Динамические законы
Cтраница 2
Многие физики могут возразить, что гипотезы, подобные предположению о нулевом начальном значении вейлевской кривизны, - представляя собой выбор граничного условия, а не динамические законы, - находятся за пределами наших возможностей объяснения. Они утверждают, по сути, что в данном случае мы имеем дело с актом Творца и нечего даже и пытаться понять, почему нам дано именно это граничное условие, а не какое-нибудь другое. [16]
Структура и организация встречаются не только у живых существ; физика хорошо знакома с этим вопросом, представленным в символическом аппарате ее теории, которая предвосхищает все динамические законы. Квантовая физика атомных процессов становится уместной в биологии в тех случаях, когда в жизненном цикле организма умеренное число атомов производит управляющее воздействие на события больших масштабов. Наши радиолампы являются наиболее знакомым неорганическим примером такого управляющего механизма. [17]
Классическая физика в основном имела дело с законами динамического типа, и абсолютизация этого типа законов вела к концепции лапласовского, механического детерминизма; считалось, что подлинными законами природы могут быть только динамические законы, а статистические законы возникают как результат неполноты нашего знания. [18]
Противоположная, динамическая концепция исходит из возможности нарушения классической термодинамики в макроскопических масштабах. Согласно этой концепции, динамические законы микроскопического движения являются первичными, а законы термодинамики представляют лишь следствия статистической теории динамических систем с большим числом степеней свободы. Таким образом, любые ограничения динамических законов микроскопического движения и динамических микромоделей могут вытекать лишь из самой динамической теории, но не из законов термодинамики. Следовательно, вопрос о границах применимости классической термодинамики может быть не только поставлен, но и решен путем построения статистической теории допустимых с точки зрения динамических законов движения мккро-моделей и исследования возможных отклонений от законов классической термодинамики, получающихся в данной статистической теории. Таким путем может быть поставлена и решена проблема построения некоторой обобщенной неравновесно неаддитивной термодинамической теории, в которой обычная классическая термодинамика должна получаться лишь как некоторый предельный частный случай при осуществлении определенных ограничений. [19]
Отличительной особенностью равновесного движения машины является то, что силы инерции, возникающие в механизме машины при этом роде движения, после приведения их к какой-либо точке механизма дают суммарную приведенную силу инерции, равную нулю. Поэтому при наличии в машине равновесного движения динамические законы передачи сил и моментов приобретают форму статических законов, благодаря чему при рассмотрении применения этих законов появляется принципиальная возможность обойтись без учета сил инерции и сам вопрос об этих законах излагать до рассмотрения сил инерции. Руководствуясь этой методической установкой, автор рассматривает законы передачи сил и моментов в гл. [20]
Само существование именно пяти независимых инвариантов столкновений является весьма общей особенностью кинетических уравнений, поскольку оно связано с динамическими законами сохранения числа частиц, импульса и энергии. Однако это утверждение имеет более широкий смысл, чем простые динамические законы сохранения. В процессе столкновения одна молекула теряет импульс и энергию, приобретаемые другой молекулой - ее партнером. Если корректна динамическая трактовка процесса столкновения, то данный закон сохранения всегда будет выполняться. Однако инвариант столкновения требует большего. Однако, как мы уже знаем ( см. разд. Для более тонких кинетических уравнений, учитывающих нелокальность процесса столкновений ( взаимодействий), некоторые из упомянутых выше функций могут уже не являться инвариантами столкновений, хотя и динамические законы сохранения остаются справедливыми. В таких случаях макроскопические значения импульса и энергии уже не сохраняются локально, а сохраняются только в среднем. [21]
Вместе с этим детерминизм гораздо более разносторонне исследует связи между явлениями, не исчерпываемые причинными. При таком подходе статистические законы не относятся к детерминистским, поскольку они не обладают свойством однозначности и детерминистскими оказываются только динамические законы. Признание существования различных видов причинных связей - динамических и статистических - ставит перед учеными проблему выяснения их взаимосвязи и взаимоотношения. [22]
Мы уже упоминали о том, что траектории динамической системы соответствуют детерминистическим законам: коль скоро начальное состояние задано, динамические законы движения позволяют вычислить траекторию для любого момента времени в будущем и в прошлом. Однако в некоторых особых точках траектория может становиться внутренне неопределенной. Например, жесткий маятник может совершать движения двух качественно различных типов: либо колебаться, либо вращаться вокруг точки подвеса. [24]
