Министерство образования и науки российской федерации курский государственный университет
| Вид материала | Книга |
СодержаниеНепрерывные преобразования пространства-времени Дискретные преобразования пространства-времени Преобразования внутренних симметрий Калибровочная симметрия. |
- Российской Федерации Министерство образования и науки Российской Федерации Государственный, 343.55kb.
- Программа 1-3 октября 2003 года Москва Организаторы и спонсоры Министерство образования, 141.3kb.
- Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию, 32.48kb.
- Российской Федерации Читинский государственный университет иппк рабочая программа, 177.68kb.
- Министерство образования и науки российской федерации тамбовский государственный университет, 59kb.
- Министерство образования и науки российской федерации тамбовский государственный университет, 60.77kb.
- Министерство образования и науки российской федерации тамбовский государственный университет, 39.54kb.
- Министерство образования и науки российской федерации российский государственный социальный, 183.27kb.
- Н. А. Быковой Контрольные вопросы, 24.48kb.
- Министерство образования и науки российской федерации программ, 381.21kb.
Объединение симметрий в мире элементарных частиц привело бы физиков к построению теории «фундаментальной симметрии» (суперсимметрии), которая была бы характерна для всех частиц и поэтому выражала принципы строения материи. Представление о суперсимметрии мы можем получить, если представить, что пространство-время имеет дополнительные измерения. Описывая событие, мы констатируем, что оно происходит в пространственной точке x в момент времени t. Аргументами полевых и волновых функций являются пространственно-временные координаты x и t. Представив пространство с введёнными нами дополнительными измерениями, но только квантовыми мы по этим введённым координатам измеряем положение уже не обычными, а грассмановыми числами. Особенностью таких чисел является то, что они антикоммутативны, то есть, умножая некую величину на два таких числа в прямой последовательности, мы получаем противоположный по знаку результат, чем при умножении на два этих же числа в обратной последовательности. Математики могут предложить различные числа и, совершая над ними специфические операции, математически могут представить пространство, в котором, помимо привычных пространственно-временных координат x, y, z и t, имеются антикоммутирующие координаты θ1 и θ2 (θ1θ2 = -θ2θ1). На основе таких математических операций, следуя принципу красоты, учёные получили весьма изящное обобщение традиционного пространства-времени, включающее подобные антикоммутирующие квантовые измерения. В таком «суперпространстве» — мы имеем такие преобразования симметрии, которые позволяют отобразить x в y поворотом или x в t отображением, а также преобразования, поворотом переводящие квантовые координаты θ в пространственные координаты x. Согласно суперсимметричным теориям, у каждой частицы есть свой «суперпартнёр» – соответствующая ей «суперчастица». Математически она выводится в результате поворота суперпространства, переводящего коммутирующую координату (x), в антикоммутирующую (θ). В результате трансформируется бозонная коммутирующая координата в фермионную антикоммутирующую координату. Таким образом, каждой наблюдаемой элементарной частице должна соответствовать суперчастица с обратным статистическим распределением и спином, отличающимся на ½. Физики таким суперчастицам дали специфические названия. Например, суперпартнёров для кварка назвали «скварком», электрона – «селектрон», фотона – «фотино», гравитона – «гравитино». Математик бы сказал, что обобщение классических пространственно-временных симметрий, вращательной инвариантности и релятивистской инвариантности Лоренца до суперпреобразований, действующих в суперпространстве является красивым. Таким образом, квантовое обобщение пространства-времени и пространственно-временных симметрий возможно лишь на основе математического построения.
