Жизнь, деятельность и основные научные воззрения Вернера Гейзенберга

БЕЛГОРОДСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

ФАКУЛЬТЕТ БИЗНЕСА И СЕРВИСА 
 
 

КАФЕДРА ЭКОНОМИКИ И УПРАВЛЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИИ

(В  ГОРОДСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ) 
 

РЕФЕРАТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ  
КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

ЖИЗНЬ, ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ  ВОЗЗРЕНИЯ ВЕРНЕРА ГЕЙЗЕНБЕРГА 
 
 
 
 
 
 

                                                                                Выполнила:

                                                                           студентка группы170810

                                                      Здоровцова Е.А. 
 
 
 

Белгород, 2008

СОДЕРЖАНИЕ 

Введение…………………………………………………..……..……….…....3

1. Смысл и цели научной деятельности…………………………………….….4
2. Проблема структуры материи……………………………….…………........10

Выводы…………………………………………………..…….……………...14

Список используемой литературы…………………………………….….…16 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

    Что отличает большого учёного от остальных  прочих? Кажется, ясно- большие открытия. На самом деле не только это. Ещё  стойкий интерес к философии, истории, разнообразным сторонам человеческой культуры. Вроде бы зачем математику или физику всё это? Но вот нужно зачем-то.

    Во  все времена студенты-первокурсники, изучающие общие, в том числе гуманитарные предметы никак не могут понять такой нужды. Им кажется, что это чья-то бюрократическая прихоть, дань какой-то традиции идущей от царя Гороха. Как раз пример выдающегося физика, математика и философа мог бы их убедить, что это не так, что самые различные стороны человеческой духовной жизни связанны между собой глубинными всеобъединяющими связями, что нельзя достичь многого, оставаясь лишь в узких рамках своей специальности.

    Впрочем, пример другого человека, пусть даже и великого, редко кого-нибудь к  чему-нибудь побуждает. До всего нужно  дойти своим умом. В данном случае каждый должен естественным образом  ощутить интерес к той же философии или математике.

    Заинтересовавшись жизнью и деятельностью В. Гейзенберга, мы поставили своей целью узнать и понять, почему этот человек навсегда вошёл в историю под именем великого учёного. Что же оставил он после себя будущим поколениям, чем сумел снискать мировую славу?

    Для выполнения поставленной цели нашей  основной задачей явилось освещение, в первую очередь, некоторых биографических данных учёного, а также рассмотрение основных научных воззрений в области:

    1.Физики.

    2.Матиматики.

    3.Философии.

1. СМЫСЛ И ЦЕЛИ НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

   Вернер  Гейзенберг (1901-1976) широко известен в  мире как физик-теоретик. Он внес решающий вклад в построение квантовой механики - физической теории  20 века, радикально изменившей наши представления о микромире - мире молекул, атомов, элементарных частиц (рис.1).

   Рис. 1. Портрет В. Гейзенберга

      Он разработал матричный вариант  квантовой механики. Ему принадлежит  честь открытия важнейшей формулы  в науке 20 века - соотношения неопределенностей.  Но теоретические интересы Гейзенберга и его творческая активность выходили далеко за пределы специально  научной деятельности, в результате чего был удостоен многих научных званий, а так же наград и премий (табл.1). [1] 

   1. Основные награды В. Гейзенберга

    Все, кто его знал лично, подчеркивают его непреходящий интерес к философской мысли и ее истории, его внимание к проблемам художественного творчества, его серьезную озабоченность социальными событиями времени. Ученик и близкий друг Гейзенберга Карл Вейцзеккер писал, что он был, прежде всего, внутренне активной личностью с широким кругом интеллектуальных интересов и только потом выдающимся ученым.

    В чем же Гейзенберг  видит  смысл  и цели научной деятельности? С помощью науки человек определяет и строит свои отношения с окружающим миром и находит тем самым приемлемые формы жизни в этом мире. Если естествознание открывает нам смысловое единство природы, то искусство, замечает Гейзенберг, побуждает нас к прояснению смысла нашего существования. Как наука, так и искусство ставят человека перед невероятным многообразием явлений. [1] Наука стремится понять все существующее, в том числе и жизнь, с единой точки зрения. В искусстве можно наблюдать стремление найти такое миропонимание, которое было бы общим для всех людей на Земле.

    В последние десятилетия замечательные  достижения физики элементарных частиц порождают в умах ученых тревожные  сомнения в перспективах развития физики вообще. Был поставлен вопрос: а  не закончится ли в самое ближайшее время физика как наука?  В самом деле - все природные вещества и все излучение состоят из элементарных частиц. Создается впечатление, что остается только описать и исследовать определяющие свойства частиц и найти общий закон их поведения. Если это будет сделано, то станут известны контуры всех физических процессов. Прикладная физика и разработка технических применений могут еще продолжаться, но изучение фундаментальных явлений было бы в этом случае закончено.

