Закони природи і астрономія

Реферат на тему:

ЗАКОНИ ПРИРОДИ І АСТРОНОМІЯ

Причинність і закономірність. Навколишній світ є єдиним у своїй матеріальності. Це означає, що в ньому немає нічого, крім матерії, не існує ніяких потойбічних, надприродних сил, таких, що не залежать від матерії і стоять над нею. Принцип матеріальної єдності світу -- основоположний принцип матеріалізму.

З цього принципу випливає, що будь-яке явище природи повинне мати природну причину і підпорядковуватися природним закономірностям. Кожне явище в наслідком якогось іншого чи якихось інших явищ і водночас є причиною нових явищ.

Подібно до того як усяка сила, що надає якомусь тілу прискорення, завжди пов'язана з реальним тілом, так і всяка зміна у русі матерії у всіх без винятку випадках має матеріальну причину.

З цього випливає фундаментальний висновок про можливість пізнання світу. Якщо будь-яке явище має тільки природні причини і підпорядковується тільки природним законам, то не може існувати ніяких принципових перешкод, які б не дали змогу людині виявити ці причини і вивчити їх. Інше питання: скільки часу для цього знадобиться і яких зусиль це коштуватиме? Але в принципі будь-яке явище може бути пізнане людиною.

Існування причинно-наслідкових ланцюгів -- одна з найбільш загальних властивостей навколишнього світу. При цьому, однак, треба мати на увазі, що послідовне чергування явищ у часі ще не означає причинно-наслідкових відносин між ними.

Те, що одне явище настає після іншого, ще не доводить, що друге є причина першого. Необґрунтовано поставивши такі явища в причинний зв'язок одного з одним без відповідного вивчення їх природи, можна дійти помилкових висновків, які майже неминуче ведуть до релігійних тлумачень.

Саме так, наприклад, народжувались марновірні уявлення про небесні знамення. Якщо слідом за незвичайним явищем на небі відбувалося якесь лихо: епідемія, землетрус, повінь, ураган, то такий збіг набирав в очах наших предків містичного змісту. Він надовго запам'ятовувався, і, коли таке ж незвичне небесне явище повторювалось, марновірні люди були переконані в тому, що за ним мають настати й ті ж самі нещастя.

Неправомірне зіставлення небесних і земних явищ відіграло далеко не останню роль і у виникненні лженауки астрології...

Вивчення природних причин різних явищ -- одне з найважливіших завдань науки. При цьому слід зазначити, що пряме співвідношення причини і наслідку: з А випливає В, взагалі кажучи, в ідеалізацією дійсного ходу подій. У природі подібний зв'язок між явищами в чистому вигляді не реалізується практично ніколи. Навіть найпростіші явища пов'язані між собою і з іншими явищами нескінченно складними й різноманітними взаємозв'язками.

І все ж у процесі наукового дослідження в більшості випадків вдається виділити провідне співвідношення, яке е визначальним, переважає над іншими. Саме така ідеалізація й забезпечує можливість практичного вивчення тих чи інших явищ природи.

Коли ми говоримо, що матерія рухається (а матерія невіддільна від руху), то розуміємо під цим не тільки найпростіший механічний рух, а й будь-які складніші його форми. Рух у широкому розумінні слова -- це будь-яка зміна взагалі.

Сучасна наука вивчає різні форми руху. Основні з них: фізична, хімічна, геологічна, географічна, біологічна і соціальна.

Рух матерії підпорядкований певним об'єктивним законам -- законам природи, тобто законам, які не залежать від людини. Пізнаючи їх, людина формулює закони науки, які ці об'єктивні закони природи відображають.

Ще стародавні філософи на основі спостережень за різними явищами природи висловлювали думки про загальну необхідність, повторюваність і гармонійність світових процесів. Тим самим вони намагалися зрозуміти дійсний хід природних процесів, звільнитися від міфологічних уявлень про причини явищ.

Але тільки у XVII--XVIII сторіччях у результаті розвитку точних наук -- механіки, математики, астрономії -- поняття закону природи почало набувати конкретно-наукового змісту. Цей період пов'язаний з іменами Р. Декарта, III. Монтеск'є і П. Гольбаха. Проте в епоху механістичних уявлень про природу, коли всі явища зводились до механічного руху, закони природи фактично ототожнювались із законами механіки.

Наступний крок був зроблений І. Кантом і особливо Г. Гегелем, який підійшов до питання про закони природи з позицій діалектики. Зокрема, Гегелеві належить визначення закону природи як суттєвого відношення.

Але найбільш глибоко поняття про закони природи і їх відображення в процесі пізнавальної діяльності людей було розроблене в працях багатьох матеріалістів, що спиралися при цьому на новітні досягнення природознавства.

Закони науки відображають найбільш істотні, стійкі, потрібні, головні зв'язки між явищами, що визначають їх взаємозалежність і взаємообумовленість, їх послідовність, характер їх перебігу. Так, закон всесвітнього тяжіння визначає силу взаємодії між різними тілами залежно від їх мас і відстані між ними.

Будь-який об'єкт, явище, процес, будь-яка зміна має підпорядковуватися певним природним законам. Щоразу, коли в природі складаються ті чи інші умови, подальший хід подій відбуватиметься певним чином, залежно від тих законів, які цим умовам відповідають.

Те, що реальний світ доступний науковому пізнанню, переконливо свідчить на користь існування об'єктивних законів, а також є одним з важливих аргументів на користь матеріальної єдності світу.

А в принципу матеріальної єдності світу випливає принцип єдності законів природи. Принцип цей, однак, не слід розуміти буквально. Єдність законів природи не означає, що всі об'єктивні закономірності е універсальними і діють завжди, скрізь та за будь-яких обставин. Інколи доводиться чути твердження про те, що існує «хімічна», «фізична» або «біологічна» єдність світу. Кажуть, наприклад, що наявність у зорях та інших космічних об'єктах тих самих хімічних елементів, які відомі нам на Землі, доводить «хімічну» єдність світу. Але таке твердження неправильне. Ніякої «хімічної єдності світу» насправді не існує. Хімічний склад різних космічних об'єктів далеко не однаковий -- він визначається конкретними умовами. Те ж саме стосується й «фізичної», «біологічної» та інших «єдностей» світу. Справжня єдність світу, як наголошував ще Гольфбах, полягає в його матеріальності.

Що ж до єдності законів природи, то й вона полягає в тому, що ці закони властиві самій матерії, самому матеріальному світу. Не існує законів, що стоять над матерією, відірвані від неї, встановлені надприродними силами. Конкретним виразом цієї єдності є всезагальність законів природи. Це означає, що за однакових умов рух матерії в широкому розумінні цього слова підпорядковується одним і тим самим законам.

«Найглибший фундамент науки,-- зазначав знаменитий датський фізик Н. Бор,-- це впевненість у тому, що в природі однакові явища настають при однакових умовах» .

Цей висновок справедливий і щодо Всесвіту: в однакових умовах діють одні й ті самі закони. Можна говорити про однорідність Всесвіту на рівні законів. Коли б це було не так, то опис Всесвіту в межах сучасної фізики взагалі був би неможливий. Саме однорідність Всесвіту на рівні законів забезпечує застосовність фундаментальних фізичних теорій до явищ великих космічних масштабів, у тому числі до таких явищ, що їх ми на даному етапі розвитку науки не можемо безпосередньо спостерігати.

Оскільки всі явища навколишнього світу підпорядковуються певним закономірностям, можуть виникнути помилкові уявлення про те, що закони природи стоять над матерією, що вони існують самі по собі, незалежно від неї.

На небезпеку такого хибного висновку вказував у свій час і Ф. Енгельс: «...закони, абстраговані від реального світу,-- писав він,-- на певному ступені розвитку відриваються від реального світу, протиставляться йому як щось самостійне, як закони, що з'явились іззовні, з якими світ повинен узгоджуватись» ^:.