Подобный подход вполне согласуется с основными идеями европейской философии и науки со времен Древней Греции и является, по-видимому, эллинистическим наследием, которое вполне хорошо соотносится с теорией познания диалектического материализма. Нельзя не учитывать и тот факт, что симметрии в античной философии придавалось значение красоты, гармонии, совершенства. Поэтому, в строгом смысле чистая симметрия существует в идеале, то есть в мыслительной деятельности. Поскольку мыслим мы по обыкновению диаметрально противоположными понятиями, то не избежать при этом, так называемых крайних точек зрения. Например, пифагорейцы считали, что сущность всех вещей определяется симметричным числом паттернов, что по-своему реализовало тезис: «Все вещи суть числа», в котором числа, существующие лишь в сознании человека, отождествляются с вещами, существующими вне и независимо от него; большинство греческих астрономов придерживались концепции, согласно которой все небесные тела движутся по окружностям, поскольку круг – самая симметричная геометрическая фигура; Платон считает формами природных начал правильные многогранники («платоновы тела») в силу присущей им симметрии. Наряду с этим, нам представляется, что людей может привлекать симметричное не только как красивая вещь, но также и как утилитарно полезная. При отсутствии во внешней природе симметрия в отражении существует вследствие допустимости для человека приближенных образов реальности. Как видим, математизация физики, связанная с приближением физики к таким однородным и простым элементам материи, которые допускают обобщенную математическую формулировку всех важнейших законов природы, имеет свои предпосылки уже в античной натурфилософии. В этом смысле «обнаружение симметрий – приближённых или при наличии определённого уровня технологии практически точных – позволяет упорядочивать знания, искать её более фундаментальные причины и пытаться экстраполировать её на более широкую область и, возможно, предсказывать ещё не открытые её реализации» [Губин 2004: 103].
Однако тот же самый исторический опыт развития европейской натурфилософии показывает, что при определённых условиях на основе математизации научного знания может возникнуть иллюзия всемогущества уравнений и возможности подмены физической реальности математическими символами. Как следствие можно предположить, что любые парадоксы основаны на хорошо известном атавизме в мышлении культурного человека: «Человек… научился соединять в мысли те вещи, которые он находил связанные между собой в действительности. Однако в дальнейшем он извратил эту связь, заключив, что ассоциация в мысли должна предполагать такую же связь в действительности» [Тайлор 1989: 94]. В современных условиях на новой стадии развития эта иллюзия возрождается в виде кантианской идеи: разум предписывает законы природе. В духе кантианской идеи находим утверждение И. фон Неймана, определяющее специфическую роль сознания наблюдателя в квантовой теории, согласно которому волновая функция описывает состояние нашего знания, которое может изменяться при взаимодействии микрообъектов с приборами. Е. Вигнер на основе этого предполагает, что сознание способно порождать субстанциональное изменение в состоянии наблюдаемого квантового объекта.
В частности, такой подход обнаруживается в связи с интерпретацией коллапсов (редукции) волновых функций. В отличие от изменения волновых функций во времени, описываемого в теории как изменение во времени свойств квантовых объектов посредством уравнения Шрёдингера, результат взаимодействия этих квантовых объектов с прибором описывается как коллапс волновых функций, то есть как мгновенное исчезновение их по всей остальной части пространства, где они были до этого отличны от нуля. В известном парадоксе Эйнштейна–Подольского–Розена [ЭПР-парадокс] [Эйнштейн 1966 а: 604–611], сформулированном в 1935 году, эта ситуация выглядит следующим образом. «Когда коррелированные [комбинированное состояние системы частиц не просто конъюнкция состояний этих частиц, а суперпозиция их произведений – А.К.] пары частиц со спином 1/2 и с суммарным моментом, равным нулю, разлетаются из общего центра», то «корреляция между спинами в момент измерения устанавливается мгновенно… До измерения у частицы нет определённого значения спина. Оно появляется только в момент измерения в виде коллапса волновой функции» [Кадомцев 1996: 655]. Существенно то, что измерения с одной из частиц не могут оказать возмущающегося воздействия на физическое состояние другой частицы и, стало быть, повлиять на результаты измерений с другой частицей в силу того, что продукты распада пространственно разделены. Таким образом, «если мы можем без… возмущения системы предсказать с достоверностью значение некоторой физической величины, то существует элемент физической реальности, соответствующий этой физической величине» [Эйнштейн 1966 в: 605], то есть с этих позиций следует рассматривать коллапсы волновых функций как реально протекающие (объективные) процессы» [Там же: 659].
