Princip komplementarnosti. Niels Bohr

metodološki princip koji je izneo dat. fizičar N. Bohr u vezi s tumačenjem kvantne mehanike. Formulira se na sljedeći način: u procesu spoznaje, da bi se reproducirao integritet objekta, potrebno je koristiti međusobno isključive, „dodatne“ klase pojmova, od kojih je svaki primjenjiv u svojim posebnim uvjetima. D.p. se često poistovjećivao sa Heisenbergovom relacijom neizvjesnosti. Ovo razmatranje je, na primjer, zasnovano na činjenici da dok su koordinate mikročestice sigurne, impuls je neizvjestan, i obrnuto. To je otvorilo mogućnost da se ove dvije karakteristike mikroobjekta koriste kao međusobno isključive. Međutim, sadržaj dinamičkog principa je mnogo širi, a Bohr je pristupio ovom principu bez obzira na odnos nesigurnosti čak i u ranim fazama razvoja kvantne fizike. Da bi objasnio stabilnost atoma i karakteristike njihovog zračenja, Bohr je uveo svoje čuvene postulate. Zahvaljujući njima, bilo je moguće nedosljedno kombinirati klasiku u jednom modelu. i kvantne koncepte kretanja elektrona. Ali primjena klasika reprezentacije u oblasti malih kvantnih brojeva (obično kvantne pojave) nisu dale adekvatne rezultate. Trebalo je filozofski shvatiti ovu situaciju. Bohr iznosi ideju o novom obliku veze između klasičnih i kvantnih koncepata. Nova ideja, kasnije nazvana „komplementarnost“, uspostavila je ovu vezu, mehanički prebacujući stare koncepte u novo područje, usled čega su klasični koncepti „dopunjeni“ kvantnim. U kasnijem razvoju kvantne teorije pojavile su se naizgled nepremostive epistemološke poteškoće (o fizičkoj prirodi mikročestica, o mogućnosti kombinovanja njihovih međusobno isključivih aspekata u jednoj slici). Jedan od pokušaja da se riješe ove poteškoće bio je detaljan razvoj DP-a od strane Bora. Ova ideja je dobila naziv „Komplementarnost“ tokom perioda formulisanja osnovnih principa kvantne mehanike. U jesen 1927., na međunarodnom kongresu fizičara u Comu (Švicarska), Bohr je rekao da „pri opisu atomskih fenomena kvantni postulat postavlja pred nas zadatak razvoja neke teorije „komplementarnosti““ („Atomic theory and the opis prirode”, Camb., 1934, str. 55). Njegova glavna uslov je potreba da se koriste međusobno isključivi neadekvatni (klasični) koncepti u obliku „dodatnih parova“ za analizu kontradiktornih svojstava kvantnih objekata. Bohr je u izvještaju “Svjetlost i život” (1932) istakao: “Prostorni kontinuitet naše slike širenja svjetlosti i atomizam svjetlosnih efekata dodatni su aspekti u. u smislu da podjednako objašnjavaju bitne karakteristike svjetlosnih pojava, koje se nikada ne mogu dovesti u direktnu kontradikciju jedna s drugom, jer njihova duboka analiza u mehaničkom smislu zahtijeva međusobno isključive eksperimentalne uređaje" ("Atomska fizika i ljudsko znanje", ?. ? ., , str. 5). Ispravno otkrivajući kontradiktornu prirodu svjetlosti, suprotnost valnih i korpuskularnih svojstava, Bohr, međutim, nije vidio mogućnost njihovog unutrašnjeg jedinstva i iznio je ideju o dva jednaka aspekta. opisa: ili korpuskula, ili val s naknadnim vanjskim suprotstavljanjem oba aspekta (fizička slika mikrofenomena), što čini metodološku suštinu D. p. Ovo jasno pokazuje nedosljednost Borove filozofske pozicije. 30-40-ih godina, Bohr je dao pozitivističku interpretaciju D. p., izlažući ideju da D. p. služi da „simbolizira temeljno ograničenje objektivnog postojanja fenomena bez obzira na način promatranja“ (ibid., str. . 7), i izašao sa zahtjevom za „radikalnom revizijom pogleda na problem fizičke stvarnosti“ („Kvantno-mehanički opis fizičke stvarnosti“, u časopisu: „Napredak u fizikalnim naukama“, tom 16, br. 4, 1936, str.448). Heisenberg vidi direktnu vezu između diferencijalne jednadžbe i relacije nesigurnosti. To ga navodi da suprotstavi kategorije prostora i vremena s kategorijom kauzalnosti: „Prostorno-vremenski opis procesa, s jedne strane, i klasični zakon uzročnosti, s druge strane, predstavljaju dodatne, međusobno isključive karakteristike fizičkog procesi” („Fizički principi kvantne teorije”, M.