    Исследуя  вопрос о возможном конце физической науки, Гейзенберг справедливо обращается к историческому опыту  развития науки. Этот опыт показывает, что подобные идеи уже выдвигались в истории физики, но каждый раз они отвергались самим ходом развития науки.

    Конечно, в истории познания природы строились такие теории, которые можно назвать внутренне замкнутыми и в этом смысле окончательно завершенными.

    В книге «Физика и философия» Гейзенбергом констатируются четыре существующие в  современной физической науке «замкнутые системы» известным образом связанных понятий, определений и аксиом, каждая из которых описывает определенную область явлений природы. Первая система – механика Ньютона, включающая статику, акустику, аэродинамику, небесную механику и т. д. Вторая система сформировалась в связи с теорией теплоты. Третья система выведена из электрических и магнитных явлений. Четвертая система – квантовая теория, охватывающая квантовую механику, теорию атомных спектров, химию, теорию проводимости и т. д. [1]  Кроме того, отмечается возможность существования пятой замкнутой системы понятий, которая будет построена в связи с созданием теории элементарных частиц.

   Характеризуя  типический черты замкнутых систем, Гейзенберг указывает, что каждой системе  понятий отвечает математическое представление и что система должна быть пригодной для описания широкой области опыта, причем границы применимости понятий должны определяться эмпирически. Несомненно, что эти введенные Гейзенбергом «замкнутые системы» понятий соответствуют тому, что формы движения материи, будучи связаны переходами, качественно отличаются друг от друга. Из соображений Гейзенберга о соотношении между «системами понятий» особый интерес представляет следующее высказывание: « Первая система содержится в третьей и четвертой как их предельный случай, и вместе с тем первая и отчасти третья необходимы для четвертой как априорное основание для описания экспериментов». [1] Идея этого высказывания проходит в различных аспектах через все содержание книги «Физика и философия».

   Изучая  историю науки, замечает Гейзенберг, мы не должны ограничиваться историей открытий и наблюдений, но  обязаны включать в рассмотрение историю развития понятий. Такие понятия классической механики как масса, сила, скорость, место, время, представляют собой отвлечение от многих реальных особенностей изучаемых процессов. Содержание этих и других понятий теории строго определено и в силу этого теоретические утверждения, в которые входят эти понятия, оказываются верными вне зависимости от указанных особенностей, а  значит верными на все времена и в любых самых отдаленных звездных системах. В рамках своих понятий механика Ньютона окончательна и завершена.

   Претензии на всеобщность продолжают действовать, но это не означает их реализации в  том смысле, что все природные  явления могут быть объяснены на основе механики. [2] И, тем не менее, большая сфера опыта вполне определенно описывается в понятиях механики и всегда может быть представлена этими понятиями. Гейзенберг замечает в этой связи, что общее и особенное сосуществуют и в общей структуре знания и составляют существенную и необходимую особенность его развития.

   Теория  относительности и квантовая  механика -  также замкнутые теории, опирающиеся на своеобразные идеализации. Для построения подобной замкнутой  теории при исследовании элементарных частиц необходимо искать или строить более глубокую идеализацию, которая в предельном случае приводила бы к уже известным физическим теориям. Допустим, что такая идеализация найдена и построена замкнутая теория элементарных частиц. Можно ли в таком случае говорить, что физика пришла к своему завершению?

   При формулировке всеобъемлющих законов  используется процедура идеализации, ведущая к выработке исходных понятий теории. Гейзенберг обращает особое внимание на процедуру идеализации  и показывает, что любая идеализация охватывает ограниченный круг явлений. Все биологические объекты состоят из элементарных частиц. Однако понятие жизни не содержится в тех или иных идеализациях, которые лежат в основании физических теорий. Необходимо осознать,  что наука не однородна, способы образования понятий существенно несходны. Но эти способы подвижны и не закреплены за какой-либо отдельной наукой. Такая подвижность, различие в способах формирования понятий требуют исследований в пограничных сферах - в области математики, теории информации, философии. Эти области дают нам средства объединения и связи различных научных дисциплин. Дальнейшее развитие науки, ее судьба зависит от того, насколько успешно будут проходить процессы объединения, ведущие к преодолению исторически сложившихся границ.

