Философские основания физики

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

 

Тема “ Философские основания физики”

 

Студент: Иванов Иван   

Подпись_______

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Научный руководитель профессор Федоров Е.В.

 

Самара 2011

 

       

   

Содержание:

 

1. Введение………..………………………………………………………….4
2.      Философский фундамент физики………………………………………….5
3.      Пространство……………………….………………..………………………7
4. Время……………….……………………………………………………....7
5. Материя…………………………………………………………………….8
6. Поле…………………………………………………………………………9
7. Взаимодействие……………………………...………………………….…10
8. Взаимодействие инерции…………………………………………………11
9.     Абсолютные и относительные движения…………………………………..16
10. Институт наблюдателей…………………………………………………...19
11. Релятивистские преобразования……………………………………………….22
12. Заключение………………………………………………………………..…….26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I.Введение

Рассматривая проблемы фундаментальных физических теорий, нам пришлось изучить и проанализировать более 300 книг и статей по философии  естествознания. Это была достаточно трудная работа. Причины в том, что некоторые философские исследования «растекаются мыслью по древу». Концы мыслей теряются в тонких ветвях за плотной листвой цитат и рассуждений. В других работах авторы совершают титаническую работу по историческому анализу, приводя и сопоставляя многочисленные точки зрения, и это только ради того, чтобы обосновать общеизвестное положение. Цитирование не есть доказательство. Оно является иллюстрацией. В этой статье мы хотели избежать упомянутых недостатков, руководствуясь философским положением: «истина всегда конкретна».

Давно уже существует философский тезис: «Научная истина всегда конкретна». Этот тезис имеет два аспекта.

Первый аспект. Конкретность научной истины означает, что любая  гипотеза или научная теория, любое  определение научных терминов (частно-научных  категорий) всегда имеют пределы своей применимости. Когда мы используем их вне этих пределов, мы рискуем получить ошибочный результат или ложную интерпретацию явлений. Развитие фундаментальных теорий преследует цель постоянно расширять эти границы, совершенствуя фундаментальные теории.

Второй аспект. Он непосредственно  связан с первым аспектом. Развитие научного знания в форме теорий всегда предполагает уточнение и увеличение объема наших знаний. Новая теоретическая  или экспериментальная информация, во-первых, отвергает какие-либо ошибочные представления существующих теорий. Благодаря этому сужаются границы применимости уже существующих теорий. Во вторых, новая информация позволяет дополнить позитивную часть прежних представлений новыми гипотезами и теориями. Они, в свою очередь, дают возможность расширить пределы достоверного знания. Постоянное развитие фундаментальной науки уточняет или отвергает существующие представления. В этом смысле научная истина есть процесс познания, который никогда не прекращается. Но он фиксирован для каждого периода развития науки.

Отсюда следует, что  любое теоретическое представление, которое имеет абсолютную применимость (т.е. имеет безграничные пределы  применимости) или же абсолютно неизменно  по своему содержанию во времени, есть догма (абсолютная истина).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II.Философский фундамент физики

Физика как наука  появилась лишь благодаря тому, что  ее создатели, Галилей, Ньютон, Гук, Гюйгенс, Эйлер, Лаплас, Фарадей, Максвелл и многие другие исследователи, придерживались некоторых изначальных философских принципов и правил делания науки. Принципы и правила, в свою очередь, опирались на строгие логические законы и на веру в познаваемость и механистичность (когда любые явления природы могут быть объяснены движением материи).

Теперь, переболев на протяжении трех столетий всеми болезнями философской мысли, мы видим, что этот путь развития оказался единственно верным.

Что же мы должны отнести  к философским принципам, на которых  строится физика? Во-первых, это независимость  существования природы от нашего сознания; материя самодостаточна и ее законы движения не зависят ни от бога, ни от наблюдателя. Во-вторых, исследования природы должны быть основаны:

на живом созерцании, наблюдениях;

на точных, бесспорных фактах;

на экспериментах;

на вере в познаваемость природы;

на вере в то, что  кроме движущейся материи в пространстве и во времени ничего нет; все законы природы, все явления природы, все  факты связаны с движением  материи, причинны, и эти причины  следует и можно находить.

Базируясь на такой (материалистической) философии, каждый из известных исследователей (кроме релятивистов, которые отступили от этих принципов) составлял или дополнял правила делания науки. И одними из первых, если не считать древнегреческих ученых и средневековья, были  Кант, Гюйгенс и  Ньютон.

Так, у Ньютона  читаем:

Не должно принимать  в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений.

Одинаковым явлениям предшествуют одинаковые причины.

Гипотез я не измышляю.

и так далее.

Наиболее важные высказывания по этому поводу приведены в работах.

Именно на живом созерцании природы, а не измышлением гипотез  Ньютоном были обоснованы постулаты  об инвариантах пространства, времени  и массы.

«Поскольку все явления  природы происходят во времени и  в пространстве, то любая физическая теория, описывающая эти явления, связана с определением пространства и времени. И в зависимости от того, какое определение положено в основу, наука может пойти по правильному, материалистическому пути, объективно отражая действительность, или она скатится к идеализму, утратит смысл науки и превратится в средство одурманивания человечества»(А.Г. Замятин. Об экспериментальных основаниях (обоснованиях) теории относительности, изложенных в статье чл.-корр. АН СССР Е.А. Александрова. В: Сб. докладов всесоюзной конференции ФЕНИД-91, т. 1, стр. 7...24, Гомель, 1991.)

 . Вопрос о времени, пространстве и массе является гносеологическим, основополагающим и, следовательно, философским фундаментом физики.

