|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
NAJWAŻNIEJSZE ODKRYCIA NAUKOWE
Zasada komplementarności. Historia i istota odkryć naukowych
Katalog / Najważniejsze odkrycia naukowe Zasada bardzo precyzyjna i pojemna Bor zwana komplementarnością - jedną z najgłębszych idei filozoficznych i przyrodniczo-naukowych współczesności. Porównywać z nią można tylko takie idee, jak zasada względności czy idea pola fizycznego. „W latach poprzedzających przemówienie N. Bohra w Como toczyły się liczne dyskusje na temat fizycznej interpretacji teorii kwantów”, pisze W.I. Frankfurt. teoria kwantowa - w postulacie, zgodnie z którym każdy proces atomowy charakteryzuje się nieciągłością, obcą klasycznej teorii. Teoria kwantów za jeden z głównych jej założeń uznaje fundamentalne ograniczenia pojęć klasycznych w zastosowaniu do zjawisk atomowych, co jest obce fizyce klasycznej, ale jednocześnie interpretacja materiału empirycznego opiera się głównie na zastosowaniu pojęć klasycznych. Z tego powodu pojawiają się znaczne trudności w formułowaniu teorii kwantowej. Teoria klasyczna zakłada, że zjawisko fizyczne można rozpatrywać bez wywierania na nie zasadniczo nieusuwalnego wpływu. W przypadku raportu na Międzynarodowym Kongresie Fizycznym w Como „Postulaty kwantowe i najnowszy rozwój teorii atomowej”, ze względu na wagę omawianych problemów, Bohrowi wyznaczono czterokrotny termin. Dyskusja nad jego raportem zajęła resztę kongresu. "... Odkrycie uniwersalnego kwantu działania" - powiedział Niels Bohr - "doprowadziło do konieczności dalszej analizy problemu obserwacji. Z tego odkrycia wynika, że cała metoda opisu charakterystyczna dla fizyki klasycznej (w tym teorii względności) obowiązuje tylko tak długo, jak długo wszystkie wielkości wymiaru działania zawarte w opisie są duże w porównaniu z kwantem działania Pasek. Jeśli warunek ten nie jest spełniony, jak ma to miejsce w dziedzinie zjawisk fizyki atomowej, wówczas wchodzą w życie prawidłowości szczególnego rodzaju, których nie da się ująć w ramy opisu przyczynowego… Ten wynik, który początkowo wydawał się paradoksalne znajduje jednak swoje wytłumaczenie w tym, że w tej dziedzinie nie można już wytyczyć wyraźnej granicy między niezależnym zachowaniem się obiektu fizycznego a jego interakcją z innymi ciałami używanymi jako instrumenty pomiarowe; taka interakcja nieuchronnie powstaje w procesie obserwacji i nie może być bezpośrednio brana pod uwagę w samym znaczeniu pojęcia pomiaru… Okoliczność ta w rzeczywistości oznacza pojawienie się zupełnie nowej sytuacji w fizyce w odniesieniu do analizy i syntezy danych eksperymentalnych. Zmusza nas do zastąpienia klasycznego ideału przyczynowości jakąś ogólniejszą zasadą, zwykle nazywaną „komplementarnością”. Informacje o zachowaniu badanych obiektów, które uzyskujemy za pomocą różnych przyrządów pomiarowych, choć pozornie niekompatybilne, w rzeczywistości nie mogą być bezpośrednio ze sobą powiązane w zwykły sposób, ale należy je traktować jako komplementarne względem siebie. Tak więc w szczególności niepowodzenie jakiejkolwiek próby konsekwentnego analizowania „indywidualności” oddzielnego procesu atomowego, który, jak się wydaje, symbolizuje kwant działania, poprzez podzielenie takiego procesu na oddzielne części, tłumaczy się niepowodzeniem. Wynika to z faktu, że jeśli chcemy poprzez bezpośrednią obserwację ustalić dowolny moment w trakcie procesu, to musimy użyć do tego przyrządu pomiarowego, którego użycie nie może być