Энциклопедия эпистемологии и философии науки - детерминистические и стохастические законы

ДЕТЕРМИНИСТИЧЕСКИЕ И СТОХАСТИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ — в прежней терминологии динамические и вероятностно-статистические законы, выражающие различные формы регулярной связи между явлениями и процессами природы и общества. Д. з. (от лат. determinare — определять) отображают регулярности, имеющие необходимый и общий характер, предсказания которых точно определены начальными состояниями системы и поэтому достоверны. Типичным примером может служить закон всемирного тяготения Ньютона. Классическая наука ориентировалась на принципы механицизма и признавала лишь универсальные Д. з. Экстраполируя такие законы на мир в целом, механицисты утверждали, что все в нем заранее предопределено и детерминировано, и поэтому ничего непредвиденного и случайного возникнуть не может. Подобная точка зрения неизбежно смыкалась с фатализмом, верой в рок, в судьбу, в предопределенность. Поэтому она исключает свободу воли человека и предполагает бесполезность его усилий что-либо изменить в окружающем мире. Все это не могло не породить сомнений относительно принципа классического детерминизма, хотя такой взгляд на мир по-прежнему оставался общепризнанным в классической науке. Тем не менее статистические методы и законы, применявшиеся в демографии, страховом деле, анализе катастроф и т.д., постепенно проникали также в науку.

С. з. (от греч. stochasis — догадка, вероятность) выражают определенную регулярность в поведении случайных массовых событий. Поскольку для оценки таких событий используется вероятность в статистической интерпретации, то С. з. в нашей литературе обычно называют вероятностно-статистическими, а чаще всего — просто статистическими. В западной литературе их нередко называют индетерминистическими, противопоставляя Д. з. Такая терминология может, однако, вызвать нежелательные ассоциации, ибо под индетерминизмом часто понимают отсутствие какого-либо порядка и определенности в мире, полное господство в нем случайности.

В действительности С. з. отображают определенную регулярность в природе и обществе, которая возникает в результате взаимодействия массовых случайных событий и поэтому не обладает характером необходимости, присущей Д. з. Именно вследствие этого предсказания на основе таких законов имеют вероятностный, а не достоверный характер. Для определения этой вероятности обращаются к вычислению относительной частоты появления событий при длительных наблюдениях, число которых определяется конкретными условиями задачи. Статистический анализ этих наблюдений дает искомое значение относительной частоты. Таким образом, С. з. называют вероятностно-статистическими потому, что их предсказания оцениваются вероятностными методами, а для оценки этой вероятности используют статистический анализ относительной частоты случайных событий.

С. з. стали использовать в науке, в частности в физике, с середины 19 в. для исследования свойств макроскопических тел, состоящих из огромного числа микрочастиц (молекул, атомов, и т.п.). При этом ученые считали, что эти законы, в принципе, можно было свести к Д. з. взаимодействующих микрочастиц. Они также полагали, что точность физических измерений, являясь в каждый данный период времени ограниченной, в ходе развития науки может неограниченно возрастать. Эти надежды рухнули, когда возникла квантовая механика. Она доказала, что законы микромира имеют принципиально стохастический характер, а точность измерения имеет определенный предел, который устанавливается принципом неопределенности В. Гейзенберга. Из особого стохастического характера законов квантовой механики следовало, что определить положение частицы в микромире можно только с помощью вероятного распределения ее значений в некоторой области. Принцип неопределенности Гейзенберга устанавливает теоретический предел точно-стиизмерениядвухсопряженныхквантово-механических величин, напр., координаты Ах и импульса Ар частицы: Ах.Ар = h, где h — постоянная Планка. Таким образом, если постараться с достаточной точностью измерить координату микрочастицы, то это скажется на неточности определения ее импульса, и наоборот: точность в измерении импульса приведет к неточности определения координаты. Конечно, практические измерения далеки от теоретического предела, установленного соотношением Гейзенберга. Но речь здесь идет о принципиальной невозможности точных измерений, которая не принималась в расчет классической теорией.

Эти новые открытия физической науки способствовали постепенному признанию того, что в природе существует не только необходимость, но и случайность (см. Необходимое и случайное). В то же время они породили новые сомнения и поставили ряд вопросов мировоззренческого характера. Если закономерности движения элементарных частиц, из которых состоит весь остальной мир, являются законами случая, то следует признать, что в мире господствует чистая случайность. А отсюда можно было бы заключить, что в мире не должно существовать никакой регулярности, определенности, устойчивости и порядка. Даже если признать, что детерминизм и случайность играют равноправную роль, остается неясным, как они соотносятся друг с к другом. Многие исследователи склонялись к мнению, что детерминизм должен превалировать над случайностью. Не этим ли объясняется тот факт, что тенденция к признанию доминирующей роли универсальных Д. з. оказалась настолько живучей, что повлияла даже на А. Эйнштейна, считавшего случайность иллюзией, которая не должна приниматься в расчет в строгой науке? До конца жизни он верил, что за вероятностными законами природы должны существовать более глубокие Д. з. Однако такие взгляды на случайность вынуждены были уступить место новым идеям и концепциям, как в самой физике, так и в философии.

С философской точки зрения взаимосвязь случайности и необходимости была впервые проанализирована в диалектической концепции развития, в которой противопоставление этих категорий расценивалось как типично метафизическое по своей сущности. Но если в идеалистической системе Гегеля речь идет о диалектической взаимосвязи случайного и необходимого только как категорий мышления, то в материалистической диалектике она относится также к объективному, реальному миру. Однако в силу того, что основоположники этой диалектики опирались в своих воззрениях на классическую физику, это не могло не отразиться на их представлениях о случайности. К. Маркс определяет закон как «внутреннюю и необходимую связь между явлениями». Такая формулировка исключает возникновение регулярности из взаимодействия случайностей, а тем самым и существования стохастических закономерностей, поскольку признак внутренней, необходимой связи присущ только Д. з. Современные исследования в неравновесной термодинамике и особенно в синергетике раскрыли конструктивную роль случайностей в мире и тем самым подтвердили глубокую идею античных философов, что без возникновения случайностей невозможно появление новых структур и порядка в мире.

Г.И. Рузавин

Лит.: Мякишев Г.Я. Динамические и статистические закономерности в физике. М., 1973.

Энциклопедия эпистемологии и философии науки. М.: «Канон+», РООИ «Реабилитация»

И.Т. Касавин

2009