Принцип наименьшего действия I

Зрелище Вселенной становится тем грандиознее, тем прекраснее, тем достойнее своего Автора, когда знаешь, что небольшого числа законов, мудро установленных, достаточно для всех движений.[1]

Пьер Луи Мопертюи (1744)

Среди более или менее общих законов, открытие которых характеризует развитие физической науки в течение последнего столетия, принцип наименьшего действия в настоящее время, безусловно, является одним из тех, которые по своей форме и всеохватности, можно сказать, наиболее близко подошли к идеальной цели теоретического исследования. Его значение, при правильном понимании, распространяется не только на механические процессы, но и на тепловые и электродинамические задачи. Во всех отраслях науки, к которым он применяется, он дает не только объяснение определенных характеристик наблюдаемых в настоящее время явлений, но и предоставляет правила, с помощью которых их изменения во времени и пространстве могут быть полностью определены. Он дает ответы на все вопросы, касающиеся их, при условии, что известны необходимые константы и соответствующим образом выбраны основные внешние условия. [2]

Макс Планк (1909)

В этот знаменательный день Хай Элул мы приступаем к амбициозному проекту по разъяснению одного из самых фундаментальных принципов науки — принципа наименьшего действия, его философских разветвлений и теологических параллелей. Я постараюсь охватить следующие материалы в серии выпусков. Это первый выпуск.

Содержание

Введение

I. Телеология

II. Введение в принцип наименьшего действия

1. Минимизация действия

2. Природа эффективна

3. Принцип оптимизации

III. История

1. Античность

2. Ренессанс

(a) Принцип Ферма

(b) Вариационное исчисление

(c) Принцип наименьшего действия

IV. Современная формулировка

1. Лагранжева механика

V. Лагранжиан

VI. Гамильтонова механика

VII. V. Духовный источник принципа наименьшего действия

VIII. Действие

IX. Заключение

Дополнение

 

Введение

Если и есть один самый важный принцип всей науки, то, несомненно, это принцип наименьшего действия.[3] Этот принцип действует в физике, но также используется в биологии, экономике, социологии и других науках. Его значение в науке невозможно переоценить. Более того, этот принцип предоставляет единый шаблон для рассмотрения разнообразных явлений в различных областях физики и различных, казалось бы, не связанных между собой дисциплин за пределами естественных наук. В этом эссе мы рассмотрим историческое развитие этого принципа, его современную формулировку, его философскую основу и теологические параллели.

Несмотря на свой ошеломляющий успех в физике, принцип наименьшего действия является prima facia телеологическим утверждением, которое не очень хорошо сочетается с материалистически настроенными учеными. Но сначала, что такое телеология?

I. Телеология

Телеология — это философское изучение замысла и цели в мире природы. Этот термин происходит от греческого слова telos, что означает «конец» или «цель». Телеология — это причина или объяснение чего-либо, что служит функцией его цели, в отличие от чего-либо, что служит функцией его причины. В телеологическом представлении считается, что вещи имеют цель, задачу или конец, к которому они стремятся, будь то природный объект или человеческое действие. В западной философии телеология зародилась в трудах Сократа, Платона и Аристотеля.

В телеологической структуре природные объекты и процессы рассматриваются как имеющие определенную внутреннюю цель или функцию. Например, в классические времена считалось, что цель дождя — позволить расти урожаю. Таким образом, Аристотель утверждал, что внутренняя цель (telos) желудя — стать полностью выросшим дубом.[4] Объекты, созданные людьми, обычно имеют четкую телеологическую цель. Например, цель молотка — забивать гвозди. Цель, которая навязывается использованием человеком, называется внешней. В философии конечная цель называется конечной причиной (causa finalis). Телеология составляет основу аристотелевской философии.[5] Во времена Ренессанса телеология впала в немилость. Однако Иммануил Кант использовал концепцию telos как регулятивный принцип.[6]

С появлением современной науки, включая ньютоновскую физику и эволюционную биологию, многие природные процессы, ранее считавшиеся телеологическими, были объяснены с помощью бесцельных механизмов. Например, структура частей тела животных теперь часто объясняется эволюцией путем естественного отбора, а не замыслом. С другой стороны, природа, которая ведет себя целенаправленно, подразумевает целенаправленного Создателя.

Ньютоновская механика, которая не требует каких-либо конечных причин, называется теорией эффективной причинности (causa efficiens), когда состояние системы в настоящий момент определяет эволюцию к состоянию в следующий момент. Телеология вышла из употребления и потеряла авторитет в философии и тем более в науке.

Широкая оппозиция телеологии является прежде всего результатом использования телеологии[7] для доказательства существования Б‑га, основанного на предполагаемом замысле или цели в мире. Телеология предполагает, что сложность и порядок Вселенной не могут быть результатом случайных процессов и должны быть работой разумного создателя.

Теология иудаизма, несомненно, телеологична по своей сути. Я коснулся телеологии в своих эссе «Храм как модель клетки» и «Песах, Шаббат и принцип наименьшего действия». Еврейская вера основана на вере в целенаправленного Б‑га, который создал целенаправленный мир. Еврейские мудрецы предлагали много возможных причин, по которым Б‑г создал мир, но все согласны с тем, что Он создал его по причине. Эта вера обязательно подразумевает, что человеческая жизнь должна быть значимой и целенаправленной, согласованной с божественной целью.

В еврейской философии и Каббале телеология правит.[8] Этот принцип закреплен в старейшей книге Каббалы, Сефер Йецира, где говорится:

Конец вклинивается в начало, а начало — в конец.[9]

Конец — конечная причина — влияет на начало. По этой причине в Каббале сефира Малхут, которая является последней (и, следовательно, самой низкой) сефирой, является единственной сефирой, где выражена вся сила Айн Соф («Свет Бесконечного») — именно здесь реализуется первоначальная цель творения и его causa finalis, обитающая в самых низких сферах (dirah b’tatonim). Более того, нас учат, что мир был создан ради создания обители для Б‑га в самом низком мире. Это рассуждение явно телеологично.

В последнее время телеология пережила скромное возвращение. Концепция аттрактора[10], используемая в кибернетике,[11] математике и теории хаоса, часто рассматривается как телеологическая. Фактически, Норберт Винер ввел термин кибернетика для обозначения изучения «телеологических механизмов».[12] Видный современный философ Томас Нагель предложил недарвиновскую теорию эволюции и сознания, основанную на принципах телеологии.[13]

Принцип наименьшего действия является выражением телеологического рассуждения, где начальные состояния системы определяются конечными точками — началом и концом. Но сначала нам нужно понять принцип наименьшего действия. Мы получим интуитивное представление о принципе наименьшего действия в следующем выпуске этой серии.


Это целенаправленный мир, созданный целенаправленным Существом,

Где конец и начало вклиниваются в кольцо,

Кто наполнил нас целью и осмысленной жизнью,

Кто открыл нам Свой telos, к которому мы должны стремиться.


Примечания:

[1] Пьер-Луи Моро де Мопертюи, «Accord entre différentes lois qui avaient jusqu’ici paru incompatibles». («Соглашение между различными законами, которые до сих пор казались несовместимыми»). 1744 г.; см. также его «Essai de Cosmologie», опубликованный в 1750 г.

[2] Макс Планк, «Единство физической картины мира», из лекции, прочитанной в 1909 г.; опубликовано в Max Plank, A Survey of Physical Theory, Dover Books on Physics Series, 2011, p. 69.

[3] Также известен как принцип стационарного действия, потому что действие может принимать минимальное, максимальное или седловое значение. Он также известен как принцип Гамильтона.

[4] Аристотель, Метафизика, 1050a9–17.

[5] См. «Никомахову этику» Аристотеля, где Аристотель обсуждает идею «конечного блага» или конечной цели, к которой стремится человеческая жизнь, и «Физику», где Аристотель углубляется в концепцию четырех причин, включая «конечную причину», которая является целью или концом вещи.

[6] Иммануил Кант, Критика способности суждения, 1790.

[7] Например, средневековым христианским теологом Фомой Аквинским и другими.

[8] Ицхак Й. Меламед, «Телеология в еврейской философии: от ранних талмудистов до Спинозы», в Jeffrey K. McDonough, Teleology: A History, (Oxford University Press, New York, 2010), pp. 123-149. См. также, Dov Schwartz, Central Problems of Medieval Jewish Philosophy, The Brill Reference Library of Judaism, v. 26, ch. 2, «Teleology», pp. 27-60.

[9] Сефер Йецира, 1:1.

[10] Эрик В. Вайсштейн, «Аттрактор», MathWorld. Получено 4 сентября 2023 г.

[11] Хайнц фон Ферстер, «Кибернетика», стр. 310, в Encyclopedia of Artificial Intelligence 1, под редакцией С. К. Шапиро, 1992.

[12] Норберт Винер, Кибернетика: или управление и связь в животном и машине, (Hermann & Cie, Paris, and MIT Press, Cambridge, Mass., 1948). В кибернетике целенаправленное управление с обратной связью считается телеологическим.

[13] Нагель, Томас. 2012. Разум и космос. Издательство Оксфордского университета.

Поделиться этой записью:    

Этот контент был предоставлен бесплатно. Пожалуйста, рассмотрите возможность поддержать нашу работу сегодня (мы являемся некоммерческой организацией 501(c)(3)).

© 2025 Александр Полторак. Лицензировано в соответствии с CC BY-NC-ND 4.0. Вы можете цитировать до 150 слов с четким указанием авторства и ссылкой на исходную страницу. Для переводов, адаптаций или любого коммерческого использования запросите разрешение по адресу [email protected].

0 0 голоса
Article Rating
Подписаться
Уведомить о
guest

0 Comments
Старые
Новые Популярные
Межтекстовые отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x