Сущность и явление в науке и в особенности в такой науке, как физика, это те ключевые понятия (категории) диалектики, на которые мы в прежние времена продуктивно опирались в понимании и при объяснении результатов исследований, а также научных положений. Если коротко, то явление – это все то, что мы наблюдаем. А сущность – это то, что объясняет явление способом, соответствующим реальности.
Современная физика или, возможно стоит оговориться, неклассическая физика о сущности, увы, уже забыла. Явление – есть, объяснение – есть, а о сущности никто не беспокоится, заменив ее произвольно выбранным постулатом. Более того, порой сначала строится некая математическая конструкция, даже не ориентированная на конкретную реальность, а потом изобретаются способы, где бы ее, эту конструкцию, можно было бы применить. Некий перевернутый подход относительно диалектики сущности и явления. Но в нашей жизни и в науке эта неотъемлемая пара – сущность и явление – не исчезла и о ней не мешает поговорить.
Определений сущности и явления в философских и энциклопедических словарях много, но явного понятия об этом предмете они как-то не дают. Здесь, наверное, тот случай, когда лучше обратиться к конкретным примерам.
Я предлагаю вашему вниманию замечательный, правда, как всегда сокращенный мною, фрагмент, раскрывающий тему сущности и явления в физической науке.
Явление и сущность в физике
Виктор КУЛИГИН, Галина КУЛИГИНА, Мария КОРНЕВА
http://www.newtheory.ru/physics/yavlenie-i-sushchnost-v-fizike-t1041.html
В БСЭ дано следующее определение философских категорий «явление и сущность»:
«СУЩНОСТЬ И ЯВЛЕНИЕ, философские категории, отражающие всеобщие формы предметного мира и его познание человеком. Сущность это внутр. содержание предмета, выражающееся в единстве всех многообразных и противоречивых форм его бытия; явление – то или иное обнаружение (выражение) предмета, внешние формы его существования». (БСЭ. Т. 25, ЯВЛЕНИЕ И СУЩНОСТЬ, стр. 320).
В определение не входят конкретные признаки, которые позволили бы отличить сущность от явления, а явление от сущности. В нем также не определен метод, позволяющий осуществить переход от явлений к их сущности.
Кому «является сущность»? Естественно, наблюдателю. Каждому фиксированному условию эксперимента отвечает свое явление. Варьируя одно из условий, исследователь получает зависимость некоторых характеристик явления от условия. Такая зависимость параметров явления от характеристики условия называется закономерностью. Закономерность отражает причинно следственные отношения между условиями наблюдения явлений и характеристиками этих явлений.
ПН: Здесь я (автор статьи, а не фрагмента) позволю себе прервать изложение. В том виде, как он был записан на моем компьютере, в фрагменте есть мое примечание: Закономерность отражает отношения между условиями наблюдения явлений и характеристиками этих явлений, а причинно-следственные отношения отражают сущность явления. Дело в том, что закономерность можно передать аппроксимацией, в которой может и не учитываться физический смысл. То есть, явление может быть воспроизведено математически без выявления его сущности. Я занимался аппроксимацией многие годы, поэтому знаю, о чем говорю. Однако вернемся к фрагменту.
Пример. Закон Бойля-Мариотта имеет следующую формулировку: «при неизменной температуре произведение давления на объем газа в замкнутом объеме постоянно, т.е. произведение PV есть величина постоянная». Если в качестве характеристики условия мы выберем величину объема V (причина), то характеристикой явления будет служить давление P (следствие). Зависимость давления от объема определяет физическую закономерность поведения газа. Но закономерность еще не является сущностью совокупности явлений.
(ПН: Именно так, закономерность можно описать аппроксимацией, не прибегая к раскрытию описываемого явления через сущность).
Обратимся к другому примеру. Рассмотрим сферический предмет, вплавленный в стеклянную пластину. При наблюдении нам будет казаться, что шарик имеет не сферическую, а эллипсоидальную форму. Это и есть явление.
Изменяя угол наблюдения α, мы будем видеть различную величину «сплюснутости» шарика. Величина «сплюснутости» это одна из многочисленных характеристик явления, которую мы выбрали для наблюдения и сравнения. Угол наблюдения α и коэффициент преломления стекла n это два разных условия, при фиксации которых мы будем наблюдать объективное явление.
Итак, мы можем дать следующую схему связи условий, явлений и закономерности.
Условие 1 Условие 2 Условие 3 Условие 4 ...
Явление 1 Явление 2 Явление 3 Явление 4 ...
Явление объективно. Его можно наблюдать, измерять, фотографировать.
Познание сущности идет от явлений путем выделения того общего, что остается неизменным (инвариантным) для всех явлений данной совокупности. Процесс поиска сущности отталкивается от этих инвариантных характеристик к формулировке сущности (гипотеза, модель и т.д.).
В обобщенном законе PV/T = const можно предложить следующий вариант формулировки сущности: «В замкнутом объеме при изменении объема, давления и температуры число молекул идеального газа остается постоянным».
Итак:
Явление зависит от условий его наблюдения.
Сущность от этих условий не зависит.
Далее, в целях расширения темы о сущности и явлении в науке, я предлагаю еще один фрагмент из замечательной книги Ирины Радунской «Безумные идеи». Правда, мне не нравится, когда она поет оды по поводу теории относительности, которая обходится без диалектики сущности и явления, но в остальном книга просто впечатляет.
Фрагмент с очень большими сокращениями. Этот фрагмент о том, что вроде бы было достигнуто не только математическое описание явления, но и раскрыта его сущность, объясняющая и предсказывающая явление и связанные с ним эффекты. Однако одна "сущность" была вытеснена другой, а затем, уже окончательно, – третьей "сущностью".
Почему небо голубое?... Нет такого человека, который не задумался над этим явлением хоть раз в жизни. Ньютон также заинтересовался тайной небесной лазури. Он начал с того, что отверг все предшествующие теории. Но все же загадку небесной лазури, сущности этого явления, он не разрешил.
Прошло почти 200 лет, и этим явлением занялся другой английский ученый – Рэлей, не убоявшийся того, что задача оказалась не по силам даже великому Ньютону. Рэлей часами оставался в своей мрачной лаборатории один на один с пучками света, вырывающимися из приборов. На пути лучей кружились как живые пылинки. «Не эти ли пылинки окрашивают небо в голубой цвет?» – подумал однажды Рэлей. Он провел математический расчет, и догадка превратилась в уверенность. Он нашел объяснение явлениям синего цвета неба, красных зорь и голубой дымки! Сущность наконец была раскрыта, а расчету Рэлея подчинились и Солнце, и снежные вершины!
Глядя же на чистое небо, мы видим сине-голубые лучи, отклоняющиеся вследствие рассеяния от прямолинейного пути и попадающие в наши глаза. Да и дымка, которую мы иногда видим у горизонта, тоже кажется нам поэтому голубой. Не правда ли, красивое объяснение? Им так увлекся сам Рэлей, ученые так поразились стройности теории и победе Рэлея над Ньютоном, что никто из них не заметил одной простой вещи.
Кто же будет отрицать, что вдали от города, где в воздухе гораздо меньше пыли, голубой цвет неба особенно чист и ярок? Трудно было отрицать это и самому Рэлею. Следовательно... не пылинки рассеивают свет? Тогда что же? Итак, загадка о сущности явления голубого цвета неба снова возникла перед учеными. Но Рэлей не сдавался. Если голубой цвет неба тем более чист и ярок, чем чище атмосфера, рассуждал он, значит окраска неба не может быть обусловлена нечем иным, как молекулами самого воздуха.
Случай представился в 1906 году. Рэлею помог американский астрофизик Аббот, изучавший голубое свечение неба в обсерватории на горе Маунт-Вильсон. Обрабатывая результаты измерения яркости свечения неба на основе теории рассеяния Рэлея, Аббот подсчитал число молекул, содержащихся в каждом кубическом сантиметре воздуха.
Это число хорошо знакомо ученым, и не раз оно служило мерилом и контролем при объяснении сущности явлений, происходящих в газах. И вот число, полученное Абботом при измерении свечения неба, с большой точностью совпало с числом Лошмидта. А ведь он при расчетах пользовался теорией рассеяния Рэлея. Таким образом, это наглядно доказывало, что теория верна, молекулярное рассеяние света, как сущность, подтвержденная численно представленным явлением, действительно существует.
Казалось, теория Рэлея была настолько надежно подтверждена опытом, что все ученые считали ее безупречной. Она стала общепризнанной и вошла во все учебники оптики. Тем более удивительно, что в 1907 году на страницах известного научного журнала вновь был поставлен вопрос: почему же небо голубое?!.
Занимаясь вопросами возбуждения радиоволн, Мандельштам, естественно, изучал труды Рэлея, который был признанным авторитетом в исследовании колебательных процессов. И молодой доктор поневоле познакомился с проблемой окраски неба. Когда Мандельштам познакомился с теорией Рэлея, она захватила его своей недоговоренностью и внутренними парадоксами, которых, к удивлению молодого физика, не замечал старый, многоопытный Рэлей. Особенно отчетливо выявилась недостаточность теории Рэлея при анализе другой теории, построенной на ее основе Планком для объяснения ослабления света при его прохождении через оптически однородную прозрачную среду.
ПН: Явление, взятое в более широком плане, возвращало к вопросу о том, какова его действительная физическая сущность.
Но как обстоит дело с определением числа Лошмидта из измерений голубого свечения неба? Ведь опыт подтверждал рэлеевскую теорию рассеяния! «Это совпадение должно рассматриваться как случайное», – писал Мандельштам в 1907 году в своей работе «Об оптически однородных и мутных средах».
