ჩამოაყალიბეთ კომპლემენტარობის პრინციპი, სადაც ის გამოიყენება. კომპლემენტარობის პრინციპი, მისი გამოვლინებები და არსი
კომპლემენტარობის პრინციპი არის მეთოდოლოგიური პოსტულატი, რომელიც თავდაპირველად ჩამოაყალიბა დიდმა დანიელმა ფიზიკოსმა და ფილოსოფოსმა ნილს ბორის მიერ დარგთან მიმართებაში.ბორის კომპლემენტარობის პრინციპი, სავარაუდოდ, მხოლოდ იმის გამო გამოჩნდა, რომ ჯერ კიდევ უფრო ადრე, გერმანელმა ფიზიკოსმა კურტ გოდელმა შესთავაზა თავისი დედუქციური სისტემების თვისებების შესახებ ცნობილი თეორემის დასკვნა და ფორმულირება, რომელიც ეხება ნილს ბორის ველს, გააფართოვა გოდელის ლოგიკური დასკვნები კვანტურ მექანიკაზე და ჩამოაყალიბა პრინციპი დაახლოებით ასე: იმისათვის, რომ საიმედოდ და ადეკვატურად ვიცოდეთ მიკროსამყაროს საგანი. , ის უნდა იყოს შესწავლილი ერთმანეთის ურთიერთგამომრიცხავ სისტემებში, ანუ ზოგიერთ დამატებით სისტემაში. ეს განსაზღვრება ისტორიაში შევიდა, როგორც კომპლემენტარობის პრინციპი კვანტურ მექანიკაში.
მიკროსამყაროს პრობლემების ასეთი გადაწყვეტის მაგალითი იყო სინათლის განხილვა ორი თეორიის კონტექსტში - ტალღური და კორპუსკულური, რამაც გამოიწვია საოცრად ეფექტური სამეცნიერო შედეგი, რომელმაც გამოავლინა ადამიანისთვის სინათლის ფიზიკური ბუნება.
ნილს ბორი კიდევ უფრო შორს წავიდა ამ დასკვნის გაგებაში. იგი ცდილობს ფილოსოფიური ცოდნის პრიზმით განმარტოს კომპლემენტარობის პრინციპი და სწორედ აქ იძენს ეს პრინციპი საყოველთაო მეცნიერულ მნიშვნელობას. ახლა პრინციპის ფორმულირება ასე ჟღერდა: რაიმე ფენომენის რეპროდუცირების მიზნით, რათა გავიგოთ ნიშანი (სიმბოლური) სისტემაში, საჭიროა მივმართოთ დამატებით ცნებებსა და კატეგორიებს. მეტი საუბარი მარტივი ენით, კომპლემენტარობის პრინციპი გულისხმობს ცოდნაში არა მხოლოდ შესაძლებელს, არამედ ზოგიერთ შემთხვევაში ასევე აუცილებელს, რამდენიმე მეთოდოლოგიური სისტემის გამოყენებას, რაც საშუალებას მოგცემთ მიიღოთ ობიექტური მონაცემები კვლევის საგნის შესახებ. ამ მნიშვნელობით კომპლემენტატურობის პრინციპი გამოიხატა, როგორც მეთოდოლოგიის ლოგიკური სისტემების მეტაფორულ ბუნებასთან შეთანხმების ფაქტი - მათ შეუძლიათ გამოიჩინონ თავი ამა თუ იმ გზით. ამრიგად, ამ პრინციპის მოსვლასთან და გააზრებასთან ერთად, არსებითად იქნა აღიარებული, რომ მხოლოდ ლოგიკა არ იყო საკმარისი ცოდნისთვის და ამიტომ კვლევის პროცესში ალოგიკური ქცევა აღიარებულ იქნა, როგორც მისაღები. საბოლოო ჯამში, ბორის პრინციპის გამოყენებამ ხელი შეუწყო მნიშვნელოვან ცვლილებას
