Текст книги "Концепции современного естествознания"

Объяснение— метод научного познания, раскрытие сущности изучаемого объекта; осуществляется посредством постижения закона, которому подчиняется данный объект, либо путём установления тех связей и отношений, которые определяют его существенные черты. Объяснение предполагает описание объекта (подлежащего объяснению) и анализ последнего в контексте его связей, отношений и зависимостей. В структуре объяснения как познавательной процедуры различают следующие элементы: исходное знание об объекте; знание, используемое в качестве условия и средства объяснения (основания объяснения); познавательные действия, связанные с применением знания, оснований объяснения, к объясняемому объекту. Наиболее развитая форма научного объяснения. – объяснение на основе теоретических законов, связанное с осмыслением объясняемого объекта в системе теоретического знания. В науке широко используется форма объяснения, заключающаяся в установлении причинных, генетических, функциональных и др. связей между объясняемым объектом и рядом условий, факторов и обстоятельств (например, объяснение резкого увеличения численности населения в эпоху неолита переходом к земледелию). Основанием в таких объяснениях выступают общие категориальные схемы, отражающие различные связи и зависимости, а сами объяснения нередко служат исходным пунктом развития представления об объекте в теоретическом понятии.

Раскрывая сущность объекта, объяснение также способствует уточнению и развитию знаний, которые используются в качестве основания объяснения. Процессы объяснения в пауке не сводятся к простому подведению объекта под тот или иной закон (схему), а предполагают введение промежуточных компонентов знания и уточнение условий и предпосылок. Таким образом, решение объяснительных задач – важнейший стимул развития научного знания и его концептуального аппарата. Объяснение служат основой разработки критериев и оценок адекватности знаний его объекту.

Интерпретация (от лат.interpretatio – разъяснение, истолкование) — совокупность значений (смыслов), придаваемых каким-либо образом элементам некоторой теории (выражениям, формулам и отдельным символам); каждое такое значение также называется интерпретацией данного выражения, формулы или символа.

Понятие интерпретации играет важную роль в теории познания, характеризуя соотношение научных теорий и областей объективного мира.

В содержательных естественнонаучных и математических теориях всегда подразумевается некоторая интерпретация: такие теории используют лишь осмысленные выражения, т. е. смысл каждого выражения предполагается с самого начала известным. Однако интерпретирующая (разъяснительная) функция таких теорий неизбежно ограничена. В общем случае понятия и предложения естественнонаучных теорий интерпретируются посредством образов сознания, совокупность которых должна быть адекватна, изоморфна интерпретируемой теории относительно описываемых свойств объектов и отношений между ними. Отношение между реальными объектами и их образами, всегда приблизительное и неполное, может претендовать лишь на гомоморфизм. Отношение между интерпретируемой теорией и её интерпретацией не взаимно однозначно: кроме «естественной» интерпретации (для формализованного описания которой данная теория строилась), у теории могут быть и другие, и наоборот, одна и та же область физических явлений может описываться различными теориями, то есть служить их интерпретациями.

Интерпретация теоретических построений развитых областей научного знания носит, как правило, опосредованный характер и включает в себя многоступенчатые, иерархические системы промежуточных интерпретаций. Связь начального и конечного звеньев таких иерархий обеспечивается тем, что интерпретация интерпретаций какой -либо теории даёт и непосредственную её интерпретацию.

Разница в методах гуманитарных и естественных наук определяется различием их объекта и предмета, хотя, как уже было сказано, это деление весьма условно и представляет собой скорее дань исторической традиции. В самом деле, ни одна гуманитарная дисциплина не может обойтись без таких методов, как наблюдение или моделирование, в то время как естественные науки используют понимание, объяснение и интерпретацию.

Тема 2. Представление о картине мира

2.1. Взаимосвязь картины мира и мировоззрения. Донаучные картины мира

Когда мы говорим, что система наук дает человеку определенную картину мира, мы подразумеваем при этом, что в нашем сознании на базе научных данных формируется некое отражение окружающей действительности. Отдельные факты, процессы, явления связываются в единое представление о мире, законах его существования и развития. Наука выступает в данном случае тем инструментом, при помощи которого и происходит такое формирование. Однако помимо строгих научных данных имеются еще два фактора, которые определяют картину мира – это личный опыт человека и исторический опыт человечества, который меняется от эпохи к эпохе. Именно поэтому нельзя утверждать, что картина мира базируется только на научных данных – наука делает для этого очень много, но значительную роль играет и мировоззрение человека и общества.

Мировоззрение – система взглядов на объективный мир и место в нём человека, на отношение человека к окружающей era действительности и самому себе, а также обусловленные этими взглядами основные жизненные позиции людей, их убеждения, идеалы, принципы познания и деятельности, ценностные ориентации. Как видим, мировоззрение включает в себя элементы научного познания, однако ими не исчерпывается. Наука во многом определяет, как именно предстанет окружающий мир в глазах человека, однако она сама направляется и определяется тем, что человек хочет увидеть в окружающем мире, каковы цели его познания и достижению каких материальных и духовных ценностей оно служит.

Разделяют три исторических типа мировоззрения – мифологическое, религиозное и научное (иногда его называют научно-философским). Мифологическое мировоззрение характеризуется в первую очередь синкретичностью, т.е. неразделенностью между субъектом и объектом, между естественным и сверхъестественным мирами и т.д. В мифе форма представляется тождественной содержанию, поэтому отсутствует самый главный критерий научного знания – достоверность. Категории истинности и ложности знания неприменимы к мифу именно потому, что символ, т.е. идеальное отражение объекта, считается полностью соответствующим самому реальному объекту. Миф органически сплавляет в себе зачатки научного знания, религии, искусства и т.д. С наукой миф роднит одна из его функций – объяснение реальности, ее правил и законов. Например, так называемые космогонические мифы описывают происхождение и развитие нашей вселенной, они пытаются объяснить устройство мира, в котором живет человек, но это описание и объяснение (методы, которыми пользуется и современная наука) основывается не на теоретическом знании, подтвержденном практическим опытом, а на произвольном толковании эмпирического материала. Мифологическая картина мира, т.о., предстает гармоничной и завершенной, но не отвечающей современным критериям научности. Основы науки закладываются тогда, когда единая картина впервые дает трещину – для западноевропейского мышления это эпоха высокой античности (V—IV в. до н.э.). При завершенном мировоззрении нет нужды в науке, в первую очередь – в естественнонаучном знании, поскольку миф дает объяснение всех фактов и явлений окружающего мира – от происхождения вселенной до социальных законов.

Разумеется, научное знание в эпоху мифологического мировоззрения присутствует. Например, геоцентрическая модель Вселенной, автором которой является египетский ученый Птолемей, обладает определенными чертами научной теории – она основывается на эмпирическом материале, под который подведена теоретическая база в виде законов, объясняющих фактические данные. Птолемеевская модель была ближе всего к структуре современных теорий, именно поэтому она просуществовала вплоть до XVI в. ( 1543 г .), когда была представлена работа Коперника «О вращениях небесных сфер». Следует заметить, что еще в Ш-м в. до н.э. Аристарх Самосский выдвинул предположение о гелиоцентрическом устройстве мира, однако это было сугубо умозрительное предположение, не подтвержденное фактами, в то время как теория Птолемея подтверждалась наблюдением за Солнцем и планетами, В самом деле, движение Солнца по небосводу мог видеть каждый, эмпирические доказательства теоретического знания были налицо, и гениальная догадка Аристарха была забыта. Именно умозрительность является, пожалуй, основной чертой античной науки. В 5-м веке до н.э. Демокритом была высказана еще одна гениальная догадка – о существовании мельчайших неделимых частиц, из которых состоит все сущее. Демокрит назвал такие частицы атомами и указал, что их природа недоступна чувственному познанию и может быть постигнута только с помощью логических построений. Отсутствие фактических данных, подтверждающих эту гипотезу, привело к ее забвению до XIX в. Подобные примеры показывают не только неразделенность естественных и гуманитарных наук в эпоху античности, они выражают невыделенность научного знания как такового. Наука и мировоззрение слиты в этот период воедино.