Мандельштам показал, что беспорядочное движение молекул не может сделать газ однородным. Наоборот, в реальном газе всегда имеются мельчайшие разрежения и уплотнения, образующиеся в результате хаотического теплового движения. Вот они-то и приводят к рассеянию света, так как нарушают оптическую однородность воздуха. В той же работе Мандельштам писал: «Если среда оптически неоднородна, то, вообще говоря, падающий свет будет рассеиваться и в стороны».
ПН: Сущность явления рассеяния света заключалась, предположительно, в флуктуациях плотности воздуха, через который проходил свет. Но перипетии в поисках сущности явления не прекратились и на этот раз, хотя казалось, что сущность установлена окончательно и бесповоротно.
Так была окончательно решена загадка небесной лазури. Теоретическая часть была разработана Рэлеем. Физическая природа рассеивателей была установлена Мандельштамом.
Итак, тайна голубого цвета неба была раскрыта. Но изучение рассеяния света на этом не прекратилось. В 1925 году Мандельштам стал заведующим кафедрой в Московском университете. Здесь он встретился с выдающимся ученым и искусным экспериментатором Григорием Самуиловичем Ландсбергом. И вот, связанные глубокой дружбой и общими научными интересами, они вместе продолжили штурм тайн, скрытых в слабых лучах рассеянного света.
Два года длились подготовительные опыты. В 1927 году начались решающие опыты. Ученые осветили кристалл кварца светом ртутной лампы, обработали результаты. И... удивились. Результаты опыта были неожиданны и необычны. Ученые обнаружили совсем не то, что ожидали, не то, что было предсказано теорией.
Началась тщательная проверка. Разнообразные контрольные опыты упорно подтверждали, что ошибки нет. На фотографиях спектра рассеянного света упорно появлялись слабые и, тем не менее, вполне явные линии, свидетельствующие о наличии в рассеянном свете «лишних» частот. И настал день, когда Мандельштама осенила изумительная догадка.
И вот 6 мая 1928 года ими была отправлена в печать статья. К статье была приложена фотография спектра. Так что же это было за явление, которое заставило помучиться и поломать себе головы немало ученых?
Глубокая интуиция и ясный аналитический ум Мандельштама сразу подсказали ученому, что обнаруженные изменения частоты рассеянного света не могут быть вызваны теми межмолекулярными силами, которые выравнивают случайные неоднократности плотности воздуха. Ученому стало ясно, что причина, несомненно, кроется внутри самих молекул вещества, что явление вызвано внутримолекулярными колебаниями атомов, образующих молекулу. (ПН: Такова сущность изменения частоты рассеянного света, которое, в свою очередь, явилось сущностью в отношении явления голубого цвета неба).
Это была красивейшая догадка, дерзкое вторжение мысли человека за кордон маленькой крепости природы – молекулы. И эта разведка принесла ценнейшие сведения о ее внутреннем строении. Таким образом, для объяснения нового явления, которое получило название «комбинационное рассеяние света», достаточно было теорию молекулярного рассеяния, созданную Мандельштамом, дополнить данными о влиянии колебаний атомов внутри молекул. Новое явление оказалось открытым в результате развития идеи Мандельштама, сформулированной им еще в 1918 году.
Конец фрагмента
Вот так виделся мир, когда я изучал физику по классическим канонам. Были какие-то ясные исходные положения, исходя из которых можно было построить объяснение явления. Пусть не всегда удачное объяснение, но безусловно стремящееся к точному соответствию природе вещей. В современной физике ситуация, увы, иная. Причем, не только из-за сложности нахождения соответствия природе, но и из-за модного ныне стремления строить мир посредством собственных, коньюктурно подобранных, постулатов. Вот как объясняют эту ситуацию профессионалы: http://do.gendocs.ru/docs/index-306197.html?page=9
"Недостатки современной физической теории не являются чем-то случайным, они вытекают из всей ее методологии и, прежде всего, из тех целей, которые теория ставит перед собой.
В отличие от физики 18-го и 19-го столетий, пытавшейся понять внутреннюю сущность явлений и сводящей сложные явления к поведению элементов, участвующих в этих явлениях, физика 20-го века фактически сняла эти цели. Целями развития некоторых областей физики, касается ли это элементарных частиц вещества, силовых полей, космологии или чего-нибудь еще, стало подразумеваться создание внутренне непротиворечивого описания с помощью все более усложняющегося математического аппарата".
Ну что ж, что ищешь, то и, видимо, найдешь, а выбор цели, соответственно, обусловливает средства ее достижения. Если изначально игнорируется поиск сущности явления, то объяснение явления, "освященное" все более усложняющимся математических аппаратом, будет витать где-то в виртуальной реальности и в потусторонних мирах.
Смежные темы: