История и философия науки. Философские проблемы физики. История физики. Учебно-методический комплекс по дисциплине

ЧАСТЬ II. ФИЛОСОФСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИКИ ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ КУРС

Тема 2.1. МЕСТО ФИЗИКИ В СИСТЕМЕ НАУК. ОНТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИКИ

2.1.1. Место физики в системе наук.

Естественные науки и культура. Естествознание и развитие техники. Естествознание и социальная жизнь общества. Физика как фундамент естествознания. Онтологические, эпистемологические и методологические основания фундаментальности физики. Специфика методов физического познания. Связь проблемы фундаментальности физики с оппозицией редукционизм-антиредукционизм. Анализ различных трактовок редукционизма.

Физика и синтез естественно-научного и гуманитарного знания. Роль синергетики в этом синтезе.

2.1.2. Онтологические проблемы физики.

Понятие онтологии физического знания. Онтологический статус физической картины мира. Эволюция физической картины мира и изменение онтологии физического знания. Механическая, электромагнитная и современная квантово-релятивистская картины мира как этапы развития физического познания.

Частицы и поля как фундаментальные абстракции современной физической картины мира и проблема их онтологического статуса. Онтологический статус виртуальных частиц. Проблемы классификации фундаментальных частиц. Типы взаимодействий в физике и природа взаимодействий. Стандартная модель фундаментальных частиц и взаимодействий и ее концептуальные трудности. Физический вакуум и поиски новой онтологии. Стратегия поисков фундаментальных объектов и идеи бутстрапа. Теория струн и «теория всего» (ТОЕ) и проблемы их обоснования.

Литература к теме 2.1

Основная

1. Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое. – М.:

Наука, 1989. – 400 с.

51

2.Грин Б. Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории. – М.: Едиториал УРСС, 2004. – 288 с.

3.Девис П. Суперсила: Поиски единой теории природы. – М.: Мир, 1989. – 272 с.

4.Зельдович Я.Б., Хлопов М.Ю. Драма идей в познании природы: Частицы, поля, заряды. – М.: Наука, 1988. – 240 с.

5.Карнап Р. Философские основания физики: Введение в философию науки. – М.: Едиториал УРСС, 2003. – 360 с.

6. Латыпов Н.Н., Бейлин В.А., Верешков Г.М. Вакуум, элементарные частицы и Вселенная: В поисках физических и философских концепций XXI века. – М.: Изд-во МГУ, 2001. – 232 с.

7.Пахомов Б.Я. Становление современной физической картины мира. – М.: Мысль, 1985. – 300 с.

8.Хайдеггер М. Время картины мира // Хайдеггер М. Время и бытие: Статьи и выступления. – М.: Республика, 1993. – С. 41–62.

Дополнительная

теорий // Философские науки. – 1991. – № 8. – С. 69–82.

2.Жог В.И., Князева В.Н. Концепция супервзаимодействия и единство физического знания // Философские науки. – 1991. – № 7. –

С. 15–30.

3.Мостепаненко М.В. Возникновение, развитие и современное состояние квантово-полевой картины мира // Философские науки. –

1989. – № 11. С. 30–38.

4.Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. – М.: Альфа-М, 2005. – 622 с.

5. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: В 2 т. – М.: Мир, 1993. – Т. 1. – 420 с. Т. 2 – 329 с.

6.Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант: К решению парадокса времени. – М.: Прогресс, 1994. – 265 с.

7.Философские проблемы классической и неклассической физики: современные интерпретации: Сборник статей / Отв. ред. С.В. Илларионов, Е.А. Мамчур. – М.: ИФ РАН, 1998. – 179 с.

52

Тема 2.2. ПРОБЛЕМЫ ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ В КЛАССИЧЕСКОЙ И СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКЕ

Проблема пространства и времени в классической механике. Роль коперниканской системы мира в становлении галилейньютоновых представлений о пространстве. Понятие инерциальной системы и принцип инерции Галилея. Принцип относительности Галилея, преобразования Галилея и понятие ковариантности законов механики. Понятие абсолютного пространства. Философские и религиозные предпосылки концепции абсолютного пространства и проблема ее онтологического статуса.

Теоретические, экспериментальные и методологические предпосылки изменения галилей-ньютоновских представлений о пространстве и времени в связи с переходом от механической к электромагнитной картине мира.

