Princip komplementarity. Niels Bohr

metodologické princip předložený dat. fyzik N. Bohr v souvislosti s výkladem kvantové mechaniky. Je formulován následovně: v procesu poznávání, aby se reprodukovala integrita objektu, je nutné použít vzájemně se vylučující, „dodatečné“ třídy pojmů, z nichž každý je použitelný ve svých vlastních speciálních podmínkách. D.p. byl často ztotožňován s Heisenbergovým vztahem nejistoty. Tato úvaha vycházela například z toho, že zatímco souřadnice mikročástice jsou jisté, hybnost je nejistá a naopak. Tím se otevřela možnost využít tyto dvě charakteristiky mikroobjektu jako vzájemně se vylučující. Obsah dynamického principu je však mnohem širší a Bohr k tomuto principu přistupoval bez ohledu na vztah neurčitosti již v raných fázích rozvoje kvantové fyziky. Aby vysvětlil stabilitu atomů a charakteristiky jejich záření, Bohr představil své slavné postuláty. Díky nim bylo možné nesourodě kombinovat klasiku v jednom modelu. a kvantové koncepty pohybu elektronů. Ale aplikace klasiky reprezentace do oblasti malých kvantových čísel (typicky kvantové jevy) nedávaly adekvátní výsledky. Bylo nutné tuto situaci pojmout filozoficky. Bohr předkládá myšlenku nové formy spojení mezi klasickými a kvantovými koncepty. Nová myšlenka, později nazvaná „komplementarita“, vytvořila toto spojení, mechanicky přenesla staré koncepty do nové oblasti, v důsledku čehož byly klasické koncepty „doplněny“ kvantovými. V následném rozvoji kvantové teorie vyvstaly zdánlivě nepřekonatelné epistemologické potíže (o fyzikální podstatě mikročástic, o možnosti spojit jejich vzájemně se vylučující aspekty v jednom obrázku). Jedním z pokusů o vyřešení těchto obtíží byl podrobný vývoj Bohra z D.P. Tato myšlenka získala svůj název „Complementarity“ v období formulace základních principů kvantové mechaniky. Na podzim roku 1927 na mezinárodním kongresu fyziků v Como (Švýcarsko) Bohr řekl, že „při popisu atomových jevů před nás kvantový postulát klade úkol vyvinout nějakou teorii „komplementarity“ („Atomová teorie a popis přírody“, Camb., 1934, s. 55). Jeho hlavní požadavkem je potřeba používat vzájemně se vylučující neadekvátní (klasické) koncepty ve formě „dalších dvojic“ k analýze protichůdných vlastností kvantových objektů. Bohr poukázal ve zprávě „Světlo a život“ (1932): „Prostorová kontinuita našeho obrazu šíření světla a atomismus světelných efektů jsou další aspekty. v tom smyslu, že stejně vysvětlují důležité rysy světelných jevů, které nikdy nemohou být uvedeny do přímého vzájemného rozporu, protože jejich hluboká mechanická analýza vyžaduje vzájemně se vylučující experimentální zařízení“ („Atomová fyzika a lidské poznání“, ?. ? Bohr, který správně odhalil rozporuplnou povahu světla, protiklad vlnových a korpuskulárních vlastností, však neviděl možnost jejich vnitřní jednoty a předložil myšlenku dvou rovnocenných aspektů. popisu: buď tělísko, nebo vlna s následnou vnější juxtapozicí obou aspektů (fyzický obraz mikrojevů), která tvoří metodologickou podstatu D. p. To jasně ukazuje nekonzistentnost Bohrovy filozofické pozice. 30-40, Bohr podal pozitivistickou interpretaci D. p. a předložil myšlenku, že D. p. slouží k „symbolizaci základního omezení objektivní existence jevu bez ohledu na způsob pozorování“ (tamtéž, s. . 7) a přišla s požadavkem na „radikální revizi názorů na problém fyzické reality“ („Quantum-mechanický popis fyzické reality“, v časopise: „Advances in Physical Sciences“, sv. 16, vydání 4, 1936, str. 448). Heisenberg vidí přímou souvislost mezi diferenciální rovnicí a vztahem neurčitosti. To ho vede ke srovnání kategorií prostoru a času s kategorií kauzality: „Časoprostorový popis procesů na jedné straně a klasický zákon kauzality na straně druhé představují dodatečné, vzájemně se vylučující rysy fyzického procesy“ („Fyzikální principy kvantové teorie“, M .–L., 1932, s. 51). Následně Bohr dává D. komplexní charakter, který daleko přesahuje fyzickou stránku. jevy. „Integrita živých organismů a charakteristiky lidí s vědomím, stejně jako lidské kultury, představují rysy integrity, jejichž zobrazení obvykle vyžaduje další metodu popisu“ („Quantum Physics and Philosophy,“ v časopise: „ Pokroky ve fyzikálních vědách, svazek 67, číslo 1, 1959, s. 42). V dílech řady vědců, kteří sdíleli extrémně pozitivistické názory (P. Jordan, F. Frank, G. Reichenbach aj.), byl d.p. použit k podpoře „kolapsu kauzality“, „svobodné vůle“ elektronu. , atd. Chybné absolutizace role měření . zařízení, interpretovali to jako „nekontrolovanou interakci“, „přípravu subjektem fyzické reality“, nedokázali vědecky vysvětlit specifika poznávání mikrosvěta. Nemožnost zároveň. určování souřadnic a hybnosti je podle jejich názoru dáno nikoli protichůdnou korpuskulární vlnovou povahou mikroobjektů, ale použitím dvou vzájemně se vylučujících tříd přístrojů: jednoho pro určování časoprostorových charakteristik, druhého pro pulzní- energetické. Specifičnost procesu poznávání mikrojevů je jimi tedy vysvětlována nikoli charakteristikou poznatelného předmětu, ale naopak jeho povaha je považována za důsledek specifičnosti poznání. Mezi pojmy nebo situacemi, které vyžadují „dodatečnou metodu popisu“, jsou uvedeny například rozum a instinkt, svobodná vůle a determinismus v psychologii; koncept a zvukové pozadí v lingvistice; mechanismus a vitalismus v biologii; osobní svoboda a sociální rovnost v sociologii; spravedlnost a milosrdenství v judikatuře atd. Při specifickém rozboru těchto rozporů z pozice D. p. se někdy objevuje vnější podobnost s dialektikou. Na tomto základě v aplikaci. V literatuře, zejména ve švýcarském časopise „Dialectika“, se identifikace dialektiky stala módou. protiklady s „komplementaritami“ (vzájemně se vylučujícími stranami poznatelného předmětu) a podle toho i dialektikou s metodou „komplementarity“. Tato identifikace je nepodložená. D. předpokládá mechanistické rozbití protikladů, a pak jejich vnější juxtapozici, kdežto dialektika se vyznačuje nejen vzájemným vyloučením, ale i objektivním vztahem, vzájemným pronikáním protikladů. Koncept „komplementarity“ byl podroben kritické analýze řadou sovětských a zahraničních vědců: P. Langevin, S. I. Vavilov, V. A. Fok, Louis de Broglie, D. I. Blokhintsev, M. E. Omelyanovsky, I. V. Kuzněcovová, S. G. Suvorova, L. Janoshi a další Tato kritická analýza pomohla uvolnit cestu dalšímu rozvoji fyzikální teorie. Nicméně určité racionální závěry z Bohrovy metodologické koncepce, která spontánně odrážela prvky dialektiky, se proto mohou ukázat jako užitečné při řešení určitých obtíží ve vývoji moderní fyziky, například. při konstrukci teorie „elementárních“ částic. Metodologická role dynamické teorie se tedy s rozvojem kvantové fyziky mění, její význam v průběhu rozvoje fyzikální teorie klesá. Bohrův koncept sehrál pozitivní podpůrnou roli v raných fázích konstrukce a interpretace kvantové teorie. Následná absolutizace „dodatečné metody popisu“ a její nezákonné povýšení na výzkumnou metodu však nesplňovalo požadavky na adekvátní, stále se prohlubující znalosti. Racionální význam myšlenky „komplementarity“ a její původní význam se ukázaly být ztraceny, když s ní začal být spojován agnosticismus, různé subjektivistické pohledy na fyzickou realitu, na problém kauzality atd. Ale objektivní obsah Bohrových výzkumů a z nich logicky vyplývající závěry přispěly do jisté míry k obohacení vědeckých představ o dialektické podstatě přírodních procesů. Ukazují na potřebu vědomé aplikace adekvátní metody poznání – obdoby dialektických procesů reality. lit.: Blokhintsev D.I., Základy kvantové mechaniky, 2. vyd., M.–L., 1949; jeho, Kritika filozofických názorů tzv. „kodaňské školy“ ve fyzice, ve sborníku: Filosofické otázky moderní fyziky, M., 1952; Aleksandrov A.D., Proti idealismu a zmatkům v chápání kvantové mechaniky, "Vestn. Leningrad State University", 1949, č. 4; Kuzněcov I.V., Werner Heisenberg a jeho filozofické pozice ve fyzice, v knize: Heisenberg V., Filosofické problémy atomové fyziky, přel. ? ? Ovchinniková, M., 1953; Omelyanovsky M.E., Filosofické otázky kvantové mechaniky, M., 1956; ?ok V.?., Kritika Bohrových názorů na kvantovou mechaniku, in: Filosofické otázky moderní fyziky. Editoval I. Kuzněcov a M. Omelyanovskij, M., 1958; Sachkov Yu.V., O materialistickém výkladu kvantové mechaniky, M., 1959; Filosofické otázky moderní fyziky. So. [Editoval I. V. Kuzněcov a M. E. Omelyanovsky], M., 1959; Problém kauzality v moderní fyzice. [Editoval I. V. Kuzněcov a další], M., I960. A. Posner. Moskva.

Rok Niels Bohr.

nauka o dvou pravdách a je prezentována patologickým jazykem.

etymologie

Prototyp doktríny komplementarity můžeme vidět u starověkých sofistů, stejně jako ve středověké averroistické teorii „dvou pravd“, viz smíření víry a vědy v moderním ortodoxním modernismu.

Zejména averroisté prohlásili, že jak teologické, tak ateistické výklady téhož faktu Písma (např. stvoření člověka) by měly být považovány za správné i přes jejich rozpor.

V prvním příspěvku Nielse Bohra po kongresu na památku Alessandra Volty v Como v září 1927, kde představil teorii komplementarity, „Bohr napsal: „Myšlenka komplementarity je potřebná k popisu situace, která je ve své podstatě analogická. k obtížnosti formulování pojmů obecně, protože taková obtíž je již vlastní rozlišení mezi subjektem a objektem. V článku z roku 1929 Bohr poznamenává, že „potřeba uchýlit se ke komplementárnímu nebo recipročnímu způsobu popisu je nám pravděpodobně známá v psychologických problémech“. Níže ve stejném díle je následující pasáž:

"Zejména zjevný kontrast mezi neustálým tokem asociativního myšlení a zachováním jednoty osobnosti je v podstatě analogický vztahu mezi vlnovým popisem pohybu hmotných částic... a jejich neredukovatelnou individualitou."

Max Jammer v roce 1974:102 přesvědčivě ukázal, že tato konkrétní pasáž je přímou parafrází „Principů fyziologie“ od amerického psychologa Williama Jamese:163-164.

Jammer také poukazuje na Jamese jako na zdroj samotného termínu „komplementarita“:164.

Jamesovy spisy spolu s interpretací Kierkegaardovy filozofie dánským filozofem H. Höffdingem inspirovaly Bohrův koncept komplementarity.

definice

Princip komplementarity je typem nauky o dvou pravdách a spočívá v tom, že za prvé v kvantové teorii není možné striktní rozdělení na subjekt a objekt zkoumání, ale existuje jediný nerozdělený systém pozorovaného objektu, pozorovací přístroj a samotný výzkumník.

Za druhé, protože pozorovatel a jeho nástroj mají neodstranitelný vliv na výsledek, nezbývá než uvažovat o skutečné představě předmětu jako o komplexu informací, které se vzájemně tajemným („dodatečným“) způsobem spojují. duch spojování nesourodého.

Podle Bohra je pro úplný popis kvantově mechanických jevů nutné použít dvě vzájemně se vylučující („doplňkové“) sady klasických pojmů, jejichž souhrn poskytuje ucelenou informaci o těchto jevech jako celku. Například obrázky časoprostoru a energie a hybnosti jsou v kvantové mechanice doplňkové.

„Bohr považuje za vhodné používat termín „komplementarita“ k označení skutečnosti, že u jevů, které si vzájemně odporují, hovoříme o různých, ale stejně podstatných aspektech jediného jasně definovaného souboru informací o objektech.

kritika

Princip komplementarity kritizovali Einstein, Podolsky a Rosen, kteří ukázali, že systémy pozorovatele a pozorovaného objektu se od sebe stále liší. Z toho je zřejmé, že nejistota je nectnost, nikoli ctnost fyzikální teorie, a „komplementarita“ odhaluje neúplnost popisu světa v teorii Nielse Bohra.

Je pozoruhodné, že hegelovský filozof Alexandre Kojève, který se seznámil s „principem nejistoty a komplementarity“, dospěl k závěru, že „na poli fyziky pravda neexistuje“. To je pravda v tom smyslu, že taková fyzika se o pravdu tak nezajímá, že ani není schopna rozlišit badatele od studovaného objektu.

vliv

Princip komplementarity tvořil základ tzv. kodaňské interpretace kvantové mechaniky:348 a analýzy procesu měření:357 charakteristik mikroobjektů.

Podle této interpretace, vypůjčené z klasické fyziky, dynamické charakteristiky mikročástice (její souřadnice, hybnost, energie atd.) nejsou vlastní částici samotné. Význam a určitá hodnota té či oné charakteristiky elektronu, například jeho hybnosti, se odhaluje v souvislosti s klasickými objekty, pro které mají tyto veličiny určitý význam a všechny zároveň mohou mít určitou hodnotu (takový klasický objekt se běžně nazývá měřicí zařízení). Role principu komplementarity v masové vědě se ukázala být tak významná, že Wolfgang Pauli dokonce navrhl nazývat kvantovou mechaniku „teorií komplementarity“, analogicky s teorií relativity:343.

princip komplementarity v populární kultuře a náboženství

Vzhledem k tomu, že masová věda je typem masové kultury, není divu, že uplatnění principu komplementarity postupem času vedlo k vytvoření konceptu komplementarity, zahrnující nejen fyziku, ale také biologii, psychologii, kulturní studia, humanitní vědy v obecně, zkrátka se to stalo faktem masové kultury.

Pro doplnění obrázku zvažte také principy Bohrovy komplementarity a Heisenbergovy neurčitosti. V úvahách o problematických otázkách kvantové mechaniky Niels Bohr poznamenal, že data z různých experimentů nejsou spojena jedním obrázkem. Nepřiměřenost tohoto pohledu byla diskutována v odstavci 5.2.

Proč Bohr tak energicky hájil princip komplementarity až do konce svých dnů? Je třeba předpokládat, že samotná formulace principu komplementarity nevznikla náhodou, ale byla reakcí na nějaký palčivý problém.

To je pravda. Pokusy popsat výsledky kvantově mechanických měření z hlediska klasických konceptů jsou notoricky neuspokojivé. Přidáme-li k nim princip komplementarity, pak vzniká iluze, že problematická situace byla vyřešena. Právě tato iluze přivedla Bohra k principu komplementarity. Tvrdošíjně se držel mylného přesvědčení, že výsledky kvantově mechanických měření by měly být popsány v termínech klasické fyziky. Ale protože jsou protichůdné, musí je provázet zásada komplementarity. Faktem ale je, že ani poté nepřestanou být rozporuplné. Toto je pozadí jeho omylu. Princip komplementarity tedy není principem kvantové mechaniky.

Je zajímavé, že Bohr dal principu komplementarity obecný filozofický význam. "Z obecného filozofického hlediska je zde podstatné, že s ohledem na analýzu a syntézu v jiných oblastech poznání se setkáváme se situacemi připomínajícími situaci v kvantové mechanice. Integrita živých organismů a vlastnosti lidí s vědomím , stejně jako lidské kultury, představují rysy integrity, jejichž zobrazení obvykle vyžaduje další metodu popisu." To znamená, že analýza a syntéza se vzájemně doplňují. Jedna věc je, když se berou v úvahu části systému, druhá věc je, když se systém jeví jako celek. Při analýze nebereme v úvahu a někdy dokonce ničíme celek. Když uvažujeme o celku, nebereme v úvahu, že se skládá z určitých částí.

Bohrova úvaha se na první pohled zdá nejen správná, ale také vysoce originální. Při bližším zkoumání se ale ukazuje, že v žádném případě nepodporují princip komplementarity. V podstatě mluví o povaze tzv. systémových znaků. Faktem je, že interakce částí systému vede k vytvoření integračních vlastností, které tyto části nemají. Například molekula vody má vlastnosti, které nemají dva atomy vodíku a atom kyslíku, které tvoří její složení. Tato okolnost je dokonale vysvětlena kvantovou chemií, to je vše. Charakteristiky atomů a molekul nejsou komplementární ve specifickém smyslu, který Bohr předpokládal. Podstata uvažované situace se systémovými rysy je poměrně jednoduchá: jsou výsledkem interakce určitých objektů. Abychom to pochopili, není třeba se uchylovat k principu komplementarity, který nic nevysvětluje.

Posloupnost kvantových principů lze znázornit takto:

postulát vlnové funkce => Pauliho princip => princip fungování => princip vizualizace => princip pozorovatelnosti => princip relativity k prostředkům pozorování.

závěry

• 1. Hlavní milníky vědecké transdukce jsou tedy poznamenány principy, které tvoří určitou hierarchii.
• 2. Zásady přeskupení jsou nepřijatelné.

• Narozený. Kvantová fyzika a filozofie // Bohr N. Vybrané vědecké práce: ve 2 svazcích. M.: Nauka, 1971. Vol. 2. S. 532.
• Abychom byli spravedliví, poznamenáváme, že při vysvětlování podstaty systémových rysů se výzkumníci setkávají se značnými obtížemi, které však lze překonat, aniž by se uchýlili k principu komplementarity. Cm.: Kaike V.A. Filosofie vědy: stručný encyklopedický slovník. M.: "Omega-L", 2008. s. 181–183.

PRINCIP KOMPlementarity

Princip, který Bohr nazval komplementaritou, je jednou z nejhlubších filozofických a přírodovědných myšlenek naší doby, se kterou lze srovnávat pouze myšlenky, jako je princip relativity nebo myšlenka fyzikálního pole. Jeho obecnost neumožňuje redukovat jej na jedno tvrzení – je třeba jej osvojovat postupně, na konkrétních příkladech. Nejjednodušší způsob (ve své době to udělal Bohr) je začít s analýzou procesu měření hybnosti p a souřadnice x atomového objektu.

Niels Bohr si všiml velmi jednoduché věci: souřadnice a hybnost atomové částice nelze měřit nejen současně, ale obecně pomocí stejného přístroje. Ve skutečnosti, aby bylo možné změřit hybnost p atomové částice, aniž bychom ji velmi změnili, je zapotřebí extrémně lehké, pohyblivé „zařízení“. Ale právě kvůli jeho pohyblivosti je jeho pozice velmi nejistá. Abychom změřili souřadnici x, musíme tedy vzít další – velmi masivní „zařízení“, které by se při dopadu částice nepohnulo. Ale ať se jeho impuls v tomto případě změní jakkoli, ani si toho nevšimneme.

Když mluvíme do mikrofonu, zvukové vlny našeho hlasu se tam převádějí na vibrace membrány. Čím je membrána lehčí a pohyblivější, tím přesněji sleduje vibrace vzduchu. Ale o to obtížnější je určit jeho polohu v každém okamžiku. Toto nejjednodušší experimentální uspořádání je ilustrací Heisenbergova vztahu neurčitosti: je nemožné určit obě charakteristiky atomového objektu – souřadnici x a hybnost p – ve stejném experimentu. Jsou zapotřebí dvě měření a dva zásadně odlišné přístroje, jejichž vlastnosti se vzájemně doplňují.

Adicionalita- to je slovo a myšlenkový obrat, které se díky Bohrovi staly dostupné všem. Před ním byli všichni přesvědčeni, že nekompatibilita dvou typů zařízení s sebou nutně nese nesoulad v jejich vlastnostech. Bohr takovou přímočarost úsudku popřel a vysvětlil: ano, jejich vlastnosti jsou skutečně neslučitelné, ale pro úplný popis atomového objektu jsou obě stejně nutné, a proto si neodporují, ale doplňují se.

Tato jednoduchá úvaha o komplementaritě vlastností dvou nekompatibilních zařízení dobře vysvětluje význam principu komplementarity, ale v žádném případě jej nevyčerpává. Ve skutečnosti nepotřebujeme přístroje samy o sobě, ale pouze pro měření vlastností atomových objektů. Souřadnice x a hybnost p jsou tyto koncepty, které odpovídají dvěma vlastnostem měřeným pomocí dvou přístrojů. V nám známém řetězci znalostí

fenomén -> obrázek -> pojem -> vzorec

princip komplementarity se dotýká především systému pojmů kvantové mechaniky a logiky jejích závěrů.

Faktem je, že mezi přísnými ustanoveními formální logiky existuje „pravidlo vyloučeného středu“, které říká: ze dvou protikladných tvrzení je jedno pravdivé, druhé nepravdivé a třetí nemůže být. V klasické fyzice nebyla příležitost pochybovat o tomto pravidle, protože tam jsou pojmy „vlna“ a „částice“ skutečně opačné a v podstatě neslučitelné. Ukázalo se však, že v atomové fyzice jsou oba stejně dobře použitelné pro popis vlastností stejných objektů a pro plný popisy musí být použity současně.

Lidé vychovaní v tradicích klasické fyziky vnímali tyto požadavky jako druh násilí proti zdravému rozumu a mluvili dokonce o porušování zákonů logiky v atomové fyzice. Bohr vysvětlil, že pointa zde vůbec není v zákonech logiky, ale v nedbalosti, s jakou jsou někdy klasické pojmy používány k vysvětlení atomových jevů bez jakýchkoliv výhrad. Ale takové výhrady jsou nutné a Heisenbergův vztah neurčitosti δx δp ≥ 1/2h je přesným záznamem tohoto požadavku ve striktním jazyce vzorců.

Důvod neslučitelnosti dalších pojmů v našich myslích je hluboký, ale pochopitelný. Faktem je, že atomový objekt nemůžeme poznat přímo – pomocí našich pěti smyslů. Místo toho používáme přesné a složité nástroje, které byly vynalezeny relativně nedávno. K vysvětlení výsledků experimentů potřebujeme slova a pojmy, které se objevily dávno před kvantovou mechanikou a nejsou jí nijak přizpůsobeny. Jsme však nuceni je používat – nemáme jinou možnost: jazyk a všechny základní pojmy se učíme s mateřským mlékem a v každém případě dlouho předtím, než se dozvíme o existenci fyziky.

Bohrův princip komplementarity je úspěšným pokusem o sladění nedostatků zavedeného systému pojmů s pokrokem našeho poznání o světě. Tento princip rozšířil možnosti našeho myšlení a vysvětlil, že v atomové fyzice se nemění jen pojmy, ale i samotná formulace otázek o podstatě fyzikálních jevů.

Ale význam principu komplementarity daleko přesahuje hranice kvantové mechaniky, kde se původně objevil. Teprve později – při pokusech o jeho rozšíření do dalších oblastí vědy – se ukázal jeho skutečný význam pro celý systém lidského poznání. O zákonnosti takového kroku lze polemizovat, nelze však upřít jeho plodnost ve všech případech, i těch vzdálených fyzice.

Bohr sám rád uváděl příklad z biologie související se životem buňky, jejíž role je ve fyzice dosti podobná roli atomu. Je-li atom posledním zástupcem látky, která si stále zachovává své vlastnosti, pak je buňka nejmenší částí každého organismu, která ještě představuje život v jeho komplexnosti a jedinečnosti. Studovat život buňky znamená naučit se všechny elementární procesy, které se v ní vyskytují, a zároveň pochopit, jak jejich interakce vede k velmi zvláštnímu stavu hmoty – k životu.

Při pokusu o spuštění tohoto programu se ukáže, že současná kombinace takové analýzy a syntézy není proveditelná. Ve skutečnosti, abychom pronikli do detailů mechanismů buňky, zkoumáme ji mikroskopem - nejprve běžným, pak elektronickým - buňku zahříváme, procházíme jí elektrickým proudem, ozařujeme, rozkládáme do jejích součástí... Čím blíže ale budeme život buňky studovat, tím více budeme zasahovat do jejích funkcí a průběhu přirozených procesů v ní probíhajících. Nakonec ho zničíme, a proto se o něm jako o integrálním živém organismu nic nedozvíme.

A přesto odpověď na otázku "Co je život?" vyžaduje analýzu a syntézu současně. Tyto procesy jsou neslučitelné, ale nikoli protichůdné, ale pouze se doplňují – v Bohrově smyslu. A potřeba brát je současně v úvahu je pouze jedním z důvodů, proč stále neexistuje úplná odpověď na otázku podstaty života.

Stejně jako v živém organismu je v atomu důležitá integrita jeho vlnově-částicových vlastností. Konečná dělitelnost hmota dala vzniknout nejen konečné dělitelnosti atom jevy- také přivedla X na hranici dělitelnosti koncepty, s jehož pomocí tyto jevy popisujeme.

Často se říká, že správně položená otázka je již polovinou odpovědi. Nejsou to jen hezká slova.

Správně položená otázka je otázkou o vlastnostech jevu, které skutečně má. Taková otázka tedy již obsahuje všechny pojmy, které je potřeba v odpovědi použít. Na ideálně položenou otázku lze odpovědět stručně: „ano“ nebo „ne“. Bohr ukázal, že otázka "Vlna nebo částice?" při aplikaci na atomový objekt je to špatně uvedeno. Takový samostatný Atom nemá žádné vlastnosti, a proto otázka neumožňuje jednoznačnou odpověď „ano“ nebo „ne“. Stejně jako neexistuje odpověď na otázku: „Co je větší: metr nebo kilogram?“ a další otázky podobného typu.

Dvě dodatečné vlastnosti atomové reality nelze oddělit, aniž by se zničila úplnost a jednota přírodního jevu, který nazýváme atom. V mytologii jsou takové případy dobře známé: je nemožné rozřezat kentaura na dvě části a přitom udržet naživu koně i člověka.

Atomový objekt není ani částice, ani vlna, nebo dokonce obojí současně. Atomový objekt je něco třetího, nerovná se prostému součtu vlastností vlny a částice. Toto atomové „něco“ je nepřístupné vnímání našich pěti smyslů, a přesto je jistě skutečné. Nemáme obrazy a smysly, abychom si plně představili vlastnosti této reality. Síla našeho intelektu, založená na zkušenosti, nám však umožňuje poznat to i bez tohoto. Nakonec (musíme uznat, že Born měl pravdu) „...atomový fyzik se nyní vzdálil idylickým představám staromódního přírodovědce, který doufal, že pronikne do tajů přírody tím, že bude klást motýly na louce.“

Když Heisenberg odmítl idealizaci klasické fyziky – koncept „stavu fyzikálního systému nezávislého na pozorování“ – předvídal tím jeden z důsledků principu komplementarity, protože koncepty „stav“ a „pozorování“ se vzájemně doplňují. ve smyslu Bohr. Jsou-li brány odděleně, jsou neúplné, a proto mohou být definovány pouze společně, prostřednictvím sebe navzájem. Přísně vzato, tyto pojmy vůbec neexistují odděleně: my vždy pozorujeme vůbec něco, ale něco určitě Stát. A naopak: každý „stav“ je věc sama o sobě, dokud nenajdeme způsob, jak jej „pozorovat“.

Samostatně, pojmy: vlna, částice, stav systému, pozorování systému jsou některé abstrakce, které nesouvisejí s atomovým světem, ale jsou nezbytné pro jeho pochopení. Jednoduché klasické obrazy se doplňují v tom smyslu, že harmonické splynutí těchto dvou extrémů je nutné pro úplný popis přírody, ale v rámci konvenční logiky mohou koexistovat bez rozporu pouze tehdy, je-li rozsah jejich použitelnosti vzájemně omezen.

Když Bohr hodně přemýšlel o těchto a dalších podobných problémech, dospěl k závěru, že to není výjimka, ale obecné pravidlo: Každý skutečně hluboký přírodní fenomén nelze jednoznačně definovat pomocí slov našeho jazyka a vyžaduje pro jeho definici alespoň dva vzájemně se vylučující doplňkové pojmy. To znamená, že za předpokladu zachování našeho jazyka a obvyklé logiky nastavuje myšlení ve formě komplementarity hranice přesné formulace pojmů odpovídajících skutečně hlubokým přírodním jevům. Takové definice jsou buď jednoznačné, ale pak neúplné, nebo úplné, ale pak nejednoznačné, protože zahrnují další pojmy, které jsou v rámci běžné logiky neslučitelné. Mezi takové pojmy patří pojmy „život“, „atomový objekt“, „fyzický systém“ a dokonce i samotný pojem „poznání přírody“.

Již dlouho je známo, že věda je jen jedním ze způsobů, jak studovat svět kolem nás. Další, dodatečná, metoda je ztělesněna v umění. Samotná koexistence umění a vědy je dobrou ilustrací principu komplementarity. Můžete se zcela věnovat vědě nebo žít výhradně uměním - oba tyto přístupy k životu jsou stejně platné, i když samostatně jsou neúplné. Jádrem vědy je logika a zkušenost. Základem umění je intuice a vhled. Ale baletní umění vyžaduje matematickou přesnost a „...inspirace v geometrii je stejně nezbytná jako v poezii.“ Neprotiřečí si, ale vzájemně se doplňují: skutečná věda je podobná umění – stejně jako skutečné umění vždy obsahuje prvky Vědy . Ve svých nejvyšších projevech jsou nerozlišitelné a neoddělitelné, jako vlastnosti vlnových částic v atomu. Odrážejí různé, doplňující se aspekty lidské zkušenosti a pouze dohromady nám dávají úplný obraz světa. Bohužel je neznámý pouze „poměr nejistoty“ pro konjugovanou dvojici pojmů „věda – umění“, a tedy míra poškození, kterou utrpíme jednostranným vnímáním života.

Samozřejmě, že výše uvedená analogie, jako každá analogie, je neúplná a laxní. Pomáhá nám pouze cítit jednotu a nekonzistenci celého systému lidského poznání.

DODATEČNÝ PRINCIP– jeden z nejdůležitějších metodologických a heuristických principů moderní vědy. Navrženo N.Borom (1927) při interpretaci kvantové mechaniky: pro úplný popis kvantově mechanických objektů jsou zapotřebí dvě vzájemně se vylučující („doplňkové“) třídy pojmů, z nichž každá je použitelná za zvláštních podmínek a jejich kombinace je nezbytná k reprodukci integrity tyto objekty. Fyzikální význam principu komplementarity spočívá v tom, že kvantová teorie je spojena s rozpoznáním základních omezení klasických fyzikálních konceptů ve vztahu k atomárním a subatomárním jevům. Jak však poznamenal Bohr, „interpretace empirického materiálu v podstatě spočívá právě na aplikaci klasických konceptů“ ( Narozený. Oblíbený vědecký práce, díl 2. M., 1970, s. třicet). To znamená, že účinek kvantového postulátu se rozšiřuje i na procesy pozorování (měření) objektů mikrosvěta: „pozorování atomových jevů zahrnuje takovou interakci atomových jevů s pozorovacími prostředky, které nelze zanedbat“ (tamtéž, str. 37), tj. na jedné straně tato interakce vede k nemožnosti jednoznačného („klasického“) určení stavu pozorovaného systému bez ohledu na způsob pozorování a na druhé straně žádné jiné pozorování, které by vylučovalo vliv pozorovacích prostředků je možný ve vztahu k objektům mikrosvěta. Princip komplementarity v tomto smyslu úzce souvisí s fyzikálním významem „vztahu nejistoty“ W. Heisenberga: pokud jsou hodnoty hybnosti a energie mikroobjektu jisté, jeho časoprostorové souřadnice nemohou být jednoznačně určeno a naopak; úplný popis mikroobjektu proto vyžaduje společné (dodatečné) využití jeho kinematických (časoprostorových) a dynamických (energeticko-pulsních) charakteristik, což by však nemělo být chápáno jako sjednocení v jediném obrázku podobném obdobným popisy v klasické fyzice. Další metoda popisu se někdy nazývá neklasické použití klasických pojmů (I.S. Alekseev).

Princip komplementarity je aplikovatelný na problém „vlnově-částicové duality“, který vzniká při srovnávání vysvětlení kvantových jevů na základě myšlenek vlnové mechaniky (E. Schrödinger) a maticové mechaniky (W. Heisenberg). První typ vysvětlení, využívající aparát diferenciálních rovnic, je analytický; klade důraz na kontinuitu pohybů mikroobjektů, popisovaných jako zobecnění klasických fyzikálních zákonů. Druhý typ je založen na algebraickém přístupu, který zdůrazňuje diskrétnost mikroobjektů, chápaných jako částice, i přes nemožnost jejich popisu v „klasických“ časoprostorových termínech. Podle principu komplementarity jsou kontinuita a diskrétnost akceptovány jako stejně adekvátní charakteristiky reality mikrosvěta, jsou neredukovatelné na nějakou „třetí“ fyzikální charakteristiku, která by je „spojovala“ v rozporuplnou jednotu; koexistence těchto charakteristik odpovídá vzorci „buď jedno nebo druhé“ a jejich výběr závisí na teoretických nebo experimentálních problémech, kterým výzkumník čelí (J. Holton).

Bohr věřil, že princip komplementarity je aplikovatelný nejen ve fyzice, ale má širší metodologický význam. Situace spojená s výkladem kvantové mechaniky „má dalekosáhlou analogii s obecnými obtížemi utváření lidských pojmů vyplývajících z oddělení subjektu a objektu“ (tamtéž, s. 53). Bohr viděl analogie tohoto druhu v psychologii a zejména se opíral o myšlenky W. Jamese o specifičnosti introspektivního pozorování kontinuálního průběhu myšlení: takové pozorování ovlivňuje pozorovaný proces, mění jej; proto jsou k popisu mentálních jevů vzniklých introspekcí zapotřebí vzájemně se vylučující třídy pojmů, což odpovídá situaci popisu objektů mikrofyziky. Další analogie, na kterou Bohr poukázal v biologii, souvisí s komplementaritou mezi fyzikálně-chemickou podstatou životních procesů a jejich funkčními aspekty, mezi deterministickými a teleologickými přístupy. Upozornil také na využitelnost principu komplementarity pro pochopení interakce kultur a sociálních struktur. Bohr zároveň varoval před absolutizací principu komplementarity jako svého druhu metafyzického dogmatu.

Takové výklady principu komplementarity lze považovat za slepou uličku, když je interpretován jako epistemologický „obraz“ určité nekonzistence „vlastní“ objektům mikrosvěta, odrážející se v paradoxních popisech („dialektických rozporech“), jako je „a mikroobjekt je vlna i částice“, „elektron má obojí, nemá vlnové vlastnosti“ atd. Rozvoj metodologického obsahu principu komplementarity je jednou z nejperspektivnějších oblastí filozofie a metodologie vědy. V jejím rámci jsou aplikace principu komplementarity zvažovány ve studiích vztahů mezi normativními a deskriptivními modely rozvoje vědy, mezi morálními normami a morálním sebeurčením lidské subjektivity, mezi „kriteriem“ a „kriticko-reflektivním“ modely vědecké racionality.

Literatura:

1. Heisenberg V. Fyzika a filozofie. M., 1963;

2. Kuzněcov B.G. Princip komplementarity. M., 1968;

3. Metodologické principy fyziky. Historie a moderna. M., 1975;

4. Holton J. Tematická analýza vědy. M., 1981;

5. Alekseev I.S. Pojetí činnosti poznání a reality. – Oblíbený pracuje na metodologii a historii fyziky. M., 1995;

6. Historické typy vědecké racionality, svazek 1–2. M., 1997.