Система постулатов - базис научного познания природы Текст научной статьи по специальности «Философия, этика, религиоведение»

TECHNICAL SCIENCES

СИСТЕМА ПОСТУЛАТОВ - БАЗИС НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

ПРИРОДЫ

Вышинский В.А.

Институт кибернетики имени В.М. Глушкова НАН Украины

Доктор технических наук Киев

SYSTEM OF POSTULATES - BASIS OF SCIENTIFIC COGNITION OF NATURE

Vyshinskiy V.A.

V.M. Glushkov Institute of cybernetics of National academy of Science of Ukraine],

Doctor of Technical Sciences Kiev

АННОТАЦИЯ

Система постулатов служит основой для применения аксиоматического метода в естествознании. В работе предлагается 38 постулатов такой системы. По своему содержанию они повторяют известные самые общие законы природы. На некоторые из этих законов в статье обращается внимание впервые в научной литературе, учет которых, естественно, имеет немаловажное значение при познании окружающей среды.

ABSTRACT

The system of postulates serves as the basis for the application of the axiomatic method in natural science. The paper proposes 38 postulates of such a system. According to their content, they repeat the most common laws of nature. Some of these laws are addressed in the article for the first time in the scientific literature, the consideration of which, of course, is of no small importance in the cognition of the environment.

Ключевые слова: система постулатов, шестая проблема Гильберта, вакуум, вещество, законы природы

Keywords: System of postulates, Hilbert's sixth problem, vacuum, matter, laws of nature

Введение

Познание природы всегда влекло человечество не только с позиций его меркантильных интересов, но и с чистого любопытства, присущего человеку. Если в глубокой древности эта его деятельность принадлежала только избранным - жрецам, монахам, а со временем служителям науки в учебных заведениях (университетах, академиях), отделенных от церкви, то в последние столетия процесс познания приобрел более массовый характер. Это позволило существенно углубить, как сам предмет исследований природы, так и расширить круг познания окружающего мира. Такие новые возможности в естествознании поставили на новый уровень поиск знаний, увеличили его эффективность. Если, в свое время, исследования природы сосредотачивались вокруг, небольшого числа, мыслителей, то представление о материальном мире, тогда, ограничивалось и малым кругом учений (теорий). Только с ростом массовости в этой деятельности, количество моделей, описывающих природу, несравненно возросло. Не будем акцентировать внимание на их количестве, а лишь напомним, что известный физик Ампер [1] в девятнадцатом столетии предполагал, для нашей цивилизации развивать, с одних позиций, 32 науки, причем с приведением их списка, и, с других - 64 науки, и тоже с их перечислением.

Следует заметить, что такой богатый обзор в познании природы далеко не всегда содействует прогрессу. И это, особенно, заметно на развитии современной физики, которая имеет богатую и «разноцветную» гамму научных направлений. Полученные знания в одном из них, не всегда понятны специалистам, развивающих «соседнее» направление. Широкие возможности распараллеливания процесса познания имеют еще один нежелательный эффект. Дело в том, что разрозненность, и особенно специализация в исследовательском процессе привели к тому, что весьма трудным стало формирование единой картины мира. Так, ученые, вот уже более ста лет, безуспешно пытаются, в современной физике, объединить две основополагающие теоретические модели окружающего мира - квантовую механику и теорию относительности. Идея понимания природных явлений с единых позиций, далеко, не новая и восходит она еще во времена жизни таких столпов науки, как И.Ньютон. Одновременно с этим, имеется суждение, согласно которому большое разнообразие форм существования природы требует и такого же разнообразия в их объяснении, т.е. каждый частный случай в природе лучшим образом находит свое описание в специальной теории. С этим утверждением можно поспорить, особенно, когда на стыке таких теорий возникают

«коллизии», приведших в современной физике к таким негативам, как «расхождение», «парадоксы», необходимость введения специальных «подгоночных коэффициентов», для приспособления математических формул к естественным процессам и ситуациям распределения материи в трехмерном пространстве.

В итоге, в среде гениальных ученых стали появляться предложения воспользоваться в естествознании известным в математике аксиоматическим методом. Иными словами, основывать исследования на единой универсальной системе понятий (аксиом), отображающих фундаментальные свойства природы, что должно привести к разрешению любой физической проблемы. По видимому такой подход и позволит получать модели, которые будут «органически» согласовываться между собой, не приводя их к, упомянутым ранее, «расхождениям» и «парадоксам». Весьма основательно этому вопросу уделил внимание Д. Гильберт в известной своей шестой проблеме, разрешению которой, он же, и приложил не мало усилий. Однако, как показано в [2] «математически обосновать систему аксиом (постулатов) физики», удовлетворяющую самодостаточности, не представляется возможным, т.е. сформировать систему постулатов, на основании которой познать любую структуру распределения материи в пространстве и во времени. В то же время формировать открытую систему постулатов (незаконченную), которую можно дополнять, по мере познания природы, вполне возможно. В [3] формирования такой системы было начато с 11-и постулатов. Затем в [4] это количество увеличилось до 14-и, а в [5] до - 33-х. В настоящей работе расширим ее до 38-и.

Постулаты, отражающие практику эксперимента

Исторически человечество выработало две основные модели познания. Одна из них - модель Демокрита, включающая в себя понимание мира на основе пустого пространства и вещества, состоящего из мельчайших частиц (атомов), а вторая - модель Аристотеля, в которой место пустого пространства отведено эфиру, наполненному материей - первичным субстратом вещи (Аристотель отрицал пустое пространство). Каждая из приведенных моделей не удовлетворяет современным представлениям о природе: у Демокрита пустое пространство сосуществует с веществом. А где же первооснова вещества - материя? У Аристотеля мир задан моносубстратом - материей, что противоречит всеобщему закону единства и борьбы противоположностей -должна быть еще одна составляющая, противоположная субстрату материи. Кроме того, существование Аристотелевского эфира ничем не обосновано. По-видимому, в представлении природы следует использовать Аристотелевский субстрат материи, который находится в контакте с пустым нематериальным пространством Демокрита. Тогда можно сформулировать первое начало (закон) природы, содержание которого используем в качестве первого постулата.

Первый постулат

Природа представлена только субстратом материи и пустым нематериальным пространством.

Практика научного познания в XX веке характеризуется склонностью ученых к ложному пониманию природы, когда в квантовой механике, так захватившей все стороны исследований в физике, материя на нано уровне представляется как случайное событие, т.е. существование любой частицы, представляющей вещество, определяется вероятностной функцией Шредингера. В то же время было веками проверено другое закономерное свойство материи. А именно - форма материи в виде вещества однозначна - либо находится в фиксированном объеме трехмерного пространства, либо его там нет, и никакая вероятностная характеристика ему не присуща как случайному событию. Тогда уместен следующий постулат.

Второй постулат

Материя и пустое пространство в природе существуют в детерминированном виде.

Из этого следует, что существование материи и пустого пространства вполне определенно, однозначно и не случайно.

Третий постулат

В природе материя представлена в трехмерном пространстве и во времени.

Из этого постулата следует, что материя и, ее частный случай, вещество в природе расположено в трехмерном пространстве и во времени. В другом виде ее существование, до сих пор, не обнаружено.

Четвертый постулат

Существование материи характеризуется бесконечной последовательностью объемов ее распределения, каждый из которых есть составной частью большего объема и одновременно состоит из аналогичных объемов меньшего масштаба.

Указанные объемы, в своей последовательности выстраиваются в бесконечные цепочки - в сторону больших и в сторону меньших объемов. Не сложно заметить, что такое распределение отражает «пятую» координату, вдоль которой материя измеряется в единицах, соответствующих объемам трехмерного пространства.

Пятый постулат

На бесконечной оси существования материи по объемам имеются координаты материальных образований с такими большими объемами, в которых разрешающая способность их приборов не в состоянии распознать материальные образования с меньшими объемными габаритами.

Этот постулат объясняет «Почему вакуум не регистрируется приборами, выполненными из вещества?» Просто, составляющие вакуума, по своим размерам, существенно меньшие, нежели соответствующие составляющие вещества. В результате, прибор, выполненный из вещества, имеет недостаточную разрешающую способность, чтобы обнаружить сгустки материальной субстанции вакуума.

72_

Шестой постулат

На бесконечной оси существования материи по объемам имеются координаты материальных образований с такими большими объемами, в которых разрешающая способность их приборов не в состоянии распознать интервалы времени меньшие определенных размеров.

Этот постулат объясняет «Почему имеет место проблема регистрации вещественными приборами скорости распространения силовой линии поля?» То есть передачи в пространстве и во времени напряженности поля. Именно этот постулат - закон природы предполагает движение материи в пространстве и во времени со скоростью, превышающей скорость света.

Седьмой постулат

В природе существует единство и борьба противоположностей.

Следуя этому постулату, можно прийти к выводу, что две рассматриваемые субстанции - материя и пустое нематериальное пространство обладают, как минимум, двумя противоположными свойствами. Если материальная субстанция представлена множеством дискретных порций, то субстанция пустого пространства являет собой непрерывное однородное образование, т.е. континуум. Это наше предположение согласуется с практикой эксперимента проводимого человечеством во время его познания окружающей среды, и может быть отнесено к закону. Тогда есть смысл его содержание использовать в качестве следующего постулата.

Восьмой постулат

Материальная субстанция в природе представлена только дискретными порциями, а субстанция пустого пространства - в виде непрерывного однородного образования.

Рассматриваемые две субстанции находятся в постоянном взаимодействии, сущность которого состоит в следующем. В пустом пространстве материальная субстанция растягивается в одном направлении, чем придает ей форму в одномерном однонаправленном пространстве, т.е. в пространстве, в котором материальная субстанция на оси Декартовой системы координат растягивается только в одну сторону, положительную, либо отрицательную. Одновременно с появлением линейного размера в материальной субстанции возникают силы притяжения той же субстанции по одну из сторон, отмеченного выше направления ее растягивания. Причем, направление силы притяжения перпендикулярно к направлению растягивания материальной субстанции. Эти два направления формируют двумерное пространство, соответствующее в прямоугольной Декартовой системе координат той квадранте, в которой взаимно пересекающиеся оси имеют один и тот же знак. Направления растяжения материальной субстанции и силы притяжения зависят одно от другого и имеют однонаправленное действие. Если растяжение происходит в положительную сторону оси абсцисс декартовой системы координат, то возникающая при этом сила притяжения других материальных субстанций действует перпендикулярно и тоже в одну сторону, совпадая с

направлением одной из осей этой же системы координат. Начало координат при этом совпадает с условным центром материальной субстанции.

В природе наблюдаются материальные субстанции, порождающие их растяжение в произвольных направлениях. В частности, например, если в одном случае субстанция растягивается в положительную сторону оси абсцисс, а в другом - в отрицательную. Естественно, что при этом в них силы притяжения также действуют в противоположных направлениях. Две такие материальные субстанции с противоположными направлениями воздействия одной на другую в пространстве притягиваются. Они тяготеют к объединению в одной точке пространства, тем самым, препятствуя их растяжению субстанцией пустого пространства. А силы растяжения препятствуют такому объединению, что в свою очередь ослабляет силы притяжения материальных субстанций. Такое состояние этих субстанций порождает материальный диполь, который обозначает существование материи уже не в усеченном (не в одной квадранте Декартовой системы координат), а в полноценном двумерном пространстве, что указывает на функционирование в ней двух координатных осей. Условно одну из них обозначим абсциссой (ось растяжения), а вторую аппликатой (ось притяжения). Растягивание материальной субстанции в пустом пространстве и их притяжение используем в качестве следующего постулата.

Девятый постулат

Две субстанции, согласно первому постулату (материальная субстанция и пустого пространства), находятся в постоянном взаимодействии, которое материальную субстанцию растягивает вдоль одной оси и вызывает притяжение к себе такой же субстанции, но уже вдоль другой оси перпендикулярной первой.

В природе пустое пространство заполнено совокупностью рассмотренных материальных диполей, которые, взаимодействуя между собой, вызывают их движение. Различные виды движения сводятся всего к двум согласно следующему постулату.

Десятый постулат

Материя в пространстве находится в движении и любое из них может быть сведено с помощью суперпозиции к двум формам - поступательному движению и колебательному.

Исследуя окружающую материальную среду, не сложно заметить в ней присутствие известного философского принципа (закона), содержание которого пересекается с формулировками следующих двух постулатов.

Одиннадцатый постулат

Материя в трехмерном пространстве существует в повторяющихся формах (по спирали) без учета времени.