С другой стороны, согласно квантовомеханическим принципам, любые два компонента спина не могут быть одновременно реальными величинами, поскольку различные проекции углового момента не коммутируют между собой, не могут быть одновременно измерены. Отсюда и выводится заключение о неполноте квантовой механики в отношении описания ею физической реальности. Таким образом, экспериментальные проявления причинности и детерминизма в поведении элементарных частиц расцениваются нами как парадоксы природы, тогда как источник этих парадоксов не природа, но неадекватность нашего мышления. Возможно, законы комплексной квантовой линейной суперпозиции неприменимы к сознанию. Как предложил Эуген П. Вингнер, линейность уравнения Шрёдингера может нарушаться для существ, наделённых сознанием, и это уравнение подлежит замене на некоторую нелинейную процедуру, согласно которой та или иная из альтернатив должна быть отброшена. То есть, получается, что только в тех уголках вселенной, где обитает сознание, комплексные квантовые линейные суперпозиции могут быть расщеплены на реальные альтернативы независимо от того, было или не было такое расщепление произведено до нашего наблюдения. Иную точку зрения выдвинул Джон Уиллер, известную нам под названием партисипаторной вселенной. Основная идея заключается в том, что, эволюция жизни, обусловленная мутациями на нашей планете, предположительно существующими как квантовые события в виде линейной суперпозиции до тех пор, пока они не доводят эволюцию до мыслящих существ, самое существование которых зависит от «правильных» мутаций, имевших место в действительности! Таким образом, сознание присуще природе виртуально, находится в ней в «свёрнутом», потенциальном виде. Свойство материи, содержащее в себе эту «потенциальность», получило название отражения.
Следует заметить, что такое явление, как коллапс волновой функции свойственен процессам дискретным, «квантовым скачкам», не подчиняющимся уравнению Шрёдингера, описывающему лишь непрерывные физические процессы, которые имеют место в квантовой физике. Выявление различных субстанциональных причин подобного феномена позволяет исследователям давать различные интерпретации как самой волновой функции и её коллапса при измерении, так и квантовофизической теории в целом. Отметим некоторые из них.
В. Гейзенберг говорил о «неконтролируемом возмущении» квантового объекта физическим прибором; Н. Бор подчёркивал при этом, что поведение квантового объекта не может быть строго отграничено от измерительного прибора, при взаимодействии с которым, как считал В. А. Фок, надо учитывать относительность к средствам наблюдения вероятностным описанием квантовофизического состояния микрообъекта как «потенциальной возможности» [Фок 1970: 131]. Таким образом, пока система остаётся на квантовом уровне, квантовое состояние эволюционирует детерминистски, в то время, когда эффекты квантовых альтернатив увеличиваются до классического уровня (так, что мы способны воспринимать их непосредственно), тогда такие суперпозиции с комплексными коэффициентами, по-видимому перестают существовать. Вместо этого необходимо образовывать квадраты модулей комплексных амплитуд (квадраты их расстояний до начала координат на комплексной плоскости), и эти действительные числа теперь выступают вероятностями для рассматриваемых альтернатив. А поскольку в соответствии с редукцией вектора состояния (коллапс волновой функции) выживает только одна из альтернатив, уместно говорить здесь об индетерминизме квантовой теории в данных условиях.
Если говорить о коллапсе волновой функции позиций возможности физического описания психических процессов в живой природе, то логично предположить, что данный феномен происходит лишь на уровне сознания. Вместе с тем состоятельность подобной конструкции волновой функции ставится под сомнение, если предположить, что «вся Вселенная» не допускает выделенности некоего внешнего наблюдателя, а стало быть, при этом утверждение о волновой функции Вселенной становится бессмысленным. Однако при распространении принципов квантовой теории на теорию гравитации допустимо предположение о существовании, так называемой, «ветвящейся Вселенной» [Everett 1957: 454–462]. Вместе с тем, учитывая, что «состояние» квантового объекта это лишь описание, информация наблюдателя об объективных характеристиках частицы, а не объективная характеристика квантового объекта, мы понимаем бесплодность попыток субъективистской интерпретации волновой функции.
С идеалистических позиций, исторически, понимание симметрии в культуре как результата (продукта) мыслительной деятельности человека, а не как свойство, присущее самой природе, не придавало ей большого значения: правильные геометрические формы есть выражение искусственного, а не естественного, природного. Этот подход в современной физике частично реализовался в принципе относительности к средствам наблюдения В. А. Фока [Фок 1961], который обнаруживает, что относительность к средствам наблюдения характеризует процесс познания объектов в любой области, в частности в области применения классической физики. В этом смысле в рассмотренном ранее примере коллапсы волновых функций исчезают из объективной действительности и оказываются всего лишь элементами теории, характеризующими изменение вероятности реализаций проекций на прибор соответствующих свойств квантовых объектов; не свойства квантовых объектов существуют (или «возникают») постольку, поскольку измеряются, а их проекции на прибор – свойства квантовых объектов, которые внутри рассматриваемой локальной области воссоздаются познающим субъектом-наблюдателем по их проекциям на прибор, – за его пределами оказываются лишь теоретическими образами этих свойств, описывающими их, но отнюдь не являющимися ими самими. Данное положение в духе конструктивного эмпиризма совпадает с утверждением копенгагенца М. Борна: «Физик должен иметь дело не с тем, что он может мыслить (или представлять), а с тем, что он может наблюдать. С этой точки зрения состояние системы в момент времени t, когда не проделывается никаких наблюдений, не может служить предметом рассмотрения» [Борн 1977: 171]. В данной связи, Гейзенберг утверждал: «Мельчайшие единицы материи в самом деле не физические объекты… они суть формы, структуры или идеи в смысле Платона, о которых можно говорить только на языке математики» [Гейзенберг 1987: 118].
Руководствуясь такими идеями, Гейзенберг рассматривал физическую теорию не как отражение объективной реальности, а как абстрактную теорию феноменологического характера, не вводящую никаких величин, кроме тех, которые непосредственно связаны с экспериментальными данными [Бройль 1962: 175]. Таким образом, известные парадоксы Эйнштейна демонстрируют «только лишь парадоксальную форму традиционной (эйнштейновской) точки зрения, где ненаблюдаемое промежуточное состояние считается таким же реальным, как действительно наблюденное конечное состояние» [Борн 1977: 171]. Наряду с вышесказанным, и «законы сохранения никоим образом не сводятся к симметриям, хотя и связаны с ними. Представляется, что наиболее адекватным образом эта связь раскрывается через категории сущности и явления» [Князев 1991: 37]. Синонимичность принципу симметрии как проявления тождественного в различном и инвариантности как устойчивого в изменяющемся отчасти проявляется в выяснении причин, порождающих симметрию, что приводит к установлению большего числа закономерностей. Таким образом, в абстрактном виде принцип симметрии представляет собой единство противоположностей: изменения и сохранения [Овчинников 1976: 19].
В дальнейшем при исследовании физиками природы по мере углубления в микромир, в связи с обнаружением новых типов симметрии, происходит расширение, обогащение и углубление содержания принципа симметрии, возрастает его методологическая роль и находит своё воплощение в целой системе общих преобразований. В их число входят [Готт 1988: 263–264] следующие преобразования.
Непрерывные преобразования пространства-времени: сдвиг систем как целого в пространстве – реальный перенос физической системы относительно выбранной системы отсчета или параллельный перенос системы отсчета (однородность пространства); поворот системы как целого в пространстве – эквивалентность всех направлений в пространстве (изотропия пространства), сдвиг во времени – физические законы не меняются со временем; эквивалентность всех инерциальных систем отсчета – переход к системе отсчета, движущейся относительно данной системы с постоянной (по направлению и величине) скоростью.
Дискретные преобразования пространства-времени: пространственная инверсия (Р) – изменение пространственных координат событий (x,y,z), определённых в некоторой декартовой системе, на их противоположные значения (-x,-y,-z); обращение времени (Т) – математическая операция замены знака времени в уравнениях, описывающих развитие во времени какой-либо физической системы; зарядовое сопряжение (С) – операция замены всех частиц, участвующих в каком-либо взаимодействии, на соответствующие античастицы; комбинированная инверсия – СР.
Преобразования внутренних симметрий: изотопическая инвариантность сильного взаимодействия, унитарная SU(3)-симметрия, цветовая симметрия, между кварками и лептонами, которая играет важную роль в создании единой теории электрослабого и сильного взаимодействий.
Суперсимметрия: симметрия, связывающая поля, кванты которых имеют целочисленный спин (подчиняющиеся статистике Бозе-Эйнштейна), с полями, кванты которых имеют полуцелый спин (Ферми-Дирака) – объединение бозонов и фермионов в обобщённые мультиплеты (ансамбли), позволяющие в этом случае «осуществлять системную взаимозависимость постоянно занимаемых и освобождаемых состояний частиц в квантовом ансамбле» [Князев 1991: 88]. Для фермионов это выливается, например, в то, что не может быть в ансамбле двух частиц, находящихся в одинаковом состоянии.
Калибровочная симметрия. Некоторые сохраняющиеся величины – «заряды» (электрические заряды, гиперзаряд, «цвет» и др.) одновременно являются источниками полей, а калибровочные поля дают возможность вводить модель некоторого расслоённого пространства, каждый слой которого локально отражает свойства симметрии того или иного типа материальных взаимодействий. Все современные варианты теории элементарных частиц являются калибровочно инвариантными, так как используют некие калибровочные преобразования, которые представляют собой переход в теории от одних значений, характеризующих поле величин, к другим, оставляющим без изменения физические определённые, наблюдаемые на опыте параметры поля. Так, гравитационное поле определяет кривизну физического пространства через свои потенциалы, которые могут интерпретироваться как коэффициенты связности плоских пространств, а для сильных взаимодействий локально вводится пространство изотопического спина, симметрия которого выражается законом сохранения изоспина.
Таким образом, принципы симметрии позволяют вывести соответствующий закон сохранения (имеет ли этот закон какой-либо физический смысл – это другое дело). Однако неизвестно, как перейти от какого-либо закона сохранения к лежащему в его основе принципу симметрии. Нынешнее состояние физики высоких энергий физик-теоретик В. Вайскопф охарактеризовал как «экспериментальную науку. Мы исследуем неизвестные стороны поведения в совершенно новых условиях. Мы делаем… новые открытия в стране… позволяющие глубоко проникнуть в тайны строения материи. Должно пройти некоторое время, прежде чем мы сможем составить разумную карту этой страны…» [Вайскопф 1977: 213]. Так, до сих пор из свойств симметрии сильных и слабых взаимодействий не удалось вывести строгого сохранения барионного и лептонного зарядов. Надежда на то, что будет сформулирован «более глубокий принцип, позволяющий объяснить, почему имеется несколько типов взаимодействий и соответствующих им различных групп» [Вигнер 1971: 141], основана на убеждении в единстве природы, существовании в ней ещё более глубоких законов, чем познанные нами ныне. Такое единство через призму симметрии законов природы возможно идеально точно отражено в суперсимметрии, которая была спонтанно нарушена ещё в первоначальном основном состоянии Вселенной. Вместе с тем многие существующие в природе симметрии спонтанно нарушаются. И если предположить, что масштабы нарушения суперсимметрии достаточно велики, это объясняет, почему мы не наблюдали так называемых суперпартнёров элементарных частиц. Однако если физикам при известных обстоятельствах удастся обнаружить эти частицы на ускорителе – Большом адронном коллайдере (Large Hadron Collider, LHC), то этим человечество фактически, откроет новые квантовые измерения пространства-времени. Фактически ожидается открытие частицы Хиггса – проявление динамики спонтанного нарушения электрослабой калибровочной симметрии и, в перспективе, открытие суперсимметрии, которая объединяет по принципу симметрии фермионы – кварки и лептоны и бозоны – мезоны, фотоны, W- и Z-бозоны, глюоны в квантовой хронодинамике (КХД) и гравитоны (кванты силовых взаимодействий).
Итак, в настоящее время симметрия рассматривается как форма упорядоченности элементов в целостных структурах систем, как согласованность и уравновешенность отдельных частей объекта, как инвариантность (сохранение) свойств и отношений относительно определённой группы преобразований. Это понятие связано с представлениями о сходстве, повторяемости, ритме, форме и т.п. Именно поэтому наряду со статическим, «симметрическим» подходом в ней представлен и «динамический» подход, который стремится рассматривать паттерны частиц не как конечный уровень устройства мира, а как нечто вторичное, своего рода проявление динамической природы субатомной действительности и принципиальной взаимосвязанности и нераздельной слитности всех происходящих в ней явлений. Так, все свойства симметрии рассматриваются как проявления состояния покоя, а все свойства асимметрии – как проявления состояния движения. Связь понятий симметрии и асимметрии точнее можно выразить как единство покоя и движения. Понятие симметрии соответствует состоянию равновесия в состояниях движения, а понятие асимметрии – моменту движения, изменению в состоянии равновесия. Асимметрия внутренних свойств элементарных частиц, как было показано, обусловлена наличием спина, чётности и других характеристик микрообъекта, а открытие несохранения чётности обнаружило, что при описании процессов распада, когда чётность не сохраняется, используется аксиально-векторный гамильтониан [Готт 1988: 263–264]; при этом только комбинация симметричных и ассиметричных составляющих гамильтониана даёт совпадение с экспериментом. Но хотя существует принципиальная связь между симметрией, асимметрией и законами сохранения, однако эту связь нельзя преувеличивать настолько, чтобы всё основное содержание законов сохранения сводить к формам симметрии и асимметрии. «Задача теоретического обоснования законов сохранения не только в том, чтобы раскрыть их связи с формами симметрии и асимметрии, но и в том, чтобы раскрыть их связи друг с другом, со структурой полей, с такими всеобщими принципами, как принцип несотворимости и неуничтожимости материи и движения и принцип единства атрибутов материи» [Там же: 300]. Поэтому при теоретическом обосновании законов сохранения на основе исследований фундаментальных взаимодействий принципиально важную роль играет принцип единства симметрии и асимметрии. «Конкретизация принципа единства симметрии и асимметрии осуществляется посредством категории антисимметрии» [Ротенфельд 1986: 22], одним из предельных значений которой является симметрия, а другим – асимметрия. В литературе, в частности в работах А. В. Шубникова и В. С. Готта, под антисимметрией понимается «свойство многих объектов совмещаться с собой в разных позициях операциями симметрии в сочетании с операцией перемены знака фигуры. Здесь под знаком фигуры понимают различные характеристики объекта: знаки электрических зарядов (плюс – минус), выпуклость – вогнутость, чёрное – белое, растяжение – сжатие, вперёд – назад и т.д.» [Готт 1965: 32].
Таким образом, установлено, что симметрия является атрибутом материи, таким же фундаментальным, как пространство, время, движение, на что обратили внимание в своих работах, в частности, Ю. А. Урманцев, В. С. Готт, Р. А. Аронов, В. А. Угаров [Аронов, Угаров 1978: 21; Готт 1988; Урманцев 1974]. Так, никто уже и не сомневается в том, что существует и фазовое пространство, то есть математическое пространство имеющее размерность выше трёх. Каждая точка фазового пространства описывает полное состояние некоторой физической системы, включающее в себя мгновенные движения всех её частей. Уравнения Гамильтона позволяют нам определять векторное поле в фазовом пространстве, то есть описывать эволюцию во времени физической системы. «Фазовое пространство», разумеется, есть мыслительный образ, логический конструкт, как и «кварки», и теорема Нётер, и многие другие научные формализмы, объединённые физической картиной мира. Но они в себе содержат объективную истину, практически работающее знание, опредмеченное в атомной энергетике, в высоких технологиях, физике высоких энергий и т.д. В настоящее время принцип симметрии стал общенаучным конкретизированным философским принципом (метатеоретическим), универсальным коррелятом, проявляющимся на всех уровнях познания и способствующим установлению структуры и взаимосвязей элементов целого.
Подход с использованием принципа симметрии стал одним из ведущих в синтезе физических знаний. Говоря об этой функции принципа симметрии, И. Д. Акопян пишет: «До появления идеи симметрии математика и естествознание напоминали отдельные островки безнадежно изолированных друг от друга и даже противоречивых представлений, законов, теорий. Симметрия знаменует собой эпоху синтеза, когда разрозненные фрагменты научного знания сливаются в единую, целостную картину мира» [Акопян 1980: 8].
Следовательно, не только и не столько ощущения выступают для человека источником знания, ибо «объектом познания человека постоянно остаётся окружающая действительность, и в центре его – сознание личности. Предметом познания всегда является истина – информационная модель бытия…» [Королёв 2001: 121], выраженная в представленном образе, картине мира. «С помощью чувственности – ощущений, восприятий, представлений Я ориентируюсь в окружающем мире, пытаюсь практически его преобразовать для себя. Но знать его законы и существенные свойства я могу только осваивая практически информационные модели в предметах, свойствах, отношениях» [Там же: 121]. Такой моделью, в частности, выступает физическая картина мира. В итоге, сознание в живом созерцании принимает такую же рациональную форму как и абстрактное мышление, ибо связано с осмыслением чувственных данных. Единство чувственности и мышления – необходимое условие познавательной деятельности человека. Благодаря этому единству чувственные данные во внутреннем контексте становятся источником обобщающих, в том числе и теоретических выводов. Но это же единство делает невозможным непогрешимое чувственное отражение действительности, которое лишь инкорпорируется в объективную реальность, становясь базой для создания концептуальных репрезентаций. В результате осознания такого единства формируется, по-видимому, в психике личности некое смысловое поле, отражённое в так называемом «пред-знании» или «пред-рассудке» как некие результаты обработки внутреннего контекста, посредством которых в процессе «экспериментального диалога» самосознание выращивает подлинное знание, синтезируя физическую картину мира как идеальную модель, адекватно соответствующую объективным сущностям и связям в духе утверждения древних: in interiore hominis habitat veritas (внутри человека обитает истина). Так субъективное элиминируется со временем из понятий, а понятийное мышление выступает главной формой бытия науки, которую Гегель называл рассудочной формой [Гегель 1972: 81].
В физике знание развивается на основе системы фундаментальных понятий (понятийного аппарата), играющей роль каркаса, инварианта при смене парадигм физического знания, обеспечивающей преемственность и сохранение её содержания. На недостаточную разработку систем фундаментальных понятий неоднократно указывал еще А. Эйнштейн, который, например, неполноту квантовой механики считал следствием её нефундаментальности. В. Гейзенберг отмечал, что использование понятий классической физики при изучении квантовых объектов ограничено соотношением неопределённостей [Гейзенберг 1989: 25] и, как известно, выделял несколько фундаментальных систем понятий, среди которых были понятия классической механики, теории теплоты, электродинамики и специальной теории относительности, квантовой теории. Дальнейшее развитие комплекса физических дисциплин с необходимостью привело к возникновению новых систем понятий [Кузнецов 1975: 158]. Думается, что в этом направлении находит решение вопрос о «полифундаментальности» теорий в естествознании [Ахундов, Баженов 1985: 55]. Признавая ограниченность классических понятий и в то же время неизбежность их применения, основное внимание уделяли как разработке новых, собственно квантовых понятий, так и изменению способов описания, правил оперирования старыми, классическими понятиями, что и было реализовано в «копенгагенской интерпретации» квантовой механики, в основу которой положены «принцип дополнительности» (комплементарности) Н. Бора [Бор 1961: 8] и «принцип неконтролируемого взаимодействия» В. Гейзенберга в интерпретации Н. Бора. Таким образом, использование понятий оказывается связанным с экстраполируемостью знаний, а экстраполяция как один из важнейших методов научного познания непосредственно основывается на отношениях тождества между различными пространственно-временными областями материального мира. При этом признаётся, что имплицитным моментом любой экстраполяции является установление тождественности различных объектов или областей исследования, поиск симметрии.
Дальнейшее развитие принципа симметрии в физико-математических науках было связано с изучением временных проявлений симметрий, заключающихся главным образом в преемственности развития определённых структур. Выявлено, что формы упорядоченности в процессе развития имеют тенденцию к усложнению. При сочетании симметрии с дисимметрией происходит переход от одних пространственных групп симметрии к другим. Симметрия и асимметрия процесса развития проявляются в устойчивости и изменчивости, цикличности и направленности, обратимости и необратимости. Учитывая, что фундаментальные взаимодействия сами по себе обладают определёнными формами симметрии, так как остаются неизменными, инвариантными при некоторых преобразованиях, можно сделать вывод о глубоком внутреннем переплетении изменения, сохранения и симметрии. Симметрия развития – это трансляция структурных отношений вдоль временной оси, что говорит о единстве пространственной и временной симметрии. Здесь использование принципа симметрии может пониматься как один из критериев развития. Поэтому поиск симметрии предполагает имплицитно экстраполяцию, в результате которой возможно осуществление переноса знания из одной области в другую.
Таким образом, принцип структурности, дополненный идеями принципа симметрии, является одним из тех принципов, которые должны являться основными элементами логико-гносеологических оснований физической картины мира и при обосновании её синтеза представляют собой генетическую и онто-гносеологическую проблему.