Религиозная картина мира характеризуется четким разделением сверхъестественного и естественного миров. Если в мифах мы встречаем сверхъестественных существ повсюду, они живут рядом с людьми (в античных мифах – наяды, дриады, сатиры и т.д.), и даже боги, отделенные от простых смертных, могут приходить в человеческий мир, то в религиозном мировоззрении Бог четко отделен от человека. Человеческая потребность в познании окружающего мира реализуется в данном случае путем сакрального авторитета. Любая религия, так же как и миф, объясняет окружающую действительность, однако это объяснение происходит путем отсылки к высшему существу – демиургу, творцу, который создал мир и установил его законы. Категория истинности знания в данном случае также не имеет смысла, однако по другой причине, нежели в мифе. Религиозное знание истинно, поскольку оно дано человеку существом, чьи познавательные возможности неизмеримо превышают человеческих разум. Во втором послании к Коринфянам , например, апостол Павел говорит: «Вся мудрость человеческая есть безумие пред Богом». Поэтому в эпоху господства религиозного мировоззрения потребности в науках так же не возникает – все факты и явления окружающего мира находят свое объяснение. Однако религиозное мировоззрение утратило, по сравнению с мифологическим, одну важнейшую черту. В мифе человек не отделяет себя от природы, он гармонично слит с ней, и потому не испытывает потребности (и даже не имеет возможности) в сомнении. Религиозная же картина мира опирается не на ощущение единства с миром, а на авторитет. Категория сомнения уже присутствует, ведь то, что является авторитетным для одного, может не быть таковым для другого. Подтверждением этого служит существование множества различных религий. Вопрос об истинности или ложности знания, таким образом, превращается в вопрос веры или неверия. Неслучайно возникновение в христианской средневековой Европе различного рода ересей – течений, подвергающих сомнению религиозные установления (само слово «ересь» означает выбор).

Религиозное мировоззрение в настоящее время существует и развивается параллельно с научным, хотя исторически оно возникает гораздо раньше. Определенные черты мифологического мировоззрения также могут присутствовать одновременно с наукой и религией. В первую очередь это относится к так называемым социальным мифам – заблуждениям, которые являются общеупотребительными. В качестве примера такого мифа можно указать на продажу Аляски, которая была осуществлена российским царем Александром II. Строго говоря, на этой почве возникло даже два мифа – во-первых, что земля была не продана, а отдана в аренду, а, во-вторых, – что продавала Аляску Екатерина II. Если первый миф был создан официально, дабы избежать негативной оценки этой сделки со стороны общественного мнения, и в настоящее время почти забыт, то второй оказался гораздо устойчивее – до сих пор подавляющее большинство россиян уверены, что Аляску продала именно Екатерина.

В настоящее время различают три типа мировоззрения, которые в значительной степени коррелируют с историческими типами. Это обыденное (повседневное, житейское), религиозное и научное мировоззрение, каждому из которых соответствует определенная картина мира.

2.2. Научная картина мира. Исторические типы рационального мышления. Понятие парадигмы

Научная картина мира содержит в себе два основных компонента – категориальный и чувственно-образный. Категориальный компонент представлен такими философскими категориями как пространство, время, материя, движение и т.д. Эти категории связываются воедино при помощи основополагающих законов и принципов. Такая система знаний представляет собой костяк, который дополняется понятийным аппаратом отдельных наук. Чувственно-образный компонент – это представление о мире, возникающее на базе категориального. Например, исходя из знаний о строении атомного ядра и электронов была предложена планетарная модель атома, позволяющая при помощи аналогии представить себе, казалось бы, непредставимые, недоступные чувственному познанию вещи.