Закон, поддерживающий этот постулат, в философии представлен явлением развития материи по спирали. Однако нами была использована иная его формулировка, что вызвано корректировкой понятия развитие, полученного в кибернетике. Поскольку

развитие может быть отнесено только к тем материальным системам, которые в соприкосновении с агрессивной внешней средой могут ограждать себя от ассимиляции с ней (уничтожения), а также они же, при определенных условиях, способствуют самоуничтожению (деградации). Известно, что в философии понятие развития распространяется на любые системы, в том числе и на «чисто физические». Философы утверждают, что в материальных системах наблюдается развитие при переходе от низшего к высшему, от простого к сложному и каждый виток спирали в философском понимании развития глубже, богаче и более разносторонен предыдущего. Однако статистика эксперимента показала, что посредством таких изменений в материальных системах может в равной степени происходить и деградация. Тогда в системе развития нет обратного процесса, а в природе он наблюдается и его уместно отнести уже в общем случае к явлению энтропии. Кроме того, слова:

высшее, низшее, простое, сложное, глубже, богаче,

используемые в философии для определения понятия развития носят сугубо субъективный характер. С их помощью невозможно корректно отобразить объективный (реальный) материальный мир.

Сформулированный постулат, напоминающий принцип развития по спирали, характеризует статическое неоднородное распределение материи в трехмерном пространстве. А когда рассматривается существование материи еще и во времени (движение материи), то его следует отождествлять с обычным, отмеченным выше, принципом развития.

Двенадцатый постулат

Материя существует в трехмерном пространстве и координате времени в повторяющихся формах (по спирали).

Философия указывает на существование в природе закона, связывающего количественные накопления в материальных системах с качественным в них изменением. Содержание этого закона используем для формулировки следующего постулата.

Тринадцатый постулат

В материальных системах во время развития или деградации наблюдается переход от количественных накоплений в новые качественные изменения.

Заметим, что полученное новое качество не является простой суммой качеств материальных систем, участвующих в количественном накоплении. Его следует отнести к вновь появившемуся качеству, т.е. оно эмерджентное.

Содержание следующего четырнадцатого постулата, тоже позаимствовано из законов философии и полностью совпадает с его формулировкой.

Четырнадцатый постулат

В материальных системах наблюдается отрицание отрицания во время их развития, либо деградации.

Пятнадцатый постулат

Материя сама себя познает.

Правомочность этого постулата, как закона, отражающего явление природы, очевидна, что подтверждается всей историей познания нашей материальной цивилизацией окружающей среды. Шестнадцатый постулат Материя непознаваема в конкретном участке пространства в фиксированное время, а в пределе последовательности различных моделей ее представления - познаваема (Закон познания).

Этот постулат, характеризующий динамический процесс познания природы, не внесенный философией в разряд законов. Однако, поскольку познание относится к самому общему явлению существования высшей формы движения материи (цивилизации), то есть смысл квалифицировать его как постулат нашей системы. Сущность его отражает содержание гносеологического принципа познания в философии.

В природе материальные системы по-разному реагируют на агрессивное воздействие окружающей среды, которое объясняется действием начал термодинамики. Одни системы «беспрекословно» подчиняются этим началам и их относят к «чисто» физическим, а другие противодействуют им. Эти вторые системы обычно называют кибернетическими. Семнадцатый постулат В природе материя представлена в «чисто» физическими и кибернетическими системами. Восемнадцатый постулат Материальные кибернетические системы могут находиться в устойчивом состоянии по отношению к внешней среде, т.е. в них имеет место не соблюдение известных начал термодинамики.

Девятнадцатый постулат Устойчивость кибернетической системы достигается при помощи обработки информации, как о самой системе, так и об окружающей среде.

Двадцатый постулат

Для достижения устойчивого состояния на «вооружении» у кибернетической системы имеется два способа - использование обратной связи и инвариантный ему способ (теория инвариантности).

Двадцать первый постулат Устойчивость системы в окружающей среде возможно только при ее развитии. Двадцать второй постулат Развитием и деградацией обладают, только, кибернетические материальные системы. Двадцать третий постулат Одинаковые условия внешней среды в процессе развития кибернетических систем приводят их к одинаковым экземплярам. Двадцать четвертый постулат Информация является скалярной характеристикой материи и отражает меру ее неоднородности распределения.

Двадцать пятый постулат Информация, как характеристика материи, в пространстве и во времени имеет бесконечное свое представление.

Двадцать шестой постулат Информация представляется в природе в двух видах - бесконечные знания и конечные данные.

Двадцать седьмой постулат В природе имеют место два способа генерации информации - абстрактный (математика) и естественный (естествознание). Между множеством абстракций в математике и множеством структур в природе нет изоморфизма. Двадцать восьмой постулат В природе имеет место закон развития обработки информации, от одного поколения обрабатывающего средства к последующему, который предусматривает увеличение объема обрабатываемой информации и усложнения этой обработки.

