Концепция детерминизма и статистические законы

Министерство образования РФ

Санкт-Петербургский государственный университет

Технологии и дизайна

ИНСТИТУТ МЕНЕДЖМЕНТА

И ВНЕШНЕЭКОНОМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Реферат

        на тему:

“Концепция детерминизма и статистические законы”

Санкт-Петербург

2010г.

   Оглавление:

1.      Введение                                                                 стр.3

2.      Общая характеристика детерминизма.            стр.4

3.      Детерминизм Лапласа                                         стр.5

4.      Причина и следствие. Цепи причинения.        стр.6

5.      Классическая механика  Ньютона                    стр.9

6.      Статистические закономерности                      стр.10

7.      Необходимость и случайность                            стр.11

8.      Возможность и действительность.

Вероятность                                                            стр.13

9.      Статистическая механика                                   стр.14

10. Заключение                                                           стр.15

11. Литература                                                            стр.16

1. Введение.

     Современная физика изучает огромнейшее количество различных процессов в природе. Не все из них поддаются изучению и объяснению. Безусловно многое человеку еще не известно, а если известно то может быть не объяснено сейчас. Тем не менее наука идет вперед и общие (классические) концепции существования природы известны уже сейчас.

     Процессы протекающие вокруг нас не всегда поддаются точному объяснению. Как раз на этом этапе перед человеком и встала проблема создания таких моделей и методов познания, которые бы смогли объяснить непознанное. Несомненно в решении этой нелегкой задачи главную роль сыграло не только физическое толкование и применение физики, а пришлось обращаться к математики, к прикладной математики и ряду других точных наук. Результат? Постепенное постижение истины.

     Как уже говорилось ранее в этой работе речь пойдет о динамических и статистических законах, на которых сегодня и держится современная картина мира. Такое деление законов еще раз подтверждает что непознаное, не точно исчисляемое и объясняемое постепенно становится явью с помощью новых концепций. Появление статистических методов в познании, а также развитие теории вероятностей  вот новое оружие современного ученого.

2.Общая характеристика детерминизма.

Наряду с принципом субстанциального единства мира и принципом развития общетеоретический принцип детерминизма является фундамен­тальным принципом философского учения о бытии. Прин­цип детерминизма содержит ответ на вопрос, обусловлены ли явления мира в своем существовании и развитии, имеет ли эта обусловленность регулярный, упорядоченный или произвольный, неупорядоченный харак­тер. Другими словами на вопрос о том, выступает ли мир в своем существовании и развитии как упорядоченный Космос или неупорядо­ченный хаос.

Первоначально смысл слова "детерминация" был связан с букваль­ным его значением и имел антропоморфный характер. Термин "детер­минация" происходит от латинского "determinare", означающего "определять", "отделять", "отграничивать", и в этом смысле он обозначал операцию определения предмета через выявление и фиксацию его признаков, отделяющих один предмет от другого. Позже детерминацию в философии стали понимать в объективном смысле, как формирование, становление объективных признаков предмета под действием объективных факторов. Именно это объективное значение термина "детерминация", характеризующее существование в мире отношения объективного обусловливания, и имеет в виду современная философия, когда утверждает детерминиро­ванность всех объективных явлений.

Детерминизм — это учение о всеобщей обусловленности объективных явлений. В основе такого представления о мире лежит универсальная взаимосвязь всех явления, которая, с одной стороны, является проявле­нием субстанциального единства мира и способом его реализации, а с другой — следствием и предпосылкой универсального характера развития.

Существование все­общей универсальной взаимосвязи всех явлений и является исходной предпосылкой принципа детерминизма. Детерминизм есть общее уче­ние, признающее существование универсальной взаимосвязи и отри­цающее существование каких-либо явлений и вещей вне этой универсальной взаимосвязи *.

Однако содержание принципа детерминизма не исчерпывается этим. Философский детерминизм предполагает также определенную концепцию природы и структуры отношений детерминации, находя­щую свое выражение в учении о причинности, необходимости (в ее соотношении со случайностью), закономерности, многообразии типов и видов отношений детерминации, существующих в мире, и в решении ряда других проблем.

В более развернутом виде общетеоретический принцип детерми­низма может быть представлен в совокупности следующих тезисов:

1.      Тезис о всеобщей обусловленности материальных систем и процессов, посредством которых каждая конкретная вещь приобретает и сохраняет свои

характерные признаки и которая объясняет изменение явлений.