   В этом исторически необходимом процессе преодоления разобщенности между  науками особая роль принадлежит  философскому мышлению. [2] Задача состоит в том, чтобы найти действительно плодотворные подходы к решению вопроса, опираясь на необходимую в данной проблеме философскую мысль. Обращаясь к трудностям в развитии науки, Гейзенберг замечает, что, к сожалению, приходится наблюдать множество бесплодных усилий в попытках преодолеть эти трудности. Безрезультатность такого рода исследований обусловлена, по его мнению, нежеланием  многих ученых обращаться к философскому мышлению. Но поскольку рождение подлинно новых научных достижений невозможно без взаимодействия с философскими идеями, исследователи-специалисты невольно исходят из дурной философии и под влиянием ее предрассудков приходят к путанице в самой постановке вопросов. «Дурная философия, - говорит Гейзенберг с необычной для его стиля резкостью, - исподволь губит хорошую физику». [2] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. ПРОБЛЕМА СТРУКТУРЫ МАТЕРИИ 

    Вдумаемся в описание Гейзенбергом хода физического  познания от Демокрита и Платона  до наших дней. В одной из своих  статей Гейзенберг так начинает это  описание: «Вот уже 2.5 тысячи лет философы и естествоиспытатели обсуждают вопрос о том, что произойдет, если попытаться делить материю все дальше и дальше». [2]

    Поскольку Гейзенберг в своей книге «Шаги  за горизонт» значительное место  уделяет философским идеям Демокрита  и Платона, в особенности сравнительной оценке исторической значимости их концепций, подробнее коснемся воззрений этих античных мыслителей.

    Гейзенберг  подчеркивает коренное отличие атомистического  учения Демокрита от атомистического  учения Платона. Атомы Демокрита  имеют наглядную телесную форму, атомы Платона – наглядную геометрическую форму. Но и те и другие составляют основание видимого материального мира в качестве далее неделимых элементов. Можно сказать, что в данном случае мы имеем дело с двумя модификациями одной и той же физической концепции. Представление о радикальном различии и даже противоположности между концепциями Демокрита и Платона возникает при философском подходе к их учениям. Необходимо, однако, различать методологический подход в анализе научного знания и собственно философский подход в такого рода анализе.

    Гейзенберг  не проводит различия между методологическим и философским подходами, и в  силу этого в его анализе научного знания возникают неоправданные  переносы полученных оценок и результатов  с одного подхода на другой. Указывая на радикальное различие между концепциями Демокрита и Платона, он, в сущности, имеет в виду их философские учения. [3] Но тем самым Гейзенберг упускает из виду глубинное сходство их физических теорий, непосредственно перенося оценки их  философских концепций на оценки принципов физических теорий.

    А между тем необходимо учитывать, что методологический анализ имеет дело с научным знанием, исследует его структуру и принципы его построения, в то время как философский анализ направлен на значительно более широкую область исследования. В этой области существенное значение приобрела в свое время натурфилософия. Она интересуется сущностью мира природы и человеческого  мира, решает задачу поиска той сущностной сферы, которая определяет само существование объектов исследуемой ею действительности.

    В отождествлении двух подходов к научно-познавательным процессам Гейзенберг следует традиционным воззрениям, в которых методология  науки не выделяется в особую область  исследования, оставаясь полностью  в системе философской проблематики. Но именно такое отождествление позволяет Гейзенбергу настолько развести две атомистические концепции античного мира, что они предстают как совершенно несовместимые. Методологический подход, однако, позволяет нам усмотреть, что и Демокрит и Платон решали одну и ту же научную задачу – задачу построения теоретического знания о структуре материи. Решая эту задачу, оба они, каждый по-своему, пришли к выводу, что теория структуры материи может быть построена лишь при условии, если мы найдем некоторые исходные, далее неделимые элементы.

    Известно, что Демокрит говорит об атомах как  об эйдосах, или как об идеях. Идеальные  тела Платона, и в особенности  правильные треугольники, являются неделимыми элементами материи, в отношении неделимости совершенно подобными атомам Демокрита. Подчеркнем еще раз, что необходимо отличать теорию идей Платона, имеющую философски доктринальный характер, и его физическое учение о структуре материи. [3] Что касается Демокрита, то Гейзенберг отдает дань его заслугам, указывая, что атомистическое учение античного мыслителя оказало сильнейшее воздействие на физику и химию позднейших столетий. Однако, противопоставляя друг другу учения двух античных мыслителей, он склонен оценивать состояние атомистической теории ХХ века как теории, развивающейся скорее под знаком Платона, чем под знаком Демокрита. Современная физика, полагает Гейзенберг, совершает переход от принципов Демокрита к принципам Платона. Именно это последнее утверждение и является прямым результатом отождествления методологического и собственно философского подходов в анализе историко-научных и историко-философских процессов. [3]