Специальная и общая теории относительности (СТО и ОТО) А.Эйнштейна как современные концепции пространства и времени. Субстанциальная и реляционная концепции пространства и времени. Статус реляционной концепции пространства и времени в СТО. Понятие о едином пространственно-временном континууме Г. Минковского. Релятивистские эффекты сокращения длин, замедления времени и зависимости массы от скорости в инерциальных системах отсчета. Анализ роли наблюдателя в релятивистской физике.

Теоретические, методологические и эстетические предпосылки возникновения ОТО. Роль принципа эквивалентности инерционной и гравитационной масс в ОТО. Статус субстанциальной и реляционной концепций пространства-времени в ОТО. Проблема взаимоотношения пространственно-временного континуума и гравитационного поля. Пространство-время и вакуум.

Концепция геометризации физики на современном этапе. Понятие калибровочных полей. Интерпретация взаимодействий в рамках теории калибровочных полей. Топологические свойства пространства-времени и фундаментальные физические взаимодействия.

53

Литература к теме 2.2

Основная

1.Ахундов М.Д. Концепции пространства и времени: истоки, эволюция, перспективы. – М.: Наука, 1982. – 223 с.

2.Карнап Р. Философские основания физики: Введение в философию науки. – М.: Едиториал УРСС, 2003. – 360 с.

3.Молчанов Ю.Б. Проблема времени в современной науке. М.: Наука, 1990. – 132 с.

4. Пригожин И. Переоткрытие времени // Вопросы философии. – 1989. – № 8. – С. 3–19.

5.Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант: К решению парадокса времени. – М.: Прогресс, 1994. – 265 с.

6.Рейхенбах Г. Философия пространства и времени. – М.: Прогресс, 1985. – 313 с.

7.Фейнман Р.Ф., Лейтон Р.Б., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Т. 2. Пространство. Время. Движение. – М.: Мир, 1967. –

168 с.

8.Философские проблемы классической и неклассической физики: современные интерпретации: Сборник статей / Отв. ред. С.В. Илларионов, Е.А. Мамчур. – М.: ИФ РАН, 1998. – 179 с.

9.Фридман А.А. Мир как пространство и время. – М.: Наука,

1965. – 112 с.

10.Чечеткина И.И. Философские и естественнонаучные представления о материи, пространстве, времени и движении: Учебное пособие. – Казань: Изд-во КГТУ, 2007. – 132 с.

Дополнительная

1.Аронов Р.А. О некоторых результатах постижения времени // Вопросы философии. – 1994. – № 5. – С. 150–154.

2.Вяльцев А.Н. Дискретное пространство-время. – М.: Наука,

1965. – 400 с.

3.Иващук О.Ф. Диалектика всеобщего и единичного в развертывании определения пространства-времени // Вопросы философии. – 2005. – № 7. – С. 79–90.

4.Компанеец А.С. Пространство и время в теории относительности. – М.: Знание, 1961. – 62 с.

54

5.Петров А.3. Пространство, время и материя: Элементарный очерк современной теории относительности. – Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1961. – 80 с.

6.Тейлор Э.Ф., Уилер Дж.А. Физика пространства-времени. –

М.: Мир, 1971. – 320 с.

7.Фок В.А. Теория пространства, времени и тяготения. – М.: Физматгиз, 1961. – 563 с.

8.Хокинг С. Краткая история времени: От большого взрыва до черных дыр. – СПб.: Амфора, 2001. – 268 с.

9.Чернин А.Д. Физика времени. – М.: Наука, 1987. – 221 с.

Тема 2.3. ПРОБЛЕМЫ ДЕТЕРМИНИЗМА В КЛАССИЧЕСКОЙ И СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКЕ

Концепция детерминизма и ее роль в физическом познании. Детерминизм и причинность. Дискуссии в философии науки по поводу характера причинных связей. Критика Д. Юмом принципа причинности как порождающей связи. Причинность и закон. Противопоставление причинности и закона в работах О. Конта. Критика концепции О. Конта в работах Б. Рассела, Р. Карнапа, К. Поппера. Идея существования двух уровней причинных связей: наглядная и теоретическая причинность.

