Пролог. Разговор с котом Нильсом
| Вид материала | Документы |
| Нильс Бор Поведение атомных объектов невозможно резко ограничить от их взаимодействия с измерительными приборами, фиксирующие условия, при |
- Язык Пролог Пролог (Prolog), 180.88kb.
- Московский Институт Открытого Образования и автономная некоммерческая организация культуры, 382.14kb.
- Программа собеседования по направению подготовки магистров «050100 Педагогическое образование», 403.81kb.
- Работа со списками в языке Пролог Рекурсия в Прологе, 175.74kb.
- Дональдс Вудс Винникот разговор с родителями, 1225.39kb.
- Концепция языка Пролог и сферы его применения. Процедурная и декларативная трактовка, 31.15kb.
- Обучение сочинению-рассуждению в 8-классе «О милосердии», 49.54kb.
- Урок литературы в 5 классе по теме: «Пролог к поэме «Руслан и Людмила», 22.14kb.
- В. Г. Распутина «Женский разговор». Урок, 79.53kb.
- Тематический годовой план занятий по «приобщению детей к истокам русской народной культуры», 208.04kb.
Нильс Бор
За последние годы произошло поразительное развитие атомной механики в направлении, указанном принципом соответствия. Благодаря этому наше теоретическое отражение свойств атомов стало столь полным, как отражение астрономических данных ньютоновой механикой. [5. Стр. 19]
Действительно, я думаю, мы все согласны с Ньютоном: самый глубокий фундамент науки - это уверенность в том, что в природе одинаковые явления наступают при одинаковых условиях. [5. Стр. 22]
Наше проникновение в мир атомов, до сих пор бывший скрытым от глаз человека, несомненно является смелым предприятием, которое можно сравнить с великими, полными открытий кругосветными путешествиями и дерзкими исследованиями астрономов, проникших в глубины мирового пространства. [5. Стр. 40]
Перед нами стоит здесь гносеологическая проблема, совершенно новая для философии естествознания, где до сих пор всякое описание опытных фактов основывалось на предположении, что можно четко разграничить поведение объектов от средств наблюдения, это предположение уже входит в обычные способы выражения нашего языка. Оно не только вполне опровергается повседневным опытом, но и составляет даже главное основание классической физики, получившей такое замечательное завершение именно благодаря теории относительности. Однако дело меняется, как только мы переходим к явлениям, подобным индивидуальным атомным процессам, которые по самой своей природе существенно определяются взаимодействием исследуемых объектов с измерительными приборами, характеризующими экспериментальную установку. В этом случае мы вынуждены пристальнее рассматривать вопрос, какого рода информацию о таких объектах мы можем получить. В этом отношении мы должны прежде всего отдать себе отчет о том, что цель всякого физического опыта есть получение данных при воспроизводимых и поддающихся словесной передаче условиях. Эта цель не оставляет нам никакого другого выбора, как пользоваться повседневными понятиями, может быть улучшенными терминологией классической физики, не только при описании устройства и работы измерительных приборов, но также и при описании полученных экспериментальных результатов. С другой стороны, столь же важно понять, что именно это обстоятельство и указывает нам, что ни один результат опыта, касающегося явления, в принципе лежащего вне области классической физики, не может быть истолкован как дающий информацию о независимых свойствах объектов (свойствах объектов самих по себе). Более того, эти результаты внутренне связаны с определенной ситуацией, в описании которой столь же существенно, как и объект, входит и измерительные приборы, взаимодействующие с объектом. Этот последний факт дает прямое объяснение кажущихся противоречий, которые появляются, если данные об атомных объектах, полученные в разных экспериментальных установках, пытаются комбинировать в связанную картину. [5. Стр. 42]
Количественный охват большого экспериментального материала не оставляет больше сомнения в плодотворности и пригодности аппарата квантовой механики; однако абстрактный характер этого аппарата вызвал широко распространенное чувство неудовлетворенности. [5. Стр. 59]
Для этого решающим является признание следующего основного положения: как бы далеко не выходили явления за рамки классического физического объяснения, все опытные данные должны описываться при помощи классических понятий.
Обоснование этого состоит просто в констатации точного значения слова «эксперимент». Словом «эксперимент» мы указываем на такую ситуацию, когда мы можем сообщить другим, что именно сделали и что именно мы узнали. Поэтому экспериментальная установка и результат наблюдений должны описываться однозначным образом на языке классической физики.
Из этого основного положения можно сделать следующий вывод. Поведение атомных объектов невозможно резко ограничить от их взаимодействия с измерительными приборами, фиксирующие условия, при которых происходят явления. В самом деле, неделимость типичных квантовых эффектов проявляется в том, что всякая попытка подразделить явления требует изменения экспериментальной установки и тем самым влечет за собой возможности принципиально неконтролируемого взаимодействия между объектами и измерительными приборами. Вследствие этого данные, полученные при разных условиях, не могут быть охвачены одной единственной картиной; эти данные должны скорее рассматриваться как дополнительные в том смысле, что только совокупность явлений может дать более полное представление о свойствах объекта.