    Основная  проблема, связанная с познанием  структуры материи, заключается  не в том, каковы именно те первичные  элементы, которые составляют основание мира, – идеальны они или материальны. Проблема структуры материи – это поиски ее элементов, а затем и их связей. И заключается эта проблема в вопросе, делима ли материя неограниченно или имеется предел ее делимости. Конечно, характер решения этой проблемы определенным образом зависит от исходных философских посылок о природе элементов. Но эта зависимость не так непосредственна, как может показаться. Современная наука в ходе познания структуры материи в значительной мере использует математический язык. И конечно же, возникает потребность в интерпретации математического языка, и характер такой интерпретации зависит от определенных философских установок исследователя. Но та или иная интерпретация не определена однозначно, критерий ее правильности может быть найден лишь при апелляции к опыту исторического развития познания.

    Идея  неделимости структурных элементов  материи в определенной мере действует  и в современных физических теориях. [4] Атомы химиков делимы, но еще недавно считалось, что электрон, протон и нейтрон, составляющие атом, являются подлинно неделимыми частицами. Однако новые данные физики элементарных частиц призывают к новому мышлению. Понятие «состоит из» уже не работает в новой ситуации. Если мы продолжаем применять это понятие, то получаем ответ, что каждая данная частица состоит из всех известных частиц. Физическое знание подошло к границам той области, где понятие «состоит из» оказывается уже не имеющим смысла. Антиномия делимости и неделимости тем самым получает неожиданное разрешение.

    Гейзенберг  сетует, что язык, в котором понятие  «состоит из» все же сохраняет  свой прежний смысл, продолжает применяться  в настоящее время некоторыми физиками. Это ведет к таким  направлениям исследования, которые  могут создать в познании структуры  материи еще большие трудности, привести к неразрешимым антиномиям. Именно неспособность усвоить новый способ мышления привела, согласно Гейзенбергу, некоторых физиков к гипотезе кварков. Вопрос был поставлен так: из чего состоят протоны. [4] В случае с протонами ситуация совершенно иная. Гейзенберг решительно заявляет, что люди, выдвинувшие гипотезу кварков, просто сами не принимают ее всерьез. Анализируя развитие понятий квантовой теории, Гейзенберг утверждает следующее. Некоторые физики «надеются, например, что кварки, если таковые существуют, возьмут на себя роль искомых частиц. Думаю, что это заблуждение». [2]

    Определенное  неприятие Гейзенбергом гипотезы кварков  обусловлено его методологическими  принципами и его концепцией научного знания. Он прекрасно осознает сложность познавательных процедур и обращает внимание читателя на то, что современная физика подошла к таким исходным элементам природного мира, для которых все наши средства представить их в наглядных образах или привычных понятиях не только не дают нам нового понимания, но возвращают нас к прежним неразрешимым антиномиям. 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

    Философские взгляды Гейзенберга в целом  являются идеалистическими. Он утверждал, в частности, что идея реальности в современной физике «расплывается» и заменяется математическими конструкциями. Во взглядах Гейзенберга наряду с  элементами позитивизма значительное место занимают элементы платонизма и пифагореизма.

    Гейзенберг  не причисляет себя к материалистам  и возражает против позиций материалистической философии.  При этом  он превратно представляет марксистскую философию  и не  отличает ее  фактически  от механического материализма.

    Гейзенберг  ищет  философию, которая соответствовала  бы новой физике и не видит, что именно этой философией является диалектический материализм.

    Гейзенберг, несомненно, прав, когда утверждает, что изменение в представлениях о действительности, произведенное новой физикой. Здесь речь идет о настоящей ломке в структуре естествознания и о повороте в мышлении.  Гейзенберг рассматривает философские выводы из развития новой физики, относящиеся к проблемам реальности и материи, пространства и времени, логики научного познания и др. и сопоставляет их со старыми философскими традициями.

    Мировоззрение Гейзенберга носит противоречивый характер и интересно с точки зрения философии и физики.

    Можно согласиться с японским физиком Сакатой, который, анализируя взгляды Гейзенберга, писал: «Для Гейзенберга физика – это прежде всего «уравнения мира». 

    СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 

1. Гейзенберг В. Физика и философия. М.: ВЛАДОС, 1963.- С. 75.

2. Гейзенберг В. Шаги за горизонт. М.: СОФИЯ, 1987.- С. 170-172; С. 105.

3. Омельяновский М.Э. Гейзенберг- физик и философ. М.: Русич, 1973.- С. 13.

4. Гейзенберг  В. Философские проблемы атомной физики. М.: Высшая школа, 1953.- С. 98.