Матеріали для Нової української школи 1 клас - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

ФІЗИКА - Золота колекція рефератів - 2018

РАЦІОНАЛЬНЕ Й САКРАЛЬНЕ

Людство у своєму історичному розвитку, не повіривши великій книзі — Біблії, повторило шлях багатьох її героїв. Подібно до Адама і Єви, люди зірвали плід із древа пізнання й скуштували його. Світовідчування людини розділилося, і ця тріщина існує дотепер. З одного боку, ми належимо культурі, що корениться в релігійності, — ніхто не може заперечувати впливу традицій, які створювалися

поколіннями віруючих людей. З іншого боку, принцип науки «піддавай усе сумніву, перевіряй істину дослідом» — проникнув у нашу свідомість. Конфлікт віри й раціонального знання народжує душевне сум’яття й вимагає вирішення. Недарма багато класиків науки віддали данину міркуванням про те, як створена ними картина погоджується з ідеєю Вищого Розуму.

Спочатку поставимо собі питання: що, власне, є релігійністю? Одна віра визнає наявність єдиного Бога, інша допускає нескінченне число божественних утілень, третя, наприклад, буддизм, заперечує існування Верховної божественної особистості взагалі. І все-таки, очевидно, є три принципи, у тому або іншому вигляді властиві будь-якій вірі: по-перше, наявність вищого сенсу всього, що відбувається в цьому світі; по-друге, визнання абсолютних цінностей, священних заповідей і законів; і по-третє, віддяка кожному за його вчинки.

Тепер звернімося до архітектури наукового знання. За сучасними уявленнями, пов’язаними значною мірою з іменем Нобелівського лауреата І. Пригожіна, існують два взаємодоповнюючі підходи до опису природи: динамічний і термодинамічний. Динаміка описує окремі природні об’єкти (частинки, атоми, молекули, тіла) і їх взаємодію. Термодинаміці властивий системний підхід, вона розглядає великі сукупності елементів, відволікаючись від їх конкретної фізичної природи, і оперує узагальненими поняттями — енергією, ентропією.

Таким чином, наука — це храм з двома шпилями. Саме другий — термодинамічний — дозволяє виявити дивовижну відповідність між наукою й вірою.

Нам відомі два основні закони термодинаміки: закон збереження енергії й неможливість мимовільного зменшення ентропії в закритих системах.

Наступний принцип стосується відкритих систем, тобто таких, які обмінюються з навколишнім середовищем енергією або речовиною. Такого роду системи (а до них без перебільшення можна зарахувати всі реальні об’єкти нашого світу) підкоряються принципу мінімуму виробництва ентропії або принципу мінімуму дисипації (тобто розсіювання) енергії. Услід за за академіком М. М. Мойсеевим сформулюємо його так: за інших рівних умов у системі реалізуються такі форми організації (або поводження) її складників, при яких ця система поглинає ззовні мінімальну кількість енергії (для неживої природи) або використовує енергію максимально ощадливо (для живої природи).

Дія саме цього наукового принципу становить для нас особливий інтерес. Проведіть уявний експеримент: замініть слова «принцип мінімуму дисипації» на «Господь Бог». Чи не досить цього для того, щоб наукові положення перетворилися на постулати віри, пов’язані з поняттям «Творця», «Спасителя», «Морального закону», «Судді»?

ТВОРЕЦЬ

Принцип мінімуму дисипації без перебільшення можна назвати універсальним законом творення. Справді, всі нескінченні прояви природи нашого світу осяяні цим Принципом. Так, потік енергії, що надходить ззовні в систему неорганізованої матерії, обумовлює виникнення порядку в її хаотичній структурі. Відбувається самоорганізація матерії, скажімо, у шарі масла, що нагрівається, виникають чарунки Барнара — система переходить у новий стан, що забезпечує мінімум ентропії.

Так організуються й ускладнюються молекулярні системи. З виникненням життя ситуація змінюється — системи стають активними, здатними па цілеспрямоване поводження. Із цього моменту починається еволюція живих організмів, що прагнуть до збереження їхнього гомеостазу. Причому рушійною силою розвитку тепер уже є не надлишок енергії, яка надходить ззовні, як це було для пасивних систем неживої природи, а нестача харчування, що має місце завжди (або майже завжди) — або через природні причини, або в силу конкуренції усередині або між видами. Саме досягнення нового рівня економії енергії забезпечує організмам більшу стійкість. Можна стверджувати, що дивовижна гармонія живої природи — не тільки гра сліпого випадку, але й прояв Принципу мінімуму дисипації енергії.

Подальший рух шляхом економії енергії призводить до виділення в організмі підсистеми нервових клітин і мозку. У результаті окремі організми й популяція загалом переходять на якісно вищий щабель економії (і, отже, життєстійкості) — виникає здатність орієнтуватися в ситуації, використовувати пам’ять. Далі починає еволюціонувати сама ця здатність, переходячи від найпростіших рефлексів до розумного поводження. «Вінець природи» з цього часу не стільки вдосконалюється сам, скільки творить навколо себе другу природу — техносферу. Остання також розвивається в напрямку, указаному Принципом мінімуму дисипації, — зростають ККД машин, розвиваються ресурсозберігальні технології.

