Subjektivni vidiki uporabe matematičnega modeliranja vojaškega delovanja pri delu organov vojaškega poveljevanja in vodenja. Določanje meja uporabnosti Zakaj uporaba modelov vpliva na meje uporabnosti

Izobraževalni film, televizija in video snemanje imajo veliko skupnega. Ta sredstva omogočajo prikaz pojava v dinamiki, ki je načeloma nedostopna statičnim zaslonskim sredstvom. To lastnost postavljajo v ospredje vsi raziskovalci na področju tehničnih učnih pripomočkov.

Gibanja v kinu ni mogoče reducirati samo na mehansko premikanje predmetov po platnu. Tako je v mnogih filmih o umetnosti in arhitekturi dinamika sestavljena iz posameznih statičnih slik, ko se ne spremeni subjekt sam, temveč položaj kamere, merilo, ena slika je prekrita z drugo, na primer njena fotografija je prekrita z diagramom naloge. . Z uporabo specifičnih zmožnosti kinematografije lahko v mnogih filmih vidimo, kako »oživijo« rokopisi, v katerih se vrstice besedila pojavljajo izpod nevidnega (ali vidnega) peresa. Tako je dinamika v filmu tudi dinamika spoznanja, mišljenja in logičnih konstrukcij.

Zelo pomembne so lastnosti teh učnih pripomočkov, kot so upočasnjevanje in pospeševanje poteka časa, spreminjanje prostora, spreminjanje nevidnih predmetov v vidne. Poseben filmski jezik, ki ga »govorijo« ne le filmi, posneti na filmski trak, temveč tudi sporočila, ustvarjena in prenesena s pomočjo televizije ali »konzervirana« na video traku, določa situacije pri pouku, ko je uporaba filma (razumljeno) v širšem smislu) se izkaže za didaktično upravičeno . Torej, N.M. Shakhmaev identificira 11 primerov in poudarja, da to ni izčrpen seznam.

1. Študij predmetov in procesov, opazovanih z optičnimi in elektronskimi mikroskopi, ki šoli trenutno niso na voljo. V tem primeru so filmski materiali, posneti v posebnih laboratorijih in opremljeni s kvalificiranimi komentarji učitelja ali napovedovalca, znanstveno zanesljivi in ​​jih je mogoče prikazati celotnemu razredu.

2. Pri preučevanju načeloma nevidnih predmetov, kot so na primer osnovni delci in polja, ki jih obdajajo. Z animacijo lahko prikažete model predmeta in celo njegovo strukturo. Pedagoška vrednost takšnih modelnih predstavitev je ogromna, saj v glavah učencev ustvarjajo določene podobe predmetov in mehanizmov kompleksnih pojavov, kar olajša razumevanje učnega gradiva.

3. Pri preučevanju predmetov in pojavov, ki zaradi svoje specifičnosti ne morejo biti vidni hkrati vsem učencem v razredu. Z uporabo posebne optike in izbiro najugodnejših točk fotografiranja je mogoče te objekte fotografirati od blizu, kinematografsko osvetliti in pojasniti.

4. Pri proučevanju pojavov, ki se hitro ali počasi pojavljajo. Hitro ali počasi

snemanje v kombinaciji z običajno hitrostjo projekcije spremeni potek časa in naredi te procese opazne.

5. Pri preučevanju procesov, ki se odvijajo na mestih, ki so nedostopna neposrednemu opazovanju (krater vulkana; podvodni svet rek, morij in oceanov; območja sevanja; kozmična telesa itd.). V tem primeru lahko samo kino in televizija učitelju zagotovita potrebno znanstveno dokumentacijo, ki služi kot učni pripomoček.

6. Pri preučevanju predmetov in pojavov, opaženih v tistih območjih spektra elektromagnetnih valov, ki jih človeško oko ne zazna neposredno (ultravijolični, infrardeči in rentgenski žarki). Snemanje skozi ozkopasovne filtre na posebnih vrstah filmov, kot tudi snemanje s fluorescentnih zaslonov vam omogoča preoblikovanje nevidne slike v vidno.

7. Pri razlagi takšnih temeljnih eksperimentov, katerih uprizoritev v pogojih izobraževalnega procesa je težavna zaradi zapletenosti ali okornosti naprav, visokih stroškov opreme, trajanja eksperimenta itd. Snemanje takšnih poskusov omogoča ne samo prikaz napredka in rezultatov, temveč tudi zagotavljanje potrebnih pojasnil. Pomembno je tudi, da so poskusi prikazani z najugodnejše točke, z najugodnejše perspektive, česar brez kina ni mogoče doseči.

8. Pri razlagi strukture kompleksnih predmetov (zgradba notranjih organov človeka, zasnova strojev in mehanizmov, zgradba molekul itd.). V tem primeru se lahko s pomočjo animacije s postopnim polnjenjem in preoblikovanjem slike premaknete od najpreprostejšega diagrama do določene oblikovalske rešitve.

9. Pri preučevanju ustvarjalnosti pisateljev in pesnikov. Film omogoča reprodukcijo značilnih značilnosti obdobja, v katerem je umetnik živel in delal, pa tudi prikaz njegove ustvarjalne poti, procesa rojstva pesniške podobe, njegovega načina dela, povezave ustvarjalnosti z zgodovinsko dobo. .

10. Pri preučevanju zgodovinskih dogodkov. Filmi, ki temeljijo na kroničnem gradivu, imajo poleg znanstvenega pomena izjemen čustveni učinek na učence, kar je izjemno pomembno za poglobljeno razumevanje zgodovinskega dogajanja. V posebnih celovečernih filmih je zaradi posebnih zmožnosti kinematografije mogoče poustvariti zgodovinske epizode, ki segajo v davno preteklost. Zgodovinsko natančna reprodukcija predmetov materialne kulture, likov zgodovinskih osebnosti, ekonomije in vsakdanjega življenja pomaga pri učencih ustvariti resnično predstavo o dogodkih, o katerih se učijo iz učbenikov in iz učiteljeve zgodbe. Zgodovina prevzame oprijemljive oblike in postane živo, čustveno nabito dejstvo, ki postane del učenčeve intelektualne strukture mišljenja.

11. Reševanje velikega kompleksa izobraževalnih problemov.

Določitev meja filmskega, televizijskega in video snemanja je polna nevarnosti napak. Napako nezakonitega širjenja možnosti uporabe teh učnih pripomočkov v izobraževalnem procesu lahko ponazorimo z besedami enega od likov v filmu "Moskva ne verjame solzam": "Kmalu se ne bo zgodilo nič. Vse bo televizija." Življenje je pokazalo, da so knjige, gledališče in kino preživeli. In kar je najpomembneje, je neposreden informacijski stik med učiteljem in študentom.

Po drugi strani pa je lahko napaka nerazumnega zoževanja didaktičnih funkcij zaslonsko-zvočnih učnih pripomočkov. To se zgodi, ko film ali video film ali televizijski program obravnavamo le kot vrsto vizualnega pripomočka, ki lahko dinamično predstavi snov, ki se preučuje. To vsekakor drži. Toda poleg tega obstaja še en vidik: v didaktičnih gradivih, ki so učencem predstavljena s filmskim projektorjem, videorekorderjem in televizijo, se specifične učne naloge rešujejo ne le s tehnologijo, temveč tudi z vizualnimi sredstvi, ki so lastna določeni obliki učenja. umetnost Zato zaslonski učni pripomoček prevzame jasno vidne značilnosti umetniškega dela, tudi če je bil ustvarjen za učni predmet, povezan z naravoslovnim in matematičnim ciklusom.