Научная картина мира начинает формироваться в эпоху Возрождения, когда происходит ряд открытий, позволяющих объяснить многие процессы окружающего мира с помощью научных теорий. Научная картина мира является результатом синтеза знаний на базе определенной теории, именно поэтому до построения классической механики Ньютона такая картина была невозможной. Ньютоновская механика впервые предоставила возможность объяснения явлений, происходящих в различных сферах бытия, с точки зрения единых физических законов. Открытие Галилеем экспериментального метода впервые дало возможность установления таких критериев научного знания, как достоверность и проверяемость. Возрождение не случайно называют эпохой научной. В самом деле, до этого времени человечество пользовалось, по сути, всего двумя физическими принципами – рычаг и колесо. Все механизмы, созданные на протяжении человеческой истории до эпохи Возрождения, основывались именно на них. И только в XII—XVI вв. появляются новые открытия, позволяющие значительно расширить горизонт человеческого знания. Изобретение линзы и изучение ее оптических свойств привело к созданию таких приборов, как телескоп и микроскоп, что позволило человеку увидеть «дальше и глубже». Астрономические наблюдения привели к появлению математически обоснованной гелиоцентрической картины мира. Дальнейшее развитие физики позволило уточнить эту картину – открытие И. Кеплером законов небесной механики привело к изменению представления о концентрических (круговых) орбитах планет – теперь было доказано, что эти орбиты являются эллиптическими. Работы Гука, Гюйгенса и других естествоиспытателей получили свое обобщение и завершение в основополагающем труде И.Ньютона «Математические начала натуральной философии» (1687). Именно это произведение явилось основой для формирования механистической картины мира. Поскольку классическая механика Ньютона впервые позволила рациональным образом – без привлечения высших сил – объяснить все физические явления, она послужила базой для классического типа рациональности. Основными чертами этого типа являются следующие:

1. Пространство и время представляются абсолютными величинами. Абсолютность пространства и времени означает, что эти категории рассматриваются вне связи с процессами, происходящими в пространственно-временном континууме, прежде всего – с движением. Абсолютное пространство мыслится как простое вместилище всех материальных тел, причем его свойства не зависят от характеристик этих тел. Абсолютное пространство неизменно, его параметры не могут изменяться ни при каких обстоятельствах. Абсолютное время, в свою очередь, воспринимается как некая длительность, которая так же не зависит от объекта, на который она направлена.

2. Пространство и время не связаны между собой. Этот тезис механистической картины мира еще раз подчеркивает абсолютность, независимость основных физических категорий – пространства и времени = от любых других объектов, даже друг от друга.

3. Время представляется обратимой величиной. Разумеется, эта характеристика не предполагает возможности вернуться в прошлое. Утверждение об обратимости времени означает лишь возможность узнать состояние механической системы в любой момент времени – как в прошлом, так и в будущем, если нам известны скорость, направление движения и силы, действующие в этой системе. Например, при движении с постоянной скоростью из пункта А в пункт Б какого-либо объекта мы, зная его местоположение в данный момент времени, всегда сможем указать точку, в которой он находился минуту или час назад, а также предсказать его координаты в будущем. Очевидно, что, затратив определенное количество энергии, т.е. приложив силу в течении какого-либо времени, можно вернуть механическую систему в прежнее состояние.

4. Присутствие наблюдателя не влияет на процессы, происходящие в системе. Механическая система не изменяет своих свойств при проводимых в ней измерениях. Отсюда следует, что наблюдатель, проводящий эти измерения, на состояние системы повлиять не может. Образно говоря, спидометр, установленный в автомобиле, не влияет на скорость его движения. На самом деле, из-за сил трения даже спидометр будет несколько замедлять скорость, но величина этого замедления настолько незначительна, что ею вполне можно пренебречь.

5. Информация об изменении, произошедшем в какой-либо точке системы, мгновенно передается во все остальные точки этой системы. Это утверждение получило название принципа дальнодействия.