Явища самоорганізації у відкритих системах не можуть не дивувати. Справді, елементи, що складають систему, раптом починають діяти на диво узгоджено: молекули кружляють в єдиному вихрі, люди за малий проміжок часу організуються в новий етнос. З погляду термодинаміки, її системних законів все зрозуміло: флуктуації, завжди властиві поводженню частинок, підсилюються й система переходить у новий, енергетично вигідніший стан, що задовольняє Принципу. Але з погляду динаміки будь-який акт самоорганізації постає у вигляді чудесного Акту творіння — адже на локальному рівні, на рівні окремої молекули або окремої людини неможливо виявити силу або причину, що змушує їх узгоджено з іншими елементами системи змінювати своє поводження.

СПАСИТЕЛЬ

Спільна дія другого начала термодинаміки й Принципу мінімуму дисипації визначає зворотну залежність ступеня прогресу живої природи від енергетичних ресурсів, які є в неї в розпорядженні: чим сильніше тисне прес другого начала, тим потужніше працює двигун самоорганізації, просуваючи природу вгору вздовж осі складності. Нові структури виникають саме в найкритичніші для системи моменти, коли зовнішні обставини ставлять її на межу загибелі.

Не виключено, що земна цивілізація не завжди зможе існувати в нинішніх формах. Можливо, наступить момент, коли перед людством постане гамлетівське питання: бути чи не бути? Технологічний прогрес, тобто зміна зовнішніх умов існування, не буде більше забезпечувати збереження життя, і люди постануть перед судом Принципу мінімуму дисипації, де їхні вчинки будуть «зважені», величина виробництва ентропії в системі «врахована». Людині доведеться почати еволюціонувати як біологічному виду, і хто знає, яких нових форм, що забезпечують виживання, набуде «вінець творіння».

Тут можна згадати, що, відповідно до однієї з найдавніших релігій — індуїзму, — усе у світі визначає триєдине божество: Вішну — бог усього сущого, Шива — нищівний матеріальний космос, і Брахма — творець усіх форм життя. Важко не помітити, що основні постулати термодинаміки відповідають цим ролям: закон збереження енергії — закон існування, друге начало — закон загибелі, Принцип мінімуму дисипації — закон життя.

МОРАЛЬНИЙ ЗАКОН

Дотепер ми дивилися на процеси в природі ніби збоку. Однак будь-який об’єкт світу є лише його складовою частиною. Як же позначається дія Принципу мінімуму дисипації на спостерігачеві, що є частиною загальної системи?

У вихідному рівноважному стані системи, скажімо рідини, поводження частинок являє собою броунівський рух — хаотичну зміну швидкості й напрямку. У системі, виведеній зі стану рівноваги, у момент виникнення нової структури поводження частинок кардинально змінюється — всі молекули починають рухатися упорядковано. Учені кажуть, що змінюється режим (мода) руху. Таким чином, підпорядкування системи Принципу мінімальної дисипації змушує її елементи вибирати певні види поводження: одні моди підсилюються, інші — пригнічуються. Іншими словами, дія Принципу на систему породжує шкалу, що дозволяє оцінювати те або інше поводження.

Аналогічно до цього для людей, які є лише частинками іншої нерівновагої системи — суспільства, одні вчинки виявляються кращими, позитивними, інші — негативними. Таким чином, Принцип породжує на рівні людського суспільства категорії Добра й Зла, Чеснот і Пороку. Справді, позитивним для кожної нерівновагої системи є таке поводження її частинок, що забезпечує, говорячи мовою фізики, мінімальні внутрішні втрати, мінімальне внутрішнє тертя. Для людського суспільства до таких втрат належать результати насильства й злодійства, помсти й заздрості. І навпаки, знижують «тертя» милосердя й любов.

ВСЕВИШНІЙ

Отже, реалізація Принципу в системі задає для її складників певні закони поводження. Але будь-яка система сама, у свою чергу, — лише частина іншої, загальнішої системи, та — ще загальнішої й так далі, без кінця; вийде ієрархія законів поводження, що проектується на будь-який елемент у вигляді ієрархії доцільності.

Для кожного з нас є правила поведінки, доцільної з погляду родини, з погляду державного, людського й т. д. Це сходження ієрархією систем поведе нас неминуче в надхмар’я, до тієї межі, де й людство, і галактики, і всесвіти виявляються лише частиною чогось ще більшого, що породжує якусь Вищу доцільність. Очевидно, що ця «всевишня» метасистема є межа, образ, до пізнання якого можна лише наближатися, але ніколи не вдається досягти.

СУДДЯ

Під дією Принципу відбувається зміна моди руху частинок, наприклад, у тій самій рідині (за певних умов). Для об’єктів живої природи Принцип діє не настільки жорстко й, здавалося б, утрачає характер закона. Справді, будь-який живий організм, а насамперед людина і суспільство,мають свободу у виборі поводження. Кожен з нас має можливість чинити всупереч законам і заповідям.

Справа, однак, полягає в тому, що для складних систем дія Принципу аналогічна до прояву фундаментальних законів мікросвіт, які також залишають деякі невизначеності для поводження окремої мікрочастинки, але однозначно виконуються в статистичному вигляді. Якби Хтось міг розглядати людство з тих самих позицій, з яких людина розглядає об’єкти мікросвіту, то для нього поводження людей було б схожим на поводження мікрочастинок. Натомість для нас, лише елементів метасистеми, Принцип проявляється у вигляді добору, що діє в історичному процесі, і природний добір біологічних істот — його окремий випадок.

Людина, будучи об’єктивно лише частинкою нескінченної ієрархії систем, діє в умовах, коли, з одного боку, її поводження повинне відповідати обмеженням Принципу, з іншого боку — ніхто не в змозі охопити всю нескінченну ієрархію доцільності й, отже, не в змозі направляти свідомо своє життя оптимальною траєкторією.









загрузка...