zgodne z prawami przebiegu tego procesu. proces. Pomiędzy postulatem teorii względności a zasadą komplementarności, przy wszystkich ich różnicach, można dostrzec pewną analogię formalną. Polega ona na tym, że podobnie jak w teorii względności regularności, które mają różny kształt w różnych układach odniesienia ze względu na skończoność prędkości światła, okazują się równoważne, tak na zasadzie komplementarności regularności badane za pomocą różnych przyrządów pomiarowych i wydają się wzajemnie sprzeczne ze względu na skończoność kwantu działania, są logicznie zgodne. Aby dać jak najjaśniejszy obraz sytuacji, jaka rozwinęła się w fizyce atomowej, która jest zupełnie nowa z punktu widzenia teorii poznania, chcielibyśmy w tym miejscu przede wszystkim szczegółowo rozważyć takie pomiary, których celem jest kontrola czasoprzestrzennego przebiegu pewnego procesu fizycznego. Taka kontrola ostatecznie zawsze sprowadza się do ustalenia pewnej liczby jednoznacznych relacji między zachowaniem obiektu a skalami i zegarami, które określają stosowany przez nas czasoprzestrzenny układ odniesienia. O samodzielnym zachowaniu się przedmiotu badań w przestrzeni i czasie, niezależnie od warunków obserwacji, możemy mówić tylko wtedy, gdy opisując wszystkie warunki istotne dla rozważanego procesu, możemy całkowicie pominąć oddziaływanie przedmiotu z urządzenie pomiarowe, które nieuchronnie powstaje po nawiązaniu powyższych połączeń. Jeśli jednak, jak ma to miejsce w dziedzinie kwantowej, takie oddziaływanie samo w sobie ma duży wpływ na przebieg badanego zjawiska, to sytuacja zmienia się całkowicie, a my w szczególności musimy zrezygnować z powiązania między cechami czasoprzestrzennymi zdarzenie i uniwersalne prawa dynamiczne, charakterystyczne dla opisu klasycznego. Wynika to z faktu, że wykorzystanie wag i zegarów do ustanowienia układu odniesienia z definicji wyklucza możliwość uwzględnienia wielkości pędu i energii przekazywanych do urządzenia pomiarowego podczas rozpatrywanego zjawiska. Podobnie i vice versa, prawa kwantowe, w sformułowaniu których zasadniczo używa się pojęć pędu lub energii, można zweryfikować tylko w takich warunkach eksperymentalnych, gdy wykluczona jest ścisła kontrola nad zachowaniem obiektu w czasie i przestrzeni. Zgodnie z relacją niepewności Heisenberg, niemożliwe jest określenie obu cech obiektu atomowego - współrzędnej i pędu - w tym samym eksperymencie. Ale Bohr poszedł dalej. Zauważył, że współrzędnej i pędu cząstki atomowej nie można mierzyć nie tylko jednocześnie, ale ogólnie za pomocą tego samego instrumentu. Rzeczywiście, aby zmierzyć pęd cząstki atomowej, potrzebny jest niezwykle lekki, ruchomy „instrument”. Ale właśnie ze względu na jego mobilność jego pozycja jest bardzo niepewna. Aby zmierzyć współrzędną, potrzebujesz bardzo masywnego „urządzenia”, które nie poruszy się, gdy uderzy w nie cząstka. Ale bez względu na to, jak zmieni się jej rozmach w tym przypadku, nawet tego nie zauważymy. „Dodatkowość to to słowo i ten zwrot myślowy, który stał się dostępny dla wszystkich dzięki Bohr”, pisze osądy LI i wyjaśnia: tak, ich właściwości są rzeczywiście niezgodne, ale dla pełnego opisu obiektu atomowego oba są równie konieczne a zatem nie zaprzeczają sobie, lecz uzupełniają się nawzajem. Ten prosty argument o komplementarności właściwości dwóch niekompatybilnych urządzeń dobrze wyjaśnia znaczenie zasady komplementarności, ale bynajmniej jej nie wyczerpuje. W rzeczywistości potrzebujemy instrumentów nie samych w sobie, ale tylko do pomiaru właściwości obiektów atomowych. Współrzędna x i pęd p to pojęcia odpowiadające dwóm właściwościom mierzonym za pomocą dwóch przyrządów. W znanym nam łańcuchu wiedzy – zjawisko – obraz, pojęcie, formuła, zasada komplementarności dotyczy przede wszystkim systemu pojęć mechaniki kwantowej i logiki jej wniosków. Faktem jest, że wśród ścisłych przepisów logiki formalnej znajduje się „reguła wyłączonego środka”, która mówi: z dwóch przeciwstawnych zdań jedno jest prawdziwe, drugie fałszywe, a trzeciego nie może być. W fizyce klasycznej nie było powodu wątpić w tę regułę, ponieważ pojęcia „fala” i „cząstka” są tam naprawdę przeciwstawne i zasadniczo nie do pogodzenia. Okazało się jednak, że w fizyce atomowej oba z nich równie dobrze nadają się do opisu właściwości tych samych obiektów, a dla pełnego opisu konieczne jest ich równoczesne stosowanie. Zasada komplementarności Bohra jest udaną próbą pogodzenia braków ustalonego systemu pojęć z postępem naszej wiedzy o świecie. Zasada ta poszerzyła możliwości naszego myślenia, wyjaśniając, że w fizyce atomowej zmieniają się nie tylko pojęcia, ale także samo formułowanie pytań o istotę zjawisk fizycznych. Ale znaczenie zasady komplementarności wykracza daleko poza mechanikę kwantową, gdzie pierwotnie powstała. Dopiero później – przy próbie rozszerzenia go na inne dziedziny nauki – stało się jasne, jakie było jego prawdziwe znaczenie dla całego systemu ludzkiej wiedzy. Można spierać się o zasadność takiego kroku, ale nie można zaprzeczyć jego owocności we wszystkich przypadkach, nawet tych dalekich od fizyki. „Bohr pokazał”, zauważa Ponomarev, „że pytanie „Fala czy cząstka?” w odniesieniu do obiektu atomowego jest nieprawidłowo postawione. Atom nie ma tak odrębnych właściwości, a zatem pytanie nie pozwala na jednoznaczną odpowiedź „tak”. lub „nie” Podobnie, bo nie ma odpowiedzi na pytanie: „Co jest większe: metr czy kilogram?”, i inne pytania podobnego typu. Dwóch dodatkowych właściwości rzeczywistości atomowej nie można rozdzielić bez zniszczenia kompletności i jedności zjawiska naturalnego, które nazywamy atomem... ... Obiekt atomowy nie jest ani cząstką, ani falą, a nawet żadnym z nich w tym samym czasie. Obiekt atomowy jest czymś trzecim, nie równym prostej sumie właściwości fali i cząstki. To atomowe „coś” jest poza naszymi pięcioma zmysłami, a jednak z pewnością jest realne. Nie mamy obrazów i zmysłów, aby w pełni wyobrazić sobie właściwości tej rzeczywistości. Jednak siła naszego intelektu, oparta na doświadczeniu, pozwala nam to poznać bez niego. W końcu (trzeba przyznać, że Born miał rację) „...teraz fizyk atomowy odszedł daleko od idyllicznych wyobrażeń staromodnego przyrodnika, który miał nadzieję zgłębić tajemnice natury, czyhając na motyle w łąka”. Autor: Samin D.K.
▪ Podstawowe prawo elektrostatyki ▪ Szczególna teoria względności
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Detektory diamentowe do poszukiwania ciemnej materii ▪ Szybkie dyski SSD SanDisk USB 3.1 typu C
▪ część witryny Firmware. Wybór artykułu ▪ artykuł Pisklęta z gniazda Pietrowa. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Czy zwierzęta potrafią liczyć? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł André-Marie Ampère. Biografia naukowca ▪ artykuł Miernik prądu RF. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Różdżka wyczarowuje cukierki. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony