補完性の原則が適用される場合はそれを述べてください。 補完性の原理、その現れと本質
補完性の原理は方法論的仮説であり、もともとデンマークの偉大な物理学者であり哲学者であるニールス・ボーアによって分野に関して定式化されたものである。ドイツの物理学者クルト・ゲーデルは、ニールス・ボーアの分野に属する、演繹系の性質に関する有名な定理の結論と定式化を提案し、ゲーデルの論理的結論を量子力学に拡張し、その原理をおおよそ次のように定式化しました。マイクロワールドの主題を十分に知っている場合、相互に排除するシステム、つまりいくつかの追加システムで調査する必要があります。 この定義は、量子力学における相補性の原理として歴史に残りました。
マイクロワールドの問題に対するそのような解決策の例は、波動と粒子の2つの理論の文脈での光の考察であり、効率の点で驚くべき科学的結果につながり、人間に物理的性質を明らかにしました。ライト。
ニールス・ボーアは、得られた結論の理解をさらに深めました。 彼は、哲学的知識のプリズムを通して補完性の原理を解釈しようと試みており、この原理が普遍的な科学的意義を獲得するのはここです。 原理の定式化は次のように聞こえました。記号（記号）システムでの知識を目的として現象を再現するには、追加の概念とカテゴリに頼る必要があります。 もっと話す 分かりやすい言葉、補完性の原則は、研究対象に関する客観的なデータを取得できるようにするいくつかの方法論的システムの使用が可能であるだけでなく、場合によっては必要であるという認識を前提としています。 この意味で、補完性の原則は、方法論の論理システムの比喩的な性質との一致の事実としてそれ自体を示しています-それらは何らかの形で現れる可能性があります. したがって、この原則の出現と理解により、実際には、論理だけでは認知には不十分であることが認識され、したがって、研究プロセスにおける非論理的な行為が許容されることが認識されました。 最終的に、ボーアの原理の適用は大きな変化に貢献しました
その後、ユ・M・ロットマンが拡大 方法論的意義ボーアの原理とその規則性を文化の領域に移し、特に説明に適用したロットマンは、いわゆる「情報量のパラドックス」を定式化しました。その本質は、人間の存在は主に情報不足の条件で行われるということです. そして、開発が進むにつれて、この不足は常に増加します。 補完性の原理を使用すると、情報の不足を別の記号 (記号) システムに転送することで補うことができます。 実際、この技術は、コンピューター サイエンスとサイバネティックス、そしてインターネットの出現につながりました。 その後、原理の機能は生理学的フィットネスによって確認されました 人間の脳このタイプの考え方では、これは彼の半球の活動の非対称性によるものです。
ボーアの原理の働きによって仲介されるもう 1 つの規定は、ドイツの物理学者ウェルナー ハイゼンベルクによる不確実性関係の法則の発見の事実です。 その動作は、2 つのオブジェクトが異なるシステムに属している場合、同じ精度で 2 つのオブジェクトを同じように記述することは不可能であるという認識として定義できます。 この結論の哲学的アナロジーは、「信頼性について」という著作で与えられており、彼は、何かの確実性を主張するためには、何かを疑う必要があると述べました。
このように、ボーアの原理は、さまざまな分野で巨大な方法論的重要性を獲得しています。
量子力学の基本原理は、不確実性の関係とともに、相補性の原理であり、N. ボーアは次の定式化を行いました。
「粒子と波の概念は互いに補完し合い、同時に互いに矛盾しています。それらは起こっていることの補完的な図です。」
マイクロオブジェクトの粒子波特性の矛盾は、マイクロオブジェクトとマクロデバイスの制御されていない相互作用の結果です。 デバイスには 2 つのクラスがあります。量子オブジェクトには、波のように振る舞うものと、粒子のように振る舞うものがあります。 実験では、現実そのものではなく、デバイスと微小物体との相互作用の結果を含む量子現象のみを観察します。 M. ボーンは、波と粒子が実験状況への物理的現実の「投影」であると比喩的に指摘しました。
まず、波と粒子の二重性の考え方は、波と粒子の二重性を持つ物質オブジェクトにはエネルギーシェルがあることを意味します。 同様のエネルギーシェルが地球だけでなく、人間にも存在します。これは、エネルギーの繭と呼ばれることが最も多いです。 このエネルギー シェルは、物質的なオブジェクトを外部環境から保護し、その外側の「重力圏」を構成する感覚シェルの役割を果たすことができます。 この球体は、生物の細胞内で膜の役割を果たすことができます。 摂動のレベルが特定の制限値を超えている「フィルター処理された」信号のみを通過します。 シェルの感度の特定のしきい値を超えた同様の信号は、反対方向にも通過する可能性があります。
第二に、物質内のエネルギー殻の存在は、波と粒子の二重性の真に普遍的な性質に関するフランスの物理学者L.ドブロイの仮説を理解する新しいレベルをもたらします。
第三に、物質の構造の進化により、電子の粒子波二元論の性質は、光子の粒子波二元論の反映である可能性があります。 これは、中性粒子である光子がメソン構造を持ち、最も基本的なミクロ原子であることを意味します。そこから、画像と類似物で、宇宙のすべての物質オブジェクトが構築されます。 また、この構築は同じ規則に従って行われます。
第四に、粒子、原子、分子、生物の遺伝子記憶（遺伝子記憶）の現象を粒子波二元論によって自然に説明することが可能になり、構造のない粒子がその創造物をすべて覚えているとき、そのような記憶のメカニズムを理解することが可能になります。過去に、選択された特性を持つ新しい「粒子」を形成するために、選択された合成プロセスに対する「知性」を持っています。
不確定性原理は、微小物体の座標と運動量を同時に正確に測定することは不可能であるという物理法則です。 測定プロセスは、システムの平衡を乱します。 これら 2 つの不確実性の積は、常にプランク定数よりも大きくなります。 この原則は、Werner Heisenberg によって最初に策定されました。
不等式に含まれる量の 1 つがより正確に決定されればされるほど、もう 1 つの値の確実性は低くなるという不確実性の原則から導き出されます。 このような動的変数を同時に正確に測定できる実験はありません。 同時に、測定の不確実性は、実験技術の不完全性ではなく、物質の客観的特性と関連しています。
1927 年にドイツの物理学者 W. ハイゼンベルグによって発見された不確定性原理は、原子内現象のパターンを解明し、量子力学を構築する上で重要なステップでした。 微視的な物体の本質的な特徴は、粒子波の性質です。 粒子の状態は、波動関数 (微小物体 (電子、陽子、原子、分子) の状態、および一般に任意の量子系の状態を完全に記述する値) によって完全に決定されます。 粒子は、波動関数がゼロでない空間の任意の点で見つけることができます。 したがって、たとえば座標を決定するための実験の結果は、確率論的な性質のものです。
例： 電子の運動は、それ自身の波動の伝播です。 壁の狭い穴から電子ビームを発射すると、狭いビームが通過します。 しかし、この穴をさらに小さくして、直径が電子の波長と同じサイズにすると、電子ビームはあらゆる方向に発散します。 そして、これは排除できる壁の最も近い原子によって引き起こされるたわみではありません。これは、電子の波の性質によるものです。 壁を通過する電子で次に何が起こるかを予測しようとすると、無力になります. 壁を横切る場所は正確にわかりますが、どのくらいの横方向の運動量を獲得するかはわかりません。 逆に、電子が元の方向にこれだけの運動量で現れることを正確に判断するには、電子波が回折によってすべての方向にわずかに発散するだけで、まっすぐに通過するように穴を大きくする必要があります。 しかし、電子粒子が壁を通過した正確な場所を正確に言うことは不可能です。穴は広いです。 運動量を決定する精度でどれだけ勝つか、その位置を知る精度で負けます。
これがハイゼンベルグの不確定性原理です。 彼は、原子内の粒子の波を記述するための数学的装置の構築において、非常に重要な役割を果たしました。 電子を使った実験におけるその厳密な解釈は、光波と同様に、電子は最高の精度で測定を行う試みに抵抗するというものです。 この原理は、ボーア原子の姿も変えます。 どの軌道でも電子の運動量 (したがって、そのエネルギー レベル) を正確に決定することは可能ですが、この場合、電子の位置はまったく不明です。位置については何も言えません。 このことから、電子の明確な軌道を描き、その上に円の形で印を付けても意味がないことは明らかです。 で XIX後期の。 多くの科学者は、物理学の発展は次の理由で完了したと信じていました。
200 年以上、力学の法則、万有引力の理論があります。
分子動力学理論を発展させた
熱力学の強固な基礎が築かれました
マクスウェルの電磁気学の理論を完成させた
基本的な保存則 (エネルギー、運動量、角運動量、質量、電荷) が発見されました
XIX の終わり - XX 世紀の初め。 V.レントゲン-X線（X線）、A.ベクレル-放射能の現象、J.トムソン-電子によって発見されました。 しかし、古典物理学はこれらの現象を説明できませんでした。
A. アインシュタインの相対性理論では、空間と時間の概念を根本的に修正する必要がありました。 特別な実験により、光の電磁気的性質に関する J. マクスウェルの仮説の妥当性が確認されました。 加熱された物体による電磁波の放射は、電子の振動運動によるものと考えられます。 しかし、この仮定は、理論データと実験データを比較して確認する必要がありました。
放射の法則を理論的に考察するために、絶対黒体、つまりあらゆる長さの電磁波を完全に吸収し、したがって電磁波のすべての波長を放射する物体のモデルを使用しました。
放射率の点で完全な黒体の例は、吸収の点で太陽である可能性があります-小さな穴のある鏡壁のある空洞。
オーストリアの物理学者 I. Stefan と L. Boltzmann は、単位表面から完全な黒体で 1 に対して放射される総エネルギー E が、絶対温度 T の 4 乗に比例することを実験的に確立しました。
ここで、s = 5.67.10-8 J/(m2.K-s) はステファン・ボルツマン定数です。
この法則は、ステファン・ボルツマンの法則と呼ばれていました。 彼は既知の温度から完全な黒体の放射エネルギーを計算することを可能にしました。
黒体の放射を説明する際の古典理論の難しさを克服するために、M. プランクは 1900 年に仮説を立てました。 エネルギー E、h=6.63.10-34 J.s はプランク定数です。
エネルギーとプランク定数を電子ボルトで測定すると便利な場合があります。
すると h=4.136.10-15 eV.s. 原子物理学では、量も使用されます
(1 eV は、素電荷が取得するエネルギーであり、1 V の加速電位差を通過します。1 eV = 1.6.10-19 J)。
このように、M. Planck は、理論が直面する困難から抜け出す方法を示しました。 熱放射、その後、量子物理学と呼ばれる現代の物理理論が発展し始めました。
物理学は、宇宙全体に当てはまるいくつかの基本的な変数の関係についての真実を明らかにするため、自然科学の主要な分野です。 彼女の多様性は、彼女が数式に導入する変数の数に反比例します。
物理学 (および一般的な科学) の進歩は、直接的な可視性の段階的な拒絶に関連しています。 あたかもそのような結論が事実と矛盾するかのように 現代科学そして物理学は、まず第一に、実験に基づいています。 人間の制御下で行われ、いつでも何度でも再現できる経験。 しかし、現実には表面的な観察では見えない側面もあり、その可視性は誤解を招く可能性があります。
量子力学は、ミクロレベルでの記述方法と運動法則を確立する物理理論です。
古典力学の特徴は、粒子の位置と速度を指定することによる粒子の記述と、これらの量の時間への依存性です。 量子力学では、同じ粒子が同じ条件下で異なる振る舞いをすることがあります。
統計法則は、個人ではなく、大規模な集団にのみ適用できます。 量子力学は、素粒子の個々の法則を探すことを拒否し、統計法則を確立します。 量子力学に基づいて、素粒子の位置と速度を記述したり、その将来の経路を予測したりすることは不可能です。 確率波は、特定の場所で電子に遭遇する確率を教えてくれます。
ハイゼンベルクが書いているように、実験の重要性は量子力学において大きくなり、「観測は原子事象において決定的な役割を果たし、それを観測するかどうかによって現実は異なる」と述べています。
量子力学と古典力学の根本的な違いは、その予測が常に確率的であることです。 これは、どんなに完璧な観測手段や測定手段を使っても、例えば上記の実験で電子がどこに落ちるかを正確に予測することはできないことを意味します。 特定の場所に到達する可能性を推定することしかできないため、不確実な状況を分析するのに役立つ確率論の概念と方法をこれに適用します。
量子力学では、システムの状態はいわゆる密度行列を使用して記述されますが、古典力学とは異なり、この行列は将来の状態のパラメーターを確実に決定するのではなく、さまざまな確率でのみ決定します。 量子力学からの最も重要な哲学的結論は、測定結果の根本的な不確実性であり、その結果、未来を正確に予測することは不可能です。
これは、ハイゼンベルグの不確定性原理およびその他の理論的および実験的証拠と相まって、一部の科学者は、微粒子には固有の特性がまったくなく、測定の瞬間にのみ現れると示唆しています。 他の人は、宇宙全体の存在に対する実験者の意識の役割が鍵であると示唆しました。 量子論, 観測されたものを作成または部分的に作成するのは観察です. 決定論は、すべてのプロセスを含む、世界で発生するすべてのプロセスの初期決定可能性の教義です. 人間の生活、神の側から（神学的決定論、または予定説の教義）、または自然現象のみ（宇宙論的決定論）、または具体的には人間の意志（人類学的倫理的決定論）から、その自由のために、そして責任を負わなければ、余裕はありません。
ここでの定義可能性とは、人間の行動と行動の両方を含む、発生するすべてのイベントが、このイベントの直前にある一連の原因によって一意に決定されるという哲学的主張を意味します。
この観点から、決定論は、正確に与えられた可能な未来は1つしかないというテーゼとして定義することもできます。
不決定論は、科学における因果関係の客観性または因果関係の認知的価値のいずれかを否定する哲学的教義および方法論的立場です。
古代ギリシャの哲学（ソクラテス）から現在までの哲学の歴史において、非決定論と決定論は、人の意志の条件、選択、行動に対する責任の問題について、対立する概念として機能します。
不決定論は意志を自律的な力として扱い、因果関係の原則は人間の選択と行動の説明には当てはまらないと主張します。
決定という用語は、ヘレニズムの哲学者デモクリトスによって彼の原子論的概念に導入されました。これは偶然を否定し、単に未知の必要性のためにそれを取った. ラテン語から、決定という用語は定義として翻訳され、他のものや現象によって世界のすべてのものや現象を義務的に定義することができます. 最初に、決定することは、このオブジェクトを他のオブジェクトから分離するその特徴の識別と固定を通じてオブジェクトを決定することを意味しました。 因果関係は必然性と同一視され、ランダム性は考慮から除外され、単に存在しないと見なされました。 そのような決定の理解は、認識主体の存在を暗示していました。
キリスト教の出現により、決定論は2つの新しい概念、つまり神の予定と神の恵みで表現され、自由意志の古い原則はこの新しいキリスト教の決定論と衝突します. キリスト教の一般的な教会意識にとって、最初から、すべては例外なく神に依存し、人間に依存するものは何もないという両方の主張をそのまま維持することが等しく重要でした。 5 世紀の西洋では、ペラギウスはその教えの中で、自由意志の観点からキリスト教の決定論の問題を提起しました。 祝福されたアウグスティヌスは、ペラギウスの個人主義に反対の声を上げました。 彼の論争的な著作では、キリスト教の普遍性の要求の名の下に、道徳的自由と相容れない誤った極端に決定論を運ぶことがよくありました。 アウグスティヌスは、人の救いは神の恵みに完全かつもっぱら依存しているという考えを発展させています。神の恵みは、その人自身の功績によるのではなく、神の側の自由な選択と予定による贈り物として伝えられ、行動します。神。
決定論は、現代の自然科学と唯物論哲学においてさらに発展し、実証されました (F. ベーコン、ガリレオ、デカルト、ニュートン、ロモノソフ、ラプラス、スピノザ、18 世紀のフランスの唯物論者)。 自然科学の発展のレベルに応じて、この時期の決定論は機械的で抽象的なものです。
彼の前任者の作品と、I. ニュートンと C. リンネの自然科学の基本的なアイデアに基づいて、ラプラスは、彼の作品「確率論の哲学の経験」(1814) で、次のアイデアをもたらしました。機械論的決定論をその論理的終末まで: 彼は仮説から出発し、それによれば、最初の原因の知識から常に明確に結論を導き出すことができます。
決定論の方法論的原理は、同時に存在の哲学的教義の基本原理でもある。 その作成者 (G. ガリレオ、I. ニュートン、I. ケプラーなど) によって古典的な自然科学の基礎に置かれた基本的な存在論的アイデアの 1 つは、決定論の概念でした。 この概念は、次の 3 つの基本的なステートメントの採用にありました。
1) 自然は、固有の内的な「自然」法則に従って機能し、発達します。
2) 自然法則は、客観的な世界の現象とプロセスの間の必要な (明確な) 関係の表現です。
3) 科学の目的は、その目的と能力に対応して、自然法則の発見、定式化、および正当化です。
周囲の世界における現象の普遍的な相互接続と相互作用を反映するさまざまな形の決定の中で、原因と結果、または因果関係（ラテン語の原因 - 原因から）は特に際立っており、その知識は正しい方向付けに不可欠です実用的で 科学活動. したがって、決定要因のシステムの最も重要な要素は原因です。 それでも、決定論の原則は因果関係の原則よりも広く、因果関係に加えて、他のタイプの決定 (機能的接続、状態の接続、ターゲットの決定など) が含まれます。
その決定論 歴史的発展本質的に、古典的（機械的）と古典的後（弁証法的）の2つの主要な段階を経ました。
直線からの原子の自発的な逸脱に関するエピクロスの教えには、決定論の現代的な理解が含まれていましたが、エピクロスのランダム性自体は何によっても決定されない（原因がない）ため、特別な誤りがなければ、不決定論はエピクロスに由来すると言えます。
不確定性とは、原因が存在しない、または特定できない状態や事象が存在するという教義です。
哲学の歴史では、2 種類の不確定性が知られています。
· 因果関係そのものを完全に否定する、いわゆる「客観的」不決定論。その客観的現実だけでなく、主観主義的解釈の可能性も否定します。
· 理想主義的非決定論。決定関係の客観的性質を否定し、因果関係、必然性、規則性を主観の産物として宣言し、世界自体の属性ではないと宣言します。
これは、(ヒューム、カント、および他の多くの哲学者において) 原因と結果は、他のカテゴリーの決定と同様に、アプリオリに過ぎないことを意味します。 実践からではなく、私たちの思考の形から得られたものです。 多くの主観的理想主義者は、これらのカテゴリーの使用は、ある現象を次から次へと観察し、最初の現象を原因であり、2 番目の現象を結果であると宣言する人の「心理的習慣」であると宣言しています。
20 世紀初頭の非決定論的見解の復活を刺激したのは、物理学における統計的規則性の役割が増大したという事実であり、その存在は因果関係を否定すると宣言された. しかし、偶然と必然の相関関係の弁証法的唯物論的解釈、因果関係と法則のカテゴリー、量子力学の発展は、ミクロ世界における現象の新しいタイプの客観的な因果関係を明らかにした。決定論を否定するマイクロワールドの基盤における確率論的プロセスの存在。
歴史的に、決定論の概念は P. ラプラスの名前に関連付けられていますが、デモクリトスやスピノザなどの前任者の間では、「自然法則」、「因果関係」を「必然性」と同一視する傾向がありました。 「チャンス」を「真の」原因を知らなかった主観的な結果と見なすこと。
古典物理学 (特にニュートン力学) は、科学法則の特定のアイデアを開発しました。 あらゆる科学法則について、次の要件が必ず満たされなければならないことは明らかであると見なされました。物理システムの初期状態 (たとえば、ニュートン力学におけるその座標と運動量) と、ダイナミクスを決定する相互作用がわかっている場合、に従って 科学法可能であり、将来と過去の両方で、いつでもその状態を計算する必要があります。
現象の因果関係は、ある条件下である現象（原因）が別の現象（結果）を必然的に生むという事実で表現されます。 したがって、原因と結果の実用的な定義を与えることが可能です。 原因とは、その行動が命を吹き込み、その後の別の現象の発展を決定する現象です。 その結果は、特定の原因の作用の結果です。
現象の決定において、それらの確実性のシステムにおいて、原因とともに、条件も入ります - それらの要因の存在なしでは、原因が結果を生じさせることはできません。 これは、原因自体がすべての条件で機能するわけではなく、特定の条件でのみ機能することを意味します。
現象（特に社会的なもの）を決定するシステムには、多くの場合、理由が含まれます-効果の発生の瞬間、つまり時間のみを決定する1つまたは別の要因。
因果関係の時間的方向性には、次の 3 つのタイプがあります。
１）過去による決意。 そのような決定は、最終的には常に原因が結果に先行するという客観的なパターンを反映しているため、本質的に普遍的です。 この規則性は、ライプニッツによって非常に巧妙に注目されました。ライプニッツは、原因について次のように定義しました。
２）現在までの決定。 自然、社会、私たち自身の思考を知ると、過去によって決定された多くのものが同時に共存するものと決定的な相互作用をしていることを常に発見します。 物理学、化学（平衡プロセスを分析する場合）、生物学（恒常性を考慮する場合）など、さまざまな知識分野で同時決定関係のアイデアに遭遇するのは偶然ではありません。
現在の決定論は、それらの間に因果関係がある対になった弁証法的カテゴリーにも直接関係しています。 ご存知のように、あらゆる現象の形式は内容の決定的な影響下にありますが、これは内容が一般的に形式に先行し、その元の時点で形式がない可能性があることを意味するものではありません。
3) 将来の決定。 多くの研究で強調されているように、そのような決定は、上記で検討されたタイプと比較して決定要因の中でより限られた場所を占めていますが、同時に重要な役割を果たしています。 さらに、「未来による決定」という用語の全体的な相対性を考慮に入れなければなりません。過去に存在する）。 それでも、この種の決定の役割は非常に重要です。 すでに説明したプロットに関連する 2 つの例を見てみましょう。
未来による決定は、学者 P.K. によって発見された発見の説明の根底にあります。 生物による現実の高度な反射のアノキン。 そのような進歩の意味は、意識の章で強調されたように、生物が直接影響を与える対象だけでなく、現時点では無関心に見える変化にも反応する能力にあります。 、しかし実際には、これは起こりうる将来の影響のシグナルです。 ここでの理由は、いわば未来から機能します。
理不尽な現象はありません。 しかし、これは、周囲の世界の現象間のすべてのつながりが因果関係があるという意味ではありません。
哲学的決定論は、現象の物質的規則的条件付けの教義として、非因果的条件付けの存在を排除するものではありません。 現象間の非因果関係は、それらの間に関係、相互依存、相互依存がある関係として定義できますが、遺伝的生産性と時間的非対称性の間に直接的な関係はありません。
非因果的条件付けまたは決定の最も特徴的な例は、オブジェクトの個々のプロパティまたは特性間の機能的関係です。
原因と結果の間の関係は、必然的で厳密に決定されているだけでなく、ランダムで確率論的でもあります。 確率的因果関係の知識には、因果分析に新しい弁証法的カテゴリーを含める必要がありました: 偶然と必然、可能性と現実、規則性など。
ランダム性は、必然性と対極にある概念です。 ランダムとは、原因と結果の関係であり、因果的根拠により、多くの可能な代替結果のいずれかを実行できます。 同時に、コミュニケーションのどの特定のバリエーションが実現されるかは、状況の組み合わせ、正確な会計と分析に適していない条件に依存します。 したがって、ランダムなイベントは、いくつかのアクションの結果として無期限に発生します 多数さまざまな正確に未知の原因。 ランダムなイベント結果の開始は、原則として可能ですが、事前に決定されているわけではありません。発生する場合と発生しない場合があります。
哲学の歴史では、実際の事故はなく、観察者には知られていない必要な原因の結果であるという観点が広く表されています。 しかし、ヘーゲルが最初に示したように、ランダムな事象は原則として、このプロセスまたはそのプロセスに必要な内部法則のみによって引き起こされることはありません。 ヘーゲルが書いたように、偶然の出来事はそれ自体では説明できません。
偶然の予測不可能性は、因果関係の原則と矛盾しているようです。 しかし、これはそうではありません。ランダムな出来事と因果関係が結果であるため、前もって完全にわかっていなくても、実際に存在し、かなり特定の条件と原因が存在するからです。 それらはランダムではなく、「何もない」からではありません。それらの出現の可能性は、厳密ではなく、明確ではありませんが、当然のことながら、因果関係と関連しています。 これらの接続と法則は、数学的統計の装置を使用して記述された多数の（フロー）同種のランダムイベントを研究した結果として発見されたため、統計と呼ばれます。 統計パターンは本質的に客観的ですが、単一の現象のパターンとは大きく異なります。 ランダムな現象とプロセスの統計法則に従って、定量的な分析方法と特性の計算方法を使用することで、それらは数学の特別な分野である確率論の対象になりました。
確率は、ランダムなイベントが発生する可能性の尺度です。 不可能なイベントの確率はゼロであり、必要な (信頼できる) イベントの確率は 1 です。
複雑な因果関係の確率統計的解釈により、科学研究の発展と応用が根本的に新しく、非常に 効果的な方法世界の構造と発展の法則に関する知識。 量子力学と化学、遺伝学の現代の進歩は、研究された現象の原因と結果の間の関係のあいまいさを理解せずに不可能であり、開発中のオブジェクトのその後の状態が常に前の状態から完全に推定できるとは限らないことを認識していません.
不確実性関係を説明するために、N.ボーアは提唱した 補完性の原則、それを因果関係の原則と対比します。 粒子の座標を正確に測定できる装置を使用すると、運動量は任意であり、因果関係はありません。 別のクラスのデバイスを使用すると、運動量を正確に測定でき、座標は任意になります。 この場合、N. ボーアによれば、このプロセスは空間と時間の外で行われると考えられています。 因果関係または空間と時間のいずれかについて語るべきであり、両方について語るべきではありません。
補完性の原則は方法論的原則です。 一般化された形式では、科学研究の方法としての補完性の原則の要件は、次のように定式化できます。認識の特定の中間段階で現象の完全性を再現するには、相互に排他的である必要があります。特別な条件に応じて個別に使用できる概念の「追加の」クラスを相互に制限しますが、一緒にしないと、定義および伝達できるすべての情報が使い果たされます。
したがって、相補性の原則に従って、いくつかの実験情報を取得する 物理量微小物体 (素粒子、原子、分子) を記述することは、必然的に、最初のものに追加されるいくつかの他の量に関する情報の損失に関連付けられます。 このような相互に補完的な量は、粒子の座標とその速度 (運動量)、運動エネルギーと位置エネルギー、運動量の方向と大きさと見なすことができます。
相補性の原理は、微小現象の粒子波の性質を考慮する必要性を明らかにすることを可能にしました。 実際、いくつかの実験では、電子などの微粒子は典型的な小体のように振る舞い、他の実験では波構造のように振る舞います。
物理的な観点からは、相補性の原則はしばしば影響によって説明されます。 測定器マイクロオブジェクトの状態について。 追加の量の 1 つを正確に測定すると、粒子とデバイスの相互作用の結果として、もう 1 つの量は完全に制御不能な変化を受けます。 補完性の原則のそのような解釈は、最も単純な実験の分析によって確認されますが、一般的な観点からは、哲学的な性質の反論に遭遇します。 現代の量子論の観点からすると、測定における機器の役割は、システムのある状態を「準備する」ことです。 相互に相補的な量が同時に正確に定義された値を持つ状態は基本的に不可能であり、これらの量の 1 つが正確に定義されている場合、他の値は完全に不確定です。 したがって、実際には、相補性の原理は、観察者に関係のない量子システムの客観的な特性を反映しています。
量子力学における微小物体の説明
微小物体への古典力学の限定的な適用、古典的な位置から原子の構造を記述することの不可能性、および波動と粒子の二重性の普遍性に関するド・ブロイの仮説の実験的確認は、量子力学の創造につながりました。それらの特徴を考慮した微粒子の特性。
量子力学の創造と発展は、1900 年 (プランクによる量子仮説の定式化) から 20 世紀の 20 年代の終わりまでの期間をカバーし、主にオーストリアの物理学者 E. シュレディンガー、ドイツの物理学者 M.生まれ、W. ハイゼンベルク、英国の物理学者 P. ディラック。
すでに述べたように、ド・ブロイの仮説は電子線回折の実験によって確認されました。 電子の運動の波動性とは何か、そしてどのような波動について話しているのかを理解しようとしましょう。
