WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 38 |

В.Б.Губин

ФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И РЕАЛЬНОСТЬ

ПРОБЛЕМА СОГЛАСОВАНИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ

И МЕХАНИКИ

Алматы

1993

ББК 22.3

Физические модели и реальность. (Проблема согласования термодинамики и механики) / В.Б.Губин. Алматы, 1993. 231 с., илл.

Книга посвящена анализу отношения физических моделей к отражаемой ими реальности, проводимому в основном на примере задачи согласования статистической физики и термодинамики с механикой. Модели и структуры разных уровней возникают как обобщения результатов различного вида контроля над материалом со стороны наблюдателя. Определение энтропии как характеристики неточности контроля над системой в термодинамике снимает трудности согласования детерминизма механики и статистической вероятности, обратимости механики и термодинамической необратимости а также парадоксы Гиббса. Излагается схема общего механизма формирования объектов, в виде которых перед наблюдателем упpощенно предстает мир в процессе его деятельности в нем.

Для студентов, аспирантов и специалистов в области физики, математики и философии.

ISBN У В.Б.Губин, ПОСВЯЩАЮ кухаркам, давшим нам Ломоносова, Крылова, Кольцова, Шевченко, Репина, Горького, Есенина, Агапкина, Чапаева, Буденного, Шолохова, Николая Островского, Аркадия Гайдаpа, НовиковаПрибоя, Макаpенко, Исаковского, Пpокошину, Алейникова со товаpищи, Ушакова, Папанина, Стаханова, Евдокию и Марию Виногpадовых, Каpацюпу, Чкалова, Ильюшина, Кошкина, Жукова, Конева, Рокоссовского, молодогвардейцев, Ковпака, Кузнецова, Номоконова, Сафонова, Покpышкина, Кожедуба, Аметхана Султана, Джалиля, МомышУлы, Драгунского, Фатьянова, Калашникова, Гагарина, Теpешкову, Илизаpова, и светлой памяти Союза Советских Социалистических Республик, в котоpом только и могла быть написана эта книга.

ВВЕДЕНИЕ От того, что известная истина о том, что нет ничего практичней хорошей теории, набила всем оскомину, она, с одной стороны, не перестала быть верной, но с другой все же не стала энергичней применяться за последние десятки лет не в последнюю очередь изза плохой общей организации науки, никак не соответствовавшей нашим, теперь уже былым, возможностям.

В настоящее время научная философия и, в частности, ее раздел теория познания дискредитированы в глазах исследователей, работающих в конкретных областях общественных и естественных наук, так что даже в парадоксальных, проблемных ситуациях у многих и мысли не возникает посмотреть на свои затруднения с более общих позиций и обратиться к рецептам и рекомендациям методологии которая, к сожалению, в свою очередь разрабатывалась весьма схоластически, в основном ограничиваясь простой описательностью и комментаторством и вместо конструктивного применения и дальнейшей разработки актуальных философских положений довольствуясь декларациями о преимуществах материалистической диалектики, напоминая этим тираду незабвенного Победоносикова о преимуществах советского трамвая или эпический рефрен: «Какой ты, Юра, умный!», из известной графоманской апологии культурного слоя мещанской интеллигенции.

В последнее время, кажется, даже стали забывать, что практика без теории слепа, а теория без практики мертва. Двигаться вперед оптимальным образом можно лишь при конструктивном сотрудничестве и взаимообогащении теории и практики. Философия это теория по отношению к конкретным наукам практике. Неразработанная или неверная философия в конечном счете мстит исповедующим ее даже если они вульгарно полагают, что не придерживаются никакой философии. А глубокие открытия в основных разделах конкретных наук неизбежно корректируют и более общие представления о мире, следовательно философию.

В науках о неживой природе бесспорная царица и законодательница мод физика. Без «физики» и философия не полна. Именно физика, по крайней мере наиболее явно, заставила поволноваться философию естествознания и всю философию в первой трети века. Авторитет, приобретенный физиками их революционными открытиями, имеющими и общеметодологическое значение, довел отношение к ним многих философов почти до подобострастия, лишившего их пресловутой «относительной самостоятельности». В такой обстановке методологи физики, призванные, между прочим, выявлять и указывать более рутинно работающим представителям конкретных наук нерешенные проблемы и противоречия в их исследованиях, оказались не в состоянии выполнять эту задачу (почему многие из них в последнее время переключились на модные и более благодарные на первый взгляд области: космологию, синергетику и биологию). К этому добавился переносимый на физику отвратительный страх перед мощью сил, которыми отчасти по ее милости стал манипулировать человек. Поэтому, а также, конечно, и по другим причинам, возможно, более случайным, физика у нас (а также у «них») оказалась предоставленной самой себе, в то время как, согласно Уилеру, «ј ни один подход к физике, имеющий дело только с физикой, не сможет когдалибо объяснить физику» /1/.



Положение усугубляется довольно распространенным среди физиков снобизмом по отношению к другим наукам, шутливо заявленным в физфаковской (МГУ) «Дубинушке»: «Только в физике соль, остальное все нольј» Но, как говорится, если нет чувства юмора, то должно быть чувство, что его нет. Впрочем, полезное для здоровья чувство превосходства, повидимому, больше (было?) характерно для МФТИ и МИФИ, где число окончивших первый курс с умилительной уверенностью в приобщении ко все знающей, все понимающей и вполне респектабельной науке явно чрезмерно велико. Сосредоточив свои интересы на развитии и применениях все сокрушающего формального аппарата, подобные физики не внемлют предостережению Фейнмана: «Ни понимание природы зла, добра и надежды, ни понимание основных законов в отдельности не могут обеспечить глубокое понимание мира. Поэтому неразумно, когда те, кто изучает мир на одном конце иерархической лестницы (уровней сложности. В.Г.) без должного уважения относятся к тем, кто делает это на другом конце.» (/2/, стр. 135136).

В связи с указанным почтением философов к «школьной» физике, к ведущим физическим группам, выступления Я.П.Терлецкого /3/ в пятидесятых годах против распространившегося у нас (и у «них») поверия, что открытые к тому времени немногие элементарные частицы действительно элементарны, не были, как это ни странно, поддержаны нашими философами, которым сам их диалектический бог повелевал это сделать. Так мы получили первые работающие модели составных частиц из зарубежья, причем инициатор первой из них, Саката, популярное изложение модели и пути к ней завершил словами /4/: «Нужно помнить, что, повидимому, нейтрино так же неисчерпаем, как и атом.» Физфаковский фольклор на такие случаи пpипас сентенцию: «Левая, правая где сторона? Жизнь человека сарказма полна!» В результате той же самой общей подавленности и плохой информированности, а также изза стандартного дежурного оптимизма методологи просмотрели еще одну важнейшую нерешенную старую проблему: проблему обоснования статистической физики и термодинамики, поверив на слово прикладникам, что в статистике уже давно существуют практически только вычислительные трудности. Тут, правда, можно было бы усомниться как в силе методологической критики, так и в ее полезности: что можно сказать о статистике помимо того, что говорят о ней работающие с ней специалисты? Однако общие соображения, если они уместно и умело применены, всегда очень сильны. А обращены они не обязательно должны быть к тем же самым специалистам, кроме них есть еще входящая в науку молодежь: «Всход наук не в нашей власти, мы их зерна только сеем.» /5/. И площадь посева должна быть как можно более велика, чтобы можно было предостеречь начинающих исследователей от флюса узкой специализации и ограниченностей групповщины.

Видимо, именно проблема обоснования статистической механики, и именно классической, является наиболее интересной с точки зрения уточнения связей физики с реальностью. Дело в том, что все ее основные моменты, в отличие от более современных и, возможно, более сенсационных задач, связанных с новыми экспериментальными открытиями, например, в области элементарных частиц, могут быть четко поставлены и проанализированы, так как трудности обоснования относятся только к принципам, имеют характер логических парадоксов, вполне могут быть изложены на бумаге и, соответственно, должны разрешаться в сфере модельной реальности почти без апелляций к сомнительным, всегда неполным реальным экспериментам (такой же чистой является более простая задача перехода квантовой механики в классическую). В подтверждение этого можно сослаться на то, что все исследования оснований статистики практически не обращаются к реальным экспериментам. А если уж задача поставлена в замкнутом виде, то для ее решения требуется лишь достаточное упорство, правда, степень достаточности может быть определена только после достижения удовлетворительного ответа. При этом, разумеется, немедленно возникает вопрос о том, какой ответ должен считаться удовлетворительным. Хотя исчерпывающих формальных оценок дать нельзя, три условия должны быть соблюдены: решение не должно быть противоречивым; ответ должен содержать нечто существенно новое; в результате верного решения общая картина проблемы должна резко проясниться, в частности, должны стать понятными причины предыдущих затруднений.





В этой книге отношение физики к реальности и изучается в первую очередь на основе анализа и разрешения некоторых трудностей согласования особенностей классической статистики и механики.

В первой главе приводится краткий обзор известных проблем в области обоснования статистики и термодинамики. Во второй предлагаются решения трех наиболее принципиальных задач из этой области в их простейшем виде, тем не менее достаточном для получения нетривиального вывода о том, что объекты, параметры («наблюдаемые») и законы статистики и термодинамики не есть порождения только составляющих систему элементов, но строятся на этом материале специфическим обращением с ним, так что получение статистических и термодинамических свойств на базе только свойств частиц системы и обстоятельств их движения невозможное дело, чем и были вызваны неудачи в работах по согласованию статистики и термодинамики с механикой (исключая работы Смолуховского). Макросостояние возникает как специфическое обобщение результатов особой работы (деятельности) с материалом, не использующей всех возможностей, предоставляемых механикой (т.е. «точными» законами природы), а именно такой работы, при которой действия с системой, направленные на получение некоторых результатов, плохо учитывают точное состояние системы частиц, в силу чего и результаты оказываются не слишком хорошими (нестопроцентный КПД). Энтропия, первоначально введенная в феноменологической термодинамике для описания работы тепловой машины как параметр самой природы, чисто объективной реальности, при более глубоком рассмотрении оказывается характеристикой некоторого способа контроля над системой со стороны преследующего свои цели субъекта: это первый четкий пример физической величины, которая не существует без субъекта, без нас, а есть параметр связи субъекта с объектом его деятельности. Подчеркнем принципиальное ее отличие от обычных физических величин, которые, как полагают все физики, в какомто смысле более или менее приближенно отражают некоторые собственные черты изучаемых состояний внешнего мира. Она вообще никак не отражает, не описывает эти состояния, ни точно, ни приближенно, а отражает и описывает качество, точность наших воздействий на систему, предпринимаемых с целью получения некоторых полезных для нас результатов. Выражаясь в терминах фазового пространства, она не указывает с какойлибо точностью положения системы в нем и в этом смысле вовсе не отображает систему, а специфическим образом оценивает лишь величину неопределенности, с которой воздействия контролируют систему в этом пространстве (т.е. попросту координаты и импульсы частиц системы). Полезное ее значение заключается в том, что она, будучи использована вместе с характеристиками реального состояния, может дать оценку качества результатов, получаемых при таких воздействиях. В рамках же классической феноменологической термодинамики, порожденной особыми действиями с системами, результаты оказываются вполне определенными в том смысле, что для их оценки уже не требуется специально анализировать качество действий, поскольку другие, более точные действия, возможность которых видна из микроскопического рассмотрения, полностью отсутствуют, ненаблюдаемы. В этом плане как бы возникает полный и замкнутый мир (а в действительности усеченный), в котором результаты действий имеют особый характер, без вариантов определяемый состояниями этого мира.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 38 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.