Tamamlayıcılık ilkesi. Niels Bohr

metodolojik dat'ın ortaya koyduğu prensip. fizikçi N. Bohr kuantum mekaniğinin yorumlanmasıyla bağlantılı olarak. Şu şekilde formüle edilmiştir: Biliş sürecinde, bir nesnenin bütünlüğünü yeniden üretmek için, her biri kendi özel koşullarında geçerli olan, birbirini dışlayan, "ek" kavram sınıflarının kullanılması gerekir. D.p. sıklıkla Heisenberg'in belirsizlik ilişkisiyle özdeşleştirilmiştir. Bu değerlendirme, örneğin, bir mikropartikülün koordinatları kesin iken momentumun belirsiz olduğu ve bunun tersinin de geçerli olduğu gerçeğine dayanıyordu. Bu, bir mikro nesnenin bu iki özelliğini birbirini dışlayan şekilde kullanma olasılığını açtı. Ancak dinamik ilkesinin içeriği çok daha geniştir ve Bohr, kuantum fiziğinin gelişiminin ilk aşamalarında bile belirsizlik ilişkisine bakılmaksızın bu ilkeye yaklaşmıştır. Bohr, atomların kararlılığını ve radyasyonlarının özelliklerini açıklamak için ünlü varsayımlarını sundu. Onlar sayesinde klasikleri tutarsız bir şekilde tek bir modelde birleştirmek mümkün oldu. ve elektron hareketinin kuantum kavramları. Ancak klasikin uygulanması Küçük kuantum sayıları bölgesine (tipik olarak kuantum fenomeni) ilişkin gösterimler yeterli sonuçlar vermedi. Bu durumu felsefi olarak kavramak gerekiyordu. Bohr, klasik ve kuantum kavramları arasında yeni bir bağlantı biçimi fikrini ortaya koyuyor. Daha sonra "tamamlayıcılık" olarak adlandırılan yeni bir fikir, eski kavramları mekanik olarak yeni bir alana aktararak bu bağlantıyı kurdu ve bunun sonucunda klasik kavramlar kuantum kavramlarla "tamamlandı". Kuantum teorisinin daha sonraki gelişiminde, görünüşte aşılmaz epistemolojik zorluklar ortaya çıktı (mikropartiküllerin fiziksel doğası hakkında, birbirini dışlayan yönlerini tek bir resimde birleştirme olasılığı hakkında). Bu zorlukları çözme girişimlerinden biri, D.P.'den Bohr'un ayrıntılı geliştirmesiydi. Bu fikir, kuantum mekaniğinin temel ilkelerinin formüle edildiği dönemde "Tamamlayıcılık" adını aldı. 1927 sonbaharında Como'daki (İsviçre) uluslararası fizikçiler kongresinde Bohr şunları söyledi: "Atomik olayları tanımlarken, kuantum varsayımı önümüze bazı 'tamamlayıcılık' teorisi geliştirme görevini koyuyor." ("Atomik teori ve atom teorisi) doğanın tanımı”, Camb., 1934, s 55). Onun ana gereklilik, kuantum nesnelerinin çelişkili özelliklerini analiz etmek için birbirini dışlayan yetersiz (klasik) kavramları "ek çiftler" biçiminde kullanma ihtiyacıdır. Bohr, “Işık ve Yaşam” (1932) raporunda şunu belirtti: “Işığın yayılmasına ilişkin resmimizin mekansal sürekliliği ve ışık efektlerinin atomizmi, bu tablonun ek yönleridir. mekanik açıdan derin analizleri birbirini dışlayan deneysel cihazlar gerektirdiğinden, birbirleriyle asla doğrudan çelişmeyecek olan ışık olaylarının önemli özelliklerini eşit derecede açıklamaları anlamındadır" ("Atomik fizik ve insan bilgisi", ?. ? ., , s.5).Işığın çelişkili doğasını, dalga ve parçacık özelliklerinin karşıtlığını doğru bir şekilde ortaya koyan Bohr, ancak bunların iç birliği olasılığını görmedi ve iki eşdeğer yön fikrini öne sürdü. Açıklamanın açıklaması: ya bir tanecik ya da D. p'nin metodolojik özünü oluşturan her iki yönün (mikrofenomenlerin fiziksel resmi) müteakip dışsal yan yana gelmesiyle birlikte bir dalga. Bu, Bohr'un felsefi konumunun tutarsızlığını açıkça göstermektedir. 30-40'larda Bohr, D. p.'nin pozitivist bir yorumunu yaptı ve D. p.'nin "gözlem araçlarına bakılmaksızın bir olgunun nesnel varoluşunun temel sınırlamasını sembolize etmeye" hizmet ettiği fikrini öne sürdü (ibid., s.). . 7) ve “fiziksel gerçeklik sorununa ilişkin görüşlerin radikal bir şekilde gözden geçirilmesi” talebiyle ortaya çıktı (“Fiziksel gerçekliğin Kuantum-mekanik açıklaması”, dergide: “Fiziksel Bilimlerdeki Gelişmeler”, cilt 16, sayı). 4, 1936, s.448). Heisenberg diferansiyel denklem ile belirsizlik ilişkisi arasında doğrudan bir bağlantı görüyor. Bu onu uzay ve zaman kategorilerini nedensellik kategorisiyle karşılaştırmaya yönlendirir: "Bir yanda süreçlerin uzay-zamansal tanımı, diğer yanda klasik nedensellik yasası, fiziksel süreçlerin ek, birbirini dışlayan özelliklerini temsil eder. süreçler” (“Kuantum teorisinin fiziksel prensipleri”, M.–L., 1932, s. 51). Daha sonra Bohr, D.'ye fizikselliğin çok ötesine geçen kapsamlı bir karakter kazandırır. fenomen. “Canlı organizmaların bütünlüğü ve bilinçli insanların özellikleri ile insan kültürleri, bütünlüğün özelliklerini temsil eder ve bunların sergilenmesi tipik olarak ek bir açıklama yöntemi gerektirir” (“Kuantum Fiziği ve Felsefesi,” dergide: “ Advances in Physical Sciences,” cilt 67, sayı 1, 1959, s. 42). Son derece pozitivist görüşleri paylaşan bazı bilim adamlarının (P. Jordan, F. Frank, G. Reichenbach, vb.) çalışmalarında d.p., "nedenselliğin çöküşünü", elektronun "özgür iradesini" desteklemek için kullanıldı. , vb. Ölçümün rolünün hatalı bir şekilde mutlaklaştırılması. cihazı “kontrolsüz etkileşim”, “fiziksel gerçekliğin öznesinin hazırlığı” olarak yorumlayarak, mikro dünyanın biliş özelliklerini bilimsel olarak açıklayamadılar. Aynı zamanda imkansızlık. Koordinatların ve momentumun belirlenmesi, onlara göre, mikro nesnelerin çelişkili parçacık dalga doğasından değil, birbirini dışlayan iki alet sınıfının kullanılmasından kaynaklanmaktadır: biri uzay-zamansal özellikleri belirlemek için, diğeri darbe-zamansal özellikleri belirlemek için. enerji olanlar. Bu nedenle, mikrofenomenlerin biliş sürecinin özgüllüğü onlar tarafından kavranabilir nesnenin özellikleriyle açıklanmaz, aksine doğası bilişin özgüllüğünün bir sonucu olarak kabul edilir. “Ek bir açıklama yöntemi” gerektiren kavram veya durumlar arasında örneğin psikolojide akıl ve içgüdü, özgür irade ve determinizm; Dilbilimde Kavram ve Ses Arka Planı; biyolojide mekanizma ve vitalizm; sosyolojide kişisel özgürlük ve toplumsal eşitlik; hukukta adalet ve merhamet vb. Bu çelişkileri D. p.'nin konumundan spesifik olarak analiz ederken, bazen diyalektikle dışsal bir benzerlik keşfedilir. Bu temelde, uygulamada. Edebiyatta, özellikle İsviçre dergisi "Dialectika"da diyalektiğin tanımlanması moda oldu. "tamamlayıcılıklar" (bilişilebilir nesnenin birbirini dışlayan yönleri) ile karşıtlıklar ve buna bağlı olarak "tamamlayıcılık" yöntemiyle diyalektik. Bu tanımlama asılsızdır. D., karşıtların mekanik bir kopuşunu ve ardından bunların dışsal yan yana gelmelerini varsayarken, diyalektik yalnızca karşılıklı dışlamayla değil, aynı zamanda nesnel bir ilişkiyle, karşıtların iç içe geçmesiyle de karakterize edilir. "Tamamlayıcılık" kavramı bir dizi Sovyet ve yabancı bilim adamı tarafından eleştirel analize tabi tutuldu: P. Langevin, S. I. Vavilov, V. A. Fok, Louis de Broglie, D. I. Blokhintsev, M. E. Omelyanovsky, I. V. Kuznetsova, S. G. Suvorova, L. Janoshi ve diğerleri Bu eleştirel analiz, fiziksel teorinin daha da geliştirilmesinin yolunun açılmasına yardımcı oldu. Bununla birlikte, kendiliğinden diyalektiğin unsurlarını yansıtan Bohr'un metodolojik kavramından elde edilen bazı rasyonel sonuçlar, bu nedenle, örneğin modern fiziğin gelişimindeki bazı zorlukların çözümünde yararlı olabilir. "temel" parçacıklar teorisinin yapımında. Dolayısıyla dinamik teorinin metodolojik rolü kuantum fiziğinin gelişmesiyle birlikte değişir; fiziksel teorinin gelişimi sürecinde önemi azalır. Bohr'un öne sürdüğü kavram, kuantum teorisinin oluşturulması ve yorumlanmasının ilk aşamalarında olumlu bir destekleyici rol oynadı. Ancak daha sonra "ek açıklama yöntemi"nin mutlaklaştırılması ve hukuka aykırı bir şekilde araştırma yöntemi düzeyine yükseltilmesi, yeterli ve giderek derinleşen bilginin gerekliliklerini karşılamadı. “Tamamlayıcılık” fikrinin rasyonel anlamı ve orijinal anlamı, agnostisizm, fiziksel gerçekliğe ilişkin çeşitli öznelci görüşler, nedensellik sorunu vb. ile ilişkilendirilmeye başlandığında kaybolduğu ortaya çıktı. Ancak Bohr'un araştırmasının nesnel içeriği ve mantıksal olarak bunlardan çıkan sonuçlar, doğal süreçlerin diyalektik doğası hakkındaki bilimsel fikirlerin zenginleşmesine bir dereceye kadar katkıda bulundu. Yeterli bir biliş yönteminin bilinçli uygulanmasının gerekliliğini gösterirler - gerçekliğin diyalektik süreçlerinin bir benzeri. Aydınlatılmış.: Blokhintsev D.I., Fundamentals of Quantum Mechanics, 2. baskı, M.–L., 1949; Onun, Fizikteki Sözde “Kopenhag Okulu”nun Felsefi Görüşlerinin Eleştirisi, Koleksiyonda: Modern Fiziğin Felsefi Sorunları, M., 1952; Aleksandrov A.D., Kuantum mekaniği anlayışında idealizme ve kafa karışıklığına karşı, "Vestn. Leningrad Devlet Üniversitesi", 1949, No. 4; Kuznetsov I.V., Werner Heisenberg ve fizikteki felsefi konumları, kitapta: Heisenberg V., Atom fiziğinin felsefi sorunları, çev. ?. ?. Ovchinnikova, M., 1953; Omelyanovsky M.E., Kuantum mekaniğinin felsefi soruları, M., 1956; ?ok V.?., Bohr'un kuantum mekaniği hakkındaki görüşlerinin eleştirisi, içinde: Modern fiziğin felsefi sorunları. Düzenleyen: I. Kuznetsov ve M. Omelyanovsky, M., 1958; Sachkov Yu.V., Kuantum mekaniğinin materyalist yorumu üzerine, M., 1959; Modern fiziğin felsefi sorunları. Doygunluk. [I.V. Kuznetsov ve M.E. Omelyanovsky tarafından düzenlenmiştir], M., 1959; Modern fizikte nedensellik sorunu. [I.V. Kuznetsov ve diğerleri tarafından düzenlenmiştir], M., I960. A. Posner. Moskova.

Yıl Niels Bohr.

iki hakikat doktrini ve patolojik bir dille sunulmaktadır.

etimoloji

Tamamlayıcılık doktrininin prototipi, eski sofistlerde olduğu gibi, ortaçağ İbn Rüşdcülerin "iki gerçek" teorisinde de görülebilir; modern Ortodoks modernizminde inanç ve bilimin uzlaşmasına bakın.

Özellikle İbn Rüşdcüler, Kutsal Kitap'taki aynı gerçeğe (örneğin insanın yaratılışına) ilişkin hem teolojik hem de ateist yorumların, çelişkilerine rağmen doğru kabul edilmesi gerektiğini beyan ettiler.

Niels Bohr, Eylül 1927'de Como'da Alessandro Volta'nın anısına düzenlenen ve tamamlayıcılık teorisini sunduğu kongreden sonraki ilk makalesinde, “Bohr şunu yazdı: “Tamamlayıcılık fikri, özü itibarıyla benzer olan bir durumu tanımlamak için gereklidir. genel olarak kavramları formüle etmenin zorluğuna, çünkü bu zorluk zaten özne ve nesne arasındaki ayrımın doğasında var.” 1929 tarihli bir makalesinde Bohr, "tamamlayıcı veya karşılıklı bir tanımlama tarzına başvurma ihtiyacının, muhtemelen psikolojik problemlerde bize tanıdık geldiğini" belirtiyor. Aynı eserin altında şu pasaj yer almaktadır:

"Özellikle, çağrışımsal düşüncenin sürekli akışı ile kişiliğin birliğinin korunması arasındaki görünürdeki karşıtlık, esasen maddi parçacıkların hareketinin dalga tanımıyla onların indirgenemez bireysellikleri arasındaki ilişkiye benzer."

Max Jammer 1974:102'de bu özel pasajın Amerikalı psikolog William James'in yazdığı "Principles of Physiology" kitabının doğrudan bir açıklaması olduğunu ikna edici bir şekilde gösterdi:163-164.

Jammer ayrıca "tamamlayıcılık" teriminin kaynağı olarak James'e işaret ediyor:164.

James'in yazıları, Danimarkalı filozof H. Höffding'in Kierkegaard'ın felsefesine ilişkin yorumuyla birlikte Bohr'un tamamlayıcılık kavramına ilham verdi.

tanım

Tamamlayıcılık ilkesi, iki hakikat doktrininin bir türüdür ve ilk olarak kuantum teorisinde, araştırma konusuna ve nesnesine katı bir bölünmenin imkansız olduğu, ancak gözlemlenen nesnenin tek bir bölünmemiş sisteminin mevcut olduğu gerçeğinden oluşur. gözlem aracı ve araştırmacının kendisi.

İkincisi, gözlemci ve aracının sonuç üzerinde telafisi mümkün olmayan bir etkisi olduğundan, bir nesnenin gerçek fikrini, birbiriyle gizemli (“ek”) bir şekilde birleşen bir bilgi kompleksi olarak düşünmek kalır. uyumsuz olanı birleştirme ruhu.

Bohr'a göre, kuantum mekaniği olgusunu tam olarak tanımlamak için, birbirini dışlayan ("tamamlayıcı") iki klasik kavram kümesinin uygulanması gerekir; bunların bütünlüğü, bu olgular hakkında bir bütün olarak kapsamlı bilgi sağlar. Örneğin kuantum mekaniğinde uzay-zaman ve enerji-momentum resimleri ilavedir.

"Bohr, birbiriyle çelişen olgularda, nesneler hakkında açıkça tanımlanmış tek bir bilgi kümesinin farklı ama aynı derecede önemli yönlerinden bahsettiğimiz gerçeğini belirtmek için "tamamlayıcılık" terimini kullanmanın uygun olduğunu düşünüyor."

eleştiri

Tamamlayıcılık ilkesi, gözlemcinin ve gözlenen nesnenin sistemlerinin hala birbirinden farklı olduğunu gösteren Einstein, Podolsky ve Rosen tarafından eleştirildi. Buradan belirsizliğin fiziksel teorinin bir erdemi değil, bir kusuru olduğu ve "tamamlayıcılık"ın Niels Bohr'un teorisindeki dünya tanımının eksikliğini ortaya çıkardığı açıktır.

"Belirsizlik-tamamlayıcılık ilkesi"ne aşina olan Hegelci filozof Alexandre Kojève'nin "fizik alanında hakikatin var olmadığı" sonucuna varması dikkat çekicidir. Bu, fiziğin gerçekle o kadar ilgisiz olması ve araştırmacıyı incelenen nesneden bile ayırt edememesi anlamında doğrudur.

etkilemek

Tamamlayıcılık ilkesi, kuantum mekaniğinin sözde Kopenhag yorumunun temelini oluşturdu:348 ve mikro nesnelerin özelliklerini ölçme sürecinin analizi:357.

Klasik fizikten alınan bu yoruma göre, bir mikroparçacığın dinamik özellikleri (koordinatı, momentumu, enerjisi vb.) parçacığın kendisinde mevcut değildir. Bir elektronun bir veya başka bir özelliğinin, örneğin momentumunun anlamı ve belirli değeri, bu niceliklerin belirli bir anlama sahip olduğu ve aynı zamanda hepsinin belirli bir değere sahip olabileceği klasik nesnelerle bağlantılı olarak ortaya çıkar (böyle bir klasik nesneye geleneksel olarak ölçüm cihazı denir). Kitle biliminde tamamlayıcılık ilkesinin rolünün o kadar önemli olduğu ortaya çıktı ki Wolfgang Pauli, görelilik teorisine benzetilerek kuantum mekaniğinin “tamamlayıcılık teorisi” olarak adlandırılmasını bile önerdi:343.

popüler kültür ve dinde tamamlayıcılık ilkesi

Kitle bilimi bir tür kitle kültürü olduğundan, tamamlayıcılık ilkesinin zamanla uygulanmasının, yalnızca fiziği değil aynı zamanda biyoloji, psikoloji, kültürel çalışmalar, beşeri bilimleri de kapsayan tamamlayıcılık kavramının yaratılmasına yol açması şaşırtıcı değildir. kısacası kitle kültürünün bir gerçeği haline geldi.

Resmi tamamlamak için Bohr'un tamamlayıcılık ve Heisenberg'in belirsizliği ilkelerini de göz önünde bulundurun. Kuantum mekaniğinin sorunlu konularına değinen Niels Bohr, çeşitli deneylerden elde edilen verilerin tek bir resimde birleşmediğini kaydetti. Bu görüşün yetersizliği paragraf 5.2'de tartışılmıştır.

Bohr neden günlerinin sonuna kadar tamamlayıcılık ilkesini bu kadar enerjik bir şekilde savundu? Tamamlayıcılık ilkesinin formülasyonunun tesadüfen ortaya çıkmadığı, acil bir soruna tepki olduğu varsayılmalıdır.

Bu doğru. Kuantum mekaniği ölçümlerinin sonuçlarını klasik kavramlarla açıklama girişimlerinin yetersiz olduğu biliniyor. Bunlara tamamlayıcılık ilkesini de eklersek sorunlu durumun çözüldüğü yanılsaması yaratılır. Bohr'u tamamlayıcılık ilkesine yönlendiren de bu yanılsamaydı. Kuantum mekaniği ölçümlerinin sonuçlarının klasik fizik kavramlarıyla tanımlanması gerektiği yönündeki hatalı inanca inatla bağlı kaldı. Ancak çelişkili oldukları için tamamlayıcılık ilkesinin de onlara eşlik etmesi gerekir. Ama gerçek şu ki, bundan sonra çelişkili olmaktan vazgeçmeyecekler. Bu onun hatasının arka planıdır. Dolayısıyla tamamlayıcılık ilkesi kuantum mekaniğinin bir ilkesi değildir.

Bohr'un tamamlayıcılık ilkesine genel felsefi önem vermesi ilginçtir. "Genel felsefi açıdan bakıldığında burada önemli olan, diğer bilgi alanlarındaki analiz ve sentezlerde kuantum mekaniğindeki durumu anımsatan durumlarla karşılaşmamızdır. Böylece canlı organizmaların bütünlüğü ve bilinçli insanların özellikleri ortaya çıkar. insan kültürleri gibi, bütünlüğün özelliklerini temsil eder ve bunların sergilenmesi tipik olarak ek bir açıklama yöntemi gerektirir." Bu, analiz ve sentezin birbirini tamamladığı anlamına gelir. Sistemin parçalarının dikkate alınması başka bir şey, sistemin bir bütün olarak ortaya çıkması başka bir şeydir. Analiz yaparken bütünü hesaba katmıyoruz, hatta bazen yok ediyoruz. Bütünü ele aldığımızda belli parçalardan oluştuğunu dikkate almıyoruz.

İlk bakışta Bohr'un akıl yürütmesi yalnızca doğru değil, aynı zamanda son derece orijinal görünüyor. Ancak daha yakından incelendiğinde tamamlayıcılık ilkesini hiçbir şekilde desteklemedikleri ortaya çıkıyor. Özünde, sözde sistemik özelliklerin doğasından bahsediyor. Gerçek şu ki, sistemin parçalarının etkileşimi, bu parçaların sahip olmadığı bütünleştirici özelliklerin oluşmasına yol açmaktadır. Örneğin bir su molekülü, bileşimini oluşturan iki hidrojen atomu ve oksijen atomunun sahip olmadığı özelliklere sahiptir. Bu durum kuantum kimyası tarafından mükemmel bir şekilde açıklanmaktadır, hepsi bu. Atomların ve moleküllerin özellikleri, Bohr'un öne sürdüğü anlamda tamamlayıcı değildir. Sistemik özelliklerle ilgili olarak ele alınan durumun özü oldukça basittir: bunlar belirli nesnelerin etkileşiminin sonucudur. Bunu anlamak için hiçbir şeyi açıklamayan tamamlayıcılık ilkesine başvurmaya gerek yoktur.

Kuantum ilkelerinin sırası şu şekilde temsil edilebilir:

dalga fonksiyonu varsayımı => Pauli prensibi => çalışma prensibi => görselleştirme ilkesi => gözlemlenebilirlik ilkesi => gözlem araçlarına görelik ilkesi.

sonuçlar

• 1. Dolayısıyla bilimsel aktarımın ana kilometre taşları, belirli bir hiyerarşi oluşturan ilkelerle işaretlenmiştir.
• 2. İlkelerin yeniden düzenlenmesi kabul edilemez.

• Doğmak. Kuantum fiziği ve felsefesi // Bohr N. Seçilmiş bilimsel çalışmalar: 2 ciltte.M.: Nauka, 1971. Cilt 2. S. 532.
• Adil olmak gerekirse, araştırmacıların sistemik özelliklerin doğasını açıklarken önemli zorluklarla karşılaştıklarını ancak tamamlayıcılık ilkesine başvurmadan bunların üstesinden geldiklerini belirtiyoruz. Santimetre.: Kaike V.A. Bilim felsefesi: kısa bir ansiklopedik sözlük. M .: "Omega-L", 2008. s. 181–183.

TAMAMLAYICILIK İLKESİ

Bohr'un tamamlayıcılık olarak adlandırdığı ilke, zamanımızın en derin felsefi ve doğal bilimsel fikirlerinden biridir ve yalnızca görelilik ilkesi veya fiziksel alan fikri gibi fikirlerin karşılaştırılabileceği. Genelliği, herhangi bir ifadeye indirgenmesine izin vermez - belirli örnekler kullanılarak yavaş yavaş öğrenilmesi gerekir. En kolay yol (Bohr bunu kendi zamanında yapmıştı), bir atomik nesnenin p momentumunu ve x koordinatını ölçme sürecinin analiziyle başlamaktır.

Niels Bohr çok basit bir şeyin farkına vardı: Bir atom parçacığının koordinatı ve momentumu yalnızca eşzamanlı olarak değil, genellikle aynı alet kullanılarak ölçülemez. Aslında bir atom parçacığının p momentumunu çok fazla değiştirmeden ölçebilmek için son derece hafif, hareket edebilen bir "cihaz"a ihtiyaç vardır. Ancak tam da hareketliliği nedeniyle konumu oldukça belirsiz. X koordinatını ölçmek için bu nedenle başka bir tane almalıyız; bir parçacık ona çarptığında hareket etmeyecek çok büyük bir "cihaz". Ancak bu durumda dürtüsü ne kadar değişirse değişsin, bunu fark etmeyeceğiz bile.

Mikrofona konuştuğumuzda sesimizin ses dalgaları orada zarın titreşimlerine dönüşür. Membran ne kadar hafif ve hareketli olursa hava titreşimlerini o kadar doğru takip eder. Ancak zamanın her anında konumunu belirlemek daha da zorlaşır. Bu en basit deney düzeneği, Heisenberg'in belirsizlik ilişkisinin bir örneğidir: Aynı deneyde bir atomik nesnenin her iki özelliğini (koordinat x ve momentum p) belirlemek imkansızdır. Özellikleri birbirini tamamlayan iki ölçüme ve temelde farklı iki araca ihtiyaç vardır.

İlavelik- Bohr sayesinde herkesin kullanımına sunulan söz ve düşünce sırası budur. Ondan önce herkes, iki tür cihazın uyumsuzluğunun mutlaka özelliklerinde tutarsızlığa yol açtığına ikna olmuştu. Bohr, yargının bu kadar basit olduğunu reddetti ve şöyle açıkladı: evet, özellikleri gerçekten uyumsuz, ancak atomik bir nesnenin tam bir açıklaması için her ikisi de eşit derecede gereklidir ve bu nedenle çelişmez, birbirini tamamlar.

Uyumsuz iki cihazın özelliklerinin tamamlayıcılığı hakkındaki bu basit akıl yürütme, tamamlayıcılık ilkesinin anlamını iyi açıklar, ancak hiçbir şekilde onu tüketmez. Aslında aletlere kendi başlarına değil, yalnızca atomik nesnelerin özelliklerini ölçmek için ihtiyacımız var. Koordinat x ve momentum p bunlardır kavramlar, iki alet kullanılarak ölçülen iki özelliğe karşılık gelir. Bize tanıdık gelen bilgi zincirinde

olgu -> görüntü -> kavram -> formül

tamamlayıcılık ilkesi öncelikle kuantum mekaniği kavram sistemini ve sonuçlarının mantığını etkiler.

Gerçek şu ki, biçimsel mantığın katı hükümleri arasında, şunu belirten bir "ortanın hariç tutulması kuralı" vardır: iki karşıt ifadeden biri doğrudur, diğeri yanlıştır ve üçüncüsü olamaz. Klasik fizikte bu kuraldan şüphe etmeye gerek yoktu, çünkü orada "dalga" ve "parçacık" kavramları gerçekten zıttı ve esasen uyumsuzdu. Ancak atom fiziğinde her ikisinin de aynı nesnelerin özelliklerini tanımlamak için eşit derecede uygulanabilir olduğu ortaya çıktı. tam dolu açıklamalar aynı anda kullanılmalıdır.

Klasik fizik gelenekleriyle yetişen insanlar, bu talepleri sağduyuya karşı bir tür şiddet olarak algıladılar ve hatta atom fiziğinin mantık yasalarının ihlal edildiğinden söz ettiler. Bohr, buradaki meselenin hiç de mantık yasalarında değil, atom olaylarını hiçbir çekince olmadan açıklamak için bazen klasik kavramların kullanılmasındaki dikkatsizlikte olduğunu açıkladı. Ancak bu tür çekinceler gereklidir ve Heisenberg belirsizlik ilişkisi δx δp ≥ 1/2h, bu gereksinimin formüllerin katı dilinde tam bir kaydıdır.

Ek kavramların zihnimizdeki uyumsuzluğunun nedeni derin ama anlaşılabilir. Gerçek şu ki, beş duyumuzun yardımıyla atomik bir nesneyi doğrudan algılayamayız. Bunun yerine nispeten yakın zamanda icat edilen hassas ve karmaşık aletleri kullanıyoruz. Deneylerin sonuçlarını açıklamak için kelimelere ve kavramlara ihtiyacımız var ve bunlar kuantum mekaniğinden çok önce ortaya çıktı ve hiçbir şekilde ona uyarlanmadı. Ancak bunları kullanmak zorunda kalıyoruz, başka seçeneğimiz yok: Dili ve tüm temel kavramları anne sütüyle öğreniyoruz ve her halükarda fiziğin varlığını öğrenmeden çok önce.

Bohr'un tamamlayıcılık ilkesi, yerleşik kavramlar sisteminin eksikliklerini dünya hakkındaki bilgimizin ilerlemesiyle uzlaştırmaya yönelik başarılı bir girişimdir. Bu ilke, atom fiziğinde yalnızca kavramların değişmediğini, aynı zamanda fiziksel olayların özüne ilişkin soruların formülasyonunun da değiştiğini açıklayarak düşüncemizin olanaklarını genişletti.

Ancak tamamlayıcılık ilkesinin önemi, başlangıçta ortaya çıktığı yer olan kuantum mekaniğinin sınırlarının çok ötesine geçer. Ancak daha sonra - bilimin diğer alanlarına genişletme çabaları sırasında - onun tüm insan bilgi sistemi için gerçek önemi açıklığa kavuştu. Böyle bir adımın yasallığı tartışılabilir, ancak fizikten uzak olanlar dahil her durumda onun verimliliği inkar edilemez.

Bohr, rolü atomun fizikteki rolüne oldukça benzeyen bir hücrenin yaşamıyla ilgili biyolojiden bir örnek vermeyi severdi. Eğer bir atom, özelliklerini hâlâ koruyan bir maddenin son temsilcisiyse, o zaman hücre, karmaşıklığı ve benzersizliğiyle hâlâ yaşamı temsil eden herhangi bir organizmanın en küçük parçasıdır. Bir hücrenin yaşamını incelemek, içinde meydana gelen tüm temel süreçleri öğrenmek ve aynı zamanda bunların etkileşiminin nasıl maddenin çok özel bir durumuna, yani hayata yol açtığını anlamak anlamına gelir.

Bu programı çalıştırmaya çalışırken, bu tür analiz ve sentezin eş zamanlı kombinasyonunun mümkün olmadığı ortaya çıktı. Aslında bir hücrenin mekanizmalarının detaylarına nüfuz etmek için onu önce normal, sonra elektronik bir mikroskopla inceleriz, hücreyi ısıtırız, içinden elektrik akımı geçiririz, ışınlarız, ayrıştırırız. onu bileşen parçalarına ayırır... Ancak hücrenin yaşamını ne kadar yakından incelersek, onun işlevlerine ve içinde meydana gelen doğal süreçlerin seyrine o kadar müdahale edeceğiz. Sonunda onu yok edeceğiz ve bu nedenle, bütünsel bir canlı organizma olarak onun hakkında hiçbir şey öğrenmeyeceğiz.

Ve yine de "Hayat nedir?" sorusunun cevabı. Analiz ve sentezin aynı anda yapılmasını gerektirir. Bu süreçler uyumsuzdur ancak çelişkili değildir, yalnızca tamamlayıcıdır - Bohr'un anlayışına göre. Ve bunları aynı anda dikkate alma ihtiyacı, yaşamın özü sorusuna hala tam bir cevap bulunamamasının nedenlerinden yalnızca biridir.

Canlı bir organizmada olduğu gibi atomda da dalga-parçacık özelliklerinin bütünlüğü önemlidir. Sonlu bölünebilirlik konu sadece atomun sonlu bölünebilirliğine yol açmakla kalmadı fenomen- ayrıca X'i bölünebilme sınırına getirdi kavramlar yardımıyla bu fenomenleri tanımlıyoruz.

Doğru sorulmuş bir sorunun zaten cevabın yarısı olduğu sıklıkla söylenir. Bunlar sadece hoş sözler değil.

Doğru sorulan bir soru, bir olgunun gerçekten sahip olduğu özellikleriyle ilgili bir sorudur. Dolayısıyla böyle bir soru, cevapta kullanılması gereken tüm kavramları zaten içermektedir. İdeal olarak sorulan bir soruya kısaca cevap verilebilir: "evet" veya "hayır". Bohr "Dalga mı yoksa parçacık mı?" sorusunun cevabını gösterdi. atomik bir nesneye uygulandığında yanlış belirtilir. Çok ayırmak Atomun hiçbir özelliği yoktur ve bu nedenle soru net bir "evet" veya "hayır" cevabına izin vermez. Tıpkı "Daha büyük olan nedir: metre mi yoksa kilogram mı?" Sorusunun ve benzer türden diğer soruların cevabı olmadığı gibi.

Atom dediğimiz doğal olgunun bütünlüğünü ve birliğini bozmadan atom gerçekliğinin iki ek özelliği birbirinden ayrılamaz. Mitolojide bu tür durumlar iyi bilinmektedir: Hem atı hem de insanı hayatta tutarken bir centauru iki parçaya ayırmak imkansızdır.

Atomik bir nesne ne parçacık, ne dalga, hatta aynı anda her ikisi de değildir. Bir atom nesnesi üçüncü bir şey dalga ve parçacığın özelliklerinin basit toplamına eşit değildir. Bu atomik "bir şey" beş duyumuzun algısıyla erişilemez ama yine de kesinlikle gerçektir. Bu gerçekliğin özelliklerini tam olarak hayal edebilecek görüntü ve duyulara sahip değiliz. Ancak tecrübeye dayanan aklımızın gücü, bunu bilmemize olanak sağlar. Sonunda (Born'un haklı olduğunu kabul etmeliyiz), "...atom fizikçisi, çayırlarda kelebeklerin yolunu açarak doğanın sırlarına nüfuz etmeyi ümit eden eski moda doğa bilimcinin cennet gibi fikirlerinden artık uzaklaştı."

Heisenberg, klasik fiziğin idealleştirilmesini - "gözlemden bağımsız bir fiziksel sistemin durumu" kavramı - reddettiğinde, "durum" ve "gözlem" kavramları tamamlayıcı olduğundan, tamamlayıcılık ilkesinin sonuçlarından birini öngörmüş oldu. Bohr'un anlamında. Ayrı ayrı ele alındığında eksiktirler ve bu nedenle ancak birbirleri aracılığıyla ortaklaşa tanımlanabilirler. Aslına bakılırsa bu kavramlar ayrı ayrı mevcut değildir: biz her zaman gözlemliyoruz hiç bir şey değil, ama kesinlikle bazı durum. Ve tam tersi: Her "durum", biz onu "gözlemlemenin" bir yolunu bulana kadar kendi başına bir şeydir.

Ayrı ayrı ele alındığında dalga, parçacık, sistemin durumu, sistemin gözlemlenmesi kavramları atom dünyasıyla ilgili olmayan ancak anlaşılması için gerekli olan bazı soyutlamalardır. Basit, klasik resimler, doğanın tam bir tanımı için bu iki uç noktanın uyumlu bir birleşiminin gerekli olması anlamında tamamlayıcıdır, ancak geleneksel mantık çerçevesinde, yalnızca uygulanabilirliklerinin kapsamı karşılıklı olarak sınırlıysa, çelişki olmadan bir arada var olabilirler.

Bu ve buna benzer sorunlar hakkında çok düşünen Bohr, bunun bir istisna değil, genel bir kural olduğu sonucuna vardı: Gerçekten derin olan her doğa olgusu, dilimizin sözcüklerini kullanarak açık bir şekilde tanımlanamaz ve tanımı için birbirini dışlayan en az iki ek kavrama ihtiyaç duyar. Bu, dilimiz ve geleneksel mantığımız korunduğu sürece, tamamlayıcılık biçiminde düşünmenin, gerçekten derin doğa olaylarına karşılık gelen kavramların kesin formülasyonuna sınırlar koyduğu anlamına gelir. Bu tür tanımlar ya açıktır, ancak o zaman eksiktir ya da tamdır, ancak o zaman belirsizdir, çünkü sıradan mantık çerçevesinde uyumsuz olan ek kavramları içerirler. Bu tür kavramlar arasında “yaşam”, “atomik nesne”, “fiziksel sistem” ve hatta “doğanın bilişi” kavramı bile yer almaktadır.

Bilimin etrafımızdaki dünyayı incelemenin yalnızca bir yolu olduğu uzun zamandır biliniyor. Başka bir ek yöntem teknikte somutlaştırılmıştır. Sanat ve bilimin bir arada var olması tamamlayıcılık ilkesinin iyi bir örneğidir. Tamamen bilime yönelebilir veya tamamen sanat yoluyla yaşayabilirsiniz; hayata dair bu yaklaşımların her ikisi de eşit derecede geçerlidir, ancak ayrı ayrı ele alındığında eksiktirler. Bilimin özü mantık ve deneyimdir. Sanatın temeli sezgi ve içgörüdür. Ancak bale sanatı matematiksel kesinlik gerektirir ve “...geometride ilham şiirde olduğu kadar gereklidir.” Bunlar çelişmez, aksine birbirini tamamlar: gerçek bilim sanata benzer - tıpkı gerçek sanatın her zaman unsurları içermesi gibi Bilimler . En yüksek tezahürlerinde, tıpkı bir atomdaki dalga-parçacık özellikleri gibi, ayırt edilemez ve ayrılamazlar. İnsan deneyiminin farklı, tamamlayıcı yönlerini yansıtırlar ve yalnızca bir arada ele alındıklarında bize dünyanın tam bir resmini verirler. Maalesef bilim - sanat eşlenik kavram çiftinin sadece "belirsizlik oranı" ve dolayısıyla tek taraflı hayat algısıyla ne kadar zarara uğradığımız bilinmiyor.

Elbette yukarıdaki benzetme de diğer benzetmeler gibi hem eksik hem de gevşektir. Yalnızca tüm insani bilgi sisteminin birliğini ve tutarsızlığını hissetmemize yardımcı olur.

EK İLKE– modern bilimin en önemli metodolojik ve sezgisel ilkelerinden biri. Önerilen N. Borom (1927) kuantum mekaniğini yorumlarken: kuantum mekaniği nesnelerinin tam bir açıklaması için, her biri özel koşullar altında uygulanabilen, birbirini dışlayan ("tamamlayıcı") iki kavram sınıfına ihtiyaç vardır ve bunların birleşimi, nesnenin bütünlüğünü yeniden üretmek için gereklidir. bu nesneler. Tamamlayıcılık ilkesinin fiziksel anlamı, kuantum teorisinin, klasik fiziksel kavramların atomik ve atom altı olaylarla ilgili temel sınırlamalarının tanınmasıyla ilişkili olmasıdır. Ancak Bohr'un işaret ettiği gibi, "deneysel malzemenin yorumlanması esasen tam olarak klasik kavramların uygulanmasına dayanır" ( Doğmak. Favori ilmi eserler, cilt 2. M., 1970, s. otuz). Bu, kuantum varsayımının etkisinin mikro dünyadaki nesnelerin gözlem (ölçüm) süreçlerine kadar uzandığı anlamına gelir: "atom olaylarının gözlemlenmesi, ikincisinin ihmal edilemeyecek gözlem araçlarıyla bu tür etkileşimini içerir" (ibid., s. 37), yani, bir yandan bu etkileşim, gözlem araçlarına bakılmaksızın gözlemlenen sistemin durumunun kesin ("klasik") bir şekilde belirlenmesinin imkansızlığına yol açarken, diğer yandan bu etkileşimi dışlayan başka hiçbir gözlem yoktur. Mikro dünyanın nesneleri ile ilgili olarak gözlem araçlarının etkisi mümkündür. Bu anlamda tamamlayıcılık ilkesi, W. Heisenberg'in “belirsizlik ilişkisinin” fiziksel anlamı ile yakından ilgilidir: Bir mikro nesnenin momentum ve enerji değerleri belirliyse, uzay-zaman koordinatları açık bir şekilde olamaz. belirlenir ve bunun tersi de geçerlidir; bu nedenle, bir mikro nesnenin tam bir açıklaması, onun kinematik (uzay-zamansal) ve dinamik (enerji-darbe) özelliklerinin ortak (ek) kullanımını gerektirir; ancak bu, benzerlere benzer tek bir resimde birleşme olarak anlaşılmamalıdır. Klasik fizikte açıklamalar. Ek bir açıklama yöntemine bazen klasik kavramların klasik olmayan kullanımı denir (I.S. Alekseev).

Tamamlayıcılık ilkesi, dalga mekaniği (E. Schrödinger) ve matris mekaniği (W. Heisenberg) fikirlerine dayalı olarak kuantum olaylarının açıklamalarını karşılaştırırken ortaya çıkan "dalga-parçacık ikiliği" sorununa uygulanabilir. Diferansiyel denklem aygıtını kullanan ilk açıklama türü analitiktir; klasik fizik yasalarının genellemeleri olarak tanımlanan mikro nesnelerin hareketlerinin sürekliliğine vurgu yapar. İkinci tip, "klasik" uzay-zaman terimleriyle tanımlanmalarının imkansızlığına rağmen, parçacık olarak anlaşılan mikro nesnelerin ayrıklığını vurgulayan cebirsel yaklaşıma dayanmaktadır. Tamamlayıcılık ilkesine göre süreklilik ve ayrıklık, mikro dünyanın gerçekliğinin eşit derecede yeterli özellikleri olarak kabul edilir; bunlar, onları çelişkili bir birlik içinde "bağlayacak" bazı "üçüncü" fiziksel özelliklere indirgenemez; bu özelliklerin bir arada bulunması “ya biri ya diğeri” formülüne uyar ve bunların seçimi araştırmacının karşılaştığı teorik veya deneysel sorunlara bağlıdır (J. Holton).

Bohr, tamamlayıcılık ilkesinin yalnızca fizikte geçerli olmadığına, aynı zamanda daha geniş bir metodolojik öneme sahip olduğuna inanıyordu. Kuantum mekaniğinin yorumlanmasıyla ilgili durum, "özne ve nesnenin ayrılmasından kaynaklanan insan kavramlarının oluşumunun genel zorluklarıyla geniş kapsamlı bir analojiye sahiptir" (ibid., s. 53). Bohr, psikolojide bu tür analojiler gördü ve özellikle W. James'in sürekli düşünme sürecinin iç gözlemsel gözleminin özgüllüğü hakkındaki fikirlerine güvendi: bu tür gözlem, gözlemlenen süreci etkiler, onu değiştirir; bu nedenle, iç gözlemle oluşturulan zihinsel fenomenleri tanımlamak için, mikrofizik nesnelerinin tanımlanması durumuna karşılık gelen, birbirini dışlayan kavram sınıfları gereklidir. Bohr'un biyolojide işaret ettiği bir diğer benzetme, yaşam süreçlerinin fizikokimyasal doğası ile işlevsel yönleri arasındaki, deterministik ve teleolojik yaklaşımlar arasındaki tamamlayıcılıkla ilgilidir. Kültürlerin ve sosyal yapıların etkileşimini anlamada tamamlayıcılık ilkesinin uygulanabilirliğine de dikkat çekti. Bohr aynı zamanda tamamlayıcılık ilkesinin bir tür metafizik dogma olarak mutlaklaştırılmasına karşı da uyarıda bulundu.

Tamamlayıcılık ilkesinin bu tür yorumları, mikro dünyanın nesnelerine "doğal" olan ve paradoksal açıklamalarda ("diyalektik çelişkiler") yansıtılan belirli bir tutarsızlığın epistemolojik bir "imgesi" olarak yorumlandığında çıkmaz sokak olarak değerlendirilebilir. mikronesne hem dalga hem parçacıktır”, “elektronun her ikisi de dalga özelliğine sahip değildir” vb. Tamamlayıcılık ilkesinin metodolojik içeriğinin geliştirilmesi, bilim felsefesi ve metodolojisindeki en umut verici alanlardan biridir. Bu çerçevede, tamamlayıcılık ilkesinin uygulamaları, bilimin gelişiminin normatif ve tanımlayıcı modelleri arasındaki, ahlaki normlar ile insan öznelliğinin ahlaki olarak kendi kaderini tayin etmesi arasındaki, "kriterler" ile "eleştirel-yansıtıcı" arasındaki ilişkilere ilişkin çalışmalarda ele alınmaktadır. Bilimsel rasyonellik modelleri.

Edebiyat:

1. Heisenberg V. Fizik ve felsefe. M., 1963;

2. Kuznetsov B.G. Tamamlayıcılık ilkesi. M., 1968;

3. Fiziğin metodolojik ilkeleri. Tarih ve modernite. M., 1975;

4. Holton J. Bilimin tematik analizi. M., 1981;

5. Alekseev I.S. Biliş ve gerçeklik etkinlik kavramı. – Favori. Metodoloji ve fizik tarihi üzerine çalışıyor. M., 1995;

6. Bilimsel rasyonalitenin tarihsel türleri, cilt 1-2. M., 1997.