Ne smemo pozabiti, da niti film, niti video zapis, niti televizija ne morejo ustvariti dolgotrajnih in trajnih motivov za poučevanje, niti ne morejo nadomestiti drugih sredstev vizualizacije. Eksperiment z vodikom, izveden neposredno v učilnici (eksplozija detonirajočega plina v kovinski pločevinki), je mnogokrat bolj vizualen kot isti eksperiment, prikazan na ekranu.

Varnostna vprašanja:

1. Kdo je prvi pokazal gibljive ročno narisane slike na platnu več gledalcem hkrati?

2. Kako je bil zasnovan kinetoskop T. Edisona?

4. Opišite strukturo črno-belega filma.

5. Katere vrste snemanja se uporabljajo v filmski produkciji?

6. Katere značilnosti so značilne za izobraževalne filme in videe?

7. Naštejte zahteve za izobraževalni film.

8. Na katere vrste filmov lahko razdelimo?

9. Za kaj se uporablja plomba?

10. Katere vrste fonogramov se uporabljajo pri produkciji filmov?

1. Modeliranje zagotavlja izdelavo poenostavljenega modela v primerjavi z izvirnikom. Model vsebuje manj nepomembnih informacij kot izvirnik. Model osredotoča informacije na tiste značilnosti, ki so potrebne za preiskavo.

Za nas je pomembno, da “trace cast” odraža kar najbolj popolne in natančne lastnosti podplata (tekalna plast, vzorec, obraba, poškodbe itd.), druge lastnosti so manj zanimive, barva materiala itd.

Model je preprostejši od originala, odvrača pozornost od podrobnosti in podrobnosti ter s tem pomaga pri reševanju kognitivnih težav.

Pri modeliranju poenostavitev določa njegovo široko uporabo (izdelava načrtov terena, komunikacijskih diagramov, izdelava urnikov).

SIMPLE je dostopen, razumljiv, sestavljen iz majhnega števila elementov in odnosov.

KOMPLEKSNO – nasprotno – težko razumljivo.

Človeštvo je vedno poskušalo zapleteno prenesti v preprosto in razumljivo. V matematiki obstaja izraz "poenostavitev izraza", ko se okorna formula zmanjša na preprosto.

Vse, kar je genialno, je preprosto, in vse, kar je preprosto, je briljantno.

2. Za nekatere vrste modeliranja je značilna VIZUALIZACIJA.

Vizualizacija modelov s čutnim zaznavanjem in figurativnim odsevom predmetov in pojavov v zavesti. Oživljajo spomin, prispevajo k razumevanju bistva preučevanih dejstev in pojavov.

»Načrti« za zaslišanje prič, žrtev in obtožencev.

Zasliševanje voznikov in drugih udeležencev prometnih nesreč z rekonstrukcijo prometne situacije s posebnimi tablicami, modeli itd.

Preiskovalno dejanje preverjanja dokazov na kraju samem govori samo zase in se pogosto uporablja.

3 Modeli imajo ilustrativno funkcijo. Služijo kot jasna potrditev dokazovanih točk.

Inšpekcijski protokol vključuje načrte in diagrame.

K izvidu SME - diagrami osebe z obstoječimi poškodbami.

K poročilu o balističnem pregledu – fotografije kombinacij.

K poročilu o pregledu prstnih odtisov - fotografije prstnih odtisov, ki označujejo ujemanja s puščicami.

Ustvarjanje in študij modelov prispevata predvsem k preverjanju obstoječih informacij in pridobivanju novih informacij.

Za preiskovanje kazenskih zadev je značilna kognitivna, raziskovalna narava raziskave.

To je razloženo z dejstvom, da časovni dejavnik vpliva na sledove kaznivega dejanja: včasih so naklonjeni njihovemu uničenju, prikrivanju, pa tudi prikrivanju samega kaznivega dejanja in osebe, ki ga je storila. Modeli in simulacije rekonstruirajo zločinske dogodke in njihove udeležence.

Glavna in glavna značilnost forenzičnega modeliranja je izražanje v tej metodi zakonov univerzalne povezave predmetov in pojavov.

Modeliranje temelji na zakonih refleksije in univerzalne povezanosti zaradi vključevanja modelov in simulacij v proces spoznavanja.

Osnova zakonov določa znanstveno naravo metode in omogoča, da se uporablja kot dokazna metoda.

Tako se lahko rezultati simulacije uporabijo kot dokaz in so podlaga za obtožnico ali kazen.

Poznavanje vzročno-posledičnih zvez je zelo pomembno za znanstveno napovedovanje, vplivanje na procese in njihovo spreminjanje v pravo smer. Nič manj pomemben ni problem razmerja med kaosom in redom. Ključna je pri razlagi mehanizmov procesov samoorganizacije. V naslednjih poglavjih se bomo k temu vprašanju večkrat vrnili. Poskusimo razumeti, kako tako temeljne kategorije sobivajo v svetu okoli nas, saj so v najrazličnejših in bizarnih kombinacijah vzročnost, nujnost in nesreča.

Razmerje med vzročnostjo in naključjem

Po eni strani intuitivno razumemo, da imajo vsi pojavi, s katerimi se srečujemo, svoje vzroke, ki pa ne delujejo vedno nedvoumno. Nujnost razumemo kot še višjo stopnjo določenosti, kar pomeni, da morajo določeni vzroki pod določenimi pogoji povzročiti določene posledice. Po drugi strani pa smo tako v vsakdanjem življenju kot pri odkrivanju nekaterih vzorcev prepričani o objektivnem obstoju naključja. Kako združiti te navidezno izključujoče se procese? Kje je mesto naključja, če predpostavimo, da se vse dogaja pod vplivom določenih vzrokov? Čeprav problem naključnosti in verjetnosti še ni našel svoje filozofske rešitve, je poenostavljen pod po naključju razumeli bomo vpliv velikega števila zunanjih vzrokov na dani objekt. To pomeni, da lahko domnevamo, da ko govorimo o opredelitvi nujnosti kot absolutne določitve, ne smemo nič manj jasno razumeti, da je v praksi najpogosteje nemogoče togo določiti vse pogoje, pod katerimi se določeni procesi odvijajo. Ti pogoji (razlogi) so zunanji glede na dani objekt, saj je vedno del sistema, ki ga zajema, in to sistem je del drugega širšega sistema in tako naprej, torej obstaja hierarhija sistemi. Zato za vsako od sistemi obstaja nekakšen zunanji sistem(okolje), katerega del vpliva na notranji (mali) sistem ni mogoče predvideti ali izmeriti. Vsaka meritev zahteva porabo energije in ko poskušamo absolutno natančno izmeriti vse vzroke (posledice), so lahko ti stroški tako veliki, da bomo dobili popolne informacije o vzrokih, vendar bo proizvodnja entropije tako velika, da je ne bo več. mogoče opravljati koristno delo.

Težava z merjenjem

Problem merjenja in stopnje opazljivosti sistemi objektivno obstaja in vpliva ne le na nivo kognicije, temveč v določeni meri tudi na stanje sistema. Poleg tega se to zgodi, tudi za termodinamične makrosisteme.

