2.5. Динамические (детерминированные — предопределенные) и статистические закономерности в природе

Существенной особенностью движения отдельной час­тицы газа является его полная нерегулярность. Каждая ча­стица движется по беспорядочно запутанным зигзагообраз-

Раздел III. Элементы современной физики 137

ным траекториям. Подобно путнику, заблудившемуся в пу­стыне, она не в состоянии выбрать какое-либо определен­ное направление. Несчастный на исходе сил после долгих поисков пути может даже вновь вернуться в исходную точ­ку. У молекул исход дела более благоприятный. С течением времени они все же смещаются в некотором направлении, причем среднее значение смещения можно подсчитать. В течение часа молекула воздуха проходит примерно около по­луметра, но выбор направления по-прежнему остается де­лом чистого случая.

Однако именно это полное "незнание" в каждом отдель­ном случае приводит к совершенно определенным законо­мерностям статистического характера для совокупностей ча­стиц. На основании изучения массовых случайных явлений был создан метод их математического описания — теория вероятностей и теория случайных функций (процессов). В их основе лежат вполне определенные детерминированные правила действий со средними величинами, характеризую­щими массовые случайные явления.

"Только благодаря господству случая мы могли сделать определенные выводы!" — сказал Анри Пуанкаре. Весьма удивительно, что в этом вопросе Эйнштейн всегда был на­строен скептически. Ведь именно он сделал важный вклад в теорию молекулярного движения, вычислив среднее сме­щение и собственное вращение молекул при соударениях, а также изучив другие тонкие процессы. И тем не менее Эйн­штейн считал, что использование теории вероятностей в физике имеет лишь временный характер и на ее место долж­ны прийти более точные и тонкие методы. "Господь Бог не играет в кости", — говорил Эйнштейн.

В определенном смысле с Эйнштейном можно согла­ситься. Например, при изучении броуновского движения можно без труда проследить траекторию взвешенной части­цы и даже снять ее на пленку. Граница между такими час­тицами и гигантскими молекулами органических соедине­ний весьма неопределенна. Как показал Мариан Риттер Смо-луховский (1872—1917), а позже и другие, оба типа частиц

138 Концепции современного естествознания

подчиняются одним и тем же законам кинетической теории газов. Однако мы просто избегаем вопроса о статистичес­ких законах. Там, где речь вдет о движении отдельных тел, например, планет, подчиняющихся известным детермини­рованным — предопределенным — законам механики, при­нято говорить о динамических закономерностях. Динами­ческий закон описывает возможность, которая с необходи­мостью должна реализоваться. В отличие от него статисти­ческий закон определяет широкий диапазон возможностей для поведения элемента, отдельно взятого из большой со­вокупности. Каждый отдельный элемент должен реализо­вать одну из этих возможностей, однако какую именно, с точки зрения статистического закона, безразлично. Он лишь приписывает определенную вероятность каждому из возмож­ных видев случайного поведения. Тем самым статистичес­кие законы описывают поведение всей совокупности лишь в целом.