Для иллюстрации этого результата представим себе прибор с двусторонними связями без трения, для которого допустимы всевозможные виртуальные поступательные перемещения. Когда движение основания является поступательным, даже неравномерным, то всякая система осей координат с началом в центре тяжести прибора, оси которой имеют неизменные направления в пространстве, будет сохранять неизменными направления осей также и относительно движущегося основания, так что можно сказать, что динамические законы, согласно которым действует прибор ( относительно своего центра тяжести) внутри движущегося предмета, будут такими же, как если бы этот предмет был неподвижным. [25]
Законы различаются между собой по форме проявления, то есть разделяются на динамические и статистические. Динамические законы - это такие, которые действуют в каждом явлении или материальном образовании, представляющем ту или иную форму движения или область действительности. Статистические законы действуют лишь в массе явлений. В качестве примера динамических законов можно назвать законы Кулона, Ома и др. Примером статистического закона может служить закон Бойля - Мариотта, фиксирующий связь между объемом газа и его давлением. Статистическими являются законы квантовой механики, выражающие всю совокупность возможных состояний и их взаимной связи при данных условиях. Статистические законы выражают средние состояния множества величин. Динамический закон абстрагируется от случайности, он выражает необходимость в чистом виде, поэтому дает возможность более или менее точно предсказать наступление того или иного результата. Статистический закон выражает объективную необходимость в ее неразрывной связи со случайностью, поэтому предсказание наступления того или иного результата на основе данного закона может быть не точным, а лишь с определенной степенью вероятности. [26]
Важное значение имеют также положения о вероятностном стиле мышления в медицине, его философские аспекты в связи со вскрытием глубинных основ возникновения патологического процесса. Болезнь можно рассматривать как следствие внешнего причинного фактора, специфически преломленного через внутреннее состояние организма. Вероятностно-статистические теории в медицине сохраняют свою практическую значимость и тогда, когда удается дать полное описание любых явлений на основе однозначных законов. Такие теории имеют вспомогательный характер, так как они черпают информацию из более полной теории, опирающейся на динамические законы. [27]
Так была разгромлена теория тепловой смерти Вселенной. Оказалось, что в отличие от закона сохранения энергии - всеобщего закона природы - второй закон, как статистический, применим только к системам, состоящим из большого числа хаотически движущихся частиц и указываемое им направление протекания процессов является лишь наиболее вероятным. Маловероятные противоположные процессы, называемые флуктуациями, не только не противоречат закону, но, наоборот, вытекают из него. К отдельным же телам, частицам, планетам и системам этот закон не применим. Там царят свои, особые для каждого случая динамические законы. [28]
Соотношение ( бб) показывает, что второй закон термодинамики теряет свою абсолютную достоверность, он переводится в ранг вероятностных законов. Учеными далеко не сразу была признана объективная необходимость существования вероятностных, статистических законов. Многие считали, что динамические законы являются первичными, а статистические - вторичными, производными от механических. Возможно, что одна из причин достаточно долгой живучести этих взглядов была в том, что сами статистические законы были впервые получены на основе динамических уравнений механики. Но особенно примечательным является то, что крушение механического миропонимания было подготовлено его же успехами - такова объективная диалектика процесса познания. Вероятностное описание вполне объективно, в нем выражается объективно существующая случайность. Не признающая категорий необратимости и случайности классическая механика является наукой о пассивном мире, ее недостаточно для понимания природы. [29]
Само существование именно пяти независимых инвариантов столкновений является весьма общей особенностью кинетических уравнений, поскольку оно связано с динамическими законами сохранения числа частиц, импульса и энергии. Однако это утверждение имеет более широкий смысл, чем простые динамические законы сохранения. В процессе столкновения одна молекула теряет импульс и энергию, приобретаемые другой молекулой - ее партнером. Если корректна динамическая трактовка процесса столкновения, то данный закон сохранения всегда будет выполняться. Однако инвариант столкновения требует большего. Однако, как мы уже знаем ( см. разд. Для более тонких кинетических уравнений, учитывающих нелокальность процесса столкновений ( взаимодействий), некоторые из упомянутых выше функций могут уже не являться инвариантами столкновений, хотя и динамические законы сохранения остаются справедливыми. В таких случаях макроскопические значения импульса и энергии уже не сохраняются локально, а сохраняются только в среднем. [30]
Страницы: 1 2