Причинность и целесообразность. Телеология и телеономизм. Причинное и функциональное объяснение. Вклад дарвинизма и кибернетики в демистификацию понятия цели. Понятие цели в синергетике.

Понятие светового конуса и релятивистская причинность. Проблемы детерминизма в классической физике. Концепция однозначного (жесткого) детерминизма. Статистические закономерности и вероятностные распределения в классической физике. Вероятностный характер закономерностей микромира. Статус вероятности в классической и квантовой физике. Концепция вероятностной причинности. Попперовская концепция предрасположенностей и дилемма детерминизм-индетерминизм. Дискуссии по проблемам скрытых параметров и полноты квантовой механики. Философский смысл концепции дополнительности Н. Бора и принципа неопределенности В. Гейзенберга.

Изменение представлений о характере физических законов в связи с концепцией «Большого взрыва» в космологии и с

55

формированием синергетики. Причинность в открытых неравновесных динамических системах.

Литература к теме 2.3

Основная

1 Причинность и телеономизм в современной естественнонаучной парадигме // Отв. ред. Е.А. Мамчур, Ю.В. Сачков. – М.: Наука, 2002. – 288 с.

2 Сачков Ю.В. Вероятностная революция в науке: Вероятность, случайность, независимость, иерархия. – М.: Научный мир, 1999. – 144 с.

3 Философские проблемы классической и неклассической физики: современные интерпретации: Сборник статей / Отв. ред. С.В. Илларионов, Е.А. Мамчур. – М.: ИФ РАН, 1998. – 179 с.

4 Фролов И.Т. Детерминизм и телеология. – М.: Либроком,

2010. – 272 с.

Дополнительная

1Бор Н. Атомная физика и человеческое познание. – М.: Издво иностранной литературы, 1961. – 153 с.

2Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое. – М.: Наука. Физматлит, 1989. – 400 с.

3Паршин А.Н. Дополнительность и симметрия // Вопросы философии. – 2001. – № 4. – С. 84–104.

Тема 2.4. ПОЗНАНИЕ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ И ФИЗИКА

Системные идеи в физике. Представление о физических объектах как системах. Три типа систем: простые механические системы; системы с обратной связью; системы с саморазвитием (самоорганизующиеся системы).

Противоречие между классической термодинамикой и эволюционной биологией и концепция самоорганизации. Термодинамика открытых неравновесных систем И. Пригожина. Статус понятия времени в механических системах и системах с

56

саморазвитием. Необратимость законов природы и «стрела времени». Синергетика как один из источников эволюционных идей в физике. Детерминированный хаос и эволюционные проблемы.

Литература к теме 2.4

Основная

1.Берталанфи Л. фон. Общая теория систем: Критический обзор // Исследования по общей теории систем. – М.: Прогресс,

1969. – С. 23–82.

2.Берталанфи Л. фон. История и статус общей теории систем // Системные исследования: Методологические проблемы: Ежегодник. – М.: Наука, 1973. – С. 20–37.

3.Левич А.П. Энтропийная параметризация времени в общей теории систем // Системный подход в современной науке. – М.: Прогресс-Традиция, 2004. С. 167–190.

4.Лешкевич Т.Г. Неопределенность в мире и мир неопределенности: Философские размышления о порядке и хаосе. – Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 1994. – 231 с.

5.Мостепаненко А.М. Методические и философские проблемы современной физики. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1977. – 168 с.

6.Пригожин И. От существующего к возникающему: Время и сложность в физических науках. – М.: Едиториал УРСС, 2002. –

288 с.

7.Пригожин И. Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. – М.: Прогресс, 1986. – 432 с.

8.Садовский В.Н. Основания общей теории систем: Логикометодологический анализ. – М.: Наука, 1974. – 279 с.

9.Сетров М.И. Принцип системности и его основные понятия // Проблемы методологии системного исследования. – М.: Мысль,

1970. – С. 49–63.

10.Хакен Г. Синергетика. – М.: Мир, 1980. – 406 с.

11.Эбелинг В., Энгель А., Файстель Р. Физика процессов эволюции. – М.: УРСС, 2001. – 342 с.

57

Дополнительная

1 Аршинов В., Свирский Я. Философия самоорганизации: Новые горизонты // Общественные науки и современность. – 1993. –

№ 3. – С. 59–70.

2 Блауберг И.В., Садовский В.Н., Юдин Э.Г. Философский принцип системности и системный подход // Вопросы философии. –

мировидение: диалог с И. Пригожиным // Вопросы философии. –

1992. – № 12. – С. 3–20.

5 Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Синергетика: начала нелинейного мышления // Общественные науки и современность. –

1993. – № 2. – С. 38–51.

6Пенроуз Р. Сингулярности и асимметрия во времени // Общая теория относительности. – М.: Мир, 1983. – С. 233–295.

7Юдин Э.Г. Системный подход и принцип деятельности: Методологические проблемы современной науки. – М.: Наука,

1978. – 391 с.

8Янч Э. Самоорганизующаяся Вселенная. Введение и обзор: рождение парадигмы из метафлуктуации // Общественные науки и современность. – 1999. – № 1. – С. 143–158.

Тема 2.5. ПРОБЛЕМА ОБЪЕКТИВНОСТИ В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКЕ. ФИЗИКА, МАТЕМАТИКА И

КОМПЬЮТЕРНЫЕ НАУКИ

2.5.1. Проблема объективности в современной физике.

Квантовая механика и постмодернистское отрицание истины в науке. Неоднозначность термина «объективность» знания: объективность как «объектность» описания (описание реальности без отсылки к наблюдателю); и объективность в смысле адекватности теоретического описания действительности.

Проблематичность достижения «объектности» описания и реализуемость получения знания, адекватного действительности.

58

Трудности достижения объективно истинного знания. «Недоопределенность» теории эмпирическими данными и внеэмпирические критерии оценки теорий. «Теоретическая нагруженность» экспериментальных данных и теоретически нейтральный язык наблюдения.

Роль социальных факторов в достижении истинного знания. Критическая традиция в научном сообществе и условие достижения объективно истинного знания (К. Поппер).

2.5.2. Физика, математика и компьютерные науки.

Роль математики в развитии физики. Математика как язык физики. Математические методы и формирование научного знания. Три этапа математизации знания: феноменологический, модельный, фундаментально-теоретический.

«Коэволюция» вычислительных средств и научных методов. Понятие информации: генезис и современные подходы.

Материя, энергия, информация как фундаментальные категории современной науки. Проблема включаемости понятия информации в физическую картину мира. Связь информации с понятием энтропии. Проблема описания информационно открытых систем. Квантовые корреляции и информация.

Р. Фейнман о возможности моделирования физики на компьютерах. Ограничения на моделирование квантовых систем с помощью классического компьютера. Понятие квантового компьютера. Вычислительные машины и принцип Черча-Тьюринга. Квантовая теория сложности. Связи между принципом ЧерчаТьюринга и разделами физики.

Литература к теме 2.5

Основная

1 Гайворонский Б.П. Философские проблемы физики и математики: Учебное пособие. – Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т,

2006. – 99 с.

2 Мамчур Е.А. Объективность науки и релятивизм: К дискуссиям в современной эпистемологии. – М.: ИФ РАН, 2004. –

239 с.

3 Нейман И. фон. Математические основы квантовой механики. – М.: Наука, 1964. – 368 с.

59

4Пенроуз Р. Новый ум короля. О компьютерах, мышлении и законах физики. – М.: УРСС, 2003. – 382 с.

5Фейнман Р. Моделирование физики на компьютерах // Квантовый компьютер и квантовые вычисления: Сборник: В 2 т. – Ижевск: РХД, 1999. – Т. 2. – С. 96–123.

6 Фейнман Р. Квантово-механические компьютеры // Квантовый компьютер и квантовые вычисления: Сборник: В 2 т. – Ижевск: РХД, 1999. – Т. 2. – С. 123–156.

Дополнительная

1 Арфкен Г. Математические методы в физике. – М.: Атомиздат, 1970. – 712 с.

2 Вайцзеккер К.Ф. Физика и философия // Вопросы философии. – 1993. – № 1. – С. 115–125.

3Валиев К.А., Кокин А.А. Квантовые компьютеры: надежды и реальность. – Ижевск: РХД, 2001. – 352 с.

4Пенроуз Р. Путь к реальности или Законы, управляющие Вселенной: Полный путеводитель. – Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2007. – 911 с.

5Чернавский Д.С. Синергетика и информация. Динамическая теория информации. – М.: УРСС, 2004. – 288 с.

60