Приведенные выше постулаты, начиная от семнадцатого, характеризуют кибернетические материальные системы и носят характер законов природы. Более детальное их исследование требует отдельных публикаций.

Двадцать девятый постулат Энергия является скалярной характеристикой материи и отражает меру ее движения. Тридцатый постулат

Интеграл функции движения материи есть энергия.

Тридцать первый постулат Производная функции движения материи есть сила.

Тридцать второй постулат «Чисто» физические материальные системы могут находиться в устойчивом состоянии по отношению к внешней среде, т.е. в них не проявляются начала термодинамики, если источник их энергетической составляющей исходит, только от гравитационного поля и кинетики. Такие системы могут рассматриваться как вечные двигатели.

Три приведенные выше постулаты, как и, рассмотренные ранее (кибернетические), отражают законы природы и для их познания необходимы дополнительные исследования, которые, частично, приводятся в [6].

Тридцать третий постулат В природе существования материи имеет место причинно-следственный «механизм»

Этот постулат, как закон природы, весьма важен для современной физики. Особенно при противопоставлении его методам познания, с помощью которых появились такие современные «киты», как теория относительности и квантовая механика. Ведь эти составляющие физики построены на принципе антропоцентризма, уводящего исследователя в сторону от истины.

Тридцать четвертый постулат Скорость движения материальной волны в конкретной среде постоянна.

Из этого постулата следует, что отдельное постулирование постоянства скорости света (электромагнитной волны) в теории относительности излишне, поскольку оно отражает закон природы (тридцать четвертый постулат), покрывающий не только поведение вакуума, но и другие материальные среды.

Тридцать пятый постулат

Скорость распространения силовой линии поля (силовой линии Фарадея) в конкретной среде постоянна.

Эта скорость, как и скорость света, определяется физической характеристикой вакуума, из которого появляется вещество, окружающее нас. Может оказаться, что в природе существует и такая форма вакуума, в которой сгустки материальной субстанции отличны от тех, что принадлежат нашему вакууму, и тогда скорости и света и распространения потенциала напряженности поля в нем будут другие.

Тридцать шестой постулат

Преобразование поступательного движения в волновое («рождение» первой элементарной частицы вещества).

Приведенный выше постулат, как и тридцать седьмой и тридцать восьмой постулаты, входит в состав законов природы, обеспечивающих возникновение вещества из вакуума.

Тридцать седьмой постулат

Преобразование волнового движения в поступательное («рождение» Элементарных частиц вещества).

Тридцать восьмой постулат

Нарушение однородности вакуума приводит к возникновению в природе вещества.

Выводы

Еще раз напомним, что количество формируемых постулатов, которые следует использовать в естествознании, не нужно ограничивать теми из них, что входят в предложенную систему. Напомним, эта система постулатов является открытой, и на эту ее особенность будем рассчитывать в дальнейших исследованиях. Кроме того, обратим внимание еще и на то, что все, приведенные постулаты отражают всеобщие законы природы. По существу наш набор постулатов является набором всеобщих законов. Такое совмещение постулатов и законов указывает на их неразрывную связь с практикой эксперимента.

Литература

1. Поваров Г.Н. Ампер и кибернетика/ Г.Н. Поваров // - М.: Сов. Радио, 1977, - 93 с.

2. Вышинский В.А. Новая система постулатов (аксиом) - решение шестой проблемы Д.Гильберта / В.А Вышинский // Единый Всероссийский научный вестник. - 2016, Часть 4, №2, С. 95 - 35

3. Вышинский В.А. Новая система постулатов в познании материи I / В.А Вышинский // УСиМ, Киев - 2015, №5, С. 84 - 92

4. Вышинский В.А. Поиски водораздела между живой и неживой материей / В.А Вышинский // Научный журнал «Содружество» - 2017, №13, С. -27-32

5. Вышинский В.А. Система постулатов - инструмент исследования в естествознании / В.А Вышинский // Матерiали XVII м1жнародно! науково-техшчно! конференцп (Вимiрювальна та обчислю-вальна техшка в технолопчних процесах) 10-15 че-рвня 2017, м. Одеса (Затока)

6. Вышинский В.А. Личный сайт, http://www.vva.kiev.ua