微粒子で観察される回折パターンは、さまざまな方向に散乱または反射される微粒子のフラックスの不均等な分布によって特徴付けられます。他の方向よりもいくつかの方向でより多くの粒子が観察されます。 波動理論の観点から回折パターンに最大値が存在することは、これらの方向がド・ブロイ波の最大強度に対応することを意味します。 一方、ド・ブロイ波の強度は、粒子が多いほど大きくなります。 したがって、空間内の特定のポイントでのド ブロイ波の強度によって、そのポイントに衝突する粒子の数が決まります。
微粒子の回折パターンは、統計的 (確率的) 規則性の表れであり、ド ブロイ波の強度が大きい場所に粒子が分類されます。 微粒子の記述に対する確率論的アプローチの必要性は、量子論の重要な際立った特徴です。 ド・ブロイ波を確率波として解釈すること、つまり、空間内の異なる点で微粒子を検出する確率が波の法則に従って変化すると仮定することは可能ですか? ド・ブロイ波のそのような解釈は、空間のある点で粒子を見つける確率が負であり、意味をなさないという理由だけで、正しくありません。
これらの困難を解消するために、ドイツの物理学者 M. ボルン (1882–1970) は 1926 年に、波動法則に従って変化するのは確率そのものではなく、確率振幅と呼ばれる確率振幅であると示唆しました。 波動関数. 波動関数を使用した微小物体の状態の記述には、統計的確率論的特徴があります。つまり、波動関数のモジュラスの 2 乗 (ド ブロイ波の振幅の 2 乗) によって、特定の限られた体積で特定の時間に粒子を見つける。
ドブロイ波の統計的解釈とハイゼンベルグの不確定性関係は、さまざまな力場での微粒子の運動を記述する量子力学の運動方程式は、実験的に観測された粒子の波動特性が得られる方程式であるべきであるという結論に至りました。従う。 基本方程式は波動関数の方程式である必要があります。これは、その 2 乗によって、特定の特定の体積内で特定の時間に粒子が見つかる確率が決まるためです。 さらに、目的の方程式は、粒子の波動特性を考慮に入れる必要があります。つまり、波動方程式でなければなりません。
量子力学の基本方程式は、1926 年に E. Schrödinger によって定式化されました。 シュレディンガー方程式、物理学のすべての基本方程式（たとえば、古典力学のニュートン方程式や電磁場のマクスウェル方程式）と同様に、導出されていませんが、仮定されています。 シュレディンガー方程式の正しさは、その助けを借りて得られた結果の経験との一致によって確認され、それが自然の法則の特徴を与えます。
シュレディンガー方程式を満たす波動関数は、古典物理学に類似のものはありません。 それにもかかわらず、非常に短いド ブロイ波長では、波動光学が短い波長の光線光学に移行するのと同じように、量子方程式から古典方程式への移行が自動的に行われます。 限界までの両方の通過は、数学的に同様に実行されます。
物質の構造の新しい構造レベルの発見とその記述の量子力学的方法は、物理学の基礎を築いた ソリッドボディ. 金属、誘電体、半導体の構造、それらの熱力学的、電気的および磁気的特性が理解されました。 必要な特性を備えた新しい材料、新しい産業、新しい技術を生み出す方法を意図的に検索する方法が開かれました。 量子力学の原子核現象への応用により、大きな進歩がありました。 量子力学と核物理学は、巨大な恒星エネルギーの源が、数千万度と数億度の恒星温度で起こる核融合反応であることを説明しました。
量子力学の応用 物理分野. 電磁場の量子理論が構築されました - 量子電気力学は、多くの新しい現象を説明しました。 静止質量を持たない電磁場の粒子である光子は、一連の素粒子の中でその役割を果たしました。 量子力学と特殊相対性理論の統合は、英国の物理学者 P. ディラックによって実行され、反粒子の予測につながりました。 各粒子はいわば独自の「二重」を持つべきであることが判明しました-同じ質量を持つ別の粒子ですが、反対の電気または他の電荷を持っています。 ディラックは、陽電子の存在と、光子を電子-陽電子対に、またはその逆に変換する可能性を予測しました。 電子の反粒子である陽電子は、1934 年に実験的に発見されました。
で 日常生活空間でエネルギーを伝達するには、粒子または波の 2 つの方法があります。 たとえば、ドミノの骨の端をテーブルから離すには、必要なエネルギーを 2 つの方法で与えることができます。 まず、別のドミノを投げることができます (つまり、パーティクルを使用してポイント インパルスを転送します)。 次に、チェーンに沿ってテーブルの端にあるドミノまで一列にドミノを構築し、最初のドミノを 2 番目のドミノにドロップすることができます。この場合、インパルスはチェーンに沿って伝達されます - 2 番目のドミノは3 番目、3 番目、4 番目などを圧倒します。 これがエネルギー伝達の波動原理です。 日常生活では、エネルギー伝達の 2 つのメカニズムの間に目に見える矛盾はありません。 つまり、バスケットボールは粒子であり、音は波であり、すべてが明確です。
言われたことをまとめましょう。 光子または電子が一度に 1 つずつそのようなチャンバーに向けられると、それらは粒子のように振る舞います。 ただし、そのような単一の実験の十分な統計が収集された場合、これらの同じ電子または光子が、チャンバーの背面の壁に、交互のピークと減衰のよく知られたパターンが発生するように、全体として分布することがわかります。強度が観察され、波の性質を示します。 言い換えれば、小宇宙では、粒子のように振る舞う物体は同時に波の性質を「覚えている」ように見え、逆もまた同様です。 マイクロワールド オブジェクトのこの奇妙な特性は、 量子波二元論. 量子粒子の「真の性質を明らかにする」ために、多くの実験が行われました。さまざまな実験技術と設備が使用されました。これには、受信機の途中で個々の粒子の波動特性を明らかにしたり、逆に、個々の量子の特性による光線の波動特性。 すべてが無駄です。 どうやら、量子波二元論は量子粒子に客観的に固有のものです。
補完性の原則は、この事実を簡単に説明したものです。 この原理に従って、量子物体の性質を粒子として測定すると、それが粒子のように振る舞うことがわかります。 その波動特性を測定すると、波のように振る舞います。 この 2 つの見解は決して矛盾するものではありません。 補体原則の名前に反映されています。
序文ですでに説明したように、科学の哲学は、そのような波動と粒子の二重性から、粒子現象と波動現象の厳密な区別が存在しない場合に可能であったよりもはるかに多くの恩恵を受けていると私は信じています. 今日、小宇宙のオブジェクトが、私たちが慣れ親しんでいる大宇宙のオブジェクトとは根本的に異なる方法で動作することは明らかです. しかし、なぜ？ それはどのタブレットに書かれていますか？ そして、中世の自然哲学者が矢の飛行が「自由」なのか「強制」なのかを理解するのに苦労したように、現代の哲学者は量子波の二元論を解決するのに苦労しています. 実際、電子と光子はどちらも波でも粒子でもなく、本質的に非常に特別なものであり、したがって、私たちの日常的な経験の観点から説明することはできません. 彼らの行動を私たちになじみのあるパラダイムの枠組みに押し込もうとすると、ますます多くのパラドックスが避けられなくなります。 したがって、ここでの主な結論は、私たちが観察する二元論は、量子オブジェクトの固有の特性によってではなく、私たちが考えるカテゴリの不完全性によって生成されるということです.
適合原則
宇宙の本質についてより深い知識を持っていると主張する新しい理論 完全な説明そして、その結果を前の結果よりも広く適用するには、前の結果を限定的なケースとして含める必要があります。 したがって、古典力学は量子力学と相対性理論の力学の限定的なケースです。 相対論力学 ( 特殊理論相対性理論) は、小さな速度の極限で古典力学 (ニュートン力学) に入ります。 これは、1923 年に N. ボーアによって策定された通信の方法論的原則の内容です。
対応原理の本質は次のとおりです。以前の古典理論の発展であり、その妥当性が特定の現象グループに対して実験的に確立された新しいより一般的な理論は、これらの古典理論を拒否するのではなく、それらを含めます。 以前の理論は、新しい理論の限定形式および特殊なケースとして、現象の特定のグループに対する重要性を保持しています。 後者は、以前の理論の適用の境界を決定し、場合によっては、新しい理論から古い理論への移行の可能性があります。
量子力学では、対応原理は、プランク定数 (h) に匹敵する量を考慮した場合にのみ、量子効果が重要であるという事実を明らかにします。 巨視的なオブジェクトを考慮する場合、プランク定数は無視できる (hà0) と見なすことができます。 これは、検討中のオブジェクトの量子特性が重要ではないことが判明するという事実につながります。 古典物理学の表現 - 公正です。 したがって、対応原理の価値は量子力学の枠を超えます。 これは、新しい理論の不可欠な部分になります。
相補性原理は最も深遠なアイデアの 1 つです。 現代自然科学. 量子オブジェクトは波ではなく、粒子でもありません。 マイクロオブジェクトの実験的研究には、2種類の機器の使用が含まれます.1つは波動特性を研究することを可能にし、もう1つは微粒子です。 これらの特性は、同時に発現するという点で互換性がありません。 ただし、それらは量子オブジェクトを同等に特徴付けているため、矛盾することはなく、互いに補完し合っています。
相補性の原理は、1927 年に N. ボーアによって定式化されました。マイクロ オブジェクトの実験的研究中に、エネルギーと運動量 (エネルギー インパルス パターン)、または空間と時間（時空間画像）。 これらの相互に排他的な画像を同時に適用することはできません。 したがって、粒子の位置を固定する正確な物理機器を使用して粒子の検索を整理すると、粒子は空間内の任意の点で等しい確率で検出されます。 ただし、これらのプロパティはマイクロオブジェクトを等しく特徴付けます。これは、1 つの画像の代わりに、エネルギーインパルスと時空間の 2 つを使用する必要があるという意味での使用を前提としています。
広い哲学的意味では、N.ボーアの相補性原理は次のように表されます。 同じ科学内のさまざまな研究対象の特徴付け。