Физика содержит в себе возможности формирования научного мировоззрения, поскольку упорядочивает знания студентов о познаваемости реального мира и вырабатывает стиль мышления, опирающийся на современное естественно научное миропонимание.
Ключевые слова: физика, научное мировоззрение, миропонимание, принцип дополнительности, принцип соответствия, симметрия и асимметрия.
«Физика составляет сердцевину гуманитарного
образования нашего времени»
И. А. Раби, физик (США), лауреат Нобелевской премии
Одной из важнейших образовательных задач является формирование у студентов научного мировоззрения. Основной целью науки является изучение мироздания для выявления существующих закономерностей.
Мировоззрение — система взглядов на мир и место человека, общества и человечества в нем, на отношение человека к миру и самому себе, а также соответствующие этим взглядам основные жизненные позиции людей, их идеалы, принципы деятельности, ценностные ориентации. Физика как наука активно влияет на формирование мировоззрения, поскольку является важнейшим источником знаний об окружающем мире; обеспечивает продвижение общества по пути технического прогресса; вносит существенный вклад в развитие духовного облика человека, формирует его мировоззрение, учит ориентироваться в шкале культурных ценностей. Физика оказывает существенное влияние на все стороны жизни общества, в том числе на человеческую культуру. Гуманитарное содержание физики связано с развитием мышления, формированием мировоззрения, воспитанием чувств. Физикаоткрыла ряд исключительно важных истин, значимость которых выходит за рамки самой физики, истин, ставших общечеловеческим достоянием.
Физика доказала фундаментальность статистических закономерностей. На основе статистических теорий в ней рассматривается количественно диалектика необходимого и случайного и установлено, что вероятностная форма причинности является основной, а жесткая, однозначная причинность — частный случай. Случайность не только путает и нарушает наши планы, но и может нас обогащать, создавая новые возможности.
Физика продемонстрировала всеобщность принципа симметрии, заставила значительно глубже взглянуть на понятия симметрии и асимметрии, расширив их рамки геометрических представлений, а главное, рассмотрела диалектику симметрии и асимметрии, связав ее с диалектикой общего и частного, сохранения и изменения. Понятия симметрии и асимметрии тесно связаны с понятиями устойчивости и изменчивости, порядка и беспорядка, организации и дезорганизации. Ранее симметрии отводилось ведущее место, а асимметрии подчиненное, второстепенное. Теперь интерес к явлениям асимметрии существенно возрос, с ними оказались неразрывно связаны неравновесные процессы. Процессы самоорганизации в природе происходят при нарушениях различных видов симметрии. Опытные факты свидетельствуют, что фундаментальные законы природы — законы сохранения обусловлены симметрией пространства и времени. Исходным положением квантовой механики является вывод о том, чтокаждому преобразованию фундаментальной симметрии соответствует закон сохранения определенной физической величины.
Физика показала, чтосимметрия ограничивает число возможных вариантов структур или вариантов поведения систем.Это обстоятельств дает возможность во многих случаях находить решение как результат выявления единственно возможного варианта, без выяснения подробностей (решение из соображений симметрии).
Принципы запрета. Согласно классическим представлениям, фундаментальные законы природы были законами дозволения, они определяли, что может и должно произойти в природе. Согласно современной точке зрения, фундаментальные законы носят характер запретов: они определяют, что не может происходить в природе.
Принцип дополнительности, сформулированный Н. Бором в 1927 году, — одна из самых глубоких идей современного естествознания. Он является общим принципом научного познания. Суть принципа дополнительности как общего принципа познания состоит в следующем: всякое явление природы не может быть определено однозначно с помощью слов естественного языка и требует для своего определения, по крайней мере, два взаимоисключающих, дополнительных понятия.
Физика показала, что по мере углубления наших знаний происходит постепенное стирание граней, разрушение перегородок. Так, стирается грань между корпускулярным и волновым движениями, между веществом и полем. Оказалось, что как вещество, так и поле состоят из элементарных частиц и, более того, физический вакуум — это не пустота в обычном понимании, а особая форма материи, поле с «нулевой» энергией, «наполненное» виртуальными частицами. Нормой поведения для частиц, рассматриваемых в современной физике, являются взаимопревращения, поэтому мир предстает перед нами как единое целое. В этом мире понятие полностью изолированного объекта отсутствует: «все грани в природе условны, относительны, подвижны, выражают приближение нашего ума к познанию материи».
В физике сформулирован принцип соответствия, который превратился в методологический принцип, отражающий диалектику процесса познания мира. Процесс познания — это процесс постепенного и бесконечного приближения к абсолютной истине через последовательность относительных истин. Принцип показывает, как реализуется процесс приближения к истине. Это не механическое добавление новых фактов к уже известным, а процесс последовательного обобщения, когда новое отрицает старое, но отрицает не просто, а с удержанием всего того положительного, что было накоплено в старом. «Изучение физики дает возможность показать, что все физические представления и теории отражают объективную реальность лишь приближенно, что наши представления о мире непрерывно углубляются и расширяются, что процесс познания материального мира бесконечен».
Принцип соответствияутверждает: любая новая и более общая теория является развитием предыдущих классических теорий, справедливость которых экспериментально установлена, не отвергает эти теории, а включает их в себя. Предыдущие теории сохраняют свое значение для определенных групп явлений как предельная форма и частный случай новой теории. Новая теория определяет границы применения предыдущих теорий, причем, в определенных случаях существует возможность перехода новой теории в старую. Принцип соответствия входит составной частью в любую новую теорию.
Общая формулировка принципа соответствия такова: теории, справедливость которых экспериментально установлена для определенной группы явлений, с появлением новой теории не отбрасываются, а сохраняют свое значение для прежней области явлений как предельная форма и частный случай новых теорий.
Современное миропонимание — важный компонент культуры. Каждый культурный человек должен представлять, как устроен мир, в котором он живет. Любовь к природе предполагает уважение к происходящим в ней процессам, а для этого надо понимать, по каким законам они совершаются. Мы имеем много поучительных примеров, когда природа наказывала нас за наше невежество; пора научиться извлекать из этого уроки.
Физика вносит вклад в выработку планетарного мышления. Она обращается к проблемам, имеющим большое значение для всех стран и народов. Сюда относятся, например, проблемы солнечно-земных связей, касающиеся воздействия солнечных излучений на магнитосферу, атмосферу и биосферу Земли; глобальные экологические проблемы, такие как парниковый эффект, разрушение озонового слоя, загрязнение Мирового океана и земной атмосферы. Именно знание законов природы есть эффективное оружие борьбы с мистическими представлениями, суевериями и предрассудками.
Физика не только производительная сила, но и важнейший источник сведений, позволяющих человеку ориентироваться в окружающем мире, в системе культурных ценностей. И эта функция физики не менее важна, чем ее материальный вклад в жизнь людей. В современном мире весьма затруднен процесс формирования духовных ценностей, и поэтому возрастает мировоззренческая роль науки вообще и физики, в частности. Физика может способствовать выработке правильного отношения к окружающему миру. Необходимо знать, что мир познаваем, что случайность необязательно вредна, что можно и нужно уметь ориентироваться в жизни, насыщенной случайностями, а при необходимости уметь перестроится, что в изменяющемся мире есть неизменные «опорные точки» — инварианты: «что бы ни менялось, а энергия сохраняется», «что бы ни происходило, а правда, в конце концов, торжествует», что по мере углубления знаний «картина мира» неизбежно усложняется, и вчерашние «рамки» становятся непригодны.
Получается, что физика оказывает огромное влияние на формирование активной жизненной позиции.
