15. Принцип дополнительности н.Бора.

Н. Бор показал, что из-за соотношения неопределенностей корпускулярная и волновая модели микрообъектов никогда не предстают одновременно: получение информации об одних характеристиках микрообъекта неизбежно связано с потерей информации о других, дополнительных к первым. В зависимости от эксперимента микрообъект проявляет либо свою корпускулярную природу, либо волновую, но не обе сразу. Эти две взаимоисключающие стороны природы микрообъекта следует рассматривать как диалектически дополнительные (единство противоположностей).

Описание микрообъектов не может быть дано на основе классической механики, в которой нет места корпускулярно-волновому дуализму. Однозначной характеристикой микрочастицы в квантовой механике является Волновая функция – величина, позволяющая определить параметры движения в заданных внешних условиях. Математически волновая функция описывает некоторый процесс, периодический во времени и в пространстве, длина волны которого определяется формулой де Бройля. Однако природа этого процесса не имеет аналогов в макромире, сама волновая функция – ненаблюдаемая величина, не имеющая физического смысла. В квантовой механике с ней связывают так называемые «волны вероятности», так как квадрат амплитуды волной функции является мерой вероятности обнаружения микрочастицы в какой-либо области пространства. Хотя основное уравнение квантовой механики позволяет однозначно определить зависимость волновой функции от координаты и времени в определенных условиях движения микрообъекта, оно фиксирует связь не осуществившихся событий, а потенциальных возможностей этих событий и выражающих их вероятностей. Поэтому однозначная причинно-следственная связь событий, проявляющаяся в классической механике, не свойственна микромиру, здесь эта связь включает и Необходимое и Случайное. Даже зная начальное состояние и условия движения микрообъекта, невозможно однозначно предсказать его последующее поведение. Описание его состояния с помощью волновой функции отражает изначально присущую микрообъектом вероятность поведения. Ненаглядность создаваемых квантовой механикой моделей микромира не противоречит объективности даваемых ею знаний, но отражает качественное отличие объектов микро – и макромира.

16. Вероятностно-статистический характер законов квантовой механики.

Вероятностно-статистические методы — основаны на уче­те действия множества случайных факторов, которые харак­теризуются устойчивой частотой. Это и позволяет вскрыть не­обходимость (закон), которая «пробивается» через совокупное действие множества случайностей. Названные методы опи­раются на теорию вероятностей, которую зачастую называют наукой о случайном.

Вероятность — количественная мера (степень) возможности появления некоторого явления, события при определенных усло­виях. Диапазон вероятности от нуля (невозможность) до едини­цы (действительность). Одна из основных задач теории вероятно­стей состоит в выяснении закономерностей, возникающих при взаимодействии большого числа случайных факторов. Для пони­мания существа названных методов необходимо рассмотреть по­нятия «динамические закономерности», «статистические законо­мерности».

Динамический закон — это закон, управляющий поведением индивидуального объекта и позволяющий установить однозначную связь его состояний. Пример тому — законы механики; на их основе прогно­зируются, помимо прочего, солнечные затмения на многие годы вперед с высокой степенью точности. Знание динамического закона позволяет однозначно предсказывать на основе известного состояния объекта все его будущие состояния.

Вероятностно-статистический закон — это закон, управляющий по­ведением больших совокупностей и в отношении индивидуального объекта позволяющий делать лишь вероятностные (неоднозначные) заключения о его поведении. Обратим внимание: он характеризует поведение не отдельного элемента в этом коллективе, а поведение коллектива в целом. Знание статистической закономерности не позволяет однознач­но предсказывать поведение отдельных индивидуальных объектов, входящих в коллектив. В отношении отдельных элементов такие пред­сказания имеют только вероятностный характер. Хороший тому пример — максвелловский закон распределения молекул по скоростям. Этот закон, как отмечают физики, ничего не говорит определенного о скорости каждой отдельно взятой молекулы в определенное время; он лишь устанавливает долю молекул, которые обладают совершенно определенной скоростью, среди других имеющихся в данном объеме молекул; единственное, что можно сказать о скорости некоторой определенной молекулы, это — указать на вероятность того, что она облагает такой скоростью. Классическая физика в основном имела дело с законами динамического типа, и абсолютизация этого типа законов вела к концепции лапласовского, механического детерминизма; считалось, что подлин­ными законами природы могут быть только динамические законы, а статистические законы возникают как результат неполноты нашего знания. С возникновением квантовой механики ситуация радикально из­менилась. Оказалось, что поведение квантово-механических объектов в принципе характеризуется действием статистических, вероятностных законов. Основное уравнение квантовой механики позволяет из знания вероятности нахождения микрообъекта в один момент предсказать вероятность его пространственной локализации в другой момент. Все попытки построить квантовую механику на законах динамического типа успеха не принесли.

Статистическая закономерность возникает как результат вза­имодействия большого числа элементов, составляющих коллек­тив, и поэтому характеризует не столько поведение отдельного элемента, сколько коллектива в целом.

В статистических законах предсказания носят не достоверный, а лишь вероятностный характер, который обусловлен действием множества случайных факторов, через сложное переплетение ко­торых и выражается необходимость.

Вероятностно-статистические методы широко применяются при изучении массовых, а не отдельных явлений случайного ха­рактера (квантовая механика, статистическая физика, синергети­ка, социология и др.). Сегодня все чаще говорят о проникновении в науку вероятностного стиля мышления.