6. Максимальная скорость не ограничена, она может быть сколь угодно большой. Этот тезис классической рациональности вытекает из предыдущего. С точки зрения ньютоновской механики, не существует запрета на максимальную скорость. Механически скорость является результатом ускорения, которое, в свою очередь, зависит от силы, действующей на тело. Рассуждая с позиций Ньютона, можно сказать, что если возможно воздействовать на материальный объект с какой либо силой бесконечно долгое время, то в результате можно получить бесконечно большую скорость, а, поскольку время является абсолютной величиной, запрета на такое воздействие нет, то и максимальная скорость не может быть ограничена.

7. Принцип дальнодействия приводит к появлению еще одной характеристики классического типа рациональности. Если информация передается мгновенно во все точки системы, следовательно, все явления, в ней происходящие, находятся в жесткой причинно-следственной связи между собой. Каждое из этих явлений может быть рассмотрено в качестве следствия, вытекающего из комплекса определенных причин, и, в свою очередь, является причиной, вызывающей к жизни другие явления. Впервые этот принцип был сформулирован французским ученым Лапласом. Он писал: «…мы должны рассматривать настоящее состояние Вселенной как следствие его предыдущего состояния и как причину последующего.

Ум, которому были бы известны для какого-либо данного момента все силы, одушевляющие природу и относительное положение всех ее составных частей, если бы вдобавок он оказался достаточно обширным, чтобы подчинить эти данные анализу, обнял бы в одной формуле движения всех величественных тел Вселенной наравне с движениями легчайших атомов: не осталось бы ничего, что было бы для него недостоверно, и будущее, так же как прошедшее, предстало бы перед его взором». Выраженный Лапласом тезис получил название принцип детерминизма. Этот принцип, помимо естественнонаучного, имел еще и огромное философское значение. В том виде, в котором он сформулирован, он не допускает проявления случайности. С точки зрения Лапласа, все процессы Вселенной имеют строго определенный круг причин, а то, что мы называем случайностью – всего лишь явление, для которого мы, в силу несовершенства человеческого познавательного механизма, еще не обнаружили свою причину. Случайность – частный случай закономерности, непонятая закономерность. Подобный подход отрицает право человека на изменение своей судьбы и судьбы мира, он является фаталистическим, именно поэтому детерминизм Лапласа получил название жесткого детерминизма.

Период господства механистической картины мира продолжался до середины XIX века, когда, с развитием таких отраслей естествознания как термодинамика, электромагнетизм и др. некоторые положения были пересмотрены. Окончательно появление нового типа рационального мышления было завершено в 10-е годы XX в., когда были опубликованы работы А. Эйнштейна по общей и специальной теории относительности. Этот тип получил название неклассического типа рациональности. Его основными характеристиками являются следующие:

1. Пространство и время – относительные величины. Тезис об относительности пространства и времени утверждает невозможность восприятия этих категорий в отрыве от тех процессов, которые происходят в пространственно-временном континууме. Это утверждение базируется на двух основных моделях окружающего мира, которые возникли в ХIХ в. – математической и физической. В математике в это время происходи переворот, связанный с появлением неклассической геометрии. Исследования Римана, Лобачевского и др. доказали, что помимо привычного нам мира, построенного по принципам геометрии Евклида, возможна и другая организация пространства. Изменение тех или иных аксиом Евклида приводит к появлению непривычных для обыденного сознания, но, тем не менее, непротиворечивых конструкций, по иному описывающих окружающий мир. Происходит отказ от взгляда на трехмерный мир как на единственно возможный, появляются математические доказательства существования иных измерений. Пространство перестает быть абсолютным, т.е. неизменным, замкнутым в самом себе.

С точки зрения физики, пространство и время являются относительным, поскольку их параметры связаны с движением объектов окружающего мира. В работах А. Эйнштейна доказывается зависимость течения времени от скорости наблюдателя, производящего эти измерения. Время перестает быть абсолютной длительностью, т.к. для разных объектов оно течет с разной скоростью, т.е. его движение всегда должно измеряться относительно чего-либо.