 

 

III.Пространство

Пространство – вместилище движущейся материи. Для того чтобы метрика пространства, его геометрия, измерения не вносили наложений, влияний и искажений на законы движения материи, она должна быть Евклидовой. Пространство не должно иметь никаких физических свойств, кроме бесконечного объема, которые могли бы каким то образом влиять на законы движения материи. То есть, «пространство безотносительно к чему-либо внешнему» (Ньютон).

Пространство, таким образом, не может быть наделено никакими свойствами, кроме его трехмерной протяженности. Ему не может быть приписан характер абсолютного или относительного, одинакового и неподвижного и т.д. Его нельзя считать не бесконечным, по крайней мере, до тех пор, пока не будет найдено какого-либо факта, наблюдения или бесспорного доказательства противоречащего этому. Таких фактов, наблюдений и доказательств нет. Пространство – объективная реальность, данная нам в ощущениях.

IV.Время

Время – вторая основополагающая сущность. Оно, так же как и пространство, выявляет себя через движение материи. Время само по себе и по своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью. Оно никоим образом не может влиять на состояние или законы движения материи. Оно лишь бесстрастно и равномерно измеряет длительность течения процессов и явлений. С другой стороны, не может быть процесса, явления или состояния материи, влияющего на равномерность течения времени. Ему не могут быть отнесены никакие другие свойства, кроме длительности и равномерности. Время – объективная реальность, данная нам в ощущениях.

V.Материя

Материя – вещество или  тело, имеющее пространственную протяженность (объем), непроницаемость, вязкость, упругость, твердость, форму и цвет.

Количество материи  – масса, определяется сопротивлением ускорению. В общем случае:

m = F / a .

и на поверхности Земли  – через вес и ускорение  свободного падения:

m = P / g .

Определение Ньютона  «количество материи (масса) есть мера таковой, устанавливаемая пропорционально  плотности и объему ее» неполно, так как не уточняет эту пропорциональность ускорению.

Материя – объективная  реальность, данная нам в ощущениях.

В результате накопления и расширения познаний о материи, астрономических и микроскопических наблюдений, с помощью методов  изучения: аналогии, индукции и дедукции, а также логического анализа, можно утверждать, что материя делима вглубь – в микрокосмос и суммируется вширь – в макрокосмос. В настоящее время ни конечность, ни бесконечность градации материи вширь и вглубь не может быть доказана.

Делимость материи вглубь показана всем развитием физики. Уже Гюйгенс показал, что должен существовать светоносный эфир в то время, когда еще не было известно ни об атомах, ни об элементарных частицах. Теперь, когда известно, что элементарные частицы имеют конечное время жизни и, наоборот, могут образовываться из «вакуума», становится очевидным, что они составлены из более тонкой материи. И эта более тонкая материя составлена из частиц, которые при определенных условиях и энергиях взаимодействуют между собой, образуя сложные пространственные тела – элементарные частицы. Взаимодействие частиц эфира проявляется общими наблюдаемыми его свойствами, позволяющими называть его «светоносный эфир» и «электромагнитная жидкость». (Г.Герц. Об основных уравнениях электродинамики движущихся тел. 1890. )

 

В свою очередь, существование  взаимодействия между частицами  эфира указывает на то, что существует и более тонкая материя, назовем  ее эфир-2, долженствующая быть переносчиком этого взаимодействия. А сами частицы  эфира-1 должны иметь сложное строение, структуру.

Суммирование материи  вширь, в макрокосмос, наблюдается  нами лишь до строения прилегающей  к нам Вселенной. Можно считать  отдельными телами Солнечную и другие планетные системы, созвездия, галактики  и компактные системы галактик. Ячеистая структура Вселенной показывает, что все видимые галактики объединены в некую кристаллическую структуру, которая может оказаться супертелом (супербулыжником, суперпланетой и т.д.), из которых состоит Супервселенная. И так далее.

VI.Поле

Поле – силовая  или другая (барометрическая, скоростная, температурная и т.д.) пространственная характеристика, выраженная либо законом, либо набором числовых данных.

Не может быть никакого поля без присутствия материи. Поле выражает состояние (движения) материи  в пространстве. «В мире нет ничего, кроме движущейся материи, и материя не может двигаться иначе, как в пространстве и во времени» .

Энергия – характеристика, свойство материи. Материя не может  превращаться в свое свойство. Наблюдаемый  выброс энергии при ядерном распаде  и при аннигиляции элементарных частиц – не более чем освобождение энергии составляющих частей ядер и частиц, имевших внутри этих образований бóльшую энергию, чем энергия движения таких же частей в свободном состоянии в окружающей среде.

Не существует элементарных частиц с так называемой «нулевой массой покоя». Все они являются фотонами – отрезками колебаний эфира дозированной (квантованной) энергии, связанной со строением атома, ядра или элементарной частицы .

VII.Взаимодействия

Переносчиком энергии  и, следовательно, взаимодействий может быть только материя. Разные механизмы переноса энергии предполагают разные виды взаимодействий. На каждом уровне организации материи существуют свои механизмы взаимодействий.

Так, внутреннее строение элементарных частиц предполагает взаимодействие между элементами их составляющими (это могут быть частицы эфира). Далее идут взаимодействия: ядерное, электромагнитное и гравитационное. Электромагнитное взаимодействие относится к зарядовому, так как в нем осуществлены силы притяжения и отталкивания, зависящие от знака заряда. Ядерное и гравитационное взаимодействия таковыми не являются. (Н.К. Носков.  Теории механизмов взаимодействия и гипотеза об их синтезе. )