Содержание

Введение 3

1. Принцип дополнительности 4

2. Принцип суперпозиции 6

3. Принципы относительности Галилея и Эйнштейна 8

Заключение 11

Список литературы 12

Введение

Принципом относительности в физике называют т.н. постулат относительности, утверждающий равенство (физическую равноправность) всех инерциальных систем, и принцип ковариантности, утверждающий одинаковость описания физических законов в этих инерциальных системах координатами, связанными определенными преобразованиями.

Существует две теории относительности - специальная и общая. Первая рассматривает движение тел со скоростями, сравнимыми со скоростью света (больше которой не бывает), и отправной точкой для нее служит классический подход к пространству и времени. Общая же теория относительности дополняет специальную, объясняя гравитацию на основе кривизны пространства-времени.

Рассуждения Бора позволяют рассмотреть возможность определения дополнительности как универсального принципа.

В природе имеет место ситуация, когда объект находится в нескольких состояниях одновременно, т.е. имеет место наложение двух или большего числа состояний друг на друга. И не просто наложение, а наложение без какого-либо взаимного влияния. В таком случае говорят о суперпозиции состояний.

Постулат относительности Галилея плюс ковариантность преобразований Галилея называют принципом относительности Галилея. Постулат относительности Эйнштейна плюс ковариантность преобразований Лоренца называют принципом относительности Эйнштейна (в узком смысле).

Целью данной работы является рассмотрение принципов дополнительности – суперпозиции, относительности.

Необходимо решить следующие задачи:

* Описать принцип дополнительности Бора;

* Охарактеризовать принцип суперпозиции;

* Рассмотреть принципы относительности Галилея и Эйнштейна.

1. Принцип дополнительности

Принцип дополнительности — методологический принцип, сформулированный Нильсом Бором применительно к квантовой физике, согласно которому, для того чтобы наиболее адекватно описать физический объект, относящийся к микромиру, его нужно описывать во взаимоисключающих, дополнительных системах описания, например, одновременно и как волну, и как частицу.

Бор начал со связи между дополнительностью и соответствием. Еще в самом начале создания теории атома водорода Бор применял неквантовые понятия к квантовой физике настолько, насколько это было возможно, невзирая на распространенное мнение о том, что классические понятия неадекватны в квантовой области. Бор понимал, что переход к атомным системам нельзя осуществить в полной мере с помощью классического аппарата, но отмечал, что динамическое равновесие системы в стационарных состояниях можно рассматривать с помощью обычной механики, правда «переход системы из одного стационарного состояния в другое нельзя трактовать на этой основе». Известно было также, что законы, относящиеся к области длинноволнового излучения, соответствуют законам классической электродинамики. Такая аналогия, точнее соответствие, выглядела вначале сугубо формальной, но в дальнейшем стала очевидной ее исключительная плодотворность. Опираясь на аналогию, Бор строил мост к будущей концепции дополнительности. Он с полным основанием утверждал, что, несмотря на фундаментальные различия между классической теорией излучения и квантовой идеей, можно получать результаты, основанные на квантовых представлениях, но дополняющие выводы, основанные на классической теории, и в то же время дополняемые ими.

Так по пути аналогии Бор закономерно пришел к принципу соответствия, а от него к принципу дополнительности. Это не случайно, потому что такой путь есть путь симметрии. Аналогия как единство противоположностей (изменения и сохранения) является специфической формой симметрии. И если принцип соответствия требует рассматривать квантовую теорию как рациональное обобщение классической теории излучения, то по аналогии Бор утверждает, что принцип дополнительности является рациональным обобщением самого классического идеала причинности. “Дополнительный способ описания, в действительности не означает произвольного отказа от привычных требований, предъявляемых ко всякому объяснению; напротив, он имеет целью подходящее диалектическое выражение действительных условий анализа и синтеза в атомной физике”

В определенном смысле Бор сформулировал принцип дополнительности благодаря тому, что Куртом Геделем была доказана так называемая теорема о неполноте дедуктивных систем (1931). В соответствии с выводом Геделя — система либо непротиворечива, либо неполна.

Вот что пишет по этому поводу В. В. Налимов: «Из результатов Геделя следует, что обычно используемые непротиворечивые логические системы, на языке которых выражается арифметика, неполны. Существуют истинные утверждения, выразимые на языке этих систем, которые в таких системах доказать нельзя. Из этих результатов следует также, что никакое строго фиксированное расширение аксиом этой системы не может сделать ее полной, — всегда найдутся новые истины, не выразимые ее средствами, но невыводимые из нее.

Общий вывод из теоремы Геделя — вывод, имеющий громадное философское значение: мышление человека богаче его дедуктивных форм.

Другим физическим, но также имеющим философский смысл положением, непосредственно касающимся принципа дополнительности, является сформулированное великим немецким физиком ХХ в. Вернером Гейзенбергом так называемое соотношение неопределенностей. Согласно этому положению невозможно равным образом точно описать два взаимозависимых объекта микромира, например координату и импульс частицы. Если мы имеем точность в