2. Пространство и время связаны между собой. Неклассический тип рациональности впервые рассматривает нашу вселенную в качестве единой системы, в которой все элементы являются взаимосвязанными. Мир предстает не в виде набора объектов, «втиснутых» в определенное пространство, эти объекты сами представляют собой участки пространства, его часть, которая оказывает влияние на целое. При этом время включается в эту систему в качестве одной из ее измерений, наравне с длиной, шириной и высотой. Мир представляет собой не трехмерную, а четырехмерную систему.

3. Время представляется необратимой величиной. Необратимость времени означает невозможность установить состояние системы в какой-либо момент прошлого. Эта характеристика связана с развитием термодинамики.

В отличие от механических, термодинамические системы описываются в первую очередь не с точки зрения сил, действующих в ней, а с точки зрения энергии. Второй закон термодинамики утверждает невозможность передачи тепла от менее нагретого тела к более нагретому. [4]4
  Второе начало термодинамики имеет несколько формулировок. В тексте приведена формулировка Клаузиуса, как представляющая наибольшее обобщение. Формулировки Кельвина и Планка касаются возможности создания вечного двигателя второго рода и гласят: «Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет охлаждения теплового резервуара» (Кельвин); «Невозможно построить периодически действующую машину, единственным результатом которой было бы поднятие груза за счет охлаждения теплового резервуара» (Планк). Все эти постулаты представляют собой выражение одного и того же физического закона и могут быть выведены один из другого.


[Закрыть]Поэтому при соприкосновении объектов, имеющих различную температуру, будет происходить передача тепла от более нагретого тела к менее нагретому, причем такая передача будет происходить до тех пор, пока температуры обоих объектов не станут равными. Такое состояние называется термодинамическим равновесием. Невозможность передачи тепла в обратном направлении приводит к тому, что мы не можем указать, каким было состояние системы до того, как в ней установилось термодинамическое равновесие. Когда температура объектов становится равной, уже нельзя сказать, какой она была для каждого из них пять, десять, двадцать минут назад. Именно так следует понимать тезис о необратимости времени. Необходимо четко представлять себе, что он относится не к реальному течению времени, а к возможности считывания информации о системе.

Термодинамическая составляющая научной картины мира будет рассмотрена более подробно в разделе, посвященном характеристикам систем, в частности, энтропии.

4. Присутствие наблюдателя влияет на процессы, происходящие в системе. Этот постулат появился с развитием электродинамики и квантовой физики. Если измерения, производимые в механической системе, не оказывают влияния на ее состояние, или это влияние настолько незначительно, что им можно пренебречь, то в электромагнитных системах процесс измерения тех или иных характеристик может существенно повлиять на их величины. Даже простейшая операция по измерению напряжения на участке электрической цепи вносит определенную погрешность. Это легко объяснимо – подключение в цепь любого звена, имеющего свое собственное электрическое сопротивление, неизбежно приведет к перераспределению потока электронов, часть из которых будет проходить через это звено. В зависимости от способа подключения (параллельно или последовательно) для снижения погрешности измерений необходимо стремиться, чтобы его сопротивление было либо бесконечно большим (для параллельного подключения), либо бесконечно малым (для последовательного). Очевидно, что в реальных условиях ни первое, ни второе условие не могут быть выполнены, поэтому присутствие наблюдателя, производящего измерения, обязательно будет вызывать появление погрешностей этого измерения, т.е. оказывать влияние на измеряемые процессы, происходящие в системе.