Težava pri merjenju temperature

Povezava med temperaturo in termodinamičnim ravnotežjem

Oglejmo si problem merjenja temperature in se obrnemo na odlično napisano (v smislu pedagogike) knjigo akademika M.A. Leontovič. Začnimo z definicijo pojma temperature, ki je posledično tesno povezana s konceptom termodinamičnega ravnovesja in, kot ugotavlja M.A. Leontovich, zunaj tega koncepta nima smisla. Oglejmo si to vprašanje nekoliko podrobneje. Po definiciji je v termodinamičnem ravnovesju vse notranje parametri Sistemi so funkcije zunanjih parametrov in temperature, pri kateri se nahaja sistem.

Funkcija zunanjih parametrov in sistemske energije. Nihanja

Po drugi strani pa lahko trdimo, da so v termodinamičnem ravnovesju vsi notranji parametri sistemi – funkcije zunanjih parametrov in energije sistema. Hkrati notranji parametri je funkcija koordinat in hitrosti molekul. Seveda lahko nekako ocenimo ali izmerimo ne posamezne, ampak njihove povprečne vrednosti v dovolj dolgem časovnem obdobju (ob predpostavki, na primer, normalne Gaussove porazdelitve hitrosti ali molekulskih energij). Menimo, da so ta povprečja vrednosti notranjih parametrov pri termodinamičnem ravnovesju. Te vključujejo vse podane trditve, zunaj termodinamičnega ravnovesja pa izgubijo pomen, saj bodo zakoni porazdelitve energije molekul, ko le-te odstopajo od termodinamičnega ravnovesja, drugačni. Odstopanja od teh povprečij zaradi toplotnega gibanja imenujemo nihanja. Teorijo teh pojavov v povezavi s termodinamičnim ravnovesjem podaja statistična termodinamika. Pri termodinamičnem ravnotežju so nihanja majhna in se v skladu z Boltzmannovim načelom reda in zakonom velikih števil (glej poglavje 4 §1) medsebojno kompenzirajo. V zelo neravnovesnih razmerah (glej poglavje 4 §4) se situacija radikalno spremeni.

Porazdelitev energije sistema med njegovimi deli v stanju ravnovesja

Zdaj smo se približali definiciji pojma temperature, ki izhaja iz več določb, ki izhajajo iz izkušenj, povezanih s porazdelitvijo energije sistema med njegove dele v stanju ravnovesja. Poleg nekoliko zgoraj oblikovane definicije stanja termodinamičnega ravnovesja so predpostavljene naslednje lastnosti: tranzitivnost, edinstvenost porazdelitve energije med deli sistema in dejstvo, da v termodinamičnem ravnotežju energija delov sistema narašča z naraščanjem rast njegove skupne energije.

Prehodnost

S prehodnostjo razumemo naslednje. Recimo, da imamo sistem, sestavljen iz treh delov (1, 2 in 3), ki so v nekaterih državah in smo prepričani, da sistem, sestavljen iz 1. in 2. dela, in sistem, sestavljen iz delov 2 in 3, vsak posebej v stanjih termodinamičnega ravnovesja. Potem je mogoče trditi, da sistem 1 – 3, bo tudi v stanju termodinamičnega ravnovesja. Predpostavlja se, da v vsakem od teh primerov med vsakim parom delov ni adiabatnih pregrad (t.j. prenos toplote je zagotovljen).

Koncept temperature

Energija vsakega dela sistema je notranji parameter celotnega sistema, zato, ko je energija vsakega dela v ravnovesju, so funkcije zunanjih parametrov, , ki se nanašajo na celoten sistem, in energija celotnega sistema

(1.1) Po rešitvi teh enačb za dobimo

(1.2) Tako za vsak sistem obstaja določena funkcija njegovih zunanjih parametrov in njegove energije, ki za vse sistem, ki sta v ravnotežju, imata enak pomen, ko sta povezana.

Ta funkcija se imenuje temperatura. Označevanje temperatur sistemi 1, 2 do , in ob predpostavki

(1.3) še enkrat poudarimo, da sta pogoja (1.1) in (1.2) zmanjšana na zahtevo, da so temperature delov sistema enake.

Fizični pomen pojma "temperatura"

Zaenkrat nam ta definicija temperature omogoča ugotoviti le enakost temperatur, ne omogoča pa nam še pripisati fizičnega pomena, kateri temperaturi je višja in katera manjša. Da bi to naredili, je treba definicijo temperature dopolniti na naslednji način.

Temperatura telesa narašča s povečanjem njegove energije v stalnih zunanjih pogojih. To je enako trditvi, da ko telo prejme toploto pri konstantnih zunanjih parametrih, se njegova temperatura poveča.

Takšna izpopolnitev definicije temperature je možna le zaradi dejstva, da iz eksperimenta izhajajo naslednje lastnosti ravnotežnega stanja fizikalnih lastnosti: sistemi.

V ravnotežju je možna povsem določena porazdelitev energije sistema med njegovimi deli. Z večanjem skupne energije sistema (pri stalnih zunanjih parametrih) se povečujejo energije njegovih delov.

Iz edinstvenosti porazdelitve energije sledi, da enačba tipa daje eno določeno vrednost, ki ustreza dani vrednosti (in glede na , ), tj. daje eno rešitev enačbe. Iz tega sledi, da je funkcija monotona. Isti zaključek velja za funkcijo katerega koli sistema. Tako iz hkratnega povečanja energije delov sistema sledi, da vse funkcije , , itd. obstajajo monotono naraščajoče ali monotono padajoče funkcije , itd. To pomeni, da lahko vedno izberemo temperaturne funkcije tako, da rastejo z naraščanjem .

Izbira temperaturne skale in merilnika temperature

Po zgoraj opisani definiciji temperature se vprašanje spusti na izbiro temperaturne skale in telesa, ki se lahko uporablja kot merilnik temperature (primarni senzor). Poudariti je treba, da je ta definicija temperature veljavna pri uporabi termometra (na primer živosrebrnega ali plinskega), termometer pa je lahko vsako telo, ki je del sistema, katerega temperaturo je treba izmeriti. Termometer izmenjuje toploto s tem zunanjim sistemom parametri, ki določajo stanje termometra, morajo biti določene. V tem primeru se vrednost katerega koli notranjega parametra, povezanega s termometrom, meri v ravnovesju celotnega sistema, ki ga sestavljata termometer in okolje, katerega temperaturo je treba meriti. Ta notranji parameter je ob upoštevanju zgoraj navedene definicije funkcija energije termometra (in njegovih zunanjih parametrov, ki so fiksni in katerih nastavitve se nanašajo na kalibracijo termometra). Tako vsaka izmerjena vrednost notranjega parametra termometra ustreza določeni energiji in torej ob upoštevanju razmerja (1.3) določeni temperaturi celotnega sistema.

Seveda ima vsak termometer svojo temperaturno lestvico. Na primer, za plinski ekspanzijski termometer je zunanji parameter - prostornina senzorja - fiksen, izmerjeni notranji parameter pa je tlak. Opisani princip merjenja velja samo za termometre, ki ne uporabljajo ireverzibilnih procesov. Isti instrumenti za merjenje temperature, kot sta termočlen in uporovni termometer, temeljijo na kompleksnejših metodah, ki so povezane (to je zelo pomembno upoštevati) z izmenjavo toplote senzorja z okoljem (vroč in hladen spoj termočlena).

Tukaj imamo nazoren primer vnosa merilne naprave v predmet ( sistem), tako ali drugače spremenijo sam predmet. Hkrati pa želja po povečanju merilne natančnosti vodi v povečanje porabe energije za merjenje in v povečanje entropije okolja. Na tej stopnji tehnološkega razvoja lahko ta okoliščina v številnih primerih služi kot objektivna meja med determinističnimi in stohastičnimi metodami opisovanja. To je še bolj jasno prikazano na primer pri merjenju pretoka z metodo dušenja. Protislovje, povezano z željo po globljem poznavanju materije in obstoječih merilnih metod, se vse izraziteje kaže v fiziki osnovnih delcev, kjer se, kot priznavajo sami fiziki, za prodiranje v mikrosvet uporabljajo vedno bolj okorni merilni instrumenti. Na primer, za zaznavanje nevtrinov in nekaterih drugih elementarnih delcev so v globoke jame v gorah postavljeni ogromni "sodi", napolnjeni s posebnimi snovmi visoke gostote itd.

Meje uporabnosti koncepta temperature

Za zaključek razprave o problemu merjenja se vrnimo k vprašanju meja uporabnosti pojma temperature, ki izhaja iz njegove zgoraj navedene definicije, ki poudarja, da je energija sistema vsota njegovih delov. Zato lahko govorimo o določeni temperaturi delov sistema (vključno s termometrom) šele, ko se energija teh delov aditivno sešteje. Celoten zaključek, ki vodi do uvedbe pojma temperature, se nanaša na termodinamično ravnotežje. Za sistemi, blizu ravnovesja, lahko temperaturo obravnavamo le kot približen koncept. Za sistemi v stanjih, ki se močno razlikujejo od ravnovesja, koncept temperature na splošno izgubi svoj pomen.

Merjenje temperature z brezkontaktnimi metodami

In na koncu še nekaj besed o merjenju temperature z brezkontaktnimi metodami, kot so pirometri skupnega sevanja, infrardeči pirometri in barvni pirometri. Na prvi pogled se zdi, da je v tem primeru končno mogoče preseči glavni paradoks metodologije spoznavanja, povezan z vplivom merilnega instrumenta na merjeni objekt in povečanjem entropije okolja zaradi merjenja. Pravzaprav pride le do rahlega premika v ravni kognicije in ravni entropije, vendar temeljna formulacija problema ostaja.

Prvič, pirometri te vrste vam omogočajo merjenje samo temperature površine telesa, ali bolje rečeno, niti temperature, ampak toplotni tok, ki jih oddaja površina teles.

Drugič, za zagotovitev delovanja senzorjev teh naprav je potrebna oskrba z energijo (in zdaj povezava z računalnikom), sami senzorji pa so precej zapleteni in energetsko intenzivni za izdelavo.

Tretjič, če si zastavimo nalogo ocenjevanja z uporabo podobnih parametrov temperaturnega polja v telesu, potem bomo morali imeti matematično model s porazdeljenimi parametri, ki povezuje porazdelitev temperature po površini, merjeno s temi parametri, s prostorsko porazdelitvijo temperatur v telesu. Toda za identifikacijo tega model in za preverjanje njegove ustreznosti bomo spet potrebovali eksperiment, povezan s potrebo po neposrednem merjenju temperatur v telesu (na primer vrtanje segretega obdelovanca in vtiskovanje termoelementov). V tem primeru bo rezultat, kot izhaja iz precej stroge formulacije zgoraj navedenega koncepta temperature, veljaven le, ko bo predmet dosegel stacionarno stanje. V vseh drugih primerih je treba dobljene ocene temperature upoštevati z različnimi stopnjami približka, na voljo pa morajo biti metode za oceno stopnje približka.

Tako pridemo v primeru uporabe brezkontaktnih metod merjenja temperature na koncu do istega problema, v najboljšem primeru pri nižji ravni entropije. Kar zadeva metalurške in številne druge tehnološke objekte, je stopnja njihove opazljivosti (prosojnosti) precej nizka.

Na primer, z namestitvijo velikega števila termočlenov po celotni površini zida kurilne peči, bomo prejeli dovolj informacij o toplotnih izgubah, vendar ne bomo mogli ogreti kovine (slika 1.6).

riž. 1.6 Izguba energije pri merjenju temperature

Odvzem toplote skozi termoelektrode termoelementov je lahko tako velik, da temperaturna razlika in toplotni tok skozi zidanje lahko preseže koristno toplotni tok od gorilnika do kovine. Tako bo večina energije porabljena za ogrevanje okolja, torej za povečevanje kaosa v vesolju.

Enako jasen primer istega načrta je merjenje pretoka tekočine in plina z metodo padca tlaka skozi dušilno napravo, ko želja po povečanju natančnosti meritev vodi do potrebe po zmanjšanju preseka dušilne naprave. V tem primeru bo pomemben del kinetične energije, namenjene koristni uporabi, porabljen za trenje in turbulenco (slika 1.7).

riž. 1.7 Izgube energije med merjenjem pretoka

S stremljenjem k prenatančnim meritvam prenesemo precejšnjo količino energije v kaos. Menimo, da so ti primeri precej prepričljivi dokazi v prid objektivne narave naključnosti.

Objektivna in pristranska naključnost

Upoštevajoč objektivno naravo vzročnosti in nujnosti ter hkrati objektivno naravo naključja, je slednjo očitno mogoče razlagati kot rezultat kolizije (kombinacije) velikega števila nujnih povezav, ki so zunanje za dani proces.

Ne da bi pozabili na relativno naravo naključnosti, je zelo pomembno razlikovati med resnično objektivno naključnostjo in »pristransko naključnostjo«, ki jo povzroči pomanjkanje znanja o predmetu ali procesu, ki ga proučujemo, in jo relativno enostavno odpravimo s povsem razumno naložbo čas in denar.

Čeprav je nemogoče potegniti jasno mejo med objektivno in pristransko naključnostjo, je takšno razlikovanje še vedno bistveno potrebno, zlasti v povezavi z v zadnjih letih razširjenim pristopom »črne skrinjice«, v katerem po W. Ashbyju namesto proučevanja vsakega posameznega vzroka v povezavi z njegovo posamezno posledico, ki je klasični element znanstvenega spoznanja, pomešajo vse vzroke in vse posledice v skupno maso in povežejo le dva rezultata. Podrobnosti oblikovanja vzročno-posledičnih parov se v tem procesu izgubijo.

Ta pristop je kljub vsej svoji navidezni univerzalnosti omejen brez kombinacije z analizo vzroka in posledice.

Ker pa je bilo zdaj razvitih več verjetnostnih metod, ki temeljijo na tem pristopu, jih mnogi raziskovalci raje uporabljajo v upanju, da bodo svoj cilj dosegli hitreje kot s sekvenčnim, analitičnim pristopom vzroka in posledice.

Uporaba povsem verjetnostnega pristopa brez zadostnega razumevanja dobljenih rezultatov, ob upoštevanju fizike procesov in notranje vsebine objektov, vodi do tega, da nekateri raziskovalci, hote ali nehote, zavzamejo stališče absolutiziranja naključnosti, saj v v tem primeru velja, da so vsi pojavi naključni, tudi tisti, katerih vzročno-posledične povezave je mogoče razkriti z relativno majhnim vložkom časa in denarja.

Objektivna narava naključja se vsekakor dogaja v tem smislu, da gre znanje vedno od pojava do bistva, od zunanje strani stvari do globokih zakonitih povezav, bistvo pa je neizčrpno. To neizčrpno bistvo določa stopnjo objektivne naključnosti, ki je seveda relativna za določene specifične pogoje.

Naključnost je objektivna: popolno razkritje vzročno-posledičnih zvez je nemogoče že zato, ker so za njihovo razkritje potrebni podatki o vzrokih, torej meritve, in praviloma, trdi L. Brillouin, napak ni mogoče »neskončno majhni«, ostanejo vedno končni, saj se poraba energije za njihovo redukcijo poveča, kar spremlja povečanje entropije.

Pri tem je treba objektivno naključnost razumeti le kot tisto raven prepleta vzročno-posledičnih zvez, katerih razkritje na dani ravni znanja o procesu in razvoju tehnologije spremljajo pretirani stroški energije in postanejo ekonomično neprimerno.

Za uspešno gradnjo smiselnih modelov je potrebna optimalna kombinacija makro- in mikropristopov, torej funkcionalnih metod in metod za razkrivanje notranjih vsebin.

Pri funkcionalnem pristopu se abstrahiramo od specifičnega mehanizma za izvajanje notranjih vzročnih odnosov in upoštevamo le obnašanje sistema, tj. njegov odziv na takšne ali drugačne motnje.

Vendar funkcionalni pristop in še posebej njegova poenostavljena različica, metoda "črne skrinjice", ni univerzalna in se skoraj vedno kombinira z drugimi metodami.

Funkcionalni pristop lahko štejemo za prvo stopnjo spoznavnega procesa. Pri prvem obravnavi sistema se običajno uporabi makro pristop, nato se preide na mikro raven, kjer se identificirajo »opeke«, iz katerih so sistemi zgrajeni, prodor v notranjo strukturo, delitev kompleksnega sistema na enostavnejše, elementarne. sistemov, identifikacijo njihovih funkcij in interakcij med njimi in sistemom na splošno.

Funkcionalni pristop ne izključuje vzročno-posledičnega pristopa. Nasprotno, prav s pravilno kombinacijo teh metod dosežemo največji učinek.

Namen lekcije

Nadaljujte z obravnavo valovne difrakcije, razmislite o problemu meja uporabnosti geometrijske optike, razvijete veščine kvalitativnega in kvantitativnega opisa uklonskega vzorca, razmislite o praktični uporabi svetlobne difrakcije.

To gradivo se zaradi pomanjkanja časa običajno na kratko obravnava kot del študija teme "Uklon svetlobe". Toda po našem mnenju ga je treba upoštevati za globlje razumevanje pojava uklona, ​​razumeti, da ima vsaka teorija, ki opisuje fizikalne procese, meje uporabnosti. Zato lahko to lekcijo poučujemo v osnovnih razredih namesto lekcije reševanja problemov, saj je matematični aparat za reševanje problemov na to temo precej zapleten.

št. Koraki lekcije Čas, min Tehnike in metode 1 Organizacijski trenutek 2 2 Ponavljanje naučene snovi 6 Frontalna anketa 3 Razlaga novega gradiva na temo "Meje uporabnosti geometrijske optike" 15 Predavanje 4 Utrjevanje naučene snovi z uporabo računalniškega modela 15 Delo na računalniku z delovnimi listi. Model "Difrakcijska meja ločljivosti" 5 Analiza opravljenega dela 5 Frontalni pogovor 6 Razlaga domače naloge 2

Ponavljanje naučene snovi

Ponovite vprašanja na temo "Uklon svetlobe" od spredaj.

Razlaga nove snovi

Meje uporabnosti geometrijske optike

Vse fizične teorije približno odražajo procese, ki se dogajajo v naravi. Za vsako teorijo je mogoče navesti določene meje njene uporabnosti. Ali je dano teorijo mogoče uporabiti v posameznem primeru ali ne, ni odvisno le od natančnosti, ki jo teorija zagotavlja, ampak tudi od tega, kakšna natančnost je potrebna pri reševanju določenega praktičnega problema. Meje teorije je mogoče določiti šele, ko je bila zgrajena bolj splošna teorija, ki zajema iste pojave.

Vse te splošne določbe veljajo za geometrijsko optiko. Ta teorija je približna. Ne zna razložiti pojavov interference in uklona svetlobe. Splošnejša in natančnejša teorija je valovna optika. Zakon o premočrtnem širjenju svetlobe in drugi zakoni geometrijske optike so povsem natančno izpolnjeni le, če je velikost ovir na poti širjenja svetlobe veliko večja od dolžine svetlobnega vala. Vendar se zagotovo nikoli ne izpolnijo.

Delovanje optičnih instrumentov opisujejo zakoni geometrijske optike. Po teh zakonih lahko z mikroskopom razločimo poljubno majhne podrobnosti predmeta; S pomočjo teleskopa lahko ugotovite obstoj dveh zvezd na poljubno majhnih kotnih razdaljah med njima. Vendar v resnici ni tako in šele valovna teorija svetlobe omogoča razumevanje razlogov za mejo ločljivosti optičnih instrumentov.

Ločljivost mikroskopa in teleskopa.

Valovna narava svetlobe omejuje sposobnost razlikovanja podrobnosti predmeta ali zelo majhnih predmetov, ko jih opazujemo z mikroskopom. Difrakcija ne omogoča pridobivanja jasnih slik majhnih predmetov, saj svetloba ne potuje strogo naravnost, ampak se upogiba okoli predmetov. Zaradi tega so slike videti »zamegljene«. To se zgodi, ko so linearne dimenzije predmetov primerljive z valovno dolžino svetlobe.

Difrakcija prav tako omejuje ločljivost teleskopa. Zaradi valovne difrakcije slika zvezde ne bo točka, temveč sistem svetlih in temnih obročev. Če sta dve zvezdi na majhni kotni razdalji druga od druge, potem se ti obroči med seboj prekrivajo in oko ne more razločiti, ali sta svetleči točki dve ali ena. Največja kotna razdalja med svetlobnimi točkami, na kateri jih je mogoče razlikovati, je določena z razmerjem med valovno dolžino in premerom leče.

Ta primer kaže, da se uklon vedno pojavi na kateri koli oviri. Pri zelo finih opazovanjih je ni mogoče zanemariti niti pri ovirah, ki so veliko večje od valovne dolžine.

Uklon svetlobe določa meje uporabnosti geometrijske optike. Upogibanje svetlobe okoli ovir omejuje ločljivost najpomembnejših optičnih instrumentov – teleskopa in mikroskopa.

"Uklonska meja ločljivosti"

Delovni list za lekcijo

Vzorčni odgovori
"Uklon svetlobe"

Priimek, ime, razred ________________________________________________

Nastavite premer luknje na 2 cm, kotno razdaljo med viroma svetlobe 4,5 ∙ 10 –5 rad . S spreminjanjem valovne dolžine določite, od katere valovne dolžine bo slike dveh svetlobnih virov nemogoče razlikovati in ju bomo zaznali kot enega.

odgovor: od približno 720 nm in več.

Kako je meja ločljivosti optične naprave odvisna od valovne dolžine opazovanih predmetov?

odgovor: daljši kot je val, nižja je meja ločljivosti.

Katere dvojne zvezde – modre ali rdeče – lahko zaznamo na večjih razdaljah s sodobnimi optičnimi teleskopi?

Odgovor: modra.

Nastavite najmanjšo valovno dolžino, ne da bi spremenili razdaljo med viri svetlobe. Pri kakšnem premeru luknje bo slike dveh svetlobnih virov nemogoče razlikovati in ju bomo zaznali kot enega?

Odgovor: 1,0 cm ali manj.

Ponovite poskus z največjo valovno dolžino.

odgovor: približno 2 cm ali manj.

Kako je meja ločljivosti optičnih instrumentov odvisna od premera luknje, skozi katero prehaja svetloba?

odgovor: manjši kot je premer luknje, nižja je meja ločljivosti.

S katerim teleskopom – z lečo večjega ali manjšega premera – boste lahko videli dve bližnji zvezdi?

odgovor: z lečo večjega premera.

Eksperimentalno ugotovite, na kateri najmanjši medsebojni razdalji (v kotni vrednosti - radiani) lahko ločite sliko dveh svetlobnih virov v tem računalniškem modelu?

Odgovor: 1,4∙10 –5 rad.

Zakaj molekul ali atomov snovi ni mogoče videti z optičnim mikroskopom?

odgovor: Če so linearne dimenzije opazovanih predmetov primerljive z valovno dolžino svetlobe, potem difrakcija ne bo omogočila, da bi jih jasno prikazali v mikroskopu, saj svetloba ne potuje strogo linearno, ampak se ukrivi okoli predmetov. Zaradi tega so slike videti zamegljene..

Navedite primere, ko je treba upoštevati uklonsko naravo slik.

odgovor: za vsa opazovanja skozi mikroskop ali teleskop, kadar so dimenzije opazovanih objektov primerljive z valovno dolžino svetlobe, z majhnimi velikostmi vhodne odprtine teleskopov, z opazovanjem v območju dolgih rdečih valov objektov, ki se nahajajo na majhnih kotnih razdaljah. drug od drugega.

Victor Kuligin

Razkritje vsebine in specifikacija pojmov mora temeljiti na enem ali drugem specifičnem modelu medsebojne povezanosti pojmov. Model, ki objektivno odraža določen vidik razmerja, ima meje uporabnosti, preko katerih njegova uporaba vodi do napačnih zaključkov, vendar v mejah uporabnosti mora imeti ne samo slikovitost, jasnost in specifičnost, temveč tudi hevristično vrednost.

Raznolikost manifestacij vzročno-posledičnih odnosov v materialnem svetu je pripeljala do obstoja več modelov vzročno-posledičnih odnosov. Zgodovinsko gledano je vsak model teh odnosov mogoče reducirati na eno od dveh glavnih vrst modelov ali njuno kombinacijo.

a) Modeli, ki temeljijo na časovnem pristopu (evolucijski modeli). Tu je glavna pozornost usmerjena na časovno stran vzročno-posledičnih odnosov. En dogodek – ​​»vzrok« – povzroči drug dogodek – »posledico«, ki časovno zaostaja za vzrokom (zamiki). Zaostanek je značilnost evolucijskega pristopa. Vzrok in posledica sta soodvisna. Vendar pa je sklicevanje na nastanek posledice z vzrokom (genezo), čeprav legalno, v definicijo vzročno-posledične zveze vnešeno kot od zunaj, od zunaj. Zajame zunanjo stran te povezave, ne da bi globoko zajela bistvo.

Evolucijski pristop so razvili F. Bacon, J. Mill in drugi, je bilo stališče Huma. Hume je ignoriral genezo, zanikal objektivno naravo vzročnosti in reduciral vzročnost na preprosto pravilnost dogodkov.

b) Modeli, ki temeljijo na konceptu »interakcije« (strukturni ali dialektični modeli). Pomen imen bomo izvedeli kasneje. Tu je glavni poudarek na interakciji kot viru vzročno-posledičnih odnosov. Sama interakcija deluje kot vzrok. Kant je temu pristopu posvetil veliko pozornosti, vendar je dialektični pristop k vzročnosti dobil najbolj jasno obliko v delih Hegla. Od sodobnih sovjetskih filozofov je ta pristop razvil G.A. Svechnikov, ki je poskušal podati materialistično razlago enega od strukturnih modelov vzročno-posledičnih odnosov.

Obstoječi in trenutno uporabljeni modeli na različne načine razkrivajo mehanizem vzročno-posledičnih razmerij, kar vodi v nesoglasja in ustvarja podlago za filozofske razprave. Intenzivnost razprave in polarnost stališč kažeta na njihovo relevantnost.

Naj izpostavimo nekatera vprašanja, o katerih se razpravlja.

a) Problem sočasnosti vzroka in posledice. To je glavni problem. Ali sta vzrok in posledica sočasna ali ločena s časovnim intervalom? Če sta vzrok in posledica sočasna, zakaj potem vzrok povzroči posledico in ne obratno? Če vzrok in posledica nista istočasna, ali lahko obstaja »čisti« vzrok, tj. vzrok brez posledice, ki še ni nastala, in »čista« posledica, ko je delovanje vzroka prenehalo, posledica pa še traja? Kaj se zgodi v intervalu med vzrokom in posledico, če sta časovno ločena itd.?

b) Problem enoznačnosti vzročno-posledičnih zvez. Ali isti vzrok povzroči enak učinek ali lahko en vzrok povzroči kakršen koli učinek več možnih? Ali lahko enak učinek povzroči kateri koli od več vzrokov?

c) Problem povratnega vpliva posledice na njen vzrok.

d) Problem povezovanja vzroka, povoda in pogojev. Ali lahko v določenih okoliščinah vzrok in pogoj zamenjata vlogi: vzrok postane pogoj in pogoj postane vzrok? Kakšno je objektivno razmerje in posebnosti vzroka, priložnosti in stanja?

Rešitev teh težav je odvisna od izbranega modela, tj. v veliki meri od tega, katere vsebine bodo vključene v začetni kategoriji »vzroka« in »posledice«. Definicijska narava številnih težav se kaže na primer v tem, da ni enotnega odgovora na vprašanje, kaj naj razumemo pod "vzrokom". Nekateri raziskovalci razumejo vzrok kot materialni predmet, drugi kot pojav, tretji kot spremembo stanja, tretji kot interakcijo itd.

Poskusi, da bi presegli modelno predstavitev in podali splošno, univerzalno definicijo vzročno-posledične zveze, ne vodijo k rešitvi problema. Kot primer lahko navedemo naslednjo definicijo: »Vzročnost je takšna genetska povezava pojavov, v kateri en pojav, imenovan vzrok, ob prisotnosti določenih pogojev neizogibno generira, povzroči, oživi drug pojav, imenovan učinek. ” Ta definicija je formalno veljavna za večino modelov, vendar brez opiranja na model ne more rešiti zastavljenih problemov (npr. problema sočasnosti) in ima zato omejeno teoretično-spoznavno vrednost.

Pri reševanju zgoraj omenjenih problemov večina avtorjev izhaja iz sodobne fizične slike sveta in se praviloma nekoliko manj posveča epistemologiji. Pri tem pa sta po našem mnenju tu pomembna dva problema: problem odstranjevanja elementov antropomorfizma iz koncepta vzročnosti in problem nekavzalnih povezav v naravoslovju. Bistvo prvega problema je, da mora imeti vzročnost kot objektivna filozofska kategorija objektiven značaj, neodvisen od spoznavajočega subjekta in njegove dejavnosti. Bistvo drugega problema: ali naj vzročne zveze v naravoslovju priznavamo kot univerzalne in univerzalne ali naj upoštevamo, da so te povezave omejene narave in da obstajajo povezave nekavzalnega tipa, ki zanikajo vzročnost in omejujejo meje uporabnost načela vzročnosti? Menimo, da je načelo vzročnosti univerzalno in objektivno ter njegova uporaba ne pozna omejitev.

Torej, dve vrsti modelov, ki objektivno odražata nekatere pomembne vidike in značilnosti vzročno-posledičnih odnosov, sta do neke mere v nasprotju, saj na različne načine rešujeta probleme istočasnosti, nedvoumnosti itd., a hkrati objektivno odražajo nekatere vidike vzročno-posledičnih razmerij, morajo biti v medsebojni povezavi. Naša prva naloga je identificirati to povezavo in izboljšati modele.

Meja uporabnosti modelov

Poskusimo ugotoviti mejo uporabnosti modelov evolucijskega tipa. Vzročne verige, ki zadovoljujejo evolucijske modele, imajo ponavadi lastnost tranzitivnosti. Če je dogodek A vzrok dogodka B (B je posledica A), če je dogodek B vzrok dogodka C, potem je dogodek A vzrok dogodka C. Če A → B in B → C , potem A → C. Tako Na ta način nastanejo najpreprostejše vzročno-posledične verige. Dogodek B je lahko v enem primeru vzrok, v drugem pa posledica. Ta vzorec je opazil F. Engels: »... vzrok in posledica sta predstavitvi, ki imata pomen kot taka le, ko ju uporabimo za dani posamezen primer: toda takoj, ko obravnavamo ta posamezen primer v splošni povezavi s celotnim svetom, kot celota se te reprezentacije stekajo in prepletajo v predstavi univerzalne interakcije, v kateri vzroki in posledice nenehno menjujejo mesta; kar je vzrok tukaj ali zdaj, postane posledica tam ali takrat in obratno« (zv. 20, str. 22).

Lastnost tranzitivnosti omogoča podrobno analizo vzročne verige. Sestavljen je iz razdelitve končne verige na enostavnejše vzročno-posledične člene. Če A, potem A → B 1, B 1 → B 2,..., B n → C. Toda ali ima končna vzročno-posledična veriga lastnost neskončne deljivosti? Ali lahko število členov v končni verigi N teži k neskončnosti?

Na podlagi zakona o prehodu kvantitativnih sprememb v kvalitativne lahko trdimo, da bomo pri delitvi končne vzročno-posledične verige soočeni s tako vsebino posameznih členov v verigi, da bo nadaljnja delitev postala nesmiselna. Upoštevajte, da je neskončno deljivost, ki zanika zakon prehoda kvantitativnih sprememb v kvalitativne, Hegel imenoval "slaba neskončnost".

Prehod kvantitativnih sprememb v kvalitativne se zgodi na primer pri delitvi kosa grafita. Ko so molekule ločene, dokler ne nastane monoatomski plin, se kemična sestava ne spremeni. Nadaljnja delitev snovi brez spremembe njene kemične sestave ni več mogoča, saj je naslednja stopnja cepitev ogljikovih atomov. Tu s fizikalno-kemijskega vidika kvantitativne spremembe vodijo v kvalitativne.

Zgornja izjava F. Engelsa jasno kaže idejo, da osnova vzročno-posledičnih odnosov ni spontano izražanje volje, ne kaprica naključja in ne božji prst, temveč univerzalna interakcija. V naravi ni spontanega nastanka in uničenja gibanja, obstajajo medsebojni prehodi ene oblike gibanja snovi v druge, iz enega materialnega objekta v drugega, in ti prehodi se ne morejo zgoditi drugače kot z interakcijo materialnih objektov. Takšni prehodi, ki jih povzroči interakcija, povzročajo nove pojave, ki spreminjajo stanje medsebojno delujočih objektov.

Interakcija je univerzalna in tvori osnovo vzročne zveze. Kot je pravilno ugotovil Hegel, je "interakcija vzročno razmerje, postavljeno v svojem polnem razvoju." F. Engels je to idejo formuliral še jasneje: »Interakcija je prva stvar, ki se nam zdi, ko obravnavamo gibljivo snov kot celoto z vidika sodobne naravoslovne znanosti ... Tako naravoslovna znanost potrjuje, da ... interakcija je pravi causa finalis stvari. Ne moremo iti dlje od spoznanja te interakcije prav zato, ker za njo ni ničesar več, kar bi morali vedeti« (zv. 20, str. 546).

Ker je interakcija osnova vzročnosti, razmislimo o interakciji dveh materialnih objektov, katerih diagram je prikazan na sl. 1. Ta primer ne krši splošnosti sklepanja, saj je interakcija več predmetov zmanjšana na interakcije v paru in jo je mogoče obravnavati na podoben način.

Lahko vidimo, da med interakcijo oba predmeta hkrati vplivata drug na drugega (vzajemnost delovanja). V tem primeru se spremeni stanje vsakega od medsebojno delujočih objektov. Brez interakcije - brez spremembe stanja. Zato lahko spremembo stanja katerega koli od medsebojno delujočih objektov obravnavamo kot delno posledico vzroka – interakcije. Sprememba stanj vseh predmetov v njihovi celoti bo predstavljala popolno posledico.

Očitno je, da tak vzročno-posledični model elementarne povezave evolucijskega modela spada v razred strukturnih (dialektičnih). Poudariti je treba, da se ta model ne zmanjša na pristop, ki ga je razvil G.A. Svechnikov, saj je pod preiskavo G.A. Svechnikov, po V.G. Ivanov, razumel "... spremembo v enem ali vseh medsebojno delujočih objektih ali spremembo v naravi same interakcije, do njenega propada ali transformacije." Kar zadeva spremembo držav, je to sprememba G.A. Svečnikov jo je uvrstil med nekavzalne vrste povezav.

Ugotovili smo torej, da evolucijski modeli kot elementarni, primarni člen vsebujejo strukturni (dialektični) model, ki temelji na interakciji in spreminjanju stanj. Nekoliko kasneje se bomo vrnili k analizi medsebojne povezanosti teh modelov in preučevanju lastnosti evolucijskega modela. Tukaj želimo opozoriti, da se v popolnem skladu s stališčem F. Engelsa sprememba pojavov v evolucijskih modelih, ki odražajo objektivno resničnost, ne zgodi zaradi preproste pravilnosti dogodkov (kot pri D. Humeu), temveč zaradi na pogojenost, ki jo ustvarja interakcija (geneza). Čeprav so torej sklicevanja na generacijo (genezo) uvedena v definicijo vzročno-posledičnih odnosov v evolucijskih modelih, odražajo objektivno naravo teh odnosov in imajo pravno podlago.

sl. 2. Strukturni (dialektični) model vzročnosti

Vrnimo se k strukturnemu modelu. Po svoji zgradbi in pomenu se popolnoma ujema s prvim zakonom dialektike - zakonom enotnosti in boja nasprotij, če ga razlagamo:

– enotnost – kot obstoj predmetov v njihovi medsebojni povezanosti (interakciji);

– nasprotja – kot medsebojno izključujoče težnje in značilnosti stanj, ki jih povzroča interakcija;

– boj – kot interakcija;

– razvoj – ​​kot sprememba stanja vsakega od medsebojno delujočih materialnih predmetov.

Zato lahko strukturni model, ki temelji na interakciji kot vzroku, imenujemo tudi dialektični model vzročnosti. Iz analogije strukturnega modela in prvega zakona dialektike izhaja, da vzročnost deluje kot odraz objektivnih dialektičnih nasprotij v naravi sami, v nasprotju s subjektivnimi dialektičnimi nasprotji, ki nastajajo v človekovem umu. Strukturni model vzročnosti je odraz objektivne dialektike narave.

Oglejmo si primer, ki ponazarja uporabo strukturnega modela vzročno-posledičnih razmerij. Takšnih primerov, ki so razloženi s tem modelom, je v naravoslovju (fizika, kemija itd.) mogoče najti precej, saj je koncept »interakcije« temeljni v naravoslovju.

Vzemimo za primer elastični trk dveh žogic: gibljive žogice A in mirujoče žogice B. Pred trkom je bilo stanje vsake od žogic določeno z nizom atributov Ca in Cb (gibalna količina, kinetična energija, itd.). Po trku (interakciji) sta se stanja teh žogic spremenila. Označimo novi stanji C"a in C"b. Vzrok za spremembo stanj (Ca → C"a in Cb → C"b) je bila interakcija kroglic (trk); posledica tega trka je bila sprememba stanja vsake kroglice.

Kot že omenjeno, je evolucijski model v tem primeru malo uporaben, saj nimamo opravka z vzročno verigo, temveč z elementarno vzročno-posledično povezavo, katere strukture ni mogoče zreducirati na evolucijski model. Da bi to prikazali, ponazorimo ta primer z razlago iz pozicije evolucijskega modela: “Pred trkom je krogla A mirovala, zato je vzrok njenega gibanja kroglica B, ki jo je zadela.” Tu je krogla B vzrok, gibanje krogle A pa posledica. Toda iz istih položajev je mogoče podati naslednjo razlago: »Pred trkom se je krogla B gibala enakomerno po ravni poti. Če ne bi bilo žoge A, se narava gibanja žoge B ne bi spremenila.” Tu je vzrok že kroglica A, posledica pa je stanje kroglice B. Zgornji primer prikazuje:

a) določena subjektivnost, ki se pojavi pri uporabi evolucijskega modela onkraj meja njegove uporabnosti: vzrok je lahko krogla A ali krogla B; ta situacija je posledica dejstva, da evolucijski model izbere eno posebno vejo posledice in je omejen na njeno interpretacijo;

b) tipična epistemološka napaka. V zgornjih razlagah s stališča evolucijskega modela eden od materialnih predmetov iste vrste deluje kot »aktivni« princip, drugi pa kot »pasiven« princip. Izkazalo se je, da je ena od žog obdarjena (v primerjavi z drugo) z "aktivnostjo", "voljo", "željo", kot oseba. Zato imamo le po zaslugi te »volje« vzročno zvezo. Takšno epistemološko napako ne določa le model vzročnosti, temveč tudi podobe, ki so lastne živemu človeškemu govoru, in tipičen psihološki prenos lastnosti, značilnih za kompleksno vzročnost (o njej bomo govorili v nadaljevanju), na preprost vzrok in - povezava do učinka. In takšne napake so zelo tipične pri uporabi evolucijskega modela preko meja njegove uporabnosti. Pojavljajo se v nekaterih definicijah vzročne zveze. Na primer: »Torej, vzročnost je opredeljena kot tak učinek enega predmeta na drugega, pri katerem je sprememba prvega predmeta (vzroka) pred spremembo drugega predmeta in na nujen, nedvoumen način povzroči spremembo drugega predmeta. predmet (učinek).« Težko se je strinjati s tako definicijo, saj sploh ni jasno, zakaj naj se med interakcijo (medsebojnim delovanjem!) objekti ne deformirajo hkrati, ampak drug za drugim? Kateri predmet naj se najprej deformira in kateri drugič (prioritetni problem)?

Lastnosti modela

Poglejmo zdaj, katere lastnosti vsebuje strukturni model vzročnosti. Med njimi naj omenimo naslednje: objektivnost, univerzalnost, doslednost, nedvoumnost.

Objektivnost vzročnosti se kaže v tem, da interakcija deluje kot objektivni vzrok, glede na katerega so medsebojno delujoči predmeti enakovredni. Tu ni prostora za antropomorfno interpretacijo. Univerzalnost je posledica dejstva, da je osnova vzročnosti vedno interakcija. Vzročnost je univerzalna, tako kot je univerzalna interakcija sama. Doslednost je posledica dejstva, da čeprav vzrok in posledica (interakcija in sprememba stanj) časovno sovpadata, odražata različne vidike vzročno-posledične zveze. Interakcija predpostavlja prostorsko povezavo objektov, spremembo stanja - povezavo med stanji vsakega od medsebojno delujočih objektov v času.

Poleg tega strukturni model vzpostavlja nedvoumen odnos v vzročno-posledičnih razmerjih, ne glede na metodo matematičnega opisa interakcije. Poleg tega strukturni model, ki je objektiven in univerzalen, ne postavlja omejitev glede narave interakcij v naravoslovju. V okviru tega modela velja trenutno delovanje na dolgi ali kratki doseg in interakcija s poljubnimi končnimi hitrostmi. Pojav takšne omejitve pri določanju vzročno-posledičnih odnosov bi bila tipična metafizična dogma, ki bi enkrat za vselej postulirala naravo medsebojnega delovanja vseh sistemov, vsiljevala naravni filozofski okvir fiziki in drugim znanostim s strani filozofije. ali pa bi omejil meje uporabnosti modela tako zelo, da bi bile koristi takega modela zelo skromne.

Tukaj bi bilo primerno, da se osredotočimo na vprašanja, povezana s končnostjo hitrosti širjenja interakcij. Poglejmo si primer. Naj obstajata dva stacionarna naboja. Če se eden od nabojev začne premikati s pospeškom, se bo elektromagnetno valovanje drugemu naboju približalo z zakasnitvijo. Ali ni ta primer v nasprotju s strukturnim modelom in še posebej z lastnostjo recipročnosti delovanja, saj so pri taki interakciji naboji v neenakem položaju? Ne, ni v nasprotju. Ta primer ne opisuje preproste interakcije, ampak kompleksno vzročno verigo, v kateri je mogoče ločiti tri različne člene.

Fizika je zaradi splošnosti in širine svojih zakonitosti vedno vplivala na razvoj filozofije in je bila tudi sama pod njenim vplivom. Ob odkrivanju novih dosežkov fizika ni opustila filozofskih vprašanj: o materiji, o gibanju, o objektivnosti pojavov, o prostoru in času, o vzročnosti in nujnosti v naravi. Razvoj atomizma je pripeljal E. Rutherforda do odkritja atomskega jedra in...