3. Соотношение динамических и статистических законов.

После появления в физике понятия статистического закона возникла проблема существования статистических закономерностей и их соотношения с динамическими законами.

Статистические законы, как новый тип описания закономерностей, были первоначально сформулированы на основе динамических уравнений классической механики. Длительное время динамические законы считались основным, первичным типом отображения физических закономерностей, а статистические законы рассматривались в значительной мере как следствие ограниченности наших способностей к познанию.

Сегодня закономерности поведения объектов микромира и законы квантовой механики являются статистическими.

Возникновение и развитие квантовой теории постепенно привело к пересмотру представлений о роли динамических и статистических законов в отображении закономерностей природы.

Была выдвинута теория «равноправия» статистических и динамических законов. Те и другие законы рассматривались как законы равноправные, но относящиеся к различным явлениям, но взаимно дополняющие друг друга.

Сегодня многие крупные ученые склонны рассматривать статистические законы как наиболее глубокую, наиболее общую форму описания всех физических закономерностей.

Доминирующее значение статистических законов означает переход к более высокой ступени детерминизма, а не отказ от него вообще.

При рассмотрении соотношения между динамическими и статистическими законами встречаются с двумя аспектами этой проблемы:

1). В первом аспекте соотношение между динамическими и статистическими законами выступает в следующем плане: законы, отражающие поведение индивидуальных объектов, являются динамическими, а законы, описывающие поведение большой совокупности этих объектов, статистическими. То есть динамический и статистический законы описывают разные формы движения материи, не сводимые друг к другу.

2). Второй аспект проблемы изучает соотношение динамических и статистических законов, описывающих одну и ту же форму движения материи (например, термодинамика и статистическая механика, электродинамика Максвелла и электронная теория).

После создания квантовой механики можно с полным основанием утверждать, что динамические законы представляют собой первый, низший этап в познании окружающего нас мира и что статистические законы более полно отражают объективные связи в природе, являясь более высоким этапом познания.

Отсюда следует, что статистические законы отображают реальные физические процессы глубже, чем динамические.

Возвращаясь к проблемам причинности, можно сделать вывод, что на основе динамических и статистических законов возникает динамическая и вероятностная причинность. Вероятностная причинность является более общей, а динамическая – лишь её частным случаем.

Принципы современной физики.

1.Принцип относительности.

2.Принцип симметрии и законы сохранения.

3.Принцип соответствия.

4.Принцип дополнительности и соотношение неопределенностей

5. Принцип суперпозиции.

Среди фундаментальных физических теорий существуют еще более общие законы, влияние которых распространяется на все физические процессы, все формы движения материи. Эти законы ученые назвали принципами современной физики.

В группу принципов современной физики входят следующие принципы: относительности, симметрии, суперпозиции, соответствия, неопределенности и дополнительности.

Впервые этот принцип был установлен Г.Галилеем, но окончательную формулировку получил лишь в механике Ньютона.

Для его понимания введем понятие системы отсчета, или координат. Как известно, положение движущегося тела в каждый момент времени определяется по отношению к некоторому другому телу, которое называется системой отсчета.

На плоскости положение движущегося тела или материальной точки определяется двумя координатами: абсциссой Х и ординатой У. А в пространстве к этим координатам добавляется еще и Z.

Среди систем отсчета особенно выделяют инерциальные системы, которые находятся друг относительно друга либо в равномерном и прямолинейном движении, либо в покое. Особая роль инерциальных систем заключается в том, что для них выполняется принцип относительности.

ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ означает, что во всех инерциальных системах все механические процессы происходят одинаковым образом.

В таких системах законы движения выражаются той же самой математической формой, или, как принято говорить в науке, они являются ковариантными.

Когда в естествознании господствовала механическая картина мира и существовала тенденция сводить объяснение всех явлений природы к законам механики принцип относительности не подвергался никакому сомнению. Положение резко изменилось, когда физики вплотную приступили к изучению электрических, магнитных и оптических явлений.

В ходе разработки своей теории Эйнштейн пересмотрел прежние представления классической механики о пространстве и времени и отказался от ньютоновского понятия абсолютного пространства и определения движения тела относительно этого абсолютного пространства.

Эйнштейн пишет:

Каждое движение тела происходит относительно определенного тела отсчета и поэтому все физические процессы и законы должны формулироваться по отношению к точно указанной системе отсчета или координат. Следовательно, не существует никакого абсолютного расстояния, длины или протяженности, так же как не может быть никакого абсолютного времени.

Таким образом, вместо абстрактных рассуждений об абсолютном движении в теории относительности рассматривают конкретные движения тел по отношению к конкретным системам отсчета, связанным с конкретными телами.

Возникает вопрос: а что произойдет, если вместо инерциальных систем взять другие системы отсчета, например, движущиеся с ускорением?

Ответ на него дает общая теория относительности, которая так называется потому, что обобщает частный принцип относительности.

Все тела отсчета равноценны для описания природы, в каком бы состоянии движения они не находились.

Обратим внимание на следующее. Не следует смешивать концепцию относительности, лежащую в основе теории, с принципом относительности наших знаний, в том числе и в физике.

Первая из них касается движения физических тел по отношению к разным системам отсчета, т.е. характеризует процессы объективного мира.

Вторая относится к росту и развитию нашего знания, т.е. касается мира субъективного.

Нет сомнения, что между этими процессами, существует связь.

Безусловно, возникновение теории относительности повлияло на характер мышления ученых. Например, даже те идеи, которые очень долго держатся и точно проверены, могут быть ошибочными. Но это не значит, что если теории меняются, то в них не содержится никакой истины.