Еще более заметно влияние наблюдателя на процессы, происходящие в квантовых системах. Поставим мысленный эксперимент – представим себе систему, состоящую из зеркальной сферы с абсолютно отражающей внутренней поверхностью, внутри которой находится какое-то количество квантов света – фотонов. До тех пор, пока сфера закрыта, т.е. система является замкнутой, фотоны, отражаясь от зеркальной поверхности, будут двигаться бесконечно. Стоит же появиться наблюдателю – какому-либо счетчику фотонов – как состояние системы измениться. В простейшем случае, когда внутри сферы будет всего один фотон, он будет зарегистрирован этим счетчиком, но для процесса регистрации потребуется затратить количество энергии, как раз равное энергии одного фотона. Таким образом, в результате измерения мы не сможем сказать, что в системе есть фотон, а только лишь то, что в системе был фотон. Следовательно, в результате появления наблюдателя состояние системы изменяется. В общем виде можно сказать, что любой процесс наблюдения и измерения происходит с затратами энергии, в результате чего ее количество в измеряемой системе уменьшается и состояние изменяется.

Постулат о влиянии наблюдателя на исследуемый объект приводит к снятию строгого разделения между субъектом и объектом исследования. В отличие от классической картины мира, где это противопоставление было очень четко выражено, в неклассическом типе рациональности проявляется потребность в рассмотрении объекта и субъекта познания не как двух не связанных друг с другом систем, а как единой системы. Такой подход имеет глубокий философский смысл – человек рассматривается как органическая часть мира, исследователь включен в единую систему познания, он является ее частью, которая при познавательном процессе изменяется сама и изменяет всю систему в целом. Таким образом, данный тезис еще раз подчеркивает принципиальное единство мира, универсальность его законов. Подобное единство открывает возможность для самопознания человека, рассмотрение его самого как универсальный синтез субъекта и объекта, подчеркивает способность человека к анализу самого себя.

5. Максимальная скорость в нашей вселенной ограничена и равна скорости света (300 000 км/с). Этот постулат, обоснованный и математически доказанный Эйнштейном, приводит к двум важнейшим следствиям:

а) Мгновенное распространение энергии или информации невозможно, для передачи необходимо определенное количество времени. Принцип дальнодействия, таким образом, оказывается ложным.

б) Скорость света постоянна и не зависит от скорости и направления движения его источника. Этот факт был установлен экспериментальным путем в исследованиях Майкельсона и Морли. В данном случае мы наблюдаем совершенно иную картину, нежели в механических системах. Если механическая система, содержащая движущийся объект, сама движется относительно другой системы, то скорость движения объекта относительно этой системы будет складываться из векторных сумм скоростей самого объекта и той системы, в которой он находится. Проще говоря, если в поезде, движущемся относительно земли со скоростью 80 км/ч , идет человек со скоростью 5 км/ч , то его скорость относительно земли будет равна либо 85 (в случае движения по ходу поезда), либо 75 (при движении против хода) км/ч. В случае же движения источника света не происходит такого механического сложения скоростей. В самом деле, если какой либо светящийся объект движется со скоростью 1000 км/с, то при механическом сложении получится, что скорость светового потока, движущегося по направлению движения этого объекта, будет уже не 300 000, а 301 000 км/с, однако это запрещено. При движении источника света происходит изменение длины световой волны – при движении по направлению светового луча она уменьшается (свет смещается в синюю часть спектра), при движении в противоположном направлении – увеличивается (происходит смещение в красную часть спектра). Это явление получило название эффект Доплера.Наглядно представить это явление помогает следующая аналогия из привычной механистической картины мира. Представим себе движущийся вертикальный штатив, на котором закреплена пружина:

При ускорении движения штатива скорость свободного конца пружины какое-то время будет оставаться неизменной за счет ее сжатия. Из-за невозможности мгновенной передачи воздействия на все молекулы, составляющие пружину, т.е. из-за инерционности вещества, произойдет ее сжатие – расстояние между витками пружины уменьшится. Это соответствует смещению в синюю область спектра. При движении в обратную сторону, наоборот, будет происходить увеличение длины витка. Разумеется, эта аналогия является очень грубой и на самом деле процессы, происходящие с квантами света, не имеют ничего общего с механическим сжатием пружины, но этот пример помогает ассоциативно воспринять сложное физическое явление – эффект Доплера.