Теория теплоты. Как ни странно сейчас это может показаться, теория теплоты многое использовала из ньютоновской механики. Теплопередача и нагретость рассматривались в контексте скорости движения и соударения молекул.

Многие другие области знания, вплоть до психологии, так же пытались рассматривать в контексте системы понятий механики.

Обособленно от механики стояли оптика, электродинамика и магнетизм Максвелла.

Ситуация совершенно поменялась когда была разработана специальная теория относительности, которая лишила статуса абсолютности время и пространство. Надо четко понимать, что специальная теория относительности никоим образом не противоречит ньютоновской механике, а частично ее включает. Относительность пространства и времени проявляются только при определенных условиях: при движении тела со скоростью приближающейся к скорости света в вакууме.

Еще одной системой понятий была теория волн Де Бройля. Она в основном оперировала понятием волны и была предшественницей квантовой теории.

Но вот настало время квантовой теории. Теория посягает на святая святых классической механики: на возможность точно рассчитать траекторию частицы в любой момент времени, отталкиваясь только от исходных данных об импульсе и координате. Вводится понятие вероятностного знания. Факт наблюдения оказывает влияние на вероятный исход следующего наблюдения. Оказывается, что квантовая механика полностью включает в себя классическую, которая является её частным случаем, при определенных условиях.

В. Гейзенберг предлагает проследить теперь соотношения замкнутых систем понятий различных наук.

Около ста лет назад физика и химия имели довольно мало общего. Химия имело дело с превращениями веществ, и оперировала с такими понятиями как кислота, основание, соль и другими. Физика, в лице ньютоновской механики, как было уже показано выше, оперировала с понятиями материальной точки, скорости, инерциальной системы отсчета. Со временем развитие физики, и в основном квантовой теории, а так же химии, привели к тому, что эти науки сильно сблизились. Теперь при рассмотрении химического процесса используются такие физические понятия, как потенциал, энергия реагирующих частиц, кванты света. Возникает некое ощущение, что со временем возникнет объединенная наука о веществе, включающая в себя и химию и физику[iii].

Возникает законное желание, в конечном счете, свести биологию к химии, а затем и к физике. Несомненно, многие химические понятия в современной биологии представляют собой часть базиса этой науки. Например, окисление, восстановление и множество других.

На деле оказывается, что понятия химии и физики не в состоянии полно описать все биологические явления. В качестве примера следует указать на феномен жизни, который никак не сводится ни к физическим, ни химическим понятиям. При исследовании феномена жизни оказывается, что пока о нем ничего серьезного сказать невозможно, так как всякое глубокое исследование живого объекта лишает его жизни.

Биология вводит понятие фактора истории. Здесь имеется в виду то, что свойства системы, биологической системы, зависит от ее истории развития. Таким образом, на сегодняшний день пока невозможно создать замкнутую систему понятий, объединяющую физику, химию и биологию.

Почти совсем не имеют точек соприкосновения с естественными науками, такие науки, как психология, социология, история и другие гуманитарные науки. Среди их понятий присутствуют такие понятия, как общество, душа, дух времени. Все они представляют собой некую реальность. Проблема же осложняется тем, что познающий себя субъект и объект исследования представляют собой одно лицо. Сама процедура исследования некоторым образом изменяет сам результат. В свете сказанного, ясно, что пока говорить о включении естественнонаучного понятийного комплекса в гуманитарные науки преждевременно.

Подводя итог данной главы, В. Гейзенберг утверждает, что картезианское разделение на объект исследования и самого исследователя теряет свои позиции. Это утверждение в основном исходит из когнитивных реалий квантовой теории, которые были уже отмечены выше.

По мнению автора, научные системы напоминают стили искусства, со своим своеобразием и базисной системой. Как и всякий стиль искусства, так и понятия науки, безусловно, идеализируют реальность, но, в конечном счете, без этого невозможно никакое содержательное исследование.

Теория относительности

Данная глава книги В. Гейзенберга посвящена разъяснению теории относительности. В этой главе рассмотрены некоторые онтологические вопросы.

В течение длительного времени прежде развития квантовой теории предполагалось существование некоего всепроникающего вещества. Необходимость в таком предположении исходила из наблюдаемого факта - свет проходит через вакуум. Следовательно, поскольку волновые свойства света были уже установлены, необходимо было постулировать наличие среды, в которой световые волны распространяются. Было непонятно, есть ли он вообще, а если и есть, то, движется ли он вместе с движущимся телом или нет. В любом случае имелась возможность обнаружить наличие «эфирного ветра». Если эфир покоится относительно Земли, то ветер будет около 30 км/с! Если же движется вместе с Землей, то на разных высотах величина «эфирного ветра» должна быть различной.

Для проверки гипотезы существования эфира Майкельсон и Морли провели опыт, который был основан на том, что при наличии «эфирного ветра» скорость света должна быть разной в зависимости от направления «ветра». Разность скоростей света в разных направлениях приводит к появлению разности хода световых лучей в интерферометре, ориентированном по направлению движения Земли. Если бы интерференционная картина изменилась при ином ориентировании интерферометра относительно движения Земли, то наличие эфира можно считать доказанным. На деле никакого эфирного ветра не оказалось[iv].

После того, как с распространением света проблемы были сняты, и стало ясно, что свет спокойно может распространяться в пустоте, встал вопрос о зависимости скорости света от скорости среды, в которой он распространяется. На опыте оказалось, что скорость света в движущейся по направлению распространения света воде даже меньше чем в покоящейся. Такие, странные на первый взгляд, результаты привели ученых в замешательство. В последствии оказалось, что скорость света по отношению к движущемуся навстречу ему телу не превышает скорость света в вакууме.

Эйнштейн сделал смелое предположение: скорость света в вакууме – максимально достижимая материальным телом скорость. Это предположение стало постулатом теории относительности. Поскольку предельной скоростью движения материального тела может быть скорость света в вакууме, то, не вдаваясь в конкретные выражения теории относительности, оказывается, что время и расстояние в движущейся системе отсчета относительно другой системы связано с ее скоростью, относительно этой второй системы отсчета.

В теории относительности вводится понятие одновременности, отличное от обыденного понятия. Одновременными могут считаться только те события, информация о которых, например свет, прибывают в точку наблюдения в один и тот же момент времени, судя по часам, находящимся в этой точке.