Атеизм и научная картина мира - [29]

Однако при использовании статистических закономерностей и формул теории вероятностей возникает вполне законный вопрос: достаточно ли они надежны? Другими словами, описывают ли они явления природы с достаточной точностью?

Когда мы, например, один раз подбрасываем монету, то теория вероятностей не может предсказать, какой стороной упадет она в этот именно раз. Но зато при достаточно большом числе бросаний мы сможем убедиться в том, что число выпадений «орла» будет приблизительно равно числу выпадений «решетки», как это и предсказывает в данном случае теория вероятностей.

В этом совпадении и заключена основная сущность теории вероятностей, ее смысл как научной теории, отражающей реальные явления. Это положение получило в математике название закона больших чисел, который гласит: при большом числе рассматриваемых случаев частота появлений тех или иных событий совпадает с их вычисленными вероятностями. Таким образом, определение вероятностей и обнаружение статистических законов имеет вполне реальный смысл. Об этом свидетельствует хотя бы тот факт, что состояния, имеющие большую вероятность, повторяются соответственно чаще, а состояния с вероятностью, мало отличающейся от нуля, практически никогда не осуществляются. Это, разумеется, относится не только к микропроцессам, но к любым системам, в которых действуют статистические закономерности.

В принципе, например, можно представить себе такой случай, когда в результате хаотического движения молекул воздуха, наполняющего комнату, все молекулы окажутся в одной ее половине, а человек, находящийся в это время в противоположной половине, задохнется от отсутствия воздуха. На основе статистических закономерностей можно вычислить и вероятность подобного события — она ничтожно мало отличается от нуля. И действительно, за все время существования человечества не произошло ни одного подобного случая.

Столь же малым числом выражается и вероятность так называемого «чуда Джинса». Английский физик Д. Джинс (1877–1946) подсчитал, что теоретически в принципе возможен случай, когда вода, поставленная в горячую печь, вместо того чтобы закипеть, как ей полагается в таких случаях, превратится… в лед!

И тот факт, что никто никогда не наблюдал ничего подобного, лишний раз подтверждает, что теория вероятностей действительно отражает объективные связи между явлениями.

Среди многочисленных закономерностей окружающего нас мира особо следует выделить фундаментальные закономерности, охватывающие особенно большой круг явлений. К их числу относятся, например, закон всемирного тяготения, законы динамики, закон сохранения материи и движения, закон эквивалентности массы и энергии, обнаруженный специальной теорией относительности, и ряд других.

Фундаментальные законы составляют теоретическую основу естествознания.

Глава III. ОТ ТАЙНЫ К ТАЙНЕ

Изменение научных представлений о мире — необходимое следствие процесса познания природы.

Мир сложнее видимой его картины.

Каждый закон природы имеет свои границы применимости.

Мир неисчерпаем, процесс его научного познания безграничен.

Изменение научных представлений — есть необходимое условие прогресса науки, свидетельство ее способности неуклонно приближаться ко все более точному и полному пониманию и описанию реального мира.

Представления меняются

Чтобы окончательно убедиться в том, что наука дает нам достоверные знания о мире, необходимо ответить еще на один вопрос: почему с течением времени многие научные представления меняются, и нередко весьма существенным образом? Приведем несколько примеров.

В прошлом столетии в пауке господствовало представление о том, что все химические элементы состоят из атомов, а сами атомы считались неделимыми частицами материи. Однако, еще в конце XIX в. этим представлениям был нанесен серьезный удар. Физики открыли неизвестную ранее отрицательно заряженную частицу материи — электрон и установили, что эта частица входит в состав атомов. Стало ясно, что атомы имеют сложное внутреннее строение.

В 1898 г. известный английский физик Дж. Дж. Томсон (1856–1940) предложил модель атома, представлявшую собой положительно заряженную жидкость, в которой плавают отрицательные электроны. На протяжении 12 лет эта модель представлялась весьма правдоподобной. Но в 1911 г. выдающийся английский физик Э. Резерфорд (1871–1937) опроверг и ее. Как раз в это время он занимался исследованием загадочных альфа-частиц, испускаемых при радиоактивном распаде. Ученый пропускал поток таких частиц через металлическую фольгу и наблюдал их попадания на специальный флюоресцирующий экран.

При этом у подавляющего большинства частиц отклонения от первоначального направления, как и предсказывала теория, были незначительны. Но при более тщательных наблюдениях выяснилось, что приблизительно две частицы из тысячи испытывают отклонение на угол больше 90°, т. е. фактически отражаются фольгой в обратных направлениях. Резерфорд пришел к выводу, что в подобных случаях альфа-частицы отражаются очень сильным электромагнитным полем. Но такое поле может создавать лишь заряд, сконцентрированный в очень небольшом объеме. Так Резерфорд пришел к открытию атомного ядра — одному из самых величайших открытий, когда-либо совершенных в естествознании. Спустя некоторое время выяснилось, что и атомные ядра также имеют сложное строение, в частности, в их состав входят положительно заряженные ядра атомов водорода, самого простейшего из всех химических элементов, — протоны — и нейтральные частицы — нейтроны. Не менее показателен пример из другой области естествознания, так называемой планетной космогонии, занимающейся проблемой происхождения Земли и планет Солнечной системы.