Курсовая работа: Наука и иррационализм или обобщённый принцип дополнительности Бора
Отметим, что из математического формализма квантовой механики идея дополнительности не выводится. Однако это не недостаток идеи дополнительности, а скорее ее достоинство. Дополнительность 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 его из количества. Так, например, на основе понятия "вода" нельзя делать заключения, 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 претендовать на статус "абсолютной истины". Однако согласно принципу соответствия, как бы ни изменялась в будущем идея дополнительности, взгляды Бора останутся в золотой сокровищнице человеческого познания.
В связи с этим ниже я намерен сформулировать обобщенный принцип дополнительности Бора, охватывающий явления дополнительности, найденные Бором в других отраслях знания. Это позволит отыскивать феномены двойственности в самых различных областях действительности.
2. Принцип дополнительности в квантовой механике
Сущность принципа дополнительности Бора в физике такова. В любом опыте с микрообъектами наблюдатель получает информацию не о "свойствах объектов самих по себе", но о свойствах объектов в связи с конкретной ситуацией, включающей в себя, в частности, и измерительные приборы. Информацию об объекте, полученную при некоторых определенных условиях, надо рассматривать как дополнительную к информации, полученной при других условиях. Причем сведения, полученные при разных условиях, нельзя простым образом складывать, суммировать, комбинировать в некую единую картину; они отражают разные (дополняющие стороны) единой реальности, отвечающие исследуемому объекту. Свое прямое выражение принцип дополнительности находит, в частности, в идее корпускулярно-волнового дуализма и в соотношениях неопределенностей.
Нильс Бор говорил: "Термин "дополнительность" подчеркивает то обстоятельство, что в противоречащих друг другу явлениях мы имеем дело с различными, но одинаково существенными аспектами единого комплекса сведений об объекте" ([1], с.60). "В атомной физике слово "дополнительность" употребляют, чтобы характеризовать связь между данными, которые получены при разных условиях опыта и могут быть истолкованы лишь на основе взаимно исключающих друг друга представлений... Данные, полученные при разных условиях опыта, не могут быть охвачены одной единственной картиной; эти данные должны скорее рассматриваться как дополнительные. В квантовой физике данные об атомных объектах, полученные при помощи разных экспериментальных установок, находятся в своеобразном дополнительном отношении друг к другу. Действительно, следует признать, что такого рода данные, хотя и кажутся противоречащими друг другу при попытке скомбинировать их в одну картину, на самом деле исчерпывают все, что мы можем узнать о предмете." ([2], с.110).
Перечитаем еще раз внимательно слова Бора. Итак, данные о микрообъектах могут быть "наглядно истолкованы" лишь на основе "взаимно исключающих друг друга представлений". В этом смысле они не могут простым образом складываться, суммироваться, "не могут быть охвачены одной картиной". Разные данные находятся в "своеобразном" отношении друг к другу, для чего и применяется термин "дополнительность". Своеобразие отношения "дополнительности" согласуется с тем, что дополнительные друг по отношению к другу данные могут быть получены лишь "при разных условиях опыта".
Специфика квантовомеханических представлений с их несколько необычной логикой в известном смысле покоится на принципе дополнительности. Микрообъект не является ни корпускулой, ни волной; но в то же время мы используем для описания микрообъекта оба эти взаимно исключающие друг друга образы. Вдумаемся в эту ситуацию: образы корпускулы и волны используются для описания объекта, не являющегося ни корпускулой, ни волной, ни даже их симбиозом. Но взаимно исключающие друг друга образы используются как взаимно дополняющие образы, адекватно отражающие разные стороны объективной реальности, называемой микрообъектом. "Этот пункт логически важен, - писал Бор, - так как только то обстоятельство, что мы стоим перед выбором или (!) следить за траекторией частицы, или (!) же наблюдать интерференцию, позволяет нам избежать парадоксального вывода о том, что поведение электрона или фотона должно зависеть от наличия в экране щели, сквозь которую он заведомо не проходил" ([2], с.115).
3. Обобщение принципа дополнительности Бора
Итак, согласно параграфу 1, выстраиваются следующие дополнительные пары, найденные Нильсом Бором:
1. Пространственно-временное описание частицы и волновые свойства частицы;
2. Физико-химические процессы и биологические процессы;
3. Мысли (логика) и чувства;
4. Математическое описание явления и физическая картина явления;
5. Истина и ясность;
6. Детерминированность и свобода воли;
7. Количество и качество;
8. Справедливость и милосердие
В работе [3] нами было показано, что существует также дополнительность между:
9. аристотелевой логикой и интуицией.
