Вы здесь

Фундаментальные проблемы

Основная задача физики - создание целостной физической картины мира. Сегодня эта задача, главным образом, достигается познанием природы в разных областях физики, соответствующим разным иерархическим уровням природных систем. Но чтобы возникла целостная физическая картина мира, эти знания требуется объединить. Как оказалось, процесс объединения знаний из разных областей физики не менее сложен, чем процесс раскрытия законов природы в какой-то из областей. Насколько физические свойства систем существенно отличаются от свойств ее элементов, видно на примере проблемы необратимости. Так, система материальных точек обладает необратимостью, хотя согласно классической механике, ее динамика обратима. Этой проблеме, поставленной Больцманом, уже около 200 лет. Ее ключевая роль для понимания мира, видна уже из того факта, что она отнесена к одной из трех важнейших проблем современности. Причем проблема необратимости входит составной частью в другие две наиболее важнейшие проблемы: в проблему квантовых измерений и в проблему феномена жизни. Более того, без решения проблемы необратимости невозможно выявление принципов, определяющих связь законов эволюции любых систем с законами динамики их элементов.

Общепринятое сегодня объяснение необратимости опирается на постулат о неизбежности случайных микрофлуктуаций. Но одно дело использовать понятие случайности для статистического описания систем, а другое дело, когда они используются, как основополагающие принципы, определяющие устройство мира. Более того, наличие вероятностных принципов в основах физики означает отказ от детерминизма, а, значит, отказ от познаваемости мира. Они практически исключают редукционизм – метод познания мира, в основе которого лежит утверждение о детерминированной взаимосвязи законов элементов и их систем. Холизм - альтернативное редукционизму понятие, которое хорошо согласуется со случайностью. Оно имеет глубокие корни в древней восточной философии. Лаконичное определение холизма звучит так: «целое, больше чем сумма его частей». Т.е. холизм утверждает, что свойства целого не следуют из свойств его частей. Согласно этому определению, живое обладает свойствами, несводимыми к свойствам неживой материи. Но это означает, что существуют границы познания. К счастью, несмотря на трудности, с которыми сталкивается редукционизм, они не служат доказательством его несостоятельности. С нашей точки зрения, трудности редукционизма обусловлены его упрощенным использованием. Упрощение состоит в получении представления о системе, как правило, путем суммировании информации об отдельных элементах. Для развития картины мира нужны нелинейные подходы к построению систем на основе знаний об их элементах, т.е. необходимо создание, если можно так выразиться, нелинейного редукционизма. Один из перспективных путей развития нелинейного редукционизма состоит в поиске общих принципов синтеза законов поведения систем на основе знаний законов, определяющих поведение их элементов. Зная эти принципы, можно построить замкнутую картину мира, поднимаясь или опускаясь по иерархической лестнице строения материи, начиная от уже надежно установленных закономерностей. Оказалось, что некоторые из этих принципов следуют из предложенного нами решения проблемы необратимости, полученного в рамках законов механики Ньютона. Это решение вытекает из уравнения движения систем, в котором вместо бесструктурных материальных точек рассматривается движение равновесных систем материальных точек, обладающих внутренней энергией. Необратимость динамики такой системы обусловлена наличием у нее внутренней энергии. А так как в природе нет материальных точек, а есть только системы, которые состоят из атомов, молекул, кластеров, то в ней господствует необратимость.
Существование решения проблемы необратимости в классической механике свидетельствует о детерминистическом переходе от законов динамики элементов к законам эволюции их систем. Оно открывает путь к описанию необратимых процессов, к построению физики эволюции на основе законов механики Ньютона.