2.      В основе всего многообразия отношений детерминации лежит генетическая,причинная производительность. Иными словами, прин­цип детерминизма в качестве своего обязательного компонента вклю­чает принцип причинности.

3.      Тезис о многообразии типов детерминации и существовании не­причинных отношений детерминации. Это означает, что принцип детерминизма не сводит все отношения детерминации к причинной детерминации, но постулирует существование многообразия типов отношения детерминации, непосредственно не сводимых к причинно­сти. В то же время причинная детерминация оказывается основанием для существования всех других типов детерминации.

4.      Тезис о закономерности или регулярности отношений обусловлива­ния: процесс обусловливания имеет регулярный упорядоченный харак­тер. Согласно этому тезису, каждое явление, событие подчиняется закономерным отношениям в процессе своего существования и изменения.

Альтернативной детерминизму позицией является индетерминизм[*].

Существуют различные формы индетер­минизма, но все они связаны либо с отрицанием принципа причинности, либо с отрицанием объективного характера отношении детерминации.

В современной западной философии весьма распространена докт­рина, сторонники которой отвергают принцип причинности, но при­нимают принцип закономерности. Иногда эту доктрину обозначаю термином "номологический детерминизм" (от греч. "nomos" — закон).

В полном объеме сущность диалектической концепции детерми­низма раскрывается с опорой на ряд философских категорий, к кото­рым относятся прежде всего такие, как "причина" и "следствие", "закон" и "закономерность", "сущность" и "явление", "необходимость" и "слу­чайность", "свобода", "возможность", "действительность" и др.

3.Детерминизм Лапласа.

     Причинное объяснение многих физических явлений, т. е. ре­альное воплощение зародившегося еще в древности принципа причинности в естествознании, привело в конце XVIII — начале XIX вв. к неизбежной абсолютизации классической механики. Возникло философское учение — механистический детерми­низм, классическим представителем которого был Пьер Симон Лаплас (1749—1827), французский математик, физик и философ. Лапласовский детерминизм выражает идею абсолютного детерми­низма — уверенность в том, что все происходящее имеет причи­ну в человеческом понятии и есть непознанная разумом необхо­димость.     

     Дальнейшее развитие физики показало, что в природе могут происходить процессы, причину которых трудно определить. Например, процесс радиоактивного распада происходит случайно. Подобные процессы происходят объективно случайно, а не потому, что мы не можем указать их причину из-за недостатка наших знаний. И наука при этом не перестала развиваться, а обогатилась новыми законами, принципами и концепциями, которые показывают ограниченность классического принципа — лапласовского детерминизма. Абсолютно точное описание всего прошедшего и предсказание будущего для колоссального много­образия материальных объектов, явлений и процессов — задача сложная и лишенная объективной необходимости. Даже в самом простейшем случае классической механики из-за неустранимой неточности измерительных приборов точное предсказание со­стояния даже простого объекта — материальной точки — также нереально.

     Физические явления в механике, электромагнетизме и теории относительности в основном подчиняются, так называемым динамическим закономерностям. Динамические законы отражают однозначные причинно-следственные связи, подчиняющиеся детерминизму Лапласа.

4. Причина и следствие. Цепи причинения.

В самом общем виде отношение причинения можно определить как такую генетическую связь между явлениями, при которой одно явление, называемое причиной, при наличии определенных, условий с необходимостью порождает, вызывает к жизни другое явление, называемое следствием.

В данном случае одностороннее воздействие, кстати, широко рас­пространенное в природном и социальном мире, получается при от­влечении от обратного воздействия и от взаимосвязей, частью которых такое воздействие является. Если же несколько расширить рамки рассмотрения воздействий, то обнаружится, что причина есть взаимо­действие. Возможны два типа взаимодействий:

1)                 
ведущее к изменениям состояний и свойств в уже существовавших объектах; пример — воздействие вирусов на органы и ткани организма, имеющие следствием заболевание человека и биохимические изменения самих вирусов:

2)                  порождающие новые объекты, которых не было до начала действования причины; пример — взаимодействие электрона и позит­рона, порождающие два фотона:

Причина при таком ракурсе, т. е, в плане взаимосвязей, определяется как взаимодействие тел или элементов, вызывающее соответствующие изменения во взаимодействующих телах, элементах, сторонах или порождающее новое явление. Причина есть взаимодействие, следствие — резуль­тат взаимодействия.

Первым и основополагающим признаком причинного отношения является наличие между двумя явлениями отношения производства или порождения. Причина не просто предшествует следствию во времени, а порождает, вызывает его к жизни, генетически обусловливает его возникновение и существование. Это свидетельствует о том, что при­чинная связь является субстанциальной связью. В процессах причи­нения происходит перенос вещества, энергии и информации.

Субстанциальный характер причинной связи получил свое убеди­тельное обоснование в теории относительности. Из этой теории следу­ет, что причинно связанными могут быть только такие события, которые в принципе связаны реальным физическим сигналом, процес­сом, распространяющимся с конечной скоростью. Если физическое воздействие одного события на другое исключено, то исключается и возможность причинной связи между ними.

              Отношение генетического порождения обусловливает существова­ние и другого признака причинного отношения: причинное отношение характеризуется однонаправленностью или временной асимметрией. Это означает, что формирование причины всегда предшествует возникновению следствия, но не наоборот. Процесс причинения имеет определённую направленность во времени от того, что есть, к тому, что возникает, появляется.

Третьим обязательным признаком причинного отношения является его необходимость, однозначность. Иными словами, отношение причины и следствия всегда имеет место независимо от локализации этого при­чинного отношения в пространстве и времени. Отношение причины и следствия имеет закономерный характер, а само представление о необходимом характере связи между причиной и следствием включается в закон причинности. Формулировка закона причинности: равные причины всегда порождают равные следствия.

Четвёртым признаком причинно- следственного отношения является его пространственная и временная непрерывность, или смежность. Любое причинное отношение при внимательном его рассмотрении фактически выступает как определенная даль причинно связанных событий.

В мире не существует явлений и событий, которые бы не имели причины своего возникновения и существования. Существование бес­причинных событий противоречило бы и принципу материального единства мира, и принципу развития, и принципу универсальной взаимосвязи всех явлений. Существование беспричинного события означало бы фактически его независимость от всего остального материального мира. С есте­ственнонаучной точки зрения существование беспричинных событий входит в противоречие с законом сохранения материи и энергии, ибо оно демонстрировало бы возникновение чего-либо из ничего.

За признанием всеобщности причинности в силу его субстанциаль­ного характера стрит старая философская максима: "Ничто не может возникнуть из ничего или превратиться в ничто".

Утверждение о всеобщем характере причинной обусловленности явлении обычно называется принципом причинности. Всякое изменение в состоянии какого бы то, ни было, материального тела может быть вызвано только материальным воздей­ствием, определенным материальным процессом.

              Имеются следующие виды цепей причинения:

1)     Однолинейные цепи причинения. В них одно и то же явление выступает и причиной, и следствием, причиной в одном отношении и следствием в другом:

Для них характерна пространственно-временная смежность, которая только что отмечалась, и транзитивность (если в алгебре a=b, a b=c, то а=с; здесь же В, будучи причиной С, а С — причиной D, оказывается тоже причиной D, хотя и не непосредственной, но опосредованной {причиной D). Однолинейные цепи причинения сопровождаются реактивными цепями причинения.

Свойство следствия влиять да свою причину оказывается предпосылкой формирования новых цепей причинения.

2)     Цепи причинения двулинейные с обратной связью. Пример — работа холодильника. С повышением температуры внутри холодильника сра­батывает терморегулятор, включающий холодильную установку, кото­рая приводит температуру к нужной величине.

Определение: Материальные системы, в цепях причинения которых перенос вещества, энергии и информации от следствия к причине имеет существенное значение для функционирования системы в целом, называ­ются системами с обратной связью.

5. Классическая механика Ньютона.

     Основу механики Ньютона составляют закон инерции Галилея, два закона открытые Ньютоном, и закон Всемирного тяготения, открытый также Исааком Ньютоном.

1.      Согласно сформулированному Галилеем закону инерции, тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не выведет его из этого состояния.

2.      Этот закон устанавливает связь между массой тела, силой и ускорением.

3.      Устанавливает связь между силой действия и силой противодействия.

4.      В качестве IV закона выступает закон всемирного тяготения.

Два любых тела притягиваются друг к другу  с силой пропорциональной массе сил и обратно пропорциональной квадрату расстояния между центрами тел.

6. Статистические закономерности.

     При попытке использовать однозначные причинно-следственные связи и закономерности к некоторым физическим процессам обнаружилась их недееспособность. Появились многозначные причинно-следственные связи, подчиняющиеся вероятностному детерминизму.

     Статистические закономерности и законы используют теорию вероятностей. Это наука о случайных процессах. В этих рамках следует пояснить следующие понятия:

     Достоверные события, невозможные события и промежуточные между достоверными и невозможными случайные события.       Количественно случайные события оцениваются при помощи вероятности:

7. Необходимость и случайность

В разных концепциях детерминизма одно из центральных мест занимают категории необходимости и случайности.

Необ­ходимость — это то, что вытекает из самой сущности материальных систем, процессов, событий и что должно произойти (или происходит) в главном так, а не иначе.

Случайность же — то, что имеет основание и причину преимущественно не в самом себе, а в другом, что вытекает не из главных связей и отношений, а из побочных, что может быть, а может и не быть, может произойти так, но может произойти и по-другому.

Важным вопросом философского детерминизма является вопрос об объективном познавательном статусе категории случайности/ Суть про­блемы заключается в следующем.

В истории философии предлагались два выхода из этой ситуации:

или случайность выводилась за рамки действия принципа детерминиз­ма и постулировалось объективное существование абсолютной случай­ности как ни чем не детерминированного события, явления, процесса, или случайность объявлялась лишь продуктом нашего незнания причин того или иного явления. Первое решение вело к отрицанию принципа детерминизма, второе — к лишению категории случайности объектив­ного познавательного значения.

Если необходимости приписывается абсолютный, ни от чего не зависимый характер, то случайности действительно но остается места в науке. Необходимость такого рода приобретает характер рока, судьбы, предопределенной миру раз и навсегда свыше. Как было показана ранее, и необходимость причинного обусловливания, и необходимость закона зависят от наличия определенных условий. Необходимость всегда опосредуется определенным кругом условий, наличие или от­сутствие которых но всегда определяется необходимостью. Эта пред­посылка лежит в основе познания наукой необходимости и целенаправленной деятельности людей по преобразованию окружаю­щего мире. Необходимость относительна. Говоря о необхо­димости того или иного предмета, процесса, явления, мы всегда неявно или явно определяем и совокупность тех условий, по отношению к которым явления являются необходимыми. Приписывая относитель­ный характер необходимости, мы одновременно должны приписывать относительный характер и случайности. Одно и то же явление может выступать и как необходимое, и как случайное, но по отношению к разным условиям.

Обращение к понятию условия является одним из путей обоснова­ния объективного существования случайности. Другой путь обоснова­ния объективного существования случайности был предложен Г. В. Плехановым. Он отмечал, что случайность возникает как результат пересечения двух независимых причинных, закономерно обусловленных цепей или линий существования различных объектов. Необходи­мой является и последовательность событий, обусловленных внутренними закономерностями данного предмета. Такая последова­тельность образует линию его существования. Пересечение внутренне необходимых линий существования двух или более различных объектов в одной точке порождает.

Случайными в науке считаются также события, которые возникают при вариации условий.             

Соответственно к необходимым относятся такие события, которые вытекают из существенных связей и которые осуществляются в ста­бильных условиях

Любое случайное событие причинно обусловлено и по отношению к определенной группе детерминирующих факторов является законо­мерным.

Традиция анализа взаимосвязи, существующей между случайно­стью и необходимостью, была заложена Гегелем. Можно выделить несколько моментов, характеризующих взаимосвязь необходимости и случайности.

Первый момент связан с пониманием категорий необходимости и случайности как парных категорий, между которыми имеет место отношение диалектического противоречия: они предполагают друг друга, не существуют друг без друга и вместе с тем отрицают друг друга. Ни случайности, ни необходимости не бывает в чистом виде,

Второй важный момент связан с характеристикой случайности как формы необходимости. Необходимость всегда накладывает себе до­рогу через массу случайностей.

Третий момент в диалектике необходимости и случайности связан с пониманием случайности как дополнения необходимости. Наше познание в основном нацелено на раскрытие существенных и необхо­димых связей предмета, определяющих его существование. Познание сущности и закона одновременно является и познанием общего, того, что характеризует целый класс однородных явлений

Еще одна черта, характеризующая диалектику необходимости и случайности, связана с процессом их превращения друг в друга в ходе развития и эволюции материальных систем.

Вообще говоря, диалектическая взаимосвязь между необходимо­стью и случайностью коренится в самом процессе развития материаль­ных систем и связана с диалектикой превращения возможности в действительность в ходе этого процесса. Каждый реально осуществив­шийся этап процесса развития той или иной материальной системы порождает целый спектр возможностей ее дальнейшего развития. По­тенциально реализация любой из этих возможностей в будущем явля­ется случайным событием. Но фактически реализуется только та возможность, для осуществления которой имеются в наличии необхо­димые условия. По отношению к этим конкретным условиям осуще­ствляющаяся возможность оказывается необходимой, хотя первоначально она была только случайной. Превращение одной из возможностей в действительность порождает новый спектр возможных путей дальнейшего развития и так до бесконечности. В таком представ­лении процесса развития одновременно происходит и превращение случайности в необходимость, и проявление необходимости сквозь массу случайностей.

8. Возможность и действительность. Вероятность.

В широком смысле слова под действительностью понимается весь объективно существующий мир, объективная реальность во всей ее конкретности, вся совокупность налично существующих явлений, взя­тых в единстве с их сущностью. На последний момент в характеристике

категории действительности обращал особое внимание Гегель, отмечая, что "действительность есть ставшее непосредственным единство сущ­ности и существования, или внутреннего и внешнего".

  В более узком и специфическом смысле слова под действительностью понимают конкретное бытие отдельного объекта в определенное время, в определенных условиях; действительность от­дельного конкретного материального объекта — это его актуальное бытие. В этом значении категория действительности и сопоставляется с категорией возможности.

    Приведем пример статистического закона, который описывает физические явления, наблюдаемые в физических средах, состоящих из большого числа частиц:

Закон распределения Максвелла.

Этот закон устанавливает зависимость вероятности в распределении скорости движения молекул газа от скорости движения молекул, причем с вероятной скоростью движется большинство молекул.

Распределение Гаусса.

Или еще функция Гаусса – это закономерность, подчиняющаяся результатам измерений.

                       ∑ ∆x

Sx =                             среднеквадратичная ошибка.

                          n

             X2

S =  ∫f(x)dx         вероятность того, что полученый 

            X1                                         результат лежит в пределах от X1                    

                                                  до  X2.

9. Статистическая механика.

     К концу XIX в. была создана последовательная теория поведения больших общностей атомов и молекул – молекулярно-кинетическая теория, или статистическая механика. Многочисленными опытами была доказана справедливость этой теории.

     Процессы, изучаемые молекулярной физикой, являются

результатом совокупного действия огромного числа молекул.

Поведение громадного числа молекул анализируется с помощью

статистического метода, который основан на том, что свойства макроскопической системы в конечном результате определяются свойствами частиц систем, особенностями их движения и усредненными значениями кинетических и динамических характеристик этих частиц (скорости, энергии, давления и т. д.).         Например, температура тела определяется скоростью беспорядочного движения его молекул, но так как в любой момент времени разные молекулы имеют различные скорости, то она может быть выражена только через среднее значение скорости движения молекул. Нельзя говорить о температуре одной молекулы. Макроскопические характеристики тел имеют физический смысл лишь в случае большого числа молекул.

     После создания молекулярной физики термодинамика не ут­ратила своего значения. Она помогает понять многие явления и с успехом применяется при расчетах многих важных механиче­ских устройств. Общие законы термодинамики справедливы для всех веществ, независимо от их внутреннего строения.

     Однако при расчете различных процессов с помощью термодинамики многие физические параметры, например теплоемко­сти тел, необходимо определять экспериментально. Статистиче­ские же методы позволяют на основе данных о строении веще­ства определить эти параметры. Но количественная теория твер­дого и особенно жидкого состояния вещества очень сложна. По­этому в ряде случаев простые расчеты, основанные на законах термодинамики, оказываются незаменимы.

     В настоящее время в науке и технике широко используются как термодинамические, так и статистические методы описания свойств микросистемы.

10. Заключение.

     В заключении нужно сказать, что из вышеописанного все законы и принципы применяются сейчас в современной физике, космологии, а также в развивающемся сейчас естествознании и в ряде других наук, изучающих природу в целом.

     Также нельзя утверждать что статистические законы более точные и более применимые в описании явлений вокруг нас по сравнению с динамическими закономерностями и принципами. Ни в коем случае, вед каждая из предложенных к рассмотрению совокупность законов рассматривает абсолютно не идентичные процессы, да и протекают они (процессы) совершенно по разному. Поэтому и произошло такое разделение на две составные части.

    Литература.

1.      Огородников В.П. «Познание необходимости. Детерминизм как принцип научного мировоззрения» М.,1985

2.      Карпенков С.Х. Концепции современного    естествознания. М.: 1997

3.      Физическая энциклопедия.

4.    Википедия.

2

[*] (См.: Огородников В.П, "Познание необходимости. Детерминизм как принцип научного мировоззрения". М., 1985, раздел "Индетерминизм и метафизика против науки").