При таких обстоятельствах приписывание атомным объектам обычных физических атрибутов существенным образом связано с неоднозначностью; непосредственно это обнаруживается в дилемме, касающейся корпускулярных и волновых свойств электронов и фотонов, где мы имеем дело с как бы противоречащими друг другу картинами, из которых каждая представляет существенную сторону того, что дает нам опыт. Все кажущиеся парадоксы могут быть устранены путем исследования тех (несовместимых) условий опыта, при которых наблюдаются дополнительные явления. Поучительным примером этого может служить эффект Комптона, непротиворечивое описание которого вначале представляло большие трудности. В этом примере разъяснение состоит в том, что всякая установка, пригодная для изучения обмена энергией и количеством движения между электронами и фотонами, необходимо должна оставлять в пространственно-временной локализации процесса допуски, достаточные для того, чтобы придать определенность понятиям волнового числа и частоты. И обратно, все попытки более точного определения места столкновения между фотоном и электроном сделала бы невозможным подведения более точного баланса энергии и количества движения; невозможность эта обусловлена неизбежным взаимодействием с неподвижными масштабами и часами, определяющими пространственно-временную систему отсчета.
...надлежащими средствами для дополнительного описания как раз и служит формальный аппарат квантовой механики. Этот фундаментальный аппарат представляет собой чисто символическую схему, позволяющую делать предсказания результатов опытов, производимых в определенных условиях, которые должны характеризоваться при помощи классических понятий. Эта схема связана с классической теорией принципом соответствия. [5. Стр. 60-61]
Возникшая в атомной физике необходимость заново рассмотреть те основания, на которые должно опираться непротиворечивое применение элементарных физических идей, напоминает в некотором смысле ситуацию, с которой столкнулся в свое время Эйнштейн. Эта ситуация побудила Эйнштейна пересмотреть основания, на которое опираются все применения пространственно-временных понятий, и благодаря тому, что в процессе пересмотра было подчеркнуто фундаментальное значение проблемы наблюдения, в результате чего наше физическое мировоззрение приобрело замечательную стройность и единство. Несмотря на всю новизну и необычность способа рассмотрения, теория относительности сохраняет причинное описание, применяемое внутри каждой данной системы отсчета; в квантовой же механике мы вынуждены отказаться и от этого, отказаться из-за неконтролируемого взаимодействия между объектами и измерительными приборами. Этот факт, однако, отнюдь не указывает на ограниченность или неполноту квантово-механического описания. [5. Стр. 62]
Отказ от наглядного представления атомных явлений обусловлен невозможностью подразделить их и тем самым проследить их более детально. [5. Стр. 74]
По моему мнению, если мы имеем логически непротиворечивый математический аппарат физической теории, то единственный способ доказать его несостоятельность заключается в том, чтобы показать, что его следствия расходятся с опытом или что его предсказания не исчерпывают того, что может наблюдаться на опыте. [5. Стр. 81]
Главное, что нужно себе ясно представить, это то, что всякое новое знание является нам в оболочке старых понятий, приспособленной для объяснения прежнего опыта, и что всякая такая оболочка может оказаться слишком узкой для того, чтобы включить в себя новый опыт. В самом деле, во многих областях знания научные исследования время от времени приводили к необходимости отбросить или заново сформулировать точки зрения, которые ранее считались обязательными для всякого разумного объяснения в силу своей плодотворности и кажущейся неограниченной применимости...
Когда мы говорим о системе понятий, мы имеем в виду просто-напросто однозначное логическое отображение соотношения между опытными данными. Математика, так решительно содействовавшая развитию логического мышления, играет особую роль; своими четко определенными абстракциями она оказала неоценимую помощь при выражении стройных логический зависимостей.
Развитию так называемых точных наук, характеризуемых установлением численных соотношений между результатами измерений, сильно способствовали абстрактные математические методы, возникшие на почве независимой разработки обобщающих логических построений. Это положение особенно хорошо поясняется в физике; первоначально под физикой понимали вообще все знание о той природе, частью которой мы сами являемся; но постепенно физика стала означать изучение элементарных законов, управляющих свойствами неживой материи. [5. Стр. 95-96]
Мы стоим здесь перед крушением обычных физических представлений; это крушение убедительно сказывается в трудности говорить о свойствах атомных объектов независимо от условий их наблюдения. В самом деле, электрон, несомненно, можно рассматривать как заряженную материальную частицу, поскольку измерения его инертной массы всегда дают один и тот же результат и поскольку каждая передача электричества между атомными системами всегда равна целому кратному числу так называемого единичного заряда. Между тем интерференционные эффекты, возникающие, когда электроны проходят сквозь кристаллы, несовместимы с механическими представлениями о движении частиц. Мы встречаем аналогичные черты в известной дилемме о природе света, поскольку оптические явления требуют понятия о распространении волн, тогда как законы передачи количества движения и энергии в атомных фотоэффектах опираются на механическое представление о частицах. [5. Стр. 134]
Галилеева программа, согласно которой описание физических явлений должно опираться на величины, имеющие количественную меру, дала прочные основы для упорядочения опытных данных во все более и более широкой области. [5. Стр. 139]
Решающим является, однако, то обстоятельство, что при этом не может быть и речи о возвращении к такому способу описания, которое в большей степени шло бы навстречу привычным требованиям наглядного модельного представления связи между причиной и следствием. [5. Стр. 146]