Нет лекций от 16,23 ноября.

Лекция 30го.

Принцип дополнительности Нильса Бора. В процессе анализа соотношений неопределённости Гейзенберга Бор пришёл к выводу, что квантовые объекты относительны к средствам наблюдения. О параметрах квантовых явлений можно судить лишь после того, как они провзаимодействовали со средствами наблюдения, т.е. приборами. При этом приходится учитывать, что приборы, которые используются для измерения параметров, связанных между собой соотношением неопределённости, разнотипны. Исследователи вынуждены прибегать к использованию различных экспериментальных установок.

В классической физике измерение считалось не возмущающим объект исследования. Измерение оставляет объект неизменным, и, следовательно, все данные измерений, что вроде бы самоочевидно, свидетельствуют о нём как таковом. Согласно квантовой механике, каждое отдельно проведённое измерение в принципе разрушает микрообъект: после измерения его волновая функция перестаёт существовать. Чтобы провести новое измерение приходится заново готовить микрообъект. Это обстоятельство существенно осложняет процесс синтеза данных измерений по сравнению с тем, что имеет место в классической физике и даже в релятивистских концепциях (СТО и ОТО). В этой связи Бор как раз и утверждает взаимодополнительность квантовых измерений. Данные классических измерений не взаимодополнительны, они просто сосуществуют, имея самостоятельный смысл, независимо друг от друга. Взаимодополнение имеет место там, где исследуемые сущности неотделимы друг от друга и взаимосвязаны между собой. Следовательно, в данном случае термину дополнительность придаётся особый смысл, резко нетривиальный, не тот, который в него вкладывает так называемый здравый смысл.

Имея ввиду относительность квантовых объектов к средствам наблюдения, Бор настаивал на том, что как бы далеко не выходили явления за рамки классического физического объяснения, все опытные данные должны описываться при помощи классических понятий, вполне согласуемых с нашим здравым смыслом. Это утверждение равносильно постулированию дополнительности классического и квантово-механического способа описания. Во времена Бора считалось, что микроявления описываются механикой, а макроявления – классической физикой. В таком случае, взаимодействие микрообъектов с макроскопическими условиями их наблюдения приводит к выводу о необходимости сочетания квантовой и классической физики. Однако, в наши дни хорошо известно, что квантовые закономерности характерны не только для микро-, но и для макроявлений. Известно также, что классическая физика – это эрзац-теория относительно квантовой физики: она похожа на последнюю там, где непрерывность явлений как бы перекрывает их дискретность. Вопреки мнению Бора опытные данные не должны описываться при помощи классических понятий. Соответственно, классическая и квантовая физика не взаимодополнительны.

Выделение макроявлений в особый класс имеет смысл не потому, что они описываются не такой концептуальной схемой, как микроявления, а исключительно в силу особой роли человека, выступающего в качестве осуществляющего познание существа. Окружающий человека физический мир дан ему в проекции на используемые измерительные приборы, в качестве которых подчас выступают органы чувств самого человека. Макроявления – это просто физические явления, воспринимаемые человеком. Разумеется, при желании можно, вводя соответствующую пространственную масштабность, различать микро-, макро- и мегаявления в контексте, соответственно, малого, среднего (однопорядкового с размерами человека) и большого. Такая классификация физических явлений не очень содержательна, поскольку она лишена серьёзной концептуальной базы. В науке классификацию следует всегда ориентировать на эффективную теоретическую базу, из которой можно извлечь критерии для классификации. Что касается квантовой механики, то она имеет дело и с малым и с большим. Необходимо отметить, что сам Бор соотносил принцип дополнительности не только с физическими науками: «Цельность живых организмов и характеристики людей, обладающих сознанием, а также и человеческих культур, представляют черты целостности, отображение которой требует типично дополнительного способа описания. Согласно Бору возможности живых существ столь многообразны и так тесно взаимосвязаны, что при их изучении вновь приходится обращаться к процедуре взаимодополнения данных наблюдений.