Rstykt

Принцип дополнительности — один из важнейших методологических и эвристических принципов науки, а также один из важнейших принципов квантовой механики, сформулированный в 1927 году Нильсом Бором. Согласно этому принципу, для полного описания квантовомеханических явлений необходимо применять два взаимоисключающих («дополнительных») набора классических понятий, совокупность которых даёт исчерпывающую информацию об этих явлениях как о целостных. Например, дополнительными в квантовой механике являются пространственно-временная и энергетически-импульсная картины. Описания любого физического объекта как частицы и как волны дополняют друг друга, одно без другого лишено смысла, корпускулярный и волновой аспекты описания обязательно должны входить в описание физической реальности^[1]. При получении информации об одних физических величинах, описывающих микрообъект, неизбежно теряется информация о других физических величинах, дополнительных к первым.^[2]

Принцип дополнительности лёг в основу так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики^[3] и анализа процесса измерения^[4] характеристик микрообъектов. Согласно этой интерпретации, заимствованные из классической физики, динамические характеристики микрочастицы (её координата, импульс, энергия и др.) вовсе не присущи частице самой по себе. Смысл и определённое значение той или иной характеристики электрона, например, его импульса, раскрываются во взаимосвязи с классическими объектами, для которых эти величины имеют определённый смысл и все одновременно могут иметь определённое значение (такой классический объект условно называется измерительным прибором). Роль принципа дополнительности оказалась столь существенной, что Паули даже предлагал назвать квантовую механику «теорией дополнительности», по аналогии с теорией относительности^[5].

Такое толкование принципа дополнительности находится в соответствии с описанием ряда простейших экспериментов, например, определение координаты частицы при помощи микроскопа. Тем не менее, существуют возражения против него с более общей философской точки зрения. Роль прибора при измерениях заключается в "приготовлении" некоторого состояния системы. Принципиально невозможны состояния физической системы, при которых взаимно дополнительные величины имели одновременно точно определённые значения. Согласно этой точке зрения, принцип дополнительности не связан с процессами измерения и отражает объективные свойства физических систем^[2].

Обобщение принципа дополнительности |

Н. Бор обобщил принцип дополнительности и придал ему глубокий гносеологический смысл. Всякое истинно глубокое явление природы, например "жизнь", "атомный объект", "физическая система", не может быть определено однозначно с помощью слов нашего языка и требует для своего определения по крайней мере двух взаимоисключающих дополнительных понятий^[6].

Например, физическая картина явления и его математическое описание дополнительны друг к другу. Физическая картина явления пренебрегает деталями и далека от математической точности, тогда как точное математическое описание явления, наоборот, затрудняет его ясное понимание^[7].

Искусство и наука - два дополнительных способа изучения окружающего мира. Наука основана на логике и опыте, искусство - на интуиции и прозрении. Они не противоречат, а дополняют друг друга^[6].

Применение обобщённого принципа дополнительности со временем привело к созданию концепции дополнительности, охватывающей не только физику, но и биологию, психологию, культурологию, гуманитарное знание в целом^[8][9]. Впервые понятие «дополнительности» было использовано американским психологом Уильямом Джеймсом, который обозначал им отношение взаимоисключения. Именно психологические труды Уильяма Джеймса, наряду с интерпретацией философии Кьеркегора датским философом Х. Гёффдингом, вдохновили Бора на создание концепции дополнительности^[10].

Критика |

В то же время, абсолютизация принципа дополнительности, с его некорректным расширенным применением, является, по мнению Бора, метафизической догмой, от которой он предостерегал исследователей^[11].

См. также |

• Эксперимент Афшара


• Эксперимент Уилера^[12][13]
  

Литература |

• 
  Хютт В. П. Концепция дополнительности и проблема объективности физического знания. Таллин, 1977


• 
  Алексеев И. С. Концепция дополнительности. М., 1978


• 
  Холтон Дж. Тематический анализ науки. М., 1981


• 
  Розов М. А. Явление дополнительности в гуманитарных науках // Теория познания. Т. 4. М., 1985. С. 208—227


• 
  Pais A. Niels Bohr's Times, in Physics, Philosophy, and Polity. Oxford, 1991; Held С The Meaning of Complementarity // Studies in History and Philosophy of Science. 1994. Vol. 25. P. 871—893.

Ссылки |

• 
  Алексеев И. С. Принцип дополнительности
  


• 
  Вершинин И. В. Принцип дополнительности в методологии литературоведения
  

Примечания |

Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, дополнив её.