Принцип неопределённости Гейзенберга

Материал из Альманах "Покорение смыслов"
Перейти к: навигация, поиск

Принцип неопределённости Гейзенберга (ПН) – фундаментальное соотношение между парами сопряжёных физических величин, характеризующих квантово-механическую систему. В частности для свободной частицы утверждается, что одновременно невозможно абсолютно точно измерить координату и импульс (скорость). Мы привыкли считать, что физическая величина является известной, если её возможно измерить, также мы полагаем, что неизмеряемые величины не существуют. Квантовая механика расширяет понятие объективного существования: могут существовать объекты с неопределёнными значениями физических величин и, если состояние характеризуется определённым значением импульса, значит это же состояние характеризуется неопределённым значением координаты.

Содержание

[править] История возникновения

ПН был впервые сформулирован В.Гейзенбергом в 1927 году. Совершенствуя математический аппарат квантовой механики исследователь пришёл к простому соотношению между точностями измерения координат и импульсов: ΔхΔр>h. Оно означает, чем точнее мы измеряем координату, тем менее точно будет измерен импульс. Вообще говоря, данное соотношение справедливо и в мире макроскопических объектов, просто из-за очень малой величины постоянной Планка – h – мы этого не замечаем.

Появление принципа неопределённости изменило философские воззрения человечества. Заставило нас задуматься над самим процессом измерения.Сам по себе акт наблюдения переводит ансамбль всех квантовых состояний в одно, физически реальное. Это получило название – редукции квантовых состояний. Некоторые исследователи склонны полагать, что сам по себе наблюдатель необходим именно для этого процесса: Антропный принцип .

Возможно также, что появление в науке ПН не связано с физической реальностью, просто мы пытаемся описать объекты микромира неадекватными (не равнозначными) для них величинами, проецируя в этот мир нашу интуицию. В макромире мы фиксируем только два способа передачи энергии и информации – посредством самого переноса материального носителя (частицы) и посредством переноса поля (волны). Возможно, для микромира это несправедливо. Тем не менее квантовомеханическая картина мира сегодня общепринята.

[править] Современная трактовка

Первоначальная трактовка принципа неопределённости основное значение отводила процессу измерения, утверждая принципиальную невозможность точного измерения сопряжённых физических величин. В связи с этим возникает закономерный вопрос: можно ли рассматривать квантовый объект как нечто, всё же обладающее определёнными значениями положения и импульса, которые являются неопределёнными лишь в силу того, что их нельзя вполне точно измерить? Современный ответ таков: неопределённость есть свойство структуры материи и положение и импульс не могут даже существовать одновременно, как вполне точно определённые величины. Иногда ошибочно утверждается, что законы природы в микроявлениях теряют детерминистичность описания. На самом деле это не так. Законы микромира строго причинно обусловлены, но к ним нельзя применять динамическую детерминистичность в духе механистического принципа Лапласа, в силу того, что данные закономерности не только динамические, но и в очень большой мере обладают статистическими чертами. Например, в состоянии физического поля с самой малой энергией – физическом вакууме возможно самопроизвольное возникновение бесконечного количества различных объектов с любой энергией, но они будут существовать малое, конечное время. И чем больше энергия объекта, тем меньшее время он будет существовать - соотношение неопределённости для энергии и времени - ΔEΔt>h.

[править] Принцип дополнительности

Принцип неопределённости Гейзенберга был обобщён Нильсом Бора в принцип дополнительности:
Для воспроизведение целостного явления в метасистеме, использующей для описания реальности знаки или символы, необходим некий набор взаимоисключающих понятий (знаков или символов) данной метасистемы.
Это означает, что если мы вдруг решим изучить какое-то явление, то для его равнозначного описания посредством каких-то мыслительных категорий, нам будет необходимо использовать взаимоисключающие категории.

Возможна иная формулировка:
Реальное явление необходимо описывать с помощью как минимум двух взаимоисключающих языков, каждый из которых основывается на формальной логике.

Исследователи видят в этом факт того, что наше мышление шире созданных самим мышлением логических методов. Всевозможные метасистемы могут одновременно быть и полными и противоречивыми. Для логических систем арифметики даже строго доказано, что если система понятий полна, то она обязательно противоречива. Это сделал Курт Гёдель в 1931 году в своей знаменитой теореме. Чётко построенные нами модели реальности ведут себя одновременно и рационально и иррационально, выходя за пределы реальности в область метафизики.


Нильс Бор рассматривал несколько взаимоисключающих категорий: Истина – Ясность, Вера – Разум, Количество – Качество, Справедливость – Милосердие, Логика – Интуиция. Также он пытался дополнительностью между разумом и чувством снять проблему свободной воли: критеское осмысление сильных чувств, таких как любовь или сопереживание, уничтожает сами эти чувства; если же наоборот в какой-то момент поддаться чувствам становится невозможным критический анализ.

[править] Принцип дополнительности и Постмодерн

Философия постмодерна возвела принцип дополнительности в свой главный эстетический принцип, связав дополнительностью объект и субъект. Считается, что полное описание какого-либо объекта (объективно истинное описание) будет тождественно совпадать с совокупностью субъективных точек зрения на этот объект при достаточно большом количестве измышляющих суждения субъектов (в идеале стремящемся к бесконечности). При проецировании данного рассуждения на такое понятие как истина, постмодерн утверждает её относительность, а вместе с тем субъективность познания. Бог также стал рассматриваться в такой проекции: невозможно утверждать существование Бога без процесса его наблюдения, что приводит к разрушению самого понятия абсолюта. Поскольку все постмодернистские тексты избегают чёткой смысловой однозначности любого понятия - они тоже попадают под критерии дополнительности. Постмодернисткое сознание выводит текст из под результата творческого акта и реализации законченного авторского замысла, заполняя текстовыми символами бесконечное пространство вербального общения; и сам по себе текст, ставший гипертекстом, становится оторванным от описываемой реальности, независимым от объективной истины.

[править] Принцип дополнительности и Сверхмодерн

Представляется вероятным, что новая философия принесёт новый взгляд на принцип дополнительности. Данный принцип возник прежде всего из-за того, что мы, во-первых, не можем адекватно описать непрерывное, целостное явление некоторым количеством дискретных категорий, а во-вторых, возникновение в описании рекурсии приводит к бесконечному введению этих самых категорий. Следующий скачок развития философской мысли, возможно позволит нам для описания реальности применять не счётное количество категорий, а бесконечные, рекуррентные соотношения между ними, которые будут приводить не к разрушению понятий, а к их синтетическому единству. Примером тому может служить описание электрических импульсов посредством рядов и интегралов Фурье.

[править] По материалам

Бор Н. Избранные труды, М.: Наука, 1966 г.

Бом Д. Квантовая теория, М.: Физматгиз, 1961 г.

Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с при­родой. М.: Прогресс, 1986 г.

Климец А. Наука и иррационализм или обобщенный принцип дополнительности Бора

Руднев В.П. Словарь культуры ХХ века

Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструменты