/kripto/index.htm /divo/index.htm /100tayn/index.htm /mif/index.htm /vinchi/19.htm /621/index.htm /tainy/index.htm /CentrKrest/index.htm /reih/index.htm /st/35.htm /st/41.htm /st/45.htm /st/46.htm /st/47.htm /st/48.htm /st/53.htm /st/54.htm /st/56.htm /st/57.htm /st/58.htm /st/60.htm /st/61.htm /st/62.htm /st/64.htm /st/70.htm /st/72.htm /st/73.htm /st/76.htm /st/78.htm /st/79.htm /finance-2/index.htm /karty/f29.htm /encKat/index.htm /rInform/151.htm /rIskusstvo/index.htm /encMonarhi/index.htm /CentrBalty/index.htm /chip/1105-index.htm /znak/index.htm /haron/index.htm /stovelik.htm /002.htm /2index2.htm /2index3.htm /2index22.htm /vang.htm /gen.htm /rrG.htm /003.htm /09-7.htm /001.htm /zh.htm /ipoteka-2.htm /100avant/index.htm /med/med12-2.htm /med/med14-4.htm /med/index.htm /med/med.htm /finance-3/19.htm /finance-3/2.htm /finance-3/29.htm /finance-3/30.htm /finance-3/38.htm /finance-3/39.htm /finance-3/76.htm /finance-3/85.htm /finance-3/99.htm /finance-3/1.htm /CentrKrest/11.htm /CentrKrest/12.htm /CentrKrest/13.htm /CentrKrest/14.htm /CentrKrest/15.htm /CentrKrest/16.htm /CentrKrest/17.htm /CentrKrest/18.htm /CentrKrest/19.htm /CentrKrest/21.htm /CentrKrest/3.htm /CentrKrest/4.htm /CentrKrest/6.htm /CentrKrest/7.htm /CentrKrest/8.htm /reih/2.htm /reih/8.htm /reih/11.htm /reih/16.htm /reih/21.htm /reih/22.htm /reih/23.htm /finance-2/25.htm /finance-2/36.htm /finance-2/45.htm /finance-2/51.htm /finance-2/52.htm /finance-2/8.htm /finance-2/97.htm /finance-2/98.htm /karty/f1.htm /karty/f11.htm /karty/f12.htm /karty/f2.htm /karty/f21.htm /karty/f22.htm /karty/f26.htm /karty/f27.htm /karty/f3.htm /karty/f4.htm /karty/f6.htm /karty/f8.htm /encKat/1-2.htm /encKat/2-1.htm /encKat/2-5.htm /encKat/2-6.htm /encKat/2-8.htm /encKat/2-11.htm /encKat/2.htm /encKat/3-2.htm /encKat/3-3.htm /encKat/3-4.htm /encKat/3-5.htm /encKat/3-8.htm /encKat/3-17.htm /encKat/3-9.htm /encKat/3-10.htm /encKat/3-11.htm /encKat/3-13.htm /encKat/3-15.htm /encKat/3-16.htm /encKat/3-18.htm /encKat/3-19.htm /encKat/3-20.htm /encKat/3-21.htm /encKat/3-22.htm /encKat/3-23.htm /encKat/3-24.htm /encKat/3-25.htm /encKat/3-26.htm /encKat/3-27.htm /encKat/3-29.htm /encKat/3-30.htm /encKat/3-31.htm /encKat/3-32.htm /encKat/3-33.htm /encKat/3-34.htm /encKat/3-37.htm /encKat/3-38.htm /finance-4/71.htm /rInform/152.htm /rInform/153.htm /rInform/154.htm /rIskusstvo/10.htm /rIskusstvo/12.htm /rIskusstvo/13.htm /rIskusstvo/14.htm /rIskusstvo/15.htm /rIskusstvo/17.htm /rIskusstvo/18.htm /rIskusstvo/19.htm /rIskusstvo/20.htm /rIskusstvo/22.htm /rIskusstvo/26.htm /rIskusstvo/29.htm /rIskusstvo/3.htm /rIskusstvo/33.htm /rIskusstvo/34.htm /rIskusstvo/35.htm /rIskusstvo/37.htm /rIskusstvo/38.htm /rIskusstvo/39.htm /rIskusstvo/40.htm /rIskusstvo/41.htm /rIskusstvo/42.htm /rIskusstvo/43.htm /rIskusstvo/45.htm /rIskusstvo/46.htm /rIskusstvo/47.htm /rIskusstvo/48.htm /rIskusstvo/49.htm /rIskusstvo/5.htm /rIskusstvo/50.htm /rIskusstvo/51.htm /rIskusstvo/52.htm /rIskusstvo/53.htm /rIskusstvo/54.htm /rIskusstvo/55.htm /rIskusstvo/56.htm /rIskusstvo/57.htm /rIskusstvo/59.htm /rIskusstvo/6.htm /rIskusstvo/60.htm /rIskusstvo/7.htm /rIskusstvo/8.htm /rIskusstvo/1.htm /sens/3.htm /sens/4.htm /sens/1.htm /CentrBalty/1.htm /CentrBalty/10.htm /CentrBalty/11.htm /CentrBalty/12.htm /CentrBalty/13.htm /CentrBalty/2.htm /CentrBalty/3.htm /CentrBalty/4.htm /CentrBalty/5.htm /CentrBalty/6.htm /CentrBalty/7.htm /CentrBalty/8.htm /CentrBalty/9.htm /chip/1005-index.htm /chip/1105-2.htm /chip/1105-16.htm /chip/1105-17.htm /chip/1105-19.htm /chip/index.htm /znak/789-1.htm /znak/1189-1.htm /znak/292-1.htm /znak/591-1.htm /znak/889-1.htm /znak/391-1.htm /znak/489-1.htm /haron/3.htm /haron/4.htm /haron/5.htm /haron/maski.htm /haron/13.htm /haron/22.htm /haron/41.htm /haron/52.htm /haron/76.htm /haron/84.htm /haron/85.htm /haron/87.htm /haron/89.htm /haron/103.htm /bibl.htm /ffHiler.htm /feng/index.htm /divo/40-48.htm /divo/40-49.htm /divo/40-50.htm /divo/40-52.htm /divo/40-54.htm /divo/40-55.htm /divo/14-1.htm /divo/16-1.htm /divo/40-36.htm /divo/32.htm /divo/31-55.htm /divo/31-71.htm /divo/31-72.htm /divo/31-73.htm /divo/31-75.htm /divo/31-77-1.htm /divo/31-81.htm /divo/31-85-1.htm /divo/31-88.htm /divo/31-89.htm /divo/31-90.htm /divo/31-94.htm /divo/31-96.htm /divo/31-97.htm /divo/31-99.htm /divo/31-101.htm /divo/31-102.htm /divo/31-103.htm /divo/35.htm /divo/36.htm /divo/38.htm /divo/39.htm /divo/40-1.htm /divo/40-2.htm /divo/40-3.htm /divo/40-4.htm /divo/40-5.htm /divo/40-6.htm /divo/40-7.htm /divo/40-8.htm /divo/40-12.htm /divo/40-15.htm /divo/40-16.htm /divo/40-18.htm /divo/40-21.htm /divo/40-22.htm /divo/40-23.htm /divo/40-26.htm /divo/40-29.htm /divo/40-31.htm /divo/40-34.htm /divo/40-38.htm /divo/40-39.htm /divo/40-42.htm /divo/40-43.htm /divo/40-44.htm /divo/40-45.htm /griun/prav.htm /100tayn/89.htm /100tayn/10.htm /100tayn/1.htm /100tayn/2.htm /100tayn/4.htm /100tayn/5.htm /100tayn/6.htm /100tayn/7.htm /100tayn/8.htm /100tayn/11.htm /100tayn/12.htm /100tayn/13.htm /100tayn/14.htm /100tayn/15.htm /100tayn/16.htm /100tayn/17.htm /100tayn/18.htm /100tayn/19.htm /100tayn/21.htm /100tayn/23.htm /100tayn/24.htm /100tayn/27.htm /100tayn/29.htm /100tayn/30.htm /100tayn/31.htm /100tayn/32.htm /100tayn/33.htm /100tayn/34.htm /100tayn/37.htm /100tayn/40.htm /100tayn/41.htm /100tayn/43.htm /100tayn/44.htm /100tayn/45.htm /100tayn/46.htm /100tayn/47.htm /100tayn/48.htm /100tayn/49.htm /100tayn/50.htm /100tayn/52.htm /100tayn/53.htm /100tayn/54.htm /100tayn/55.htm /100tayn/58.htm /100tayn/59.htm /100tayn/61.htm /100tayn/62.htm /100tayn/63.htm /100tayn/64.htm /100tayn/65.htm /100tayn/67.htm

:: Всемирная История

:: Энциклопедия Чудес

:: Энциклопедия катастроф

:: Мед. Энциклопедия

:: Энциклопедия Смерти

:: Правители России

:: Мифологический словарь

:: Все статьи

:: Тайны двадцатого века

:: Серия «Сто Великих»

:: Русская Книга Рекордов

:: Чудеса и Приключения

:: Знак Вопроса (Знание)

:: История Геродота

:: Альбомы, живопись

:: Заказать гороскоп

:: Гадальные карты

Словарь Брокгауза и Ефрона

Лекарственные растения

Энциклопедия целительства

Энциклопедия камней

Оружие - словарь-справочник

Военная Энциклопедия

Энциклопедия семьи

Биографии (справочник)

Справочник мастера

Энциклопедия техника

Банковская Энциклопедия

Экономический словарь

Бухгалтерский словарь

Вся библиотека

Оглавление

---

100 великих научных открытий

---

Дмитрий Самин

Основы мироздания

Принцип дополнительности

Принцип, который очень точно и емко Бор назвал дополнительностью, — одна из самых глубоких философских и естественно-научных идей настоящего времени. С ним можно сравнить лишь такие идеи, как принцип относительности или представление о физическом поле.

«За годы, предшествующие выступлению Н. Бора в Комо, имели место многочисленные дискуссии о физической интерпретации квантовой теории, — пишет У.И. Франкфурт. — Суть квантовой теории — в постулате, согласно которому каждому атомному процессу свойственна прерывность, чуждая классической теории. Квантовая теория признает в качестве одного из своих основных положений принципиальную ограниченность классических представлений при их применении к атомным явлениям, чуждую классической физике, но в то же время интерпретация эмпирического материала основывается главным образом на применении классических понятий. Из-за этого при формулировке квантовой теории возникают существенные трудности.

Классическая теория предполагает, что физическое явление можно рассматривать, не оказывая на него принципиально неустранимого влияния».

Для доклада на Международном физическом конгрессе в Комо «Квантовый постулат и новейшее развитие атомной теории» ввиду важности обсуждавшихся проблем Бору была предоставлена четырехкратная норма времени. Дискуссия по его докладу заняла все оставшееся время конгресса.

«...Открытие универсального кванта действия, — говорил Нильс Бор, — привело к необходимости дальнейшего анализа проблемы наблюдения. Из этого открытия следует, что весь способ описания, характерный для классической физики (включая теорию относительности), остается применимым лишь до тех пор, пока все входящие в описание величины размерности действия велики по сравнению с квантом действия Планка. Если это условие не выполняется, как это имеет место в области явлений атомной физики, то вступают в силу закономерности особого рода, которые не могут быть включены в рамки причинного описания... Этот результат, первоначально казавшийся парадоксальным, находит, однако, свое объяснение в том, что в указанной области нельзя более провести четкую грань между самостоятельным поведением физического объекта и его взаимодействием с другими телами, используемыми в качестве измерительных приборов; такое взаимодействие с необходимостью возникает в процессе наблюдения и не может быть непосредственно учтено по самому смыслу понятия измерения...

Это обстоятельство фактически означает возникновение совершенно новой ситуации в физике в отношении анализа и синтеза опытных данных. Она заставляет нас заменить классический идеал причинности некоторым более общим принципом, называемым обычно «дополнительностью».

Получаемые нами с помощью различных измерительных приборов сведения о поведении исследуемых объектов, кажущиеся несовместимыми, в действительности не могут быть непосредственно связаны друг с другом обычным образом, а должны рассматриваться как дополняющие друг друга. Таким образом, в частности, объясняется безуспешность всякой попытки последовательно проанализировать «индивидуальность» отдельного атомного процесса, которую, казалось бы, символизирует квант действия, с помощью разделения такого процесса на отдельные части. Это связано с тем, что если мы хотим зафиксировать непосредственным наблюдением какой-либо момент в ходе процесса, то нам необходимо для этого воспользоваться измерительным прибором, применение которого не может быть согласовано с закономерностями течения этого процесса. Между постулатом теории относительности и принципом дополнительности при всем их различии можно усмотреть определенную формальную аналогию.

Она заключается в том, что подобно тому, как в теории относительности оказываются эквивалентными закономерности, имеющие различную форму в разных системах отсчета вследствие конечности скорости света, так в принципе дополнительности закономерности, изучаемые с помощью различных измерительных приборов и кажущиеся взаимно противоречащими вследствие конечности кванта действия, оказываются логически совместимыми.

Чтобы дать по возможности ясную картину сложившейся в атомной физике ситуации, совершенно новой с точки зрения теории познания, мы хотели бы здесь прежде всего рассмотреть несколько подробнее такие измерения, целью которых является контроль за пространственно-временным ходом какого-либо физического процесса. Такой контроль в конечном счете всегда сводится к установлению некоторого числа однозначных связей поведения объекта с масштабами и часами, определяющими используемую нами пространственно-временную систему отсчета. Мы лишь тогда можем говорить о самостоятельном, не зависимом от условий наблюдения поведении объекта исследования в пространстве и во времени, когда при описании всех условий, существенных для рассматриваемого процесса, можем полностью пренебречь взаимодействием объекта с измерительным прибором, которое неизбежно

возникает при установлении упомянутых связей. Если же, как это имеет место в квантовой области, такое взаимодействие само оказывает большое влияние на ход изучаемого явления, ситуация полностью меняется, и мы, в частности, должны отказаться от характерной для классического описания связи между пространственно-временными характеристиками события и всеобщими динамическими законами сохранения. Это вытекает из того, что использование масштабов и часов для установления системы отсчета по определению исключает возможность учета величин импульса и энергии, передаваемых измерительному прибору в ходе рассматриваемого явления. Точно так же и наоборот, квантовые законы, в формулировке которых существенно используются понятия импульса или энергии, могут быть проверены лишь в таких экспериментальных условиях, когда исключается строгий контроль за пространственно-временным поведением объекта».

Согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга, нельзя в одном и том же опыте определить обе характеристики атомного объекта — координату и импульс.

Но Бор пошел дальше. Он отметил, что координату и импульс атомной частицы нельзя измерить не только одновременно, но вообще с помощью одного и того же прибора. Действительно, для измерения импульса атомной частицы необходим чрезвычайно легкий подвижный «прибор». Но именно из-за его подвижности положение его весьма неопределенно. Для измерения координаты нужен очень массивный «прибор», который не шелохнулся бы при попадании в него частицы. Но как бы ни изменялся в этом случае ее импульс, мы этого даже не заметим.

«Дополнительность — вот то слово и тот поворот мысли, которые стали доступны всем благодаря Бору, — пишет Л.И.Пономарев. — До него все были убеждены, что несовместимость двух типов приборов непременно влечет за собой противоречивость их свойств. Бор отрицал такую прямолинейность суждений и разъяснял: да, свойства их действительно несовместимы, но для полного описания атомного объекта оба они равно необходимы и поэтому не противоречат, а дополняют друг друга.

Это простое рассуждение о дополнительности свойств двух несовместимых приборов хорошо объясняет смысл принципа дополнительности, но никоим образом его не исчерпывает. В самом деле, приборы нам нужны не сами по себе, а лишь для измерения свойств атомных объектов. Координата х и импульс р — это те понятия, которые соответствуют двум свойствам, измеряемым с помощью двух приборов. В знакомой нам цепочке познания — явление — образ, понятие, формула, принцип дополнительности сказывается прежде всего на системе понятий квантовой механики и на логике ее умозаключений.

Дело в том, что среди строгих положений формальной логики существует «правило исключенного третьего», которое гласит: из двух противоположных высказываний одно истинно, другое — ложно, а третьего быть не может. В классической физике не было случая усомниться в этом правиле, поскольку там понятия «волна» и «частица» действительно противоположны и несовместимы по существу. Оказалось, однако, что в атомной физике оба они одинаково хорошо применимы для описания свойств одних и тех же объектов, причем для полного описания необходимо использовать их одновременно».

Принцип дополнительности Бора — удавшаяся попытка примирить недостатки устоявшейся системы понятий с прогрессом наших знаний о мире. Этот принцип расширил возможности нашего мышления, объяснив, что в атомной физике меняются не только понятия, но и сама постановка вопросов о сущности физических явлений.

Но значение принципа дополнительности выходит далеко за пределы квантовой механики, где он возник первоначально. Лишь позже — при попытках распространить его на другие области науки — выяснилось его истинное значение для всей системы человеческих знаний. Можно спорить о правомерности такого шага, но нельзя отрицать его плодотворность во всех случаях, даже далеких от физики.

«Бор показал, — отмечает Пономарев, — что вопрос «Волна или частица?» в применении к атомному объекту неправильно поставлен. Таких раздельных свойств у атома нет, и потому вопрос не допускает однозначного ответа «да» или «нет». Точно так же, как нет ответа у вопроса: «Что больше: метр или килограмм?», и у всяких иных вопросов подобного типа.

Два дополнительных свойства атомной реальности нельзя разделить, не разрушив при этом полноту и единство явления природы, которое мы называем атомом...

...Атомный объект — это и не частица, и не волна и даже ни то, ни другое одновременно. Атомный объект — это нечто третье, не равное простой сумме свойств волны и частицы. Это атомное «нечто» недоступно восприятию наших пяти чувств, и тем не менее оно, безусловно, реально. У нас нет образов и органов чувств, чтобы вполне представить себе свойства этой реальности. Однако сила нашего интеллекта, опираясь на опыт, позволяет познать ее и без этого. В конце концов (надо признать правоту Борна), «...теперь атомный физик далеко ушел от идиллических представлений старомодного натуралиста, который надеялся проникнуть в тайны природы, подстерегая бабочек на лугу».

Вся библиотека

Оглавление

.