Динамические и статистические закономерности

Законы классической механики опираются на представления о динамических закономерностях. Отличительная особенность таких законов состоит в том, что предсказания, полученные на их основе, имеют достоверный и однозначный характер.

Динамический закон – это закон, управляющий поведением индивидуального объекта и позволяющий установить однозначную связь его состояний.

Наряду с динамическими законами в науке с середины Х1Х века стали все шире применяться законы другого типа, статистические законы. Их предсказания не являются однозначными, а только вероятными.

Статистический закон – это закон, который фиксирует поведение большой совокупности явлений и в отношении индивидуального объекта позволяет дать лишь вероятные заключения о его поведении.

Представления о динамических закономерностях сформировалось в ходе развития классической механики, которая была первой естественно-научной теорией, формулировавшей свои законы на строгом языке математики. Основной задачей классической механики было определение траектории движения отдельного макротела. Определяющей чертой динамической закономерности является строго однозначный характер всех без исключения связей и зависимостей. Там, где не было строгой однозначности, отрицалась и объективная закономерность.

Развитие всей классической физики, начиная от механики твердого тела и кончая классической электродинамикой, происходило под определяющим воздействием классической механики. Представление о динамической закономерности было абсолютизировано. Наиболее наглядно это проявилось в концепции лапласовского детерминизма. Французский математик П.С. Лаплас полагал, что если бы существовал ум, осведомленный в данный момент обо всех силах природы в точках приложения этих сил, то «будущее, так же как и прошедшее, предстало бы перед его взором». Лапласовский детерминизм основывается на представлении, согласно которому Вселенная уподобляется гигантскому механизму, все будущие состояния, которого строго детерминированы или предопределены его начальным состоянием.

Статистические законы хотя и имели «хождение» в классической физике, но рассматривались как некий суррогат «истинных» (динамических) законов, появляющихся как результат нашей неспособности учесть все относящиеся к делу факты. Однако схема жесткой детерминации оказалась несостоятельной при соприкосновении с более сложными явлениями (биологическими и социальными). Во второй половине ХIХ века в естествознание проникают вероятностные методы, они связаны с именами таких ученых как Максвелл, Гиббс, Больцман.

Появление квантовой механики заставило ученых пересмотреть взгляды на соотношение динамических и статистических законов. Идея вероятности приобрела огромное значение в современной физике, прежде всего в физике микропроцессов, физике атома и элементарных частиц. Если в классической физике вероятность трактовалась как второстепенный, инородный элемент структуры физической теории, нарушающей её внутреннюю красоту и совершенство, то в современной физике вероятность с самого начала рассматривается как одно из важнейших оснований этой структуры.

Идеи и методы теории вероятности являются существенными не только в современной физике, они имеют непосредственное отношение и к наукам о живой природе и обществе (генетика, кибернетика, социология). Органическая связь динамических и статистических закономерностей наглядно проявляется при анализе содержании фундаментальных законов природы, в частности, закона сохранения и превращения энергии.