Реферат: Двойственная природа микрочастиц модели атома Бора - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Двойственная природа микрочастиц модели атома Бора

Банк рефератов / Физика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 309 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….3 НИЛЬС БОР – УЧЁНЫЙ И ЧЕЛОВЕК…………………………………………5 УСПЕХИ И НЕДОСТАТКИ ТЕОРИИ БОРА…………………………………..6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….27 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………28 ВВЕДЕНИЕ Вот Бор всем известный... А вот дополнительный закон, Который был Бор ом провозглашен, Который описывает с двух сторон Как электрон, так и протон Атома, Который построил Бор. А вот электронные уровни Атома, Который построил Бор. Которые спектр характерный дают На них перескакив ают электроны, Атома Который построил Бор. А вот ядро Атома, Который построил Бор, Которое видит он как каплю, Которая находитс я точно в центре Атома, Который построил Бор. Стихи Р.Е. Пайерлса в честь семидесятой годовщины с о дня рождения Нильса Бора. В своем выступлении на вечере памяти Нильса Бора в Политехн ическом музее в Москве 16 декабря 1962 года академик И. Е. Тамм сказал: "Бор не только был основателем квантовой теории, которая открыла человечеству путь к познанию нового мира - мира атомов и элементарных частиц - и тем сам ым проложила путь в атомный век и позволила овладеть атомной энергией. Т руды Бора наряду с работами Эйнштейна оказали решающее влияние не тольк о на физику нашего века, но и на современное научное мировоззрение в цело м". Одной из главных научных работ Нильса Бора являет ся его статья "О строении атомов и молекул", три части которой вышли в июле , сентябре и ноябре 1913 года. В ней Бор рассматривал модель атома Резерфорд а с использованием кванта действия Планка. Получившая, в последствии, н азвание модель атома Резерфорда-Бора объясняла многие физические явле ния и стала основой квантовой теории. НИЛЬС БОР УЧЕНЫЙ И ЧЕ ЛОВЕК Нильс Бор роди лся 7 октября 1885 г. в Копенгагене. Отец Нильса Бора, профессор Христиан Бор был известным физиологом. В 1903 г. Нильс поступает в Копенгагенск ий университет. В 1907 г. ему присуждае тся золотая медаль Королевской Датской академии за экспериментальное исследование поверхностного натяжения жидкостей. В 1909 г. Бор получает степень магистра наук, а затем в феврале 1911 г. - докторскую степень. В сентябре того же года бор получает стипендию Карлсбергского фо нда для стажировки за границей у Дж. Дж. Томсона в Кавендишской лаборатор ии. В марте 1912 г. он переезжает к Р езерфорду в Манчестер. В лаборатории Резерфорда он столкнулся с труднос тями теории атома того времени: устойчивость планетарного атома не сов местима с законами классической электродинамики и механики. Исходя из т еории квантования энергии, Бор создает свою теорию. 1918 г. - Бор дает общую формулировку принципа соответствия. 1921 г. - открытие института Бора. 1927 г. - формулировка принципа допол нительности. 1933 г. - приход к власти Гитлера, созд ание Бором Датского комитета помощи немецким изгнанникам-антифашистам . 1934 г. - первая поездка в Советский С оюз. 1937 г. - работа Бора - Калькара о превр ащении атомных ядер. 1944 г.- работа в Лос-Аламосе. Бор пред видит будущую политику атомного шантажа, встречи с Рузвельтом и Черчил лем, борьба за международный контроль над ядерным оружием. 1950 - Бор пишет "Открытое Письмо" ООН с программой борьбы за мир. Нильс Бор был не только видный ученый, но и ярый борец за мир, за нев оенное использование ядерной энергии. Смерть Бора 18 ноября 1962 года - это п отеря человечеством не только замечательного ученого, но и великого че ловека. УСПЕХИ И НЕДОСТАТКИ ТЕОРИИ БОРА Ядерная моде ль атома Резерфорда получила свое дальнейшее развитие благодаря работ ам Нильса Бора , в к оторых учение о строении атома неразрывно связывается с учением о проис хождении спектров. Линейчатые спектры получаются при разложении свет а испускаемого раскаленными парами или газами. Каждому элементу отвеча ет свой спектр, отличающийся от спектров других элементов. Большинство м еталлов дает очень сложные спектры, содержащие огромное число линий (в ж елезе до 5000), но встречаются и сравнительно простые спектры. Развивая ядерную теорию Резерфорда, ученые пришл и к мысли, что сложная структура линейчатых спектров обусловлена проис ходящими внутри атомов колебаниями электронов. По теории Резерфорда, к аждый электрон вращается вокруг ядра, причем сила притяжения ядра урав новешивается центробежной силой, возникающей при вращении электрона. В ращение электрона совершенно аналогично его быстрым колебаниям и долж но вызвать испускание электромагнитных волн. Поэтому можно предположи ть, что вращающийся электрон излучает свет определенной длины волны, за висящий от частоты обращения электрона по орбите. Но, излучая свет, элек трон теряет часть своей энергии, в следствие чего нарушается равновеси е между ним и ядром; для восстановления равновесия электрон должен пос тепенно передвигаться ближе к ядру, причем так же постепенно будет изме няться частота обращения электрона и характер испускаемого им света. В конце концов, исчерпав всю энергию, электрон должен "упасть" на ядро, и и злучение света прекратится. Если бы на самом деле происходило такое непр ерывное изменение движения электрона, то и спектр получался бы всегда н епрерывный, а не с лучами определенной длины волны. Кроме того, "падение" э лектрона на ядро означало бы разрушение атома и прекращения его сущест вования. Таким образом, теория Резерфорда была бессильна объяснить не т олько закономерности в распределении линий спектра, ни и само существование линейчатых спектров. В 1913 г. Бор предложил свою теорию строе ния атома, в которой ему удалось с большим искусством согласовать спектр альные явления с ядерной моделью атома, применив к последней так называ емую квантовую теорию излучения, введенную в науку немецким ученым-физи ком Планком. Сущность теории квантов сводится к тому, что лучистая энерг ия испускается и поглощается не непрерывно, как принималось раньше, а от дельными малыми, но вполне определенными порциями - квантами энергии. За пас энергии излучающего тела изменяется скачками, квант за квантом; дро бное число квантов тело не может ни испускать, ни поглощать. Величина ква нта энергии зависит от частоты излучения: чем больше частота излучения, тем больше величина кванта. Кванты лучистой энергии называются также фо тонами. Применив квантовые представления к вращению электронов вокруг ядра, Бор положил в основу своей теории очень смелые предположения, или п остулаты. Хотя эти постулаты и противоречат законам классической элект родинамики, но они находят свое оправдание в тех поразительных результ атах, к которым приводят, и в том полнейшем согласии, которое обнаружива ется между теоретическими результатами и огромным числом эксперимен тальных фактов. Постулаты Бора заключаются в следующем: Электрон может двигаться вокруг не по любым орбитам, а только по таким, которые удовлетв оряют определенными условиям, вытекающим из теории квантов. Эти орбиты получили название устойчивых или квантовых орбит. Когда электрон движе тся по одной из возможных для него устойчивых орбит, то он не излучает. Пер еход электрона с удаленной орбиты на более близкую сопровождается пот ерей энергии. Потерянная атомом при каждом переходе энергия превращает ся в один квант лучистой энергии. Частота излучаемого при этом света опр еделяется радиусами тех двух орбит, между которыми совершается переход электрона. Чем больше расстояние от орбиты, на которой находится электр он, до той, на которую он переходит, тем больше частота излучения. Простейш им из атомов является атом водорода; вокруг ядра которого вращается толь ко один электрон. Исходя из приведенных постулатов, Бор рассчитал радиус ы возможных орбит для этого электрона и нашел, что они относятся, как ква драты натуральных чисел: 1 : 2 : 3 : ... n Величина n получила название главного ква нтового числа. Радиус ближайшей к ядру орбиты в атоме водорода равняетс я 0,53 ангстрема. Вычисленные отсюда частоты излучений, сопровождающих пер еходы электрона с одной орбиты на другую, оказались в точности совпадаю щими с частотами, найденными на опыте для линий водородного спектра .Тем самым была доказана правильность расчета устойчивых орбит, а вместе с т ем и приложимость постулатов Бора для таких расчетов. В дальнейшем теори я Бора была распространена и на атомную структуру других элементов, хотя это было связанно с некоторым трудностями из-за ее новизны. Теория Бора позволила разрешить очень важный во прос о расположении электронов в атомах различных элементов и установи ть зависимость свойств элементов от строения электронных оболочек их а томов. В настоящее время разработаны схемы строения атомов всех химиче ских элементов. Однако, иметь ввиду, что все эти схемы это лишь более или м енее достоверная гипотеза, позволяющая объяснить многие физические и х имические свойства элементов. Как известно, число электронов, вращающи хся вокруг ядра атома, соответствует порядковому номеру элемента в пери одической системе. Электроны расположены по слоям, т.е. каждому слою прин адлежит определенное заполняющие или как бы насыщающее его число элект ронов. Электроны одного и того же слоя характеризуются почти одинаковым запасом энергии, т.е. находятся примерно на одинаковом энергетическом у ровне. Вся оболочка атома распадается на несколько энергетических уров ней. Электроны каждого следующего слоя находятся на более высоком энерг етическом уровне, чем электроны предыдущего слоя. Наибольшее число эле ктронов N , могущих находитьс я на данном энергетическом уровне, равно удвоенному квадрату номера сл оя: N =2 n * n где n -номер слоя. Кроме того, установлено, чт о число электронов в наружном слое для всех элементов, кроме палладия, не превышает восьми, а в предпоследнем - восемнадцати. Электроны наружного слоя, как наиболее удаленные от ядра и, следовательно, наименее прочно св язанные с ядром, могут отрываться от атома и присоединяться к другим ато мам, входя в состав наружного слоя последних. Атомы, лишившиеся одного ил и нескольких электронов, становятся заряженные положительно, так как з аряд ядра атома превышает сумму зарядов оставшихся электронов. Наоборо т атомы присоединившие электроны становятся заряженные отрицательно. Образующиеся таким путем заряженные частицы, качественно отличные от соответствующих атомов. называются ионами. Многие ионы в свою очередь мо гут терять или присоединять электроны, превращаясь при этом или в электр онейтральные атомы, или в новые ионы с другим зарядом. Теория Бора оказал а огромные услуги физике и химии, подойдя, с одной стороны, к раскрытию зак онов спектроскопии и объяснению механизма лучеиспускания, а с другой - к выяснению структуры отдельных атомов и установлению связи между ними. О днако оставалось еще много явлений в этой области, объяснить которые тео рия Бора не могла. Движение электронов в атомах Бор представлял как простое механич еское, однако оно является сложным и своеобразным. Это своеобразие было объяснено новой квантовой теорией. Отсюда и пошло: “Карпускулярно-вролн овой дуализм”. Идея соответствия играла главную роль в формиро вании и развитии концепции дополнительности Бора, ставшей ядром копенг агенской интерпретации квантовой теории. Согласно этой концепции, для п олноты описания явления в микромире необходимо использовать классичес кие понятия, которые, хотя и являются взаимоисключающими, но взаимно доп олняют друг друга и дают исчерпывающую информацию о явлении. Рассказывают, что когда Н.Бор был в Японии, на о.Хонсю, то, любуясь Фу дзиямой, он назвал ее “воплощением самой идеи дополнительности”. Бор гов орил, что только совокупность различных восприятий под разными углами и с различных позиций может передать полную очарования картину воздушны х и стройных линий горы, как это пытался сделать и сделал Хокусай в своих з наменитых “Ста картинах Фудзиямы”. Именно в этом и состоит идея дополнит ельности: не отдавать предпочтение какому-либо отдельному наблюдению, а спекту, стороне, свойству, а считать, что все различные наблюдения, аспект ы, взгляды необходимы как взаимодополняющие друг друга элементы, дающие максимально полное в данной познавательной ситуации описание объекта исследования. Концепция дополнительности, появившаяся как необходимое условие для объяснения и понимания квантовой проблемы, прекрасная в при нципе, превратилась в своеобразный стиль мышления, который по существу с воему глубоко диалектичен. Рассмотривая связь между дополнительностью и соответствием и ме жду дополнительностью и относительностью, необходимо кратко остановит ься на возможности толкования принципа дополнительности как универсал ьного принципа и на некоторых возражениях против такого толкования. Сто ль пристальное внимание к принципу дополнительности не случайно. В даль нейшем станет ясно, что связь между дополнительностью, соответствием и о тносительностью существенна, поскольку лежит в фундаменте общей систе мы методологических принципов. Начнем со связи между дополнительнос тью и соответствием. Еще в самом начале создан ия теории атома водорода Бор применял неквантовые понятия к квантовой ф изике настолько, насколько это было возможно, невзирая на распространен ное мнение о том, что классические понятия неадекватны в квантовой облас ти. Бор понимал, что переход к атомным системам нельзя осуществить в полн ой мере с помощью классического аппарата, но отмечал, что “динамическое равновесие системы в стационарных состояниях можно рассматривать с по мощью обычной механики”, правда “переход системы из одного стационарно го состояния в другое нельзя трактовать на этой основе” 1 . Известно было также, что зак оны, относящиеся к области длинноволнового излучения, соответствуют за конам классической электродинамики. Такая аналогия, точнее соответств ие, выглядела вначале сугубо формальной, но в дальнейшем стала очевидной ее исключительная плодотворность. Опираясь на аналогию, Бор строил мост к будущей концепции дополнительности. Он с полным основанием утверждал , что, несмотря на фундаментальные различия между классической теорией и злучения и квантовой идеей, можно получать результаты, основанные на ква нтовых представлениях, но дополняющие выводы, основанные на классическ ой теории, и в то же время дополняемые ими. Так по пути аналогии Бор закономерно пришел к принципу соответст вия, а от него к принципу дополнительности. Это не случайно, потому что так ой путь есть путь симметрии. Аналогия как единство противоположностей (и зменения и сохранения) является специфической формой симметрии. И если п ринцип соответствия требует рассматривать квантовую теорию как рацион альное обобщение классической теории излучения, то по аналогии Бор утве рждает, что принцип дополнительности является рациональным обобщением самого классического идеала причинности. “Дополнительный способ опис ания,— подчеркивает Бор,— в действительности не означает произвольно го отказа от привычных требований, предъявляемых ко всякому объяснению; напротив, он имеет целью подходящее диалектическое выражение действит ельных условий анализа и синтеза в атомной физике” 2 . Как можно видеть, Бор хотя и противопоставляет понятия дополните льности и причинности, но не разводит их настолько, чтобы между ними оста валась непроходимая пропасть: дополнительность он рассматривает как м омент в движении физики к идеалу причинности. Ученый утверждает, что пон ятие дополнительности есть рациональное развитие “наших способов клас сифицировать и понимать новые опытные факты, которые по своему характер у не находят себе места в рамках причинного описания; последнее годится для объяснения поведения объектов, только пока это поведение не зависит от способов наблюдения. Точка зрения дополнительности далека от какого- либо мистицизма, противоречащего духу науки; в действительности она пре дставляет собой последовательное обобщение идеала причинности” 3 . Тем самым единый кла ссический идеал причинности в квантовой физике раздваивается, т.е. “прос транственно-временную координацию и динамические законы сохранения мо жно рассматривать как два дополнительных ас пекта обычной причинности, которые в этой обл асти до некоторой степени исключают друг друга, хотя ни один из них не тер яет своей внутренней законности” 4 . В этих размышлениях Бора видна связь, аналогия, преем ственность между принципами соответствия и дополнительности: два допо лнительных аспекта не исчезают, а сохраняются в новом квантовом описани и, поскольку этого требует идея соответствия. Итак, принцип соответствия приводит Бора к концепции дополнитель ности. С течением времени Бор все более убеждается, что классические пон ятия никогда не будут отстранены от квантовой теории. Он считает, что “лю бое описание природы должно быть основано на использовании представле ний, введенных и определенных классической теорией. В связи с этим встае т вопрос о возможности представления принципов квантовой теории в тако й форме, чтобы это использование классических представлений оказалось свободным от противоречий” 5 . Необходимость применения классических понятий в квантовой физи ке следует из того факта, что мы не можем сообщать друг другу результаты э кспериментов никак иначе, кроме как посредством нашего обыкновенного к лассического языка, классических понятий, выработанных в результате на шего повседневного классического опыта. Бор пишет, что “цель всякого физ ического опыта есть получение данных при воспроизводимых и поддающихс я словесной передаче условиях. Эта цель не оставляет нам никакого другог о выбора, как пользоваться повседневными понятиями, может быть улучшенн ыми терминологией классической физики, не только при описании устройст ва и работы измерительных приборов, но также и при описании получаемых э кспериментальных результатов” 6 . И в дальнейшем Бор последовательно проводит эту мысль: “...Как бы да леко ни выходили квантовые эффекты за пределы возможностей анализа кла ссической физики, — пишет ученый в статье “О понятиях причинности и доп олнительности”, — описание экспериментальной установки и регистрация результатов наблюдения всегда должны производиться на обычном языке, д ополненном терминологией классической физики. Это есть простое логиче ское требование, поскольку слово “эксперимент” в сущности может примен яться лишь для обозначения такой ситуации, когда мы можем рассказать дру гим, что мы сделали и что узнали в итоге” 7 . В статье “Максвелл и современная теоретическая ф изика” Бор также подчеркивает, что всякое физическое описание необходи мо осуществлять на языке классической физики: “...Мы должны осознать, что н едвусмысленное истолкование любого измерения должно быть по существу выражено в терминах классических теорий, и мы можем сказать, что в этом см ысле язык Ньютона и Максвелла останется языком физиков на все времена” 8 . В дискуссии с А.Эй нштейном он снова утверждает, что “как бы дал еко ни выходили явления за рамки классического физического объяснения, все опытные данные должны описываться при помощи классических понятий ” 9 . Из-за исключительной важности этой идеи А.3.Петров предложил назвать ее п ринципом Бора, который можно сформулировать следующим образом: теория д олжна быть такой, чтобы она соответствовала терминологии, понятиям и инф ормации, получаемой в ходе экспериментов 10 . Этот принцип вместе с принципами соответстви я и дополнительности выражает сущность “квантовой гносеологии”. В сово купности они обеспечивают условия создания истинной физической теории — сохранение классических понятий и возможность сравнивать теоретич еские выводы с экспериментальными данными. Но, следовательно, данный при нцип, по существу, представляет собой принцип сохранения, утверждающий, что при переходе от классической теории к квантовой классический язык с охраняется. С точки зрения П.Фейерабенда, Дж.Холтона, В.П.Хютта и некоторых друг их исследователей, принцип дополнительности представляет собой высший этап в развитии квантовой теории, так как дополнительность хорошо согла сует квантовое содержание явления и его классическое описание, сглажив ает между ними контрасты. Классическое описание физической реальности, которое требует соответствия, остается, но как особый, дополнительный сп особ. Известно, что Бор давал много формулировок дополнительности, но н е употреблял слово “принцип”. Одна из этих формулировок приведена в посл едней его работе, изданной уже посмертно: невозможность объединить явле ния, наблюдавшиеся при различных экспериментальных условиях, в единую к лассическую картину делает необходимым рассматривать такие явления, в ыглядящие противоречивыми, как дополнительные в том смысле, что они, взя тые вместе, исчерпывают все появляющиеся определенные выводы об атомны х объектах. Поэтому сущность принципа дополнительности, как отмечает В.П .Хютт, сводится к признанию, что полное описание квантового явления с пом ощью классических представлений и понятий возможно только при наличии двух дополнительных по отношению друг к другу систем понятий 13 . Дополнительность двух кон цептуальных систем означает, что, во-первых, концептуальные системы явля ются с классической точки зрения взаимоисключающими, но создают единую наглядную картину; во-вторых, взятые вместе, две эти системы дают исчерпы вающую информацию о квантовом объекте, при этом какой-либо одной системы самой по себе для полного описания микрообъекта недостаточно; в-третьих , две концептуальные системы эквивалентны и ни одна из них не может быть е динственно истинной. В принципе дополнительности, согласно В.П.Хютту, проявляется свое образный, негегелевский тип диалектики, поскольку ни тезис, ни антитезис не могут быть “сняты” при превращении сущности в сущность более высокую . Альтернатива продолжает существовать в форме “или одно, или другое”, пр и этом выбор зависит от экспериментальных условий. Как писал Дж.Холтон, ч ерез принцип дополнительности Бор предложил новую, не известную до него форму выражения физического знания, в соответствии с которой две альтер нативы физического объяснения явления — и тезис, и антитезис — должны применяться одновременно, хотя каждая сама по себе не является адекватн ой. Альтернативы остаются в состоянии конфронтации, но развиваются пара ллельно, а не поглощают одна другую через “снятие”, как того требует геге левская диалектика, трактующая движение в качестве однолинейного прог рессивного восхождения. Дополнительность, и это весьма важно с позиций с овременной физики, не ставит вопрос о “снятии” классического способа оп исания как неадекватного, а наоборот, классическая физика сохраняет отн осительную самостоятельность при описании квантовых объектов. Мало то го, совместное приложение двух способов описания — классического и ква нтового — может дать полное описание. Следовательно, концепция дополни тельности отражает особый, негегелевский тип диалектики в развитии пон ятий. Другой точки зрения придерживается В.Т.Мещеряков, утверждающий, ч то дополнительность есть особая форма соответствия. Сразу необходимо о тметить, что этот исследователь отстаивает широкое понимание термина “ соответствие”. По его мнению, соответствие предполагает два вида отноше ний: между первичным и вторичным как двумя различными стадиями в развити и данной системы и между двумя взаимодействующими сторонами одного цел ого. Эти два вида отношений соответствия позволяют различать характер и сущность указанных сторон, поскольку выражают единство состояний и сво йств, но вместе с тем образуют единство, в котором внутренние отношения я вляются источником развития. Отсюда В.Т.Мещеряков выделяет два вида соот ветствия: функциональное (преемственное, последовательное) и дополните льное (параллельное). Функциональное соответствие отражает движение от старого к новому, от простого к сложному и неизбежно порождает дополните льное соответствие между тем, что сохранилось от старого, и новым, которо е появилось на основе старого. Связь между этапами развития теории отвеч ает функциональному соответствию, так как важнейшей чертой этого вида с оответствия является преемственность 14 . Что касается дополнительности, то В.Т.Мещеряков предполагает, что она характеризует признаки сходства и различия, как и функциональное со ответствие, но при этом отличается от последнего. Исследователь утвержд ает, что дополнительность как отношение представляет собой разновидно сть функционального соответствия и отличается от него прежде всего тем, что выражает связь не стадий, а сторон, составных частей, элементов систе мы как некоторой качественной определенности 15 . Такие взгляды привели В.Т.Мещерякова к заключению, что в результат е изучения проблемы квантово-волнового дуализма и анализа отношения ме жду новой квантовой и старой классической теориями содержание физичес кой теории обогатилось двумя видами соответствия — функциональным и д ополнительным. И если функциональное соответствие отражает объективну ю преемственность в развитии системы, то дополнительное соответствие с амо имеет объективный характер, и, следовательно, дополнительность пред ставляет собой не только методологическое правило, сознательное прило жение которого оказывается эффективным в теоретической деятельности: объективная дополнительность как фундаментальное свойство, присущее о бъекту познания, облегчает задачу дальнейшего изучения отношений прот ивоположностей 16 . Другие авторы, и в частности И.С.Алексеев, Л.Б.Баженов, У.А.Раджабов, н е согласны с таким подходом, когда два принципа квантовой теории рассмат риваются в определенной иерархической зависимости: соответствие как ф орма пояснения дополнительности или наоборот. Как считает И.С.Алексеев, едва ли целесообразно в логическом отношении отдавать преимущество то й или иной идее. По его мнению, точнее будет трактовать эти принципы как дв а разных частных проявления общей идеи “рационального обобщения” клас сической физики. При таком толковании ни соответствие, ни дополнительно сть не являются логически первичным принципом по отношению к другому. Ис торически первой появилась идея соответствия, ставшая концептуальной предпосылкой дополнительности, с помощью которой впервые было осущест влено рациональное обобщение классических представлений и признана не обходимость неклассического использования классических понятий в ква нтовой области. Появление этой идеи фактически означало реализацию доп олнительного способа мышления 17 . У последователей Бора тоже нет единого взгляда на логическую свя зь между идеями соответствия и дополнительности. Одни авторы считают, чт о идея соответствия — это специфическая характеристика квантового сп особа описания. Идея соответствия представляет собой эпистемологическ ое ядро копенгагенской интерпретации, поскольку дополнительность выра жает специфические особенности квантового обобщения. Другие авторы, на пример Дж.Холтон, М.Джеммер, такой интерпретации не придерживаются. Все эти рассуждения позволяют рассмотреть возможность определе ния дополнительности как универсального пр инципа. Интеллектуальные интересы Бора посто янно выходили за пределы физики, и поэтому вполне естественно, что он пыт ался применить концепцию дополнительности к другим областям человечес кого знания. Бор убежден, что квантовая теория дает “средство для освещения са мых общих вопросов человеческого мышления” 21 . Он видит аналогию между связью атомных явлен ий с их наблюдениями и психологическими процессами, где трудно отделить объективное содержание от наблюдающего субъекта. “...С одной стороны, опи сание нашей мыслительной деятельности требует противопоставления объ ективно заданного содержания и мыслящего субъекта, а с другой, как уже яс но, — ...нельзя строго разграничить объект и субъект, поскольку последнее понятие также принадлежит к содержанию. Из такого положения вещей следу ет не только относительность зависящего от произвола при выборе точки з рения значения каждого понятия или, вернее, каждого слова; мы должны вооб ще быть готовыми к тому, что всестороннее освещение одного и того же пред мета может потребовать различных точек зрения, препятствующих однозна чному описанию. Строго говоря, глубокий анализ любого понятия и его непо средственное применение взаимно исключают друг друга” 22 . Бор переносит свою концепцию дополнительности и в область биолог ии. Он обосновывает мысль, что два подхода — биологический и физико-хими ческий — дополнительны. Биологические и физические исследования несо поставимы, поскольку для тех и других существуют свои ограниченные обла сти реальности. Ведь если мы представим полностью уничтоженный живой ор ганизм, то как мы узнаем, какова роль отдельных атомов в жизненных процес сах? Во всяком опыте над живым организмом имеется некоторая неопределен ность в физических условиях, и поэтому “возникает мысль, что минимальная свобода, которую мы вынуждены предоставлять организму, как раз достаточ на, чтобы позволить ему, так сказать, скрыть от нас свои последние тайны. С этой точки зрения самое существование жизни должно в биологии рассматр иваться как элементарный факт, подобно тому, как в атомной физике сущест вование кванта действия следует принимать за основной факт, который нел ьзя вывести из обычной механической физики. Действительно, существенна я несводимость факта устойчивости атомов к понятиям механики представ ляет собой близкую аналогию с невозможностью физического или химическ ого объяснения своеобразных отправлений, характеризующих жизнь” 23 . Согласно Бору, фундаментальное различие между биологическими и ф изическими исследованиями делает невозможным установление твердых гр аниц приложения физических идей к решению биологических проблем, грани ц, которым соответствовало бы в квантовой механике различие между причи нным механистическим описанием и описанием собственно квантовых явлен ий. “...Сущность рассматриваемой аналогии,— пишет Бор,— это очевидное ан тагонистическое отношение между такими типичными сторонами жизни, как самосохранение и размножение индивидуумов, с одной стороны, и необходим ое для всякого физического анализа подразделение объекта — с другой” 24 . Бор полагает, что биологические законы являются дополнительными к законам, которым подч иняется неживая природа. Значение идеи дополнительности в биологии уче ный видит также в том, что “принцип дополнительности отвергает всякий ко мпромисс с каким-либо антирационалистическим витализмом”, и в то же врем я он “с равным успехом может служить разоблачению определенных предрас судков так называемого механистического понимания” 25 . В лекции “Философия естествознания и культуры народов”, прочитан ной в 1939 г. в замке Кронеборг, где разв ивалось действие шекспировского “Гамлета”, Бор попытался приложить св ою идею дополнительности к социологии. Опять же идя по пути аналогий, он п редположил, что “при изучении человеческих культур, отличных от нашей со бственной, мы имеем дело с особой проблемой наблюдения, которая при ближ айшем рассмотрении обнаруживает много признаков, общих с атомными или п сихологическими проблемами” 26 . Далее Бор говорит, что “особенно при изучении культур пе рвобытных народов этнологи не только отдают себе отчет о риске испортит ь такую культуру неизбежным контактом, но встречаются, кроме того, и с про блемой воздействия таких исследований на их собственную позицию как лю дей” 27 . “Я имею здес ь в виду,— поясняет он, — хорошо знакомое исследователям неизвестных с тран потрясение их собственных, до тех пор не осознанных предрассудков, которое они испытывают, встретив неожиданную внутреннюю гармонию, кото рую человеческая жизнь может представить даже при условиях и традициях, радикально отличных от их собственных” 28 . По мнению Бора, различные человеческие культуры дополнительны др уг к другу. При этом “каждая культура представляет собой гармоническое р авновесие традиционных условностей, при помощи которых скрытые потенц иальные возможности человеческой жизни могут раскрыться так, что обнар ужат новые стороны ее безграничного богатства и многообразия” 29 . Но поскольку нет абсолю тно самобытных культур, Бор и предположил, что в области этнографии прим енима идея дополнительности, которая будет способствовать взаимопоним анию, ибо “в этой области не может быть и речи о таких взаимно исключающих друг друга соотношениях, как те, которые имеются между дополнительными д анными о поведении четко определенных атомных объектов” 30 . Полагая, что главным препятствием в установлении непредубежденн ых отношений между различными человеческими культурами являются глубо кие различия между традициями, Бор считал, что эти различия исключают вс якое простое сравнение культур. И именно здесь велика роль дополнительн ости как средства, позволяющего выйти из такого положения. Дополнительный способ мышлени я может открыть большие перспективы для гуманитарных исследований. Сут ь же последних состоит в том, чтобы “все больше и больше расширяя наши зна ния по истории развития культуры, способствовать тому постепенному уст ранению предубеждений, которое является общей целью всех наук” 31 . Аналогичным образом Бор рассматривает и отношения между наукой и искусством, между наукой и религией. Кроме того, он предполагает, что поло жение отдельного индивида в обществе описывается типично дополнительн ыми характеристиками, которые зависят от соотношения (весьма подвижног о) между личностными ценностями и общественными нормами. Общую цель всех культур Бор видит в теснейшем сочетании “справедливости и милосердия, к акого только можно достигнуть; тем не менее следует признать, что в каждо м случае, где нужно строго применить закон, не остается места для проявле ния милосердия, и наоборот, доброжелательство и сострадание могут вступ ить в конфликт с самими принципами правосудия. Во многих религиях этот к онфликт иллюстрируется мифами о битвах между богами, олицетворяющими т акие идеалы, а в древневосточной философии это подчеркивается следующи м мудрым советом: добиваясь гармонии человеческой жизни, никогда не забы вай, что на сцене бытия мы сами являемся как актерами, так и зрителями” 32 . Рассуждая на основе метода аналогии и выявляя общие черты микроо бъектов, живых организмов, сознания, общества и человеческих культур, Бо р превратил свой принцип дополнительности из физического в универсаль ный философский принцип с наиболее общим методологическим значением. “ В общефилософском аспекте, — писал он, — знаменательно здесь то, что в от ношении анализа и синтеза в других областях знания мы встречаемся с ситу ациями, напоминающими ситуацию в квантовой физике. Так, цельность живых организмов и характеристики людей, обладающих сознанием, а также и челов еческих культур представляют черты целостности, отображение которых т ребует типично дополнительного способа описания. Передача опытных фак тов в этих обширных областях знания требует богатого словаря, а из-за тог о, что словам иногда придается различный смысл, и прежде всего из-за разли чия в принятых в философской литературе толкованиях понятия причиннос ти, цель такого рода сопоставлений часто понималась превратно. Но постеп енно развитие терминологии, пригодной для описания более простой ситуа ции в области физики, показывает, что мы имеем здесь дело не с более или ме нее туманными аналогиями, а с отчетливыми примерами логических связей, к оторые в разных контекстах встречаются в более широких областях знания ” 33 . Концепция дополнительности Бора, — по словам Л. де Бройля, одна из наиболее оригинальных идей — вызвала много споров и дискуссий, которые не прекращаются и сейчас. По поводу дополнительности высказываются сам ые различные точки зрения и самые противоречивые оценки. Здесь налицо ве сь спектр мнений: от полного признания взглядов Бора до полного и катего рического их отрицания. И это не случайно. Бор делил истины на две категор ии, о которых мы уже неоднократно говорили. Дополнительность относится, по его терминологии, к категории “глубоких истин”. Именно поэтому она и с оставила предмет горячих споров и долгих дискуссий, стала объектом обши рнейших исследований. Как совершенно справедливо отметил С.В.Остапенко, квантовая механика поставила человека в ситуацию, когда вековая психол огическая потребность в твердом и однозначном ответе на все вопросы явн о вступила в противоречие с реальностью, о чем свидетельствует современ ный этап развития научного познания 34 . Необходимо отметить, что и в рамках копенгагенской интерпретации квантовой механики по поводу идеи дополнительности существовали серь езные разночтения. Даже сторонники Бора не имели единого мнения относит ельно дополнительности. Образно говоря, копенгагенская интерпретация — это не единая позиция, а единый фронт взаимно дополнительных позиций. По мысли К.Вейцзеккера, эта интерпретация хотя и корректна и неизбежна, н о никогда не была полностью ясна и сама нуждалась в интерпретации. Да и фи лософская интерпретация дополнительности представляет собой проблем у. И если Вейцзеккер пытался понять сущность дополнительности в свете фи лософии Канта, то другие авторы трактовали ее с позиций прагматизма. Есл и П.Иордан смотрел на дополнительность через призму позитивизма, то Л.Ро зенфельд — ближайший сотрудник Бора — обращался к диалектическому ма териализму, а сам Бор вообще воздерживался от развернутой и однозначной философской оценки. Разногласия относительно дополнительности в копенгагенской шк оле квантовой механики послужили одной из причин того, что идея дополнит ельности не получила полного признания. И в то же время М.Джеммер утвержд ал, что после 1927 г. в течение двух с пол овиной десятилетий эта идея стала единственной общепризнанной концепц ией и осталась таковой до сих пор для большинства физиков 35 . Другой причиной отсутстви я полного доверия к взглядам Бора было то, что идея дополнительности не м ожет быть выведена непосредственно из квантовой механики. И это самый се рьезный упрек в адрес данной идеи: действительно, из математического фор мализма квантовой механики она не выводится. Однако это не недостаток ид еи дополнительности, а скорее ее достоинство. Именно поэтому дополнител ьность предстает перед нами как высшая форма качественного объяснения, и нет никакой необходимости искать указаний на то, какой математический формализм за нее ответствен. От качества нельзя требовать выводимости е го из количества. Так, например, на основе понятия “вода” нельзя делать за ключения, из какого количества воды складывается капля или море. Наконец , существенно и то, что, как отмечал П.Фейерабенд, идея дополнительности не представляет собой “последнее слово”. Естественно, в сегодняшнем своем виде она вообще не может быть “последним словом”, так как ничто не может п ретендовать на статус “абсолютной истины”. Однако согласно принципу со ответствия, как бы ни изменялась в будущем идея дополнительности, взгляд ы Бора останутся в золотой сокровищнице человеческого познания. Современные альтернативы концепции дополнительности, как счита ет В.П.Хютт, могут быть разделены на три группы: 1) математико-физические ал ьтернативы, основанные на надежде так изменить уравнение Шредингера, чт обы стало возможным вывести “скрытые параметры” и тем самым узаконить к лассическую онтологию; 2) математико-логические альтернативы, в рамках к оторых формализм квантовой теории сохраняется, но пересматривается ло гика перехода от экспериментальных данных к физическому их толкованию таким образом, что будут опровергнуты фундаментальные методологически е принципы дуализма, неопределенности и дополнительности; 3) критика мет одологических и философских оснований данной концепции, поскольку пол ный отказ от идеи дополнительности без критики и объяснения ее сущности не есть положительная разработка проблемы, тем более что в квантовой мех анике она является принципиально необходимой для интерпретации послед ней. Общим для всех этих альтернатив является стремление преодолеть иде ю дополнительности, утвердить онтологию классической физики, закрепит ь представления классической физики о микрообъектах как классических частицах, движущихся по строго определенным траекториям и подчиняющих ся строгому лапласовскому детерминизму. Что касается альтернатив первого типа, то вопреки стараниям прив ерженцев теории “скрытых параметров” она до сих пор не достигла каких-ли бо успехов. И, на наш взгляд, прежде всего потому, что подобные попытки, как и сама гипотеза “скрытых параметров”, по крайней мере в нынешних ее вари антах, не отвечают принципу простоты. Характерным примером второго типа альтернатив являются идеи К.По ппера. Как было показано Фейерабендом, взгляды Поппера представляют соб ой некую смесь мыслей Бора, идей вероятностной логики, а также идеи “скры тых параметров”, поскольку Поппер приписывает частицам точные координ аты в данный, точно определяемый (фиксируемый) момент времени. По мнению В. П.Хютта, концепция Поппера близка к теории квантовых ансамблей Д.И.Блохи нцева, которую в свое время критиковал В.А.Фок. К третьему типу альтернатив концепции дополнительности относят, например, критику, которую развивают М.Бунге и И.Лакатоши. Согласно Бунге, концепция дополнительности не является частью или разделом квантовой теории. Идея дополнительности, считает он, хотя и выглядит разумной в ква нтовой теории, когда люди мыслят с помощью классических образов, в наше в ремя исчерпала свои потенции. Сегодня эта идея стала оправданием неясно сти и противоречий 36 . Но это еще не все: Бунге отрицает также всеобщий характе р связи между массой и энергией, соотношение неопределенностей энергии- времени, существование виртуальных квантов. Но такая “философия физики ”, которая позволяет отрицать основные законы природы, едва ли объективн а, как на то претендует ее автор. В историческом плане в обсуждении методологических и философски х проблем квантовой теории, согласно А.Поликарову, отчетливо выделяются три основных этапа. Первый этап определяется становлением квантовой ме ханики, которая предстает как контраверсия многим физическим и философ ским идеям. На этом этапе происходит интереснейшая и плодотворная диску ссия между Бором и Эйнштейном, выступавшим против дополнительности. Нач ало 50-х годов стало началом второго этапа, связанного с дискуссиями по фун даментальным проблемам квантовой теории. Линия Эйнштейна была продолж ена в работах Д.Бома и Л. де Бройля, которые попытались реализовать идею “с крытых параметров” и вернуться назад, к классическим представлениям. Со временный этап, начавшийся в середине 60-х годов, характеризуется тем, что вновь значительно повысился интерес к философским проблемам квантовой теории, и более всего — к проблемам причинности в частности и детермини зма в целом 37 . Остановимся кратко на основных контраверсиях. Эйнштейн полагал, что хотя квантовая теория удовлетворительно объединяет описание корпу скулярных и квантовых свойств материи, но принципиально неудовлетвори тельно в ней отношение к тому, что, с его точки зрения, является “высшей це лью всей физики: полному описанию реального состояния произвольной сис темы (существующего, по предположению, независимо от акта наблюдения или существования наблюдателя)” 38 . Такой классический идеал физической картины мира был е динственно приемлемым для Эйнштейна, и поэтому объективно реальным уче ный считал то, что относится к объектам. Иными словами, объективная реаль ность — это объектная реальность. А так как реальность не зависит от как ого-то измерения или наблюдения, то все измерительные процедуры и услови я наблюдения с этих позиций необходимо рассматривать как субъективные, поскольку они относятся к познанию объективной, т.е. объектной, реальнос ти, но не к ней самой. Поэтому Эйнштейн считал, что нельзя согласиться с ис тинностью теоретического описания, если оно зависит от наблюдения, как т ого требует концепция дополнительности. В качестве контраверсии такому классическому пониманию физичес кой реальности, в соответствии с которым объективное значит объектное, Б ор выдвигает свое “рациональное обобщение”, расширяющее понятие объек тивного. Согласно Бору, объективны не только объектное и не только харак теристики исследуемого объекта — объективны также приемы исследовани я и характеристики приборов и измерительных процедур. Понятие объектив ного у Бора выходит за традиционные, классические рамки и включает предс тавление о том, что относится к приборам и измерительным процедурам, т.е. о том, что с классических позиций считалось субъективным. Если в классиче ской физике граница между субъективным и объективным была абсолютной, т о в физике микромира она становится относительной. Диалектический путь познания как восхождение от абстрактного к конкретному в данном случае реализуется как отрицание абсолютной границы между субъективным и объ ективным и требует понимания ее относительности. Само объективное существование кванта действия является причин ой того, что “поведение атомных объектов невозможно резко отграничить о т их взаимодействия с измерительными приборами, фиксирующими условия, п ри которых происходят явления” 39 . Эта невозможность установления твердых границ между о бъектом и прибором лишает смысла классическое представление об абсолю тно фиксированном различии между прибором и объектом. Противопоставле ние объекта и прибора оказалось не абсолютным, а сами они — не независим ыми друг от друга, причем их взаимозависимость, как выяснилось, определя ется экспериментальными условиями. Но поскольку в соответствии с класс ической позицией то, что относится к прибору, субъективно, постольку доп ущение относительности границы между прибором и объектом приводит, есл и следовать за Эйнштейном, к отказу от изучения природы как объективной реальности. Именно такие различные трактовки объективного и субъектив ного в физическом познании стали основой полемики между Бором и Эйнштей ном. В свете сказанного изложенная выше позиция М.Бунге, суть которой з аключается в отрицании дополнительности, обусловлена, видимо, тем, что э тот исследователь стоит на классических позициях в интерпретации объе ктивности физического познания. Поскольку для Бунге объективное означ ает относящееся и принадлежащее к объекту, постольку квантовая механик а, по его мнению, имеет дело не с наблюдаемыми реальными объектами, а с экс периментальными приборами. И поэтому ученый считает, что дополнительно сть ведет к отказу от объективности. Попытки Бора применить идею дополнительности вне рамок физики, в других областях знания, были встречены по-разному. Большинство его сотру дников признавали универсальный характер дополнительности. Согласно Л .Розенфельду, принцип дополнительности необходим, так как обеспечивает возможность широкого описания фундаментальных закономерностей приро ды, которые не могут быть охвачены единственной картиной. Но, подчеркива л Розенфельд, все попытки построить систему философии по Бору противоре чат его собственным установкам, потому что философия Бора ориентирован а на сведение всех законов природы к небольшому числу принципов. Характе рно, что Бор даже избегал слова “принцип”. В.Гейзенберг также отстаивал мысль, что дополнительность имеет у ниверсальный характер. И в контексте развития физики, полагал он, эта иде я пробуждает надежды на то, что “в окончательном состоянии различные кул ьтурные традиции, новые и старые, будут сосуществовать, что весьма разно родные человеческие устремления могут быть соединены для того, чтобы об разовать новое равновесие между мыслями и действием, между созерцатель ностью и активностью” 41 . М.Борн считал, что иде я дополнительности имеет всеобщее значение, потому что существует мног о областей человеческой деятельности, где один и тот же факт можно рассм атривать в различных, но взаимодополняющих аспектах 42 . Он был согласен с Бором в то м, что представление о дополнительности можно применить в других област ях знания, в частности в биологии, психологии, философии, политике, и заявл ял, что не следует отказываться от такого обогащения нашего мышления 43 . В.Паули также пол агал, что представление о дополнительности выходит за рамки физики. Его философское значение состоит в том, что оно, выступая против односторонн ости, “могло бы стать первым шагом на пути прогресса к единой общей карти не мира, в которой естественные науки составляют лишь часть” 44 . Фундаментальный факт квантовой физики — корпускулярно-волново й дуализм — показывает, что к микрообъекту невозможно применять класси ческие способы описания. Но вместе с тем стало ясно, что объективное опис ание микромира невозможно и на пути полного отказа от классических спос обов описания, так как описание микромира требует наложения некоторых о граничений. Таким ограничением является принцип неопределенностей Гей зенберга, не допускающий при описании микроявлений одновременной абсо лютно точной локализации в координатном и импульсном пространстве, как и одновременного абсолютно точного фиксирования энергии и времени. Классический способ описания с его допущениями — абсолютизацие й и детализацией — применим для описания микроявлений в тех случаях, ко гда можно не учитывать постоянную Планка. Фактически именно эта фундаме нтальная величина и есть пограничный пункт между квантовым и классичес ким описанием. Квантовый способ описания явлений позволяет предвидеть конкрет ные реальные возможности акта измерения. Обращая внимание на условия, в которых происходит измерение, исследователь также может предсказать у стройство и действие приборов, определяющих эти условия. Поэтому нет нео бходимости приписывать микрообъекту такие свойства и состояния, котор ые принципиально не могут быть установлены, на что фактически нацелена г ипотеза “скрытых параметров”. Измерительные устройства и внешние условия эксперимента описыв аются классическим способом через задание их характеристических парам етров. Квантовый микрообъект проявляется при взаимодействии с классич еским прибором. Результат такого взаимодействия — экспериментальные данные, которые объясняются на основе тех или иных теоретических предпо сылок и на базе которых, в свою очередь, делаются косвенные заключения о с войствах объекта, уже предсказанных теорией. И так как свойства микрообъ екта обнаруживаются через взаимодействие его с классическим прибором, то их проявление обусловливается устройством прибора и создаваемыми в нешними условиями. Какая сторона объекта — корпускулярная или волнова я — проявится, зависит от прибора. Изучение корпускулярных и волновых с войств всех микрообъектов требует несовместимых внешних условий, необ ходимых для различных классических приборов. А это означает, что станови тся невозможным изучать одновременно различные свойства и различные с тороны микрообъекта, детализация же поведения микрообъекта становится принципиально невозможной. Именно эти свойства, проявляющиеся при взаимоисключающих услови ях, Бор назвал дополнительными. Поэтому согласно В.А.Фоку, одновременное рассмотрение взаимно противоположных дополнительных свойств лишено с мысла, а сама идея корпускулярно-волнового дуализма непротиворечива. Бо ровский принцип дополнительности — утверждение что корпускулярные и волновые аспекты находятся в дополнительном отношении, — относится не только к наблюдению и поэтому является не только гносеологическим прин ципом. В.А.Фок считает, что этот принцип отражает объективные свойства пр ироды и потому он есть закон природы. И поскольку в основе квантового спо соба описания природы лежат результаты взаимодействия микрообъекта с макроприбором, как раз необходимо ввести представление об относительн ости к средствам наблюдения, которое является обобщением идеи относите льности. Такое обобщение представления об относительности, утверждает В.А.Фок, отнюдь не означает что микрообъект менее реален, чем классически й прибор. Совсем наоборот: представление об относительности к средствам наблюдения позволяет глубже и точнее характеризовать явления в микром ире. Следует указать также на то, что квантовый способ описания как бол ее конкретный и совершенный требует соответствующего математического аппарата, применение которого в свою очередь, ведет к выявлению новых фу ндаментальных свойств материи. Толкование понятий, используемых в кван товой теории, диктует необходимость обобщения понятия состояния систе мы на основе понятий вероятности и потенциальной возможности. Понятие в ероятности в квантовой механике вовсе не говорит о некоторой неполноте нашего знания о микромире, а наоборот, являясь существенным элементом кв антово-механического описания, дает возможность уточнить само предста вление о полноте описание. Понятие вероятности существенно необходимо, поскольку для данных внешних условий результаты взаимодействия объект а и прибора не предопределены однозначно, а характеризуются некоторым в ероятностным распределением. Это вероятностное распределение результ атов взаимодействия отражает потенциальные возможности, которые объек тивно существуют при определенных условиях. При квантовом описании следует иметь в виду, что, изучая взаимодей ствие между прибором и объектом, мы можем применять приборы различных ти пов. Использовать такие приборы одновременно невозможно, и это также гов орит о различных потенциальных возможностях. Кроме того, существуют раз личные потенциальные возможности реагирования объекта на включение то го или иного прибора в процессе измерения квантовой величины. При таком положении дел теория не может не быть принципиально вероятностной. Эта в ероятность — не следствие неполноты теории, как считал Эйнштейн, не нед остаток ее, а достоинство. Существующие потенциальные возможности обес печивают полное описание поведения и состояния микрообъекта, и математ ическая форма законов квантовой механики адекватно отражает эти потен циальные возможности. Вероятностное распределение результатов измере ния можно вычислить через волновую функцию как квадрат ее модуля. И поск ольку квантовое описание исчерпывает все потенциальные возможности, п остольку его необходимо считать полным. Сама природа такова, что теория не может отражать ничего, кроме того, что проявляется в совокупности пот енциальных возможностей. Хотя, надо отметить, что и такое толкование ква нтовой механики с обыденных позиций кажется в лучшем случае маловразум ительным. Так или иначе, дискуссия относительно полноты квантовой теории, п о мнению В.А.Фока, этим исчерпывается, поскольку введение представления о потенциальной возможности, как он считает, снимает все проблемы, дает о тветы на поставленные еще Эйнштейном вопросы. Таков результат обобщени я принципа относительности на квантовую механику. Но в этом случае новое освещение получает принцип дополнительности, конкретизируясь в конте ксте относительности к средствам наблюдения. Новый вид относительности, отличный от классической эйнштейновс кой относительности, можно назвать квантово-механической относительно стью. При этом необходимо отметить, что квантово-механическая относител ьность неоднозначна и ее можно трактовать не только как относительност ь к измерительному прибору. Так, Ю.М.Ломсадзе предпринял попытку истолко вать ее шире, распространив на отношение к субъекту 47 . Д.И.Блохинцев рассматривае т квантово-механическую относительность как независимую от присутстви я наблюдателя и процесса наблюдения по отношению к макроскопической об становке 48 . Возмож на и другая интерпретация этого вида относительности: как относительно сти к виду и типу физического взаимодействия, что отстаивает Б.Я.Пахомов 49 . Особый интерес вызывает соотношение дополнительности и относит ельности в контексте информационной интерпретации последней. В этом сл учае относительность рассматривается в связи с информационными услови ями, в которых находится наблюдатель. В соответствии с “трехэлементной” концепцией, развиваемой П.С.Дышлевым 50 , информационные условия относятся к условиям познан ия. Взгляды П.С.Дышлевого представляют собой конкретизацию гносеологич еского тезиса о взаимодействии между субъектом и объектом познания. Сог ласно этому тезису, в методологии физики взаимная связь между субъектом и объектом познания принимает следующий вид: физический объект — услов ия познания — наблюдатель. Как известно, объекты познания в классической физике и квантовой физике существенно отличаются друг от друга, при этом в квантовой теории в силу специфики ее объекта невозможно пренебрегать взаимодействием м ежду объектом и исследовательским средством. Наблюдатель получает инф ормацию не только о физическом объекте как таковом, но одновременно и о в лиянии наблюдательного средства на этот объект в процессе измерения. Ст оль значительная роль субъекта в квантовой физике предполагает, что нар яду с представлением о наблюдателе необходимо ввести еще и представлен ие об условиях познания как новом элементе познавательного отношения. Но повышение роли с убъекта в процессе познания микромира не означает субъективизации физ ического познания, поскольку субъект непосредственно не вносит никаки х существенных возмущений в исследуемую физическую систему, а его возде йствие на процесс исследования заключается в выборе определенной исхо дной материальной системы (системы отсчета), в усовершенствовании экспе риментального прибора, в подготовке и реализации физического опыта. Пов ышение роли субъекта имеет место в теоретической части квантовой физик и: здесь это касает ся формулирования и обоснования новых физических идей и теорий, создани я новой физической картины мира. Под условиями познания на уровне эксперимента П.С.Дышлевый предл агает понимать весь фон, на котором протекает физическое явление, а такж е средства исследования: отправные системы и измерительные средства, ко нструируемые на основе определенных теоретических предпосылок. Услови я познания на теоретическом уровне — это язык наблюдения, принятый в те ории, а также тот научный фон, который определяет средства теоретической интерпретации: философские и логические предпосылки, модели, фундамент альные понятия, фундаментальные теории, известные закономерности разв ития теории, методологические принципы и т.п. На экспериментальном и тео ретическом уровнях условия познания являются связующим звеном между ф изическим объектом познания и наблюдателем. В трехэлементной схеме поз навательного отношения роль наблюдателя выполняет человек, который по степенно познает физический мир с помощью экспериментальных и теорети ческих средств. Принцип квантовой относительности можно рассматривать как част ный случай единого гносеологического принципа относительности к систе мам абстрагирования. Согласно М.Д.Ахундову и Р.Р.Абдуллаеву 51 , под системой абстрагирова ния следует понимать “пространство”, в котором локализуется исследуем ый объект. Такое пространство трактуется как множество, в котором задана определенная организация. Ее можно представить в виде системы отсчета, экспериментальной установки, определенной физической теории и т.д. Во вс яком случае, реализуются различные связи в различных множествах элемен тов. С таких позиций эволюция систем абстрагирования выглядит в истор ическом развитии познания так. На раннем этапе познания человек использ овал в качестве единственной системы абстрагирования самого себя. Впос ледствии познание разделилось на эмпирическое и теоретическое, и эти дв а направления постепенно эволюционировали в системы абстрагирования. На начальных стадиях эмпирического познания, когда не было никаких набл юдательных приборов, эмпирическое и чувственное познание не было разде лено. Создание таких приборов, как, например, телескоп и микроскоп, характ еризует определенный уровень развития эмпирического познания, на кото ром происходит расширение границ познавательных возможностей человек а, возможностей его органов чувств. Теперь человек может наблюдать объек ты и процессы, которые прежде были недоступны невооруженному глазу. При этом появляется новая специфическая относительность к системам абстра гирования, соответствующая различной чувствительности приборов. Напри мер, тогда, когда прибор с небольшой чувствительностью показывает некий объект как непрерывный, другой прибор, обладающий большими разрешающим и возможностями, показывает этот же объект как дискретный. Различным представлениям об относительности в физике соответст вуют различные системы абстрагирования. Эти системы таковы: абсолютное пространство (или эфир) как некоторая уникальная система отсчета, класс инерциальных систем и класс систем, находящихся под воздействием грави тации. Каждому из этих трех классов систем соответствуют фундаментальн ые физические теории: классическая механика, специальная теория относи тельности и общая теория относительности. Если в классической механике возможно одно-единственное описание физического объекта, то в рамках ре лятивистских теорий это в принципе невозможно. Как известно, падающий в движущемся вагоне предмет имеет различные реальные траектории относит ельно вагона, относительно Земли и относительно Солнца. Эти траектории н есовместимы в пределах одной системы отсчета и в этом смысле дополнител ьны. В еще большей степени подобная относительность характерна для обще й теории относительности. В квантовой механике относительность к системам абстрагирования прояв ляется иначе: в виде системы абстрагирования выступает эксперименталь ный прибор. Концепция относительности к средствам наблюдения, сформули рованная В.А.Фоком, выглядит здесь как частный случай общего гносеологич еского принципа относительности к системам абстрагирования. Познание микрообъекта возможно через применение дополнительных по отношению др уг к другу экспериментальных приборов: один из них выявляет корпускуляр ные, другой волновые свойства. По мнению М.Д.Ахундова и Р.Р.Абдуллаева52, необходимо выделять гориз онтальную и вертикальную дополнительность. Дополнительность горизонт альна, когда она применяется на одном уровне организации, когда понятие относительности к системам абстрагирования используется как понятие с одинаковыми разделительными свойствами. Горизонтальная дополнительн ость позволяет получать “проекции” объекта исследования и на этой осно ве реконструировать его как целостность, как единство многообразия. Есл и же речь идет об относительности к системам абстрагирования с различны ми разделительными свойствами, когда в познании происходит переход с од ного уровня организации на другой, то можно говорить о вертикальной допо лнительности. Вертикальная дополнительность позволяет построить опре деленную иерархию. Исследуемый объект конструируется как система взаи модействия между структурами и их элементами. В то же время можно выделять и два других вида дополнительности: до полнительность внутри данного уровня организации и дополнительность м ежду уровнями. В первом случае используются специфические преобразова ния, которые связывают определенные характеристики в различные абстра ктные системы. Такие преобразования сохраняют некоторые величины и хар актеристики неизменными — это инварианты теории. Но если совершается п ереход к более широкой области, то появляются новые инварианты в структу ре новой, более общей теории, а старые инварианты остаются действенными в определенных границах, обусловленных преемственностью между старой и новой теориями. Такая преемственная дополнительность есть дополните льность между определенными уровнями. С этой точки зрения инвариантнос ть