Относительно первой пары отметим, что волновые свойства одиночного микрообъекта являются иррационализмом, бессмыслицей, дзенским хлопком одной ладонью, так как с точки зрения рационального мышления единичный микрообъект не может одновременно проходить через две пространственно разделенные щели и интерферировать сам с собой. Однако именно такие явления и происходят в микромире. Как выразился известный физик Ричард Фейнман: "...я смело могу сказать, что квантовой механики никто не понимает... Никто не знает, как здесь можно копнуть глубже...Даже сама природа не знает, по какому пути полетит электрон." [13] Аналогично, говоря о дифракции микрообъекта на кристалле, мы обнаружим, что микрообъект, проходя кристалл, одновременно взаимодействует со всеми ионами кристалла с одинаковыми силами, как будто микрообъект является не точечной частицей, а волной, что и дает дифракционную картину, характеризующуюся закономерным чередованием максимумов и минимумов. Но необходимо подчеркнуть, что волны де Бройля не имеют ничего общего с классическими волнами. Эйнштейн называл их "призрачными" волнами. Это связано с тем, что вероятностные законы природы не следуют правилу сложения вероятностей, но требуют сложения амплитуд вероятностей. В природе существуют два явления интерференции: классической интерференции, обусловленной сложением волн, и квантовомеханической интерференции, обусловленной сложением амплитуд вероятностей (или так называемых волновых функций), к волнам не имеющих никакого отношения. Амплитуда вероятности есть некое комплексное число, квадрат модуля которого равен вероятности перехода микрообъекта из начального в конечное состояние. И по сути своей амплитуда вероятности (вектор состояния) является иррациональной величиной, не имеющей аналога в классической физике.
Итак, что же общего обнаруживается в описанных выше парных отношениях? Нетрудно видеть, что общее у них одно: слева отображена рациональная сторона действительности и ее познания, а справа - иррациональная сторона. Таким образом можно обобщить принцип дополнительности Бора в таком виде: рациональная сторона действительности и ее познание и сопряженная ей иррациональная сторона действительности и ее познание дополнительны друг другу.
4. Принцип дополнительности в других областях знания
Принцип дополнительности требует, чтобы в любой области науки и жизни мы искали феномены двойственности. Продолжая ряд дальше, мы теперь можем утверждать, что существует соотношение дополнительности между:
10. Дискретным и непрерывным
11. Конечным и бесконечным
12. Локальным и нелокальным
13. Множественным и единым, целостным (единым, как выражением конечной неразложимости реальности на множества [17])
14. Фактом (объяснение опыта рассудком) и смыслом (пониманием значения; интуитивным постижением жизни)
15. Анализом и синтезом
16. Покоем (статикой) и движением (изменением вообще)
17. Мертвым (косной материей) и живым
18. Объектом и субъектом
19. Знанием и верой;
20. Разумом (логикой, истиной) и сердцем (добром, моралью, совестью, нравственностью, ясностью). ("Ум не понимает сердце, но оно знает", Живая этика, Рерих.)
21. Физикой и мистикой
22. Философией и теологией (богословием)
23. Телом и душой
24. Тоналем и нагвалем (дуалистическая концепция реальности по дону Хуану, см. книгу Карлоса Кастанеды "Сказки о силе")
25. Западом (западным знанием) и Востоком (восточным пониманием)
26. Рефлексией над миром и растворением в мире, слиянием с ним
27. Универсальностью, повторяемостью и уникальностью, индивидуальностью, неповторяемостью
28. Наукой и искусством
29. Наукой и религией
30. Миром тленным, вещным (миром видимым) и миром нетленным, духовным (миром невидимым)
31. Материей и "пустотой" (в духе Будды Гаутамы)
32. Смесью состояний и квантовой суперпозицией состояний
Очевидно, что этот ряд можно продолжить еще, располагая слева рациональную сторону действительности и ее познания, справа – сопряженную с ней иррациональную сторону действительности и ее познания.
Наличие двух типов состояния - смеси и суперпозиции является узловым для понимания "квантовой" картины мира. Очевидно, что смесь состояний и их суперпозиция тождественны рациональному и иррациональному состояниям системы.