–L., 1932, str. 51). Nakon toga, Bohr daje D. sveobuhvatan karakter koji nadilazi fizički. fenomeni. „Integritet živih organizama i karakteristike ljudi sa svešću, kao i ljudske kulture, predstavljaju obeležja integriteta, za čije iskazivanje je tipično potrebna dodatna metoda opisa“ („Kvantna fizika i filozofija“, u časopisu: „ Napredak u fizičkim naukama, tom 67, broj 1, 1959, str. 42). U radovima brojnih naučnika koji su dijelili izrazito pozitivističke stavove (P. Jordan, F. Frank, G. Reichenbach, itd.), d.p. je korišten za promoviranje „kolapsa kauzalnosti“, „slobodne volje“ elektrona. itd. Pogrešno apsolutiziranje uloge mjerenja. uređaja, tumačeći ga kao „nekontrolisanu interakciju“, „pripremu subjekta fizičke stvarnosti“, nisu bili u stanju da naučno objasne specifičnosti spoznaje mikrosvijeta. Nemogućnost u isto vrijeme. Određivanje koordinata i impulsa, po njihovom mišljenju, nije zbog kontradiktorne korpuskularno-valne prirode mikro-objekata, već zbog upotrebe dvije međusobno isključive klase instrumenata: jednog za određivanje prostorno-vremenskih karakteristika, drugog za pulsno- energetskih. Dakle, specifičnost procesa spoznaje mikrofenomena njima se ne objašnjava karakteristikama spoznajnog objekta, već se, naprotiv, njegova priroda smatra posljedicom specifičnosti spoznaje. Među konceptima ili situacijama koje zahtijevaju “dodatnu metodu opisa” su naznačeni, na primjer, kao što su razum i instinkt, slobodna volja i determinizam u psihologiji; pojam i zvučna podloga u lingvistici; mehanizam i vitalizam u biologiji; lična sloboda i društvena jednakost u sociologiji; pravda i milosrđe u jurisprudenciji itd. Kada se posebno analiziraju ove kontradikcije sa pozicije D. p., ponekad se otkriva vanjska sličnost sa dijalektikom. Na osnovu toga, u app. U književnosti, posebno u švajcarskom časopisu "Dialectika", identifikacija dijalektika je postala moderna. suprotnosti sa „komplementarnostima” (međusobno isključive strane spoznajnog objekta) i, shodno tome, dijalektika sa metodom „komplementarnosti”. Ova identifikacija je neosnovana. D. pretpostavlja mehaničko raskidanje suprotnosti, a potom i njihovu spoljašnju jukstapoziciju, dok dijalektiku karakteriše ne samo međusobno isključivanje, već i objektivan odnos, međusobno prožimanje suprotnosti. Koncept „komplementarnosti“ podvrgnut je kritičkoj analizi brojnih sovjetskih i stranih naučnika: P. Langevin, S. I. Vavilov, V. A. Fok, Louis de Broglie, D. I. Blokhintsev, M. E. Omelyanovsky, I. V. Kuznjecova, S. G. Suvorova, L. Janoshi i drugi Ova kritička analiza pomogla je da se otvori put daljem razvoju fizičke teorije. Ipak, određeni racionalni zaključci iz Borovog metodološkog koncepta, koji su spontano odražavali elemente dijalektike, mogu se stoga pokazati korisnima u rješavanju određenih poteškoća u razvoju moderne fizike, na primjer. u konstrukciji teorije "elementarnih" čestica. Dakle, metodološka uloga dinamičke teorije se menja sa razvojem kvantne fizike, a njen značaj opada u toku razvoja fizičke teorije. Koncept koji je iznio Bohr imao je pozitivnu pomoćnu ulogu u ranim fazama izgradnje i interpretacije kvantne teorije. Međutim, kasnija apsolutizacija „dodatne metode deskripcije“ i njeno nezakonito uzdizanje u rang istraživačke metode nije ispunila zahtjeve adekvatnog, sve produbljivanja znanja. Racionalno značenje ideje „komplementarnosti“ i njeno izvorno značenje pokazalo se izgubljeno kada su se s njom počeli povezivati ​​agnosticizam, razni subjektivistički pogledi na fizičku stvarnost, na problem kauzalnosti itd. Ali objektivni sadržaj Borovog istraživanja i zaključci koji su iz njih logično proizašli doprinijeli su u određenoj mjeri obogaćivanju znanstvenih ideja o dijalektičkoj prirodi prirodnih procesa. Oni pokazuju potrebu za svjesnom primjenom adekvatne metode spoznaje - analoga dijalektičkih procesa stvarnosti. Lit.: Blokhincev D.I., Osnove kvantne mehanike, 2. izd., M.–L., 1949; njegov, Kritika filozofskih pogleda takozvane „kopenhaške škole” u fizici, u zborniku: Filozofska pitanja moderne fizike, M., 1952; Aleksandrov A.D., Protiv idealizma i konfuzije u razumevanju kvantne mehanike, "Vestn. Leningradski državni univerzitet", 1949, br. 4; Kuznjecov I.V., Werner Heisenberg i njegove filozofske pozicije u fizici, u knjizi: Heisenberg V., Filozofski problemi atomske fizike, trans. ?. ?. Ovčinnikova, M., 1953; Omelyanovsky M.E., Filozofska pitanja kvantne mehanike, M., 1956; ?ok V.?., Kritika Borovih pogleda na kvantnu mehaniku, u: Filozofska pitanja moderne fizike. Uredili I. Kuznjecov i M. Omeljanovski, M., 1958; Sachkov Yu. V., O materijalističkom tumačenju kvantne mehanike, M., 1959; Filozofska pitanja moderne fizike. Sat. [Uredili I.V. Kuznjecov i M.E. Omeljanovski], M., 1959; Problem uzročnosti u modernoj fizici. [Uredili I.V. Kuznjecov i drugi], M., I960. A. Posner. Moskva.

Godina Niels Bohr.

doktrina o dvije istine i predstavljena je patološkim jezikom.

etimologija

Prototip doktrine komplementarnosti može se vidjeti u antičkim sofistima, kao iu srednjovjekovnoj averoističkoj teoriji „dvije istine“, vidjeti pomirenje vjere i nauke u modernom pravoslavnom modernizmu.

Konkretno, averoisti su izjavili da i teološka i ateistička tumačenja iste činjenice Svetog pisma (na primjer, stvaranje čovjeka) treba smatrati ispravnim uprkos njihovoj kontradiktornosti.

U prvom radu Nielsa Bohra nakon kongresa u spomen na Alessandra Voltu u Comu u rujnu 1927., gdje je predstavio teoriju komplementarnosti, “Bohr je napisao: “Ideja komplementarnosti je potrebna da se opiše situacija koja je u svojoj suštini analogna na poteškoće u formuliranju koncepata općenito, jer je takva poteškoća već inherentna razlikovanju subjekta i objekta.” U članku iz 1929. Bohr primjećuje da nam je “potreba da se pribjegne komplementarnom ili recipročnom načinu opisa vjerojatno poznata u psihološkim problemima”. Ispod u istom djelu je sljedeći odlomak:

„Konkretno, očigledan kontrast između stalnog toka asocijativnog mišljenja i očuvanja jedinstva ličnosti u suštini je analogan odnosu između talasnog opisa kretanja materijalnih čestica... i njihove nesvodljive individualnosti.”

Max Jammer je 1974:102 uvjerljivo pokazao da je ovaj poseban odlomak direktna parafraza “Principa fiziologije” američkog psihologa Williama Jamesa:163-164.

Jammer takođe ukazuje na Džejmsa kao na izvor samog termina "komplementarnost":164.

Jamesovi spisi, zajedno sa tumačenjem Kierkegaardove filozofije danskog filozofa H. Höffdinga, inspirirali su Borov koncept komplementarnosti.

definicija

Načelo komplementarnosti je vrsta doktrine o dvije istine i sastoji se u tome što je, prvo, u kvantnoj teoriji nemoguća striktna podjela na subjekt i objekt istraživanja, već postoji jedinstven nepodijeljen sistem posmatranog objekta, tj. instrument za posmatranje i sam istraživač.

Drugo, budući da posmatrač i njegov instrument imaju nepopravljiv uticaj na rezultat, ostaje da se prava ideja objekta ​​​razmatra kao kompleks informacija koji se međusobno kombinuju na misteriozan („dodatni“) način u duh kombinovanja neskladnog.

Prema Boru, da bi se u potpunosti opisali kvantnomehanički fenomeni, potrebno je primijeniti dva međusobno isključiva („komplementarna“) skupa klasičnih koncepata, čija ukupnost pruža sveobuhvatne informacije o ovim fenomenima u cjelini. Na primjer, slike prostor-vrijeme i energija-moment su dodatne u kvantnoj mehanici.

“Bohr smatra zgodnim koristiti termin “komplementarnost” da označi činjenicu da u pojavama koje su jedna drugoj u suprotnosti govorimo o različitim, ali jednako bitnim aspektima jednog jasno definiranog skupa informacija o objektima.”

kritika

Princip komplementarnosti kritikovali su Ajnštajn, Podolski i Rosen, koji su pokazali da se sistemi posmatrača i posmatranog objekta ipak razlikuju jedan od drugog. Iz ovoga je jasno da je neizvjesnost porok, a ne vrlina fizičke teorije, a „komplementarnost“ razotkriva nepotpunost opisa svijeta u teoriji Nielsa Bohra.

Izvanredno je da je hegelijanski filozof Alexandre Kojève, upoznavši se s „principom neizvjesnosti-komplementarnosti“, zaključio da „u polju fizike istina ne postoji“. Ovo je tačno u smislu da je takva fizika toliko nezainteresovana za istinu da čak nije u stanju da razlikuje istraživača od objekta koji se proučava.

uticaj

Princip komplementarnosti činio je osnovu takozvane Kopenhagenske interpretacije kvantne mehanike:348 i analize procesa merenja:357 karakteristika mikro-objekata.

Prema ovom tumačenju, pozajmljenom iz klasične fizike, dinamičke karakteristike mikročestice (njena koordinata, impuls, energija, itd.) nisu inherentne samoj čestici. Značenje i određena vrijednost jedne ili druge karakteristike elektrona, na primjer, njegovog impulsa, otkrivaju se u vezi s klasičnim objektima za koje te veličine imaju određeno značenje i sve u isto vrijeme mogu imati određenu vrijednost (takva klasična objekat se konvencionalno naziva mjernim uređajem). Uloga principa komplementarnosti u masovnoj nauci pokazala se toliko značajnom da je Wolfgang Pauli čak predložio da se kvantna mehanika nazove „teorijom komplementarnosti“, po analogiji sa teorijom relativnosti:343.

princip komplementarnosti u popularnoj kulturi i religiji

Budući da je masovna nauka vrsta masovne kulture, nije iznenađujuće da je primjena principa komplementarnosti tokom vremena dovela do stvaranja koncepta komplementarnosti, koji ne pokriva samo fiziku, već i biologiju, psihologiju, kulturologiju, humanističke nauke u generalno, ukratko, postalo je činjenica masovne kulture.

Da biste upotpunili sliku, razmotrite i principe Borove komplementarnosti i Heisenbergove nesigurnosti. Razmišljajući o problematičnim pitanjima kvantne mehanike, Niels Bohr je primijetio da podaci iz različitih eksperimenata nisu ujedinjeni jednom slikom. O neadekvatnosti ovog gledišta raspravljalo se u paragrafu 5.2.

Zašto je Bohr tako energično branio princip komplementarnosti, sve do kraja svojih dana? Mora se pretpostaviti da se sama formulacija principa komplementarnosti nije pojavila slučajno, već je bila reakcija na neki gorući problem.

Istina je. Pokušaji da se rezultati kvantnomehaničkih mjerenja opišu u terminima klasičnih koncepata su notorno nezadovoljavajući. Ako im dodamo princip komplementarnosti, onda se stvara iluzija da je problemska situacija riješena. Upravo je ta iluzija dovela Bohra do principa komplementarnosti. Tvrdoglavo se držao pogrešnog uvjerenja da rezultate kvantnomehaničkih mjerenja treba opisati u smislu koncepata klasične fizike. Ali pošto su kontradiktorne, mora ih pratiti princip komplementarnosti. Ali činjenica je da nakon ovoga oni neće prestati biti kontradiktorni. Ovo je pozadina njegove greške. Dakle, princip komplementarnosti nije princip kvantne mehanike.

Zanimljivo je da je Bohr principu komplementarnosti dao opći filozofski značaj. „U opšte-filozofskom aspektu, ono što je značajno ovde je da se u analizi i sintezi u drugim oblastima znanja susrećemo sa situacijama koje podsećaju na situaciju u kvantnoj mehanici. Dakle, integritet živih organizama i karakteristike ljudi sa svešću , kao i ljudske kulture, predstavljaju obilježja integriteta, čije iskazivanje tipično zahtijeva dodatnu metodu opisa." To znači da se analiza i sinteza međusobno nadopunjuju. Jedno je ako se posmatraju dijelovi sistema, a drugo kada se sistem pojavljuje kao cjelina. Prilikom analize ne uzimamo u obzir, a ponekad čak i uništavamo cjelinu. Kada posmatramo celinu, ne uzimamo u obzir da se ona sastoji od određenih delova.

Na prvi pogled, Borovo rezonovanje izgleda ne samo ispravno, već i vrlo originalno. Ali nakon detaljnijeg razmatranja ispada da oni ni na koji način ne podržavaju princip komplementarnosti. U suštini, on govori o prirodi tzv. sistemskih karakteristika. Činjenica je da interakcija dijelova sistema dovodi do formiranja integrativnih svojstava koja ti dijelovi ne posjeduju. Na primjer, molekul vode ima svojstva koja dva atoma vodika i atom kisika koji čine njen sastav nemaju. Ova okolnost se savršeno objašnjava kvantnom hemijom, to je sve. Karakteristike atoma i molekula nisu komplementarne u specifičnom smislu koji je postulirao Bohr. Suština situacije koja se razmatra sa sistemskim karakteristikama je prilično jednostavna: oni su rezultat interakcije određenih objekata. Da bismo ovo razumjeli, nema potrebe pribjegavati principu komplementarnosti, koji ništa ne objašnjava.

Niz kvantnih principa može se predstaviti na sljedeći način:

postulat valne funkcije => Paulijev princip => princip rada => princip vizualizacije => princip uočljivosti => princip relativnosti prema sredstvima posmatranja.

zaključci

• 1. Dakle, glavne prekretnice naučne transdukcije označene su principima koji formiraju određenu hijerarhiju.
• 2. Preuređenje principa je neprihvatljivo.

• Bor N. Kvantna fizika i filozofija // Bohr N. Izabrani znanstveni radovi: u 2 toma. M.: Nauka, 1971. Vol. 2. P. 532.
• Iskreno rečeno, napominjemo da se istraživači u objašnjavanju prirode sistemskih karakteristika susreću sa značajnim poteškoćama, ali se one prevazilaze bez pribjegavanja principu komplementarnosti. Cm.: Kaike V.A. Filozofija nauke: kratak enciklopedijski rečnik. M.: „Omega-L“, 2008. str. 181–183.

PRINCIP KOMPLEMENTARNOSTI

Princip koji je Bohr nazvao komplementarnošću jedna je od najdubljih filozofskih i prirodnoznanstvenih ideja našeg vremena, s kojom se mogu usporediti samo ideje poput principa relativnosti ili ideje fizičkog polja. Njegova općenitost ne dopušta da se svede na bilo koju izjavu - mora se savladavati postepeno, koristeći konkretne primjere. Najlakši način (Bohr je to radio u svoje vrijeme) je započeti s analizom procesa mjerenja momenta p i koordinate x atomskog objekta.

Niels Bohr je primijetio vrlo jednostavnu stvar: koordinata i impuls atomske čestice ne mogu se mjeriti ne samo istovremeno, već općenito koristeći isti instrument. U stvari, da bi se izmjerio impuls p atomske čestice bez velike promjene, potreban je izuzetno lagan, pokretljiv “uređaj”. Ali upravo zbog njegove mobilnosti, njegov položaj je vrlo neizvjestan. Da bismo izmjerili x koordinatu, moramo uzeti još jednu - vrlo masivan "uređaj" koji se ne bi pomicao kada ga čestica udari. Ali koliko god se njegov impuls u ovom slučaju promijenio, mi to nećemo ni primijetiti.

Kada govorimo u mikrofon, zvučni talasi našeg glasa se tamo pretvaraju u vibracije membrane. Što je membrana lakša i pokretljivija, to preciznije prati vibracije zraka. Ali utoliko je teže odrediti njegovu poziciju u svakom trenutku. Ova najjednostavnija eksperimentalna postavka ilustracija je Heisenbergove relacije nesigurnosti: nemoguće je odrediti obje karakteristike atomskog objekta – koordinatu x i impuls p – u istom eksperimentu. Potrebna su dva mjerenja i dva fundamentalno različita instrumenta čija su svojstva međusobno komplementarna.

Dodatnost- ovo je riječ i zaokret koji je svima postao dostupan zahvaljujući Boru. Prije njega svi su bili uvjereni da nekompatibilnost dvije vrste uređaja nužno povlači nedosljednost u njihovim svojstvima. Bohr je negirao takvu jednostavnost prosuđivanja i objasnio: da, njihova svojstva su zaista nespojiva, ali za potpuni opis atomskog objekta, oba su podjednako neophodna i stoga ne protivreče, već se nadopunjuju.

Ovo jednostavno rezonovanje o komplementarnosti svojstava dvaju nekompatibilnih uređaja dobro objašnjava značenje principa komplementarnosti, ali ga ni na koji način ne iscrpljuje. Zapravo, instrumenti nam nisu potrebni sami po sebi, već samo za mjerenje svojstava atomskih objekata. Koordinata x i impuls p su oni koncepti, koji odgovaraju dva svojstva mjerena pomoću dva instrumenta. U nama poznatom lancu znanja

fenomen -> slika -> koncept -> formula

princip komplementarnosti pogađa prvenstveno sistem pojmova kvantne mehanike i logiku njenih zaključaka.

Činjenica je da među strogim odredbama formalne logike postoji „pravilo isključene sredine“, koje glasi: od dvije suprotne tvrdnje, jedna je istinita, druga je lažna, a treće ne može postojati. U klasičnoj fizici nije bilo prilike sumnjati u ovo pravilo, jer su tamo pojmovi "val" i "čestica" zaista suprotni i suštinski nekompatibilni. Pokazalo se, međutim, da su u atomskoj fizici oba podjednako dobro primjenjiva za opisivanje svojstava istih objekata, a za pun opisi se moraju koristiti istovremeno.

Ljudi odgojeni u tradicijama klasične fizike doživljavali su ove zahtjeve kao vrstu nasilja protiv zdravog razuma i čak su govorili o kršenju zakona logike u atomskoj fizici. Bohr je objasnio da poenta ovdje uopće nije u zakonima logike, već u nemarnosti s kojom se klasični koncepti ponekad koriste za objašnjenje atomskih pojava bez ikakvih rezervi. Ali takve rezerve su neophodne, a Heisenbergova relacija nesigurnosti δx δp ≥ 1/2h je tačan zapis ovog zahteva u strogom jeziku formula.

Razlog nekompatibilnosti dodatnih pojmova u našim umovima je dubok, ali razumljiv. Činjenica je da atomski objekt ne možemo spoznati direktno - uz pomoć naših pet osjetila. Umjesto toga, koristimo precizne i složene instrumente koji su izumljeni relativno nedavno. Da bismo objasnili rezultate eksperimenata, potrebne su nam riječi i pojmovi, a oni su se pojavili mnogo prije kvantne mehanike i nisu joj ni na koji način prilagođeni. Međutim, primorani smo da ih koristimo – nemamo drugog izbora: jezik i sve osnovne pojmove učimo s majčinim mlijekom i, u svakom slučaju, mnogo prije nego što saznamo za postojanje fizike.

Borov princip komplementarnosti je uspješan pokušaj da se pomire nedostaci uspostavljenog sistema pojmova s ​​napretkom našeg znanja o svijetu. Ovaj princip je proširio mogućnosti našeg razmišljanja, objašnjavajući da se u atomskoj fizici ne mijenjaju samo pojmovi, već i sama formulacija pitanja o suštini fizičkih pojava.

Ali značaj principa komplementarnosti ide daleko izvan granica kvantne mehanike, gdje se prvobitno pojavio. Tek kasnije - tokom pokušaja da se proširi na druge oblasti nauke - postao je jasan njegov pravi značaj za čitav sistem ljudskog znanja. Može se raspravljati o zakonitosti takvog koraka, ali se ne može poreći njegova plodnost u svim slučajevima, čak i onima daleko od fizike.

Sam Bohr volio je davati primjer iz biologije vezan za život ćelije, čija je uloga prilično slična ulozi atoma u fizici. Ako je atom posljednji predstavnik tvari koja još uvijek zadržava svoja svojstva, onda je stanica najmanji dio svakog organizma koji još uvijek predstavlja život u svojoj složenosti i jedinstvenosti. Proučavati život ćelije znači naučiti sve elementarne procese koji se u njoj odvijaju, a istovremeno razumjeti kako njihova interakcija dovodi do sasvim posebnog stanja materije – do života.

Prilikom pokušaja izvršenja ovog programa, ispostavlja se da istovremena kombinacija takve analize i sinteze nije izvodljiva. Zapravo, da bismo prodrli u detalje mehanizama ćelije, mi je ispitujemo kroz mikroskop – prvo običan, a zatim elektronski – zagrevamo ćeliju, propuštamo električnu struju kroz nju, zračimo je, razgrađujemo na sastavne dijelove... Ali što pažljivije proučavamo život ćelije, to ćemo više ometati njene funkcije i tok prirodnih procesa koji se u njoj odvijaju. Na kraju ćemo ga uništiti i stoga nećemo ništa naučiti o njemu kao o integralnom živom organizmu.

A ipak odgovor na pitanje "Šta je život?" zahtijeva analizu i sintezu istovremeno. Ovi procesi su nespojivi, ali ne i kontradiktorni, već samo komplementarni – u Borovom smislu. A potreba da ih se istovremeno uzme u obzir samo je jedan od razloga zašto još uvijek nema potpunog odgovora na pitanje o suštini života.

Kao iu živom organizmu, u atomu je važan integritet njegovih valnih svojstava čestica. Konačna djeljivost stvar doveo je ne samo do konačne djeljivosti atoma fenomeni- ona je također dovela X do granice djeljivosti koncepti, uz pomoć kojih opisujemo ove pojave.

Često se kaže da je ispravno postavljeno pitanje već pola odgovora. Ovo nisu samo lepe reči.

Ispravno postavljeno pitanje je pitanje o onim svojstvima neke pojave koja ona zaista ima. Dakle, takvo pitanje već sadrži sve pojmove koje je potrebno koristiti u odgovoru. Na idealno postavljeno pitanje može se kratko odgovoriti: „da“ ili „ne“. Bohr je pokazao da pitanje "Talas ili čestica?" kada se primeni na atomski objekat, netačno je navedeno. Takve odvojeno Atom nema svojstva, pa stoga pitanje ne dozvoljava jasan odgovor „da“ ili „ne“. Kao što nema odgovora na pitanje: „Šta je veće: metar ili kilogram?“ i na bilo koja druga pitanja sličnog tipa.

Dva dodatna svojstva atomske stvarnosti ne mogu se razdvojiti a da se ne uništi kompletnost i jedinstvo prirodnog fenomena koji nazivamo atomom. U mitologiji su takvi slučajevi dobro poznati: nemoguće je kentaura prerezati na dva dijela, a da i konja i čovjeka zadrži u životu.

Atomski objekat nije ni čestica ni talas, pa čak ni oboje u isto vreme. Atomski objekat je nešto treće, nije jednako jednostavnom zbiru svojstava talasa i čestice. Ovo atomsko „nešto“ nedostupno je percepciji naših pet čula, a ipak je sigurno stvarno. Nemamo slike i čula da u potpunosti zamislimo svojstva ove stvarnosti. Međutim, moć našeg intelekta, zasnovana na iskustvu, omogućava nam da to spoznamo i bez toga. Na kraju (moramo priznati da je Born bio u pravu), „...atomski fizičar se sada udaljio od idiličnih ideja staromodnog prirodnjaka koji se nadao da će proniknuti u tajne prirode polažući leptire na livadu.”

Kada je Heisenberg odbacio idealizaciju klasične fizike - koncept "stanja fizičkog sistema nezavisno od posmatranja" - on je time anticipirao jednu od posledica principa komplementarnosti, budući da su koncepti "stanja" i "posmatranja" komplementarni. u smislu Bora. Uzeti odvojeno, oni su nepotpuni i stoga se mogu definisati samo zajedno, jedno kroz drugo. Strogo govoreći, ovi koncepti uopće ne postoje odvojeno: mi uvijek posmatramo ne nešto, ali svakako stanje. I obrnuto: svako “stanje” je stvar za sebe dok ne nađemo način da ga “posmatramo”.

Uzeti odvojeno, pojmovi: talas, čestica, stanje sistema, posmatranje sistema su neke apstrakcije koje nisu vezane za atomski svet, ali su neophodne za njegovo razumevanje. Jednostavne, klasične slike su komplementarne u smislu da je harmonična fuzija ove dvije krajnosti neophodna za potpuni opis prirode, ali u okviru konvencionalne logike mogu koegzistirati bez kontradiktornosti samo ako je opseg njihove primjenjivosti međusobno ograničen.

Razmišljajući mnogo o ovim i drugim sličnim problemima, Bohr je došao do zaključka da to nije izuzetak, već opće pravilo: Svaki istinski duboki fenomen prirode ne može se nedvosmisleno definirati riječima našeg jezika i zahtijeva za svoju definiciju barem dva međusobno isključiva dodatna pojma. To znači da, pod uslovom da se sačuva naš jezik i uobičajena logika, mišljenje u obliku komplementarnosti postavlja granice preciznoj formulaciji pojmova koji odgovaraju istinski dubokim prirodnim fenomenima. Takve definicije su ili nedvosmislene, ali tada nepotpune, ili potpune, ali tada dvosmislene, jer uključuju dodatne koncepte koji su nekompatibilni u okviru obične logike. Takvi koncepti uključuju koncepte “života”, “atomskog objekta”, “fizičkog sistema”, pa čak i sam koncept “spoznaje prirode”.

Odavno je poznato da je nauka samo jedan od načina proučavanja svijeta oko nas. Drugi, dodatni, metod oličen je u čl. Sam koegzistencija umjetnosti i nauke dobra je ilustracija principa komplementarnosti. Možete se u potpunosti baviti naukom ili u potpunosti živjeti kroz umjetnost - oba ova pristupa životu su podjednako valjana, iako su odvojeno posmatrana nepotpuna. Srž nauke su logika i iskustvo. Osnova umjetnosti su intuicija i uvid. Ali baletska umjetnost zahtijeva matematičku preciznost, a “...inspiracija u geometriji je neophodna kao i u poeziji.” One nisu u suprotnosti, već se dopunjuju: prava nauka je srodna umjetnosti – kao što prava umjetnost uvijek uključuje elemente nauke . U svojim najvišim manifestacijama oni su nerazlučivi i neodvojivi, poput osobina talasnih čestica u atomu. Oni odražavaju različite, komplementarne aspekte ljudskog iskustva i samo zajedno daju nam potpunu sliku svijeta. Nažalost, nepoznat je samo “odnos neizvjesnosti” za konjugirani par pojmova “nauka – umjetnost”, a samim tim i stepen štete koju trpimo jednostranom percepcijom života.

Naravno, gornja analogija je, kao i svaka analogija, nepotpuna i labava. To nam samo pomaže da osjetimo jedinstvo i nedosljednost cjelokupnog sistema ljudskog znanja.

DODATNI PRINCIP– jedan od najvažnijih metodoloških i heurističkih principa moderne nauke. Predloženo N.Borom (1927) pri tumačenju kvantne mehanike: za potpuni opis kvantnomehaničkih objekata potrebne su dvije međusobno isključive („komplementarne“) klase pojmova, od kojih je svaka primjenjiva pod posebnim uvjetima, a njihova kombinacija je neophodna za reprodukciju integriteta ovih objekata. Fizičko značenje principa komplementarnosti je da je kvantna teorija povezana sa prepoznavanjem fundamentalnih ograničenja klasičnih fizičkih koncepata u odnosu na atomske i subatomske fenomene. Međutim, kako je istakao Bohr, “tumačenje empirijskog materijala u suštini počiva upravo na primjeni klasičnih koncepata” ( Bor N. Favorite naučnim radovi, tom 2. M., 1970, str. trideset). To znači da se učinak kvantnog postulata proteže i na procese promatranja (mjerenja) objekata mikrosvijeta: „posmatranje atomskih fenomena uključuje takvu interakciju ovih potonjih sa sredstvima posmatranja koja se ne mogu zanemariti“ (ibid., str. 37), odnosno, s jedne strane, ova interakcija dovodi do nemogućnosti nedvosmislenog („klasičnog“) određivanja stanja posmatranog sistema bez obzira na način posmatranja, as druge strane, nijedno drugo posmatranje koje isključuje moguć je uticaj sredstava posmatranja u odnosu na objekte mikrosvijeta. U tom smislu, princip komplementarnosti je usko povezan s fizičkim značenjem „relacije nesigurnosti“ W. Heisenberga: ako su vrijednosti momenta i energije mikroobjekta sigurne, njegove prostorno-vremenske koordinate ne mogu biti jednoznačno utvrđeno, i obrnuto; dakle, potpuni opis mikroobjekta zahtijeva zajedničku (dodatnu) upotrebu njegovih kinematičkih (prostorno-vremenskih) i dinamičkih (energetsko-pulsnih) karakteristika, koje, međutim, ne treba shvatiti kao ujedinjenje u jednu sliku sličnu sličnim opisi u klasičnoj fizici. Dodatna metoda opisa ponekad se naziva neklasična upotreba klasičnih koncepata (I.S. Alekseev).

Princip komplementarnosti je primenljiv na problem „dualnosti talas-čestica“, koji nastaje kada se uporede objašnjenja kvantnih fenomena zasnovanih na idejama talasne mehanike (E. Schrödinger) i matrične mehanike (W. Heisenberg). Prva vrsta objašnjenja, korištenjem aparature diferencijalnih jednadžbi, je analitička; naglašava kontinuitet kretanja mikro-objekata, opisanih kao generalizacije klasičnih zakona fizike. Drugi tip se zasniva na algebarskom pristupu, koji naglašava diskretnost mikro-objekata, shvaćenih kao čestice, uprkos nemogućnosti njihovog opisa u „klasičnim“ prostorno-vremenskim terminima. Po principu komplementarnosti, kontinuitet i diskretnost su prihvaćeni kao podjednako adekvatne karakteristike realnosti mikrosvijeta, nesvodivi su na neku „treću“ fizičku karakteristiku koja bi ih „vezala“ u kontradiktorno jedinstvo; koegzistencija ovih karakteristika odgovara formuli „ili jedno ili drugo“, a njihov izbor zavisi od teorijskih ili eksperimentalnih problema sa kojima se istraživač suočava (J. Holton).

Bohr je smatrao da je princip komplementarnosti primjenjiv ne samo u fizici, već ima širi metodološki značaj. Situacija povezana sa tumačenjem kvantne mehanike „ima dalekosežnu analogiju sa opštim teškoćama formiranja ljudskih koncepata koje proizilaze iz razdvajanja subjekta i objekta“ (ibid, str. 53). Bor je vidio analogije ove vrste u psihologiji, a posebno se oslanjao na ideje W. Jamesa o specifičnosti introspektivnog promatranja kontinuiranog toka mišljenja: takvo promatranje utječe na promatrani proces, mijenjajući ga; dakle, za opisivanje mentalnih pojava ustanovljenih introspekcijom, potrebne su međusobno isključive klase pojmova, što odgovara situaciji opisivanja objekata mikrofizike. Druga analogija koju je Bohr istakao u biologiji odnosi se na komplementarnost između fizičko-hemijske prirode životnih procesa i njihovih funkcionalnih aspekata, između determinističkih i teleoloških pristupa. Također je skrenuo pažnju na primjenjivost principa komplementarnosti na razumijevanje interakcije kultura i društvenih struktura. Istovremeno, Bohr je upozorio na apsolutiziranje principa komplementarnosti kao svojevrsne metafizičke dogme.

Takva tumačenja principa komplementarnosti mogu se smatrati ćorsokakom kada se tumače kao epistemološka „slika“ određene nedosljednosti „inherentne“ objektima mikrosvijeta, koja se ogleda u paradoksalnim opisima („dijalektičkim kontradikcijama“) kao što je mikroobjekt je i val i čestica“, „elektron ima oboje, nema valna svojstva“ itd. Razvoj metodološkog sadržaja principa komplementarnosti jedno je od najperspektivnijih područja u filozofiji i metodologiji nauke. U njegovom okviru razmatraju se primjene principa komplementarnosti u proučavanju odnosa između normativnih i deskriptivnih modela razvoja nauke, između moralnih normi i moralnog samoodređenja ljudske subjektivnosti, između „kriterija“ i „kritičko-reflektivnog“. modeli naučne racionalnosti.

književnost:

1. Heisenberg V. Fizika i filozofija. M., 1963;

2. Kuznjecov B.G. Princip komplementarnosti. M., 1968;

3. Metodološki principi fizike. Istorija i modernost. M., 1975;

4. Holton J. Tematska analiza nauke. M., 1981;

5. Aleksejev I.S. Aktivnostni koncept spoznaje i stvarnosti. – Fav. radovi iz metodologije i istorije fizike. M., 1995;

6. Istorijski tipovi naučne racionalnosti, tom 1–2. M., 1997.