характеризует разделительные свойства систем абстрагирования. Идея преемственной дополнительности между старой и новой теориями ведет к п ринципу соответствия и еще раз указывает на связь между соответствием и дополнительностью. Теории, которые находятся в отношении соответствия, дополнительны. Открытие связи между принципом дополнительности и принципом отн осительности в развитии физического познания вполне закономерно. Изве стно, что теория относительности Эйнштейна — одна из основных теоретич еских предпосылок возникновения и развития концепции дополнительност и Бора. При разъяснении своих взглядов Бор часто пользовался аналогиями с теорией относительности и даже предлагал назвать свою концепцию теор ией дополнительности, но последнее не получило поддержки. “Теория относ ительности,— писал Бор,— научила нас, что целесообразность требуемого нашими чувствами резкого разделения пространства и времени основана т олько на том, что обычно встречаемые скорости малы по сравнению со скоро стью света. Можно говорить, что открытие Планка подобным же образом прив ело к пониманию того, что целесообразность причинной точки зрения обусл овливалась малостью кванта действия по сравнению с теми действиями, кот орые встречаются в обычных явлениях”53. Но одновременно Бор понимал, что д анная аналогия не может быть полной, поскольку, как уже не раз отмечалось, в классической физике явление можно наблюдать без оказания на него како го-либо влияния, а квантовый постулат предполагает неустранимое влияни е на наблюдаемое со стороны средств наблюдения. Теория Эйнштейна в известном смысле является и методологической предпосылкой развития теории дополнительности. Бор считал, что теория о тносительности открыла новые возможности для понимания явлений, кажущ ихся несовместимыми. По его мнению, “возникшая в атомной физике необходи мость заново рассмотреть те основания, на которые должно опираться непр отиворечивое применение элементарных физических идей, напоминает в не котором смысле ситуацию, с которой в свое время столкнулся Эйнштейн”54. Эй нштейновский релятивистский способ мышления сыграл важную методологи ческую роль в оформлении боровского дополнительного способа мышления. В своем ответе на статью А.Эйнштейна, Б.Подольского и Н.Розена Бор писал: “ ... Мне хотелось бы отметить то огромное значение, которое имеет преподанн ый общей теорией относительности урок для вопроса о физической реально сти в области квантовой теории. В самом деле, несмотря на все характерные различия, между положением вещей в обоих обобщениях классической теори и имеется поразительная аналогия...”55. Понимая и подчеркивая сходные черты, аналогию и преемственность между теорией относительности и концепцией дополнительности, Бор учит ывал и различия между ними. Прежде всего это различия в понимании причин ности. Если теория относительности объединяет причинное пространствен но-временное описание физических явлений, где пространство и время в сов окупности с энергией и импульсом образуют единую картину, то концепция д ополнительности утверждает, что такой классический идеал при описании атомных процессов недостижим. Теория относительности представляет соб ой своеобразную кульминацию в развитии классической теории, квантовая же теория качественно иная, так как в ней пространственно-временные пред ставления несовместимы с понятиями энергии и импульса, которые необход имы для причинного описания. Итак, в работах Бора отчетливо прослеживается связь, аналогия, пре емственность между идеями относительности и дополнительности. Именно на этой основе стало возможным дальнейшее развитие концепции дополнит ельности. В процессе этого развития выяснилось, что принцип дополнитель ности представляет собой конкретизацию идеи относительности при движе нии познания от абстрактного к конкретному. С позиций материалистическ ой диалектики видно, что неклассический способ описания не означает суб ъективизации физического познания. Развитие теоретико-познавательной относительности от абстрактного к конкретному приводит ко все большем у расширению объективного в физическом познании и все более глубокому п ониманию физической действительности. В этом процессе абсолютные пред ставления заменяются относительными. Релятивистская физика отказалас ь от абсолютной системы отсчета, квантовая же механика показала, что вол новые и корпускулярные свойства также не абсолютны, а относительны, и т.д. Дополнительность может остаться непонятной и непонятой, если рас сматривать ее саму по себе, вне целостного физического знания и его разв ития. Но если мы будем видеть в ней момент процесса развития физического знания, связанный с идеей относительности, то поймем и ее сущность. И тогд а принцип дополнительности предстанет перед нами во всей своей конкрет ности и методологической значимости. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В острый для физики период, когда был на коплен огромный экспериментальный материал, был нужен принципиально н овый подход для создания физической картины атомных процессов. Важная з аслуга Бора состоит в том, что он нашел такой подход. Он ориентировал физи ков на исследование противоречивых сторон физической реальности микро мира. Теория Бора позволила объяснить целый ряд сложных вопросов строен ия атома и фактов, чего была не в состоянии сделать классическая физика. З а создание квантовой теории планетарного атома Бор в 1922 году был удостое н Нобелевской премии. В честь Нильса Бора назван, открытый 18 февраля 1970 года в Объединенно м институте ядерных исследований в Дубне, 105-й элемент периодической сист емы элементов - нильсборий (Ns). В свое время П.Л. Капица писал о Боре : "Во всей мировой науке в наши д ни не было человека с таким влиянием на естествознание, как Бор. Из всех теоретических троп тропа Бора была самой значительной." В своей статье, "Слово о Нильсе Боре", Лев Давыдович Ландау говорит : " Я думаю, что Бор был очень смелым человеком, потому что только очень смел ый человек может совершить такой гигантский переворот в мире физически х представлений, какой совершил он... (Задумайтесь на секунду: что же надо с овершить физику в XX в., чтобы попасть в школьный учебник!)." По образному выражению В.Л. Гинзбурга о Нильсе Боре:"... великий физ ик зажег маяк, которые долгие годы освещал дорогу физикам всего мира. Эт от огонь будет источником света и тепла не только для нашего, но и для буд ущих поколений." ЛИТЕРАТУРА Клайн Б. В поисках. Физики и квантовая теория. - М.: "Атомиздат," 1971. Кляус Е. М., Франкфурт У. И., Френк А.М. Нильс Бор. - М.: "Наука", 1977. Мур Р. Нильс Бор - человек и ученый. - М.: "Мир", 1969. Нильс Бор. Жизнь и творчество. (Сборник статей). - М.:"Наука", 1967. Франкфурт У. И. Френк А. М. У истоков квантовой теории. - М.: "На- ука", 1975. а также: 1 См.: Бор Н. Избр. науч. тр.: В 2-х т. Т. 1. М., 1970. С. 90. 2 Бор Н. Избр. науч. тр.: В 2-х т. Т. II. М., 1971. С. 397. 3 Там же, С. 283. 4 Там же. С. 102. 5 Бор Н. Избр. науч. тр.: В 2-х т. Т. 1. С. 482. 6 Бор Н. Избр. науч. тр.: В 2-х т. Т. II. С. 282. 7 Там же. С. 392-393. 8 Там же. С. 74. 9 Там же. С. 406. 10 См.: Петров А. 3. Методологические пр облемы теории измерений. Киев, 1966. С. 66. 11 См.: Алексеев И. С. Концепция дополн ительности. М.. 1972. С. 36— 37. 12 Бор Н. Избр. науч. тр.: В 2-х т. Т. II. С. 432. 13 См.: Хютт В. П. // Принцип дополнитель ности и материалистическая диалектика. М., 1976. С. 149. 14 См.: Мещеряков В. Т. Соответствие ка к отношение и принцип. Л., 1975. С. 23. 15 15 Там же. С. 26. 16 Там же. С. 27. 17 См.: Алексеев И. С. Концепция дополн ительности. С. 64. 18 См.: Баженов Л. Б. // Принцип дополнит ельности и материалистическая диалектика. С. 15. 19 Бор Н. Избр. науч. тр.: В 2-х т. Т. II. С. 60. 20 Там же. С. 384. 21 Там же. С. 61. 22 Там же. С. 58. 23 Там же. С. II 7. 24 там же. С. 118. 25 Там же. С. 211. 26 Там же. С. 287. 27 Там же. 28 Там же. 29 Там же. 30 Там же. 31 Там же. С. 288. 32 Там же. С. 495. 33 Там же. С. 532. 34 См.: Остапенко С. В. // Принцип дополн ительности и материалистическая диалектика. С. 37. 35 См.: Методологические принципы фи зики. М., 1975. С. 443. 36. См.: Бунге М. Философия физики. М., 1975. С. 169. 37 См.: Поликаров А. // Списание на БАН . 1976. № 6. С. 12. 38 Эйнштейн А. Собр. науч. тр.: В 4-х т. Т. IV. М„ 1976. С. 296. 39 Бор Н. Избр. науч. тр.: В 2-х т. Т. II. С. 406. 40 См.: Алексеев И. С. Концепция дополн ительности. С. 127. 41 Гейзенберг В. Философия и физика: Часть и целое. М., 1989. С. 130. 42 См.: Борн М. Моя жизнь и взгляды. М., 1973. С. 73. 43 См.: Бори М. Физика в жизни моего пок оления. М., 1963. С. 463. 44 Паули В. Физические очерки. М., 1975. С. 57. 45 См.: Фок В. А. // Физическая наука и фил ософия. М., 1973. 46 Там же. С. 73.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Парень, который в детстве ходил в восемь секций, ненавидит фразу: "Понедельник, среда, пятница".
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по физике "Двойственная природа микрочастиц модели атома Бора", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru