Всякий закон природы выражает связь, которая характеризуется следующими признаками сущностного отношения: всеобщностью, необходимостью, повторяемостью, устойчивостью. Глубинную основу законы имеют в отношениях объективной детерминации, существующей между явлениями. Многообразие видов детерминации (причинной обусловленности) ведет и к многообразию законов природы. Разная структура отношений детерминации позволяет выделять динамические и статистические (вероятностно-статистические) законы.
Динамические законы— законы, управляющие поведением индивидуального объекта и позволяющие установить однозначную связь его состояний. Это — форма причинной связи, а также связи состояний, при которой данное состояние системы однозначно определяет все ее последующие состояния, в силу чего знание изначальных условий дает возможность точно предсказать дальнейшее развитие системы. Таковы, к примеру, законы классической механики. Основная цель механики — описание движения тел в пространстве под действием приложенных к ним сил. Поэтому главная задача — рассчитать траекторию движущегося тела, т.е. для любого момента времени указать значение координат и скорости этого тела. Координаты и скорость частицы носят название динамических переменных. Они определяют состояние частицы.
Согласно второму закону Ньютона, по данному начальному состоянию можно вычислить любое последующее состояние, если известен характер силы, действующей на частицу.
В теории электромагнитного поля меняются динамические переменные, описывающие состояния системы, но остается жестко однозначный характер связи начального состояния с последующими. Место координат и импульсов занимают компоненты векторов электрической и магнитной напряженности поля, а законы механики заменяются уравнениями Максвелла, позволяющими по состоянию поля в данной точке и в данный момент времени точно рассчитать его состояние в другой точке в последующий момент.
В рамках классической физики лишь статистическая термодинамика по своему содержанию выходила за рамки однозначной причинности. Но длительное время ее законы рассматривались лишь как проявление ограниченных возможностей человека в раскрытии тайн природы, а не как выражение объективно-вероятностного характера существующих в природе связей. Однако положение существенно изменилось с открытием законов квантовой механики, когда было сформулировано понятие статистического закона.
Вероятностно-статистический закон — закон, управляющий поведением больших совокупностей, а в отношении индивидуального объекта позволяющий делать лишь вероятностные (неоднозначные) заключения о его поведении. Такого типа законы действуют во всех неавтономных, зависящих от постоянно меняющихся внешних условий системах с большим количеством элементов. Подобные законы характеризуют поведение всей совокупности объектов, но не позволяют однозначно предсказывать поведение отдельных индивидуальных объектов (такие предсказания имеют лишь вероятностный характер). Вероятностный характер квантовых свойств микромира принципиален и изначален. Так, согласно принципу неопределенности, невозможно объект микромира с любой наперед заданной точностью характеризовать одновременно и координатой, и импульсом. Микрочастицы из-за наличия у них волновых свойств существенно отличаются от классических частиц.
Вероятностное толкование волновой функции было подготовлено работами Бора, который применял идею вероятности к переходам электронов, но еще раньше Эйнштейн ввел понятие вероятностей для спонтанного и индуцированного излучений. От них вероятностные представления вошли в науку XX столетия. Но единой интерпретации самого понятия «вероятность» не существует: его трактуют как отношение числа случаев, благоприятствующих появлению события, к общему числу всех возможных случаев; как отношение числа появления интересующего события к общему числу всех наблюдений, когда число последних достаточно велико (при таком подходе вероятность относится к некоторой группе событий). Всюду, где имеют место массовые случайные или повторяющиеся события, можно обнаружить определенные регулярности, обладающие относительно устойчивой частотой.
При обнаружении вероятностных законов встал вопрос об их соотношении с динамическими. Первоначально полагали, что статистические законы обладают меньшей эвристичностью, чем динамические, поскольку констатируют ограниченность наших познавательных способностей, которые не могут учесть всех случайных факторов в развитии того или иного явления. Но даже те исследователи, которые признавали объективную основу таких законов, рассматривали их как производные от динамических. Последнее обстоятельство подтверждала статистическая механика: каждая отдельная молекула подчинена динамическому закону, а все вместе они подпадают под действие статистических законов.
Однако развитие квантовой механики показало, что статистические законы столь же глубинны, как и динамические, а различие данных типов законов относительно, так как всякий динамический закон представляет собой статистическую закономерность с вероятностью осуществления событий, близкой к единице.
С расширением пространственно-временных интервалов связь между предшествующими и последующими состояниями любой системы все в большей степени подчиняется законам вероятностной детерминации, что обусловлено незамкнутостью систем, ограниченной реализацией многих тенденций развития, возникновением возможностей и тенденций качественно новых состояний. Поэтому приписывание фундаментального онтологического статуса любому из этих двух типов законов неправомерно. Динамические и статистические законы — самостоятельные, характеризующие материальные системы с различных сторон, и дополняющие друг друга.
Строго детерминистские законы дают точные предсказания в тех областях, где можно абстрагироваться от сложного характера взаимодействия между объектами, отвлечься от случайностей. Когда же переходят к исследованию сложных систем, состоящих из большого числа элементов (например, законов термодинамики), или когда необходимо дать характеристику какой-либо совокупности средними показателями отдельных составляющих (как в законах общественного развития), рассмотреть вероятностные оценки отдельных элементов совокупности, тогда обращаются к статистическим законам, опирающимся на вероятностные предсказания.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему