоит из нескольких групп, служащих объектом непосредственного эмпирического исследования. В системе теоретического знания физическая теория играет главную роль в познании объективных законов и в объяснении наблюдаемых групп физических явлений. Но очевидно, что та исходная основа, на которой строятся физические теории, является более общим знанием по сравнению с отдельными физическими теориями. Любая теория охватывает лишь одну область явлений, а ее базис включает все их области, отражая наиболее общие стороны изучаемой физической реальности в целом и давая тем самым общую физическую картину мира.
Следовательно, в системе физического знания данные эксперимента, как наиболее частный вид знания, и физическая картина мира, как наиболее общий вид знания, являются такими противоположностями, отношение между которыми выступает движущей силой, источником развития физики.
Понятие «физическая картина мира» употребляется давно, однако лишь в последнее время оно стало рассматриваться не только как итог развития физического знания, но и как особый самостоятельный вид знания, который может возникнуть на основе философских обобщений даже до построения теорий и который, давая самое общее теоретическое знание в физике (система общих понятий, принципов и гипотез), служит исходной основой для построения теорий[53]. Современная физическая картина мира, с одной стороны, обобщает все ранее полученные данные об этой части природы, а с другой — вводит в физику новые философские идеи и обусловленные ими понятия, принципы и гипотезы, которых до этого в физике не было и которые коренным образом меняют основы физического теоретического знания: старые физические понятия и принципы, как отмечал В. И. Ленин, ломаются, новые возникают, картина мира меняется[54].
Законы развития физики тесно связаны с физической картиной мира. Если количество опытных данных постоянно возрастает, то картина мира некоторое, подчас длительное время остается относительно неизменной. Вследствие этого она становится основной характеристикой определенного этапа в развитии физики, что и определяет ее фундаментальную роль в построении физических теорий. С изменением физической картины мира начинается новый этап в развитии физики с иной системой исходных понятий, принципов, гипотез и стиля мышления.
В этом состоит первая закономерность истории развития физики: она делится на ряд качественно различных этапов, обусловленных прежде всего представлениями и понятиями о материи и движении. Переход от одного этапа к другому знаменует качественный скачок, революцию в физике, состоящую в крушении старой картины мира и в появлении новой.
В пределах данного этапа развитие физики идет эволюционным путем, без изменения основ картины мира. Оно состоит в реализации возможностей построения новых теорий, которые заложены в данной картине мира. Однако сама она при этом может эволюционировать, достраиваться, оставаясь в рамках определенных конкретно-физических представлений о материи. В новой картине мира в начальный период ее развития наряду с новыми представлениями о материи могут сохраняться старые идеи о ее атрибутах, вследствие чего в картине мира могут возникнуть внутренние противоречия, побуждающие ее к развитию, к выработке таких представлений о коренных свойствах материи, которые находились бы в соответствии с пониманием самой материи. Таким образом, в постепенной достройке физической картины мира состоит вторая закономерность развития физики. Если первая закономерность определяет переход от одного периода развития физики к другому — революцию в развитии физики, то вторая — эволюционный ход развития физики в пределах данного периода.
В истории физики конкретные физические представления о материи менялись два раза. Сначала был совершен переход от атомистических, корпускулярных представлений о материи (материя абсолютно прерывна) к полевым — континуальным представлениям (материя абсолютно непрерывна). Затем континуальные представления о материи были заменены современными квантовыми представлениями (материя и прерывна и непрерывна).
Следовательно, в ходе развития физики можно говорить лишь о трех физических картинах мира и соответственно о трех исторических этапах развития физики. Первый характеризуется корпускулярными, атомистическими представлениями о материи и построенной на их основе механической картиной мира. Второй этап опирается на континуальные представления о материи. Такому ее пониманию соответствует электродинамическая картина мира. Третий этап характеризуется современными квантово-полевыми представлениями о материи, в соответствии с чем строится квантово-полевая картина мира. Разберем подробнее диалектику формирования и смены этих физических картин мира.