Детермінізм
Якщо
відомі початкові умови системи, можна, використовуючи закони природи,
передбачити її кінцевий стан
Одне
з основних положень наукового методу полягає в тому, що світ передбачуваний - то
Тобто для даного набору обставин є тільки один можливий (і
передбачуваний) результат. Ця філософська доктрина відома під назвою
«Детермінізм». Можливо, найкращий приклад детерміністичних системи вийде з
поєднання законів механіки Ньютона і закону всесвітнього тяжіння Ньютона. Якщо
ви застосувати ці закони до єдиної планеті, що обертається навколо зірки, і
запустіть планету з заданого місця із заданою швидкістю, ви можете
передбачити, де вона буде в будь-який момент часу в майбутньому. Так виникла ідея
«Годинникового механізму Всесвіту", що мала величезний вплив не тільки на розвиток
науки, але й на появу такого філософсько-культурного руху, як
Просвещение, яка досягла свого розквіту в XVIII столітті.
Як
філософська доктрина детермінізм грав (і продовжує відігравати) важливу роль у
науці. Однак на практиці не завжди легко передбачити, якою буде система в
Наприкінці свого існування (вчені називають це кінцевим станом системи),
навіть якщо відомі початкові умови. Наприклад, досить просто розрахувати орбіту
єдиною планети в наведеному вище прикладі. Але введіть ще два-три планети
в систему, і все значно ускладниться. Кожна планета діє своєю силою
тяжіння на всі інші планети і в свою чергу відчуває їх вплив.
Знайти точне рішення такого завдання багатьох тіл, як її називають астрономи,
практично неможливо.
В
XIX столітті було обіцяно винагороду тому, хто першим зможе відповісти,
стабільна чи Сонячна система. Питання про стабільність можна переформулювати
так: якщо б ви могли опинитися в далекому майбутньому, чи побачили б ви всі планети
точно там, де вони перебувають сьогодні, так само розташованими один щодо
одного і що рухаються з тією ж швидкістю? Це - надзвичайно важке запитання. На
нього не можна відповісти однозначно, оскільки в Сонячній системі дев'ять планет,
не рахуючи їх супутників, астероїдів і комет, у яких є свої власні
маленькі супутники з невідомими нам орбітами. Хоча Сонячна система і
наводиться як показовий приклад годинникового механізму Всесвіту і принципу детермінізму,
але її майбутнє не завжди можна точно передбачити.
Це
наявність великої кількості різноманітних факторів, що впливають на рух
планет, у першій половині XX століття відіграло важливу роль в експериментальному
підтвердження загальної теорії відносності. У Меркурія, як і у всіх інших
планет, орбіта еліптична (див. Закони Кеплера). Якби Сонячна система
складалася лише з Меркурія і Сонця, то Меркурій рухався б весь час по
одного й того ж еліпсу. Однак через вплив інших планет цей еліпс з
кожним обертом планети навколо Сонця трохи викривлюється. У міру руху
планети найближча до Сонця точка орбіти - перигелій - поступово зміщується,
причому зміщується ненабагато: кожні сто років вона зсувається навколо Сонця
приблизно на 1000 кутових секунд, тобто на чверть градуса. Майже все це
зміщення можна пояснити результатом гравітаційного притягання інших планет --
за винятком 43 кутових секунд за століття.
До
того, як Ейнштейн сформулював свою загальну теорію відносності, феномен з
перигелії Меркурія був всього лише черговий незрозумілою загадкою Всесвіту
- Ніхто не знав, чим викликане це зміщення, хоча, чесно кажучи, мало хто
астрономи взагалі звертали на це увагу. Але коли орбіту Меркурія розрахували
виходячи з рівнянь загальної теорії відносності, до ньютонівських законів
всесвітнього тяжіння застосували маленьку поправку, якої виявилося достатньо
для пояснення цього зміщення перигелію планети. Орбіти всіх планет, включаючи
Землю, також відчувають зсув перигелію, як і Меркурій, просто в Меркурія
воно найбільш виражена і його простіше виміряти, оскільки Меркурій розташований ближче
всіх до Сонця і тому має найвищу орбітальну швидкість (в
відповідно до законів Кеплера). В даний час виміряні зміщення перигелії
всіх внутрішніх планет з використанням сучасних радіолокаційних методів
визначення дальності, і вони підтвердили передбачення загальної теорії
відносності.
Отже,
якщо ставки досить високі, вчені будуть прокладати свій шлях крізь
заплутані сили тяжіння в Сонячне системі, щоб проникнути в суть таких
явищ, як зміщення перигелію. Однак питання про стабільність залишається
невирішеним. Можливо, ця проблема й справді нерозв'язна, та й нагорода за
її рішення, треба сказати, досить скромна. Приклад Сонячної системи
показує, що навіть для систем, повністю детерміністичних в класичному
ньютонівському сенсі, можливість робити передбачення неочевидна.
Список літератури
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://elementy.ru/
