Принцип дополнительности в физике по Нильсу Бору

 

Contraria sunt complementa! (Противоположности суть дополнительности!) Девиз копенгагенской школы физиков Нильс Бор, опираясь на принцип неопределённости Вернера Гейзенберга, написал: существует «...дилемма относительно свойств электронов и фотонов, где мы сталкиваемся с противоречием, которое обнаруживается при сравнении результатов наблюдения над атомным объектом, получаемых с помощью различных экспериментальных установок. Такие эмпирические указания свидетельствуют о наличии соотношений нового типа, не имеющих аналогов в классической физике, которые удобно обозначить термином дополнительность, чтобы подчеркнуть то обстоятельство, что в противоречащих друг другу явлениях мы имеем дело с различными, но одинаково существенными аспектами единого чётко определённого комплекса сведений об объектах». Нильс Бор, Избранные научные труды. Статьи 1925-1961 гг., Том 2, М., «Наука», 1971 г., с. 393. «…Нильс Бор выбрал термин «комплементарность» для описания отношения между частицей и волной в микромире под влиянием психологической литературы. В частности, на него произвёл глубокое впечатление текст Уильяма Джеймса, где тот описывал комплементарные модусы сознания у больных шизофренией». Фритьоф Капра, Уроки мудрости, М., «Издательство Трансперсонального института», 1996 г., с. 113-114. Замечу, что помимо термина «Принцип дополнительности», в литературе используются и другие термины: «Копенгагенская интерпретация» квантовой теории; Принцип комплементарности Нильса Бора и т.п. «Из многочисленных дискуссий с Бором я знаю, что принцип дополнительности был наиболее ценным для него самого вкладом в науку. В последующие годы жизни дополнительность (принцип дополнительности) была для него неистощимым источником. Но он не считал себя философом. Доказательством этому служит его любимое определение специалиста и философа. Специалистом является гот, кто начинает с какого-то знания о каких-то вещах, продолжает узнавать всё больше и больше о всё меньшем и меньшем и, в конце концов, знает всё ни о чём. Философ - это тот, кто начинает с какого-то знания о каких-то вещах, продолжает узнавать всё меньше и меньше о всё большем и большем и, а конце концов, ничего не знает обо всём. Мне нравится думать, что слова Паскаля: «Истинное занятие философа - высмеивать философию» понравились бы ему». Абрахам Пайс, Гении науки, М., «Институт компьютерных исследований», 2002 г., с. 35. «Точное определение координаты делает полностью неопределённым импульс. Эти два понятия ограничивают и дополняют друг друга. Согласно Бору соотношение неопределённости Гейзенберга есть проявление принципа дополнительности. Слова Гегеля о единстве и борьбе противоположностей, как и всякое слишком общее суждение, от частого повторения могут показаться тривиальными. Боровская идея дополнительности понятий даёт мысли Гегеля новое воплощение. Именно понятие дополнительности позволяет примирить, казалось бы, непримиримое: ведь электрон проявляет себя в различных экспериментах то как частица, то как волна. Частица-волна - две дополнительные стороны единой сущности. Нельзя подчеркивать одну из этих сторон в ущерб другой. Квантовая механика осуществляет синтез этих понятий, поскольку она позволяет предсказать исход любого опыта, в котором проявляются как корпускулярные, так и волновые свойства частиц. Идею дополнительности Нильс Бор иллюстрировал и применял во многих областях. Сводятся ли биологические закономерности к физико-химическим процессам? Казалось бы, все биологические процессы определяются движением частиц, составляющих живую материю. Предельное выражение этой точки зрения: «Физиология - это физическая химия азотсодержащих коллоидов». Но ведь ясно, что такая точка зрения, которую часто называют «механистической», отражает только одну сторону дела. Другая сторона, более важная, - это закономерности живой материи, которая хотя и определяется законами физики и химии, но не сводится к ним. Для биологических процессов характерна финалистическая закономерность. Она отвечает на вопрос «зачем», физика же отвечает на вопрос «почему». Существует и другая крайность: виталисты считают существенной только биологическую закономерность, отрицая и игнорируя физико-химическую сторону биологических процессов. Правильное понимание биологии возможно только на основе дополнительности физико-химической причинности и биологической целенаправленности. По мнению Дж. Холтона, Нильс Бор, размышляя об этом, как бы выполнял сыновний долг: его отец, физиолог Христиан Бор, стоял на точке зрения витализма. Понятие дополнительности показывает односторонность обеих точек зрения и позволяет строить описание живых процессов на основе взаимодополняющих подходов. Полнота описания природы только в понимании дополнительности понятий. Можно привести много примеров дополнительности - так, физическая картина явления и его математическое описание дополнительны. Создание физической картины требует пренебрежения деталями и уводит от математической точности. И наоборот - попытка точного математического описания явлений затрудняет ясное понимание. Вот ещё пример. С. Аверинцев пишет в статье, помещённой в энциклопедии «Мифы народов мира»: «Сатана противостоит богу... как падшее творение бога и мятежный подданный его державы, который только и может, что обращать против бога силу, полученную от него же, и против собственной воли в конечном счете содействовать выполнению божьего замысла...» Мефистофель у Гёте говорит: «Я тот, кто вечно хочет зла и вечно совершает благо...» Бор однажды сказал: «Нельзя одновременно смотреть глазами любви и справедливости», - он понял, что не способен наказать провинившегося сына. На вопрос «Что дополнительно понятию истины?» Бор ответил: «Ясность».

Мигдал А.Б., Поиски истины, М., «Молодая гвардия», 1983 г., с. 47-48.