Людина не може встановлювати за своїм бажанням закони природи подібно до того, як вона встановлює закони юридичні, змінювати їх або керувати ними. Проте, пізнаючи об'єктивні закономірності, людина може певною мірою впливати на хід явищ природи. Створюючи певні початкові умови, можна діставати наперед заплановані результати. По суті вся технологічна діяльність людства є свідомим створенням і комбінуванням тих чи інших початкових умов, що ґрунтуються на знанні різних об'єктивних закономірностей.

Знаючи, скажімо, закон всесвітнього тяжіння, людина може створити такі умови, за яких тяжіння почне виконувати корисну роботу. Змушуючи потоки води за допомогою штучно споруджених гребель спадати з певної висоти під дією сили земного тяжіння, людина примушує її обертати турбіни й приводити в дію генератори, що виробляють електричну енергію.

Як ще один приклад можна навести запуск космічного апарата до Місяця чи планет Сонячної системи. Здійснивши відповідні обрахунки, що ґрунтуються на знанні законів руху тіл у космічному просторі, вчені надають космічному апарату визначену за модулем і напрямом початкову швидкість у певній точці і тим самим забезпечують його рух по обраній траєкторії.

Підтверджена всім колосальним досвідом природознавства, а також історичним досвідом людства переконаність у природній закономірності всіх без винятку явищ навколишнього світу вступав в непримиренну суперечність з релігійно-містичним уявленням про чудеса -- можливості порушення законів природи надприродною силою.

Історія релігії -- це багато в чому історія чудес. Віра в чудеса живила релігійні настрої мас, сковувала волю й свідомість людей. Розуміючи це, церква завжди підтримувала таку віру. «Той, хто стверджує,-- записано у постанові Ватіканського собору 1870 p.-- ніби чудес не може бути, отже, всі оповіді про чудеса, навіть ті, що містяться у святому письмі, слід розглядати як байки і міфи; що в істинності чудес не можна з певністю переконатися, і походження християнської релігії не може бути достатньо переконливо доведено,-- хай буде підданий анафемі!».

Наші предки чудесним вважали все незрозуміле. Особливо сильне враження на людину справляли такі явища, в основі яких лежали ще невідомі науці форми існування матерії, невідомі природні процеси. Електричні й магнітні поля, радіохвилі, радіоактивні випромінення існували в природі й до того, як людина їх відкрила та дослідила. І не тільки існували, а й зумовлювали ряд явищ, доступних безпосередньому спостереженню. Згадаймо хоча б вогні Святого Ельма на щоглах кораблів, що вражали уяву моряків, а насправді являли собою безневинний електричний розряд, один з проявів атмосферної електрики.

Інший приклад: магнітні бурі, що викликали розгубленість у мореплавців, коли стрілка компаса, замість того щоб вказувати на північ, починала безладно повертатися. Хіба могли мореплавці минулих часів знати, що причиною такої дивної поведінки магнітної стрілки є процеси, що відбуваються на поверхні Сонця й породжують могутні потоки заряджених частинок, які вторгаються в земну атмосферу і збурюють магнітне поле нашої планети?

Незнання природних причин цих і багатьох інших «таємничих» явищ природи, страх перед їхніми невідомими наслідками породжували уявлення про їх надприродне походження. Марновірні люди щиро вірили, що причина таких явищ знаходиться за межами матеріального світу.

Ми не будемо спинятися на так званих біблійних і подібних до них чудесах, а також на чудесах, що фабрикуються спеціально для обману віруючих. Переконливому викриттю таких чудес присвячено численну й різноманітну літературу.

Підійдемо до питання про чудеса з дещо іншого боку. В процесі наукового дослідження природи людина час від часу зустрічається з такими ситуаціями, коли нововідкриті факти або вступають у суперечність з тими чи іншими відомими науці природними закономірностями, з надійно встановленими загальноприйнятими науковими уявленнями, що добре зарекомендували себе, або не дістають у межах існуючих фундаментальних наукових теорій задовільного пояснення. Здавалося б, що у таких ситуаціях наявна головна ознака чуда: невідповідність ходу того чи іншого явища існуючим науковим уявленням.

Виникає закономірне запитання: чи можуть подібні ситуації свідчити про те, що наука наблизилася до тієї межі, за якою начебто починається сфера дії надприродних сил? Чи вони виникають з якихось інших причин, що не мають спільного з надприродним?

Перш за все спробуємо розібратися в тому, чи правомірним є розуміння чуда як порушення законів природи? Так, коли б надприродні сили справді існували й свавільно порушували б закономірний плин явищ, такі порушення були б чудесами. Але з цього зовсім не випливає, що будь-яке порушення законів природи є чудом. Тут ми зустрічаємося з відомою філософською помилкою, коли нерозуміння діалектичного характеру процесу пізнання веде до того, що наближення до меж знань про матерію, які існують у даний момент, сприймається в релігійно-ідеалістичному плані як свідчення існування нематеріальних, надприродних сил.

Справа в тому, що матерія нескінченно різноманітна і наші знання про неї завжди відносні. Інакше кажучи, будь-яка наукова, у тому числі фізична теорія, якою б фундаментальною вона не була, має певні межі застосування. Це означає, що в природі завжди існує царина явищ, які не можуть бути описані за допомогою даної теорії. І коли в процесі наукового дослідження виявляються факти, що належать до цих явищ, вони не можуть дістати задовільного пояснення в рамках існуючих знань або навіть вступають з ними в явну суперечність. Таким чином, у подібних випадках ми зустрічаємося ніби з порушенням законів природи. Насправді ж має місце вихід за межі застосовності діючих теорій. Вихід, який кожного разу потребує їх узагальнення й розвитку.

Інакше кажучи, це означає, що нововідкриті факти, які виходять за рамки відомих законів і наукових теорій, вкладаються у загальніші теорії і підпорядковуються хоча й невідомим у даний момент науці, проте існуючим загальнішим закономірностям.

Таким є діалектико-матеріалістичний підхід до процесу пізнання природи, в основі якого лежить, з одного боку, принцип матеріальної єдності світу, сприйняття природи такою, якою вона є, а з другого -- визнання нескінченної різноманітності світових явищ і послідовного розширення й поглиблення наших знань про об'єктивні закономірності, що керують цими явищами.

Що ж до наукових законів, тобто тих законів, з якими ми зустрічаємось у фізиці, хімії, біології, астрономії та інших природничих науках, то вони, будучи відображенням об'єктивних законів природи, здобуті в результаті пізнавальної діяльності людей. Отже, наукові закони є об'єктивними за своїм змістом і суб'єктивними за формою.

Закони Кеплера -- це перші відкриті людиною фундаментальні закони, що стосуються небесних явищ.

На той час, коли учні відповідно до програми курсу астрономії почнуть вивчати закони Кеплера, вони вже будуть знайомі з цілим рядом найважливіших законів природи, починаючи з закону Архімеда і кінчаючи багатьма іншими законами фізики.

Тому доцільно, відштовхуючись від законів Кеплера, повести з учнями розмову про причинність і закономірність взагалі і дати уявлення про ці поняття з позицій діалектико-матеріалістичної філософії, а в зв'язку з цим розглянути питання і про чудеса.

Трудність полягає в тому, що вивчення законів Кеплера відбувається на одному з перших уроків астрономії і у розпорядженні вчителя ще немає найбільш вражаючих і переконливих прикладів (вони належать здебільшого астрофізиці), які могли б стати ілюстрацією до загальних положень світоглядного порядку. Однак цього не слід боятися. Навпаки, до загальних положень корисно періодично повертатися в міру проходження курсу астрономії. Це не тільки буде повторенням, що допоможе краще засвоїти і закріпити матеріал, а й покаже учням, що світоглядні висновки -- це не загальні декларації, які повисають у повітрі, а положення, які можна і треба застосовувати для осмислення й глибокого розуміння конкретних проблем природознавства.

У зв'язку з цим ми ще не раз повернемося до питання про діалектичний характер процесу наукового пізнання і співвідношення відносної та абсолютної істини; зокрема, при розгляді питання про революцію у сучасній астрономії і нерозв'язані проблеми сучасної астрофізики.