მოგვიანებით Yu. M. Lotman გაფართოვდა მეთოდოლოგიური მნიშვნელობაბორის პრინციპი და მისი შაბლონები კულტურის სფეროს გადაიტანა, კერძოდ, მიმართა აღწერას ლოტმანმა ჩამოაყალიბა ეგრეთ წოდებული „ინფორმაციის მოცულობის პარადოქსი“, რომლის არსი იმაში მდგომარეობს, რომ ადამიანის არსებობა უპირატესად ხდება ინფორმაციის ნაკლებობის პირობებში. და როგორც ის ვითარდება, ეს დეფიციტი მუდმივად გაიზრდება. კომპლემენტარობის პრინციპის გამოყენებით შესაძლებელია ინფორმაციის ნაკლებობის კომპენსირება მისი სხვა სემიოტიკურ (ნიშანთა) სისტემაში გადატანით. ამ ტექნიკამ, ფაქტობრივად, განაპირობა კომპიუტერული მეცნიერებისა და კიბერნეტიკის, შემდეგ კი ინტერნეტის გაჩენა. პრინციპის ფუნქციონირება მოგვიანებით დადასტურდა ფიზიოლოგიური ადაპტაციით ადამიანის ტვინიამ ტიპის აზროვნება განპირობებულია მისი ნახევარსფეროების აქტივობის ასიმეტრიით.
კიდევ ერთი პოზიცია, რომელიც შუამავალია ბორის პრინციპის მოქმედებით, არის გერმანელი ფიზიკოსის ვერნერ ჰაიზენბერგის მიერ გაურკვევლობის ურთიერთობის კანონის აღმოჩენის ფაქტი. მისი მოქმედება შეიძლება განისაზღვროს, როგორც ორი ობიექტის ერთი და იგივე აღწერის შეუძლებლობის აღიარება ერთი და იგივე სიზუსტით, თუ ეს ობიექტები განსხვავებულ სისტემას ეკუთვნის. ამ დასკვნის ფილოსოფიური ანალოგია მისცა მან, ვინც თავის ნაშრომში "სანდოობის შესახებ" თქვა, რომ რაღაცის დარწმუნების დასამტკიცებლად, რაღაცაში ეჭვი უნდა შეგეპაროთ.
ამრიგად, ბორის პრინციპმა შეიძინა უზარმაზარი მეთოდოლოგიური მნიშვნელობა სხვადასხვა სფეროში.
კვანტური მექანიკის ფუნდამენტური პრინციპი გაურკვევლობის მიმართებასთან ერთად არის კომპლემენტარობის პრინციპი, რომელსაც ნ. ბორმა შემდეგი ფორმულირება მისცა:
”ნაწილაკების და ტალღების ცნებები ავსებენ ერთმანეთს და ამავე დროს ეწინააღმდეგებიან ერთმანეთს, ისინი ავსებენ სურათებს იმის შესახებ, რაც ხდება.”
მიკრო-ობიექტების ნაწილაკ-ტალღურ თვისებებში არსებული წინააღმდეგობები არის მიკრო-ობიექტებისა და მაკრო მოწყობილობების უკონტროლო ურთიერთქმედების შედეგი. არსებობს მოწყობილობების ორი კლასი: ზოგიერთში კვანტური ობიექტები ტალღების მსგავსად იქცევიან, ზოგში ნაწილაკების მსგავსად. ექსპერიმენტებში ჩვენ არ ვაკვირდებით რეალობას, როგორც ასეთს, არამედ მხოლოდ კვანტურ ფენომენს, მათ შორის მოწყობილობის მიკროობიექტთან ურთიერთქმედების შედეგს. მ. ბორნმა ფიგურალურად აღნიშნა, რომ ტალღები და ნაწილაკები არის ფიზიკური რეალობის „პროექციები“ ექსპერიმენტულ სიტუაციაზე.
პირველ რიგში, ნაწილაკ-ტალღური დუალიზმის იდეა ნიშნავს, რომ ნებისმიერ მატერიალურ ობიექტს, რომელსაც აქვს ნაწილაკ-ტალღის ორმაგობა, აქვს ენერგეტიკული გარსი. მსგავსი ენერგეტიკული გარსი არსებობს დედამიწაზე, ისევე როგორც ადამიანებში, რომელსაც ყველაზე ხშირად ენერგეტიკულ ქოქოსს უწოდებენ. ამ ენერგეტიკულ გარსს შეუძლია შეასრულოს სენსორული გარსის როლი, იცავს მატერიალურ ობიექტს გარე გარემოსგან და ქმნის მის გარე „გრავიტაციულ სფეროს“. ამ სფეროს შეუძლია მემბრანის როლი შეასრულოს ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედებში. ის უშვებს მხოლოდ „გაფილტრულ“ სიგნალებს, რომელთა დარღვევის დონე აღემატება გარკვეულ ზღვრულ მნიშვნელობას. მას შეუძლია გადასცეს მსგავსი სიგნალები, რომლებიც აღემატება ჭურვის გარკვეულ მგრძნობელობის ზღურბლს საპირისპირო მიმართულებით.
მეორეც, მატერიალურ ობიექტებში ენერგეტიკული გარსის არსებობა აყვანს ფრანგი ფიზიკოსის ლ. დე ბროლის ჰიპოთეზის გაგების ახალ დონეზე ტალღა-ნაწილაკების ორმაგობის მართლაც უნივერსალური ბუნების შესახებ.
მესამე, მატერიის სტრუქტურის ევოლუციის გამო, ელექტრონის ტალღა-ნაწილაკების ორმაგობის ბუნება შეიძლება იყოს ფოტონების ტალღა-ნაწილაკების ორმაგობის ასახვა. ეს ნიშნავს, რომ ფოტონს, როგორც ნეიტრალურ ნაწილაკს, აქვს მეზონის სტრუქტურა და წარმოადგენს ყველაზე ელემენტარულ მიკრო ატომს, საიდანაც, გამოსახულებით და მსგავსებით, აგებულია სამყაროს ყველა მატერიალური ობიექტი. უფრო მეტიც, ეს მშენებლობა ხორციელდება იმავე წესების მიხედვით.
მეოთხე, ნაწილაკ-ტალღური დუალიზმი საშუალებას გვაძლევს ბუნებრივად ავხსნათ ნაწილაკების, ატომების, მოლეკულების, ცოცხალი ორგანიზმების გენის მეხსიერების (გენის მეხსიერება) ფენომენი, რაც შესაძლებელს გახდის გავიგოთ ასეთი მეხსიერების მექანიზმები, როდესაც უსტრუქტურო ნაწილაკი ახსოვს მის ყველა ქმნილებას. წარსული და აქვს „ინტელექტი“ შერჩეული სინთეზის პროცესებისთვის, შერჩეული თვისებების მქონე ახალი „ნაწილაკების“ ფორმირების მიზნით.
გაურკვევლობის პრინციპი არის ფიზიკური კანონი, რომელიც ამბობს, რომ შეუძლებელია ერთდროულად ზუსტად გაზომო მიკროსკოპული ობიექტის კოორდინატები და იმპულსი, რადგან გაზომვის პროცესი არღვევს სისტემის წონასწორობას. ამ ორი განუსაზღვრელობის ნამრავლი ყოველთვის მეტია პლანკის მუდმივზე. ეს პრინციპი პირველად ჩამოაყალიბა ვერნერ ჰაიზენბერგმა.
გაურკვევლობის პრინციპიდან გამომდინარეობს, რომ რაც უფრო ზუსტად არის განსაზღვრული უტოლობაში შემავალი სიდიდეებიდან ერთი, მით ნაკლებია მეორის მნიშვნელობა. არცერთ ექსპერიმენტს არ შეუძლია ერთდროულად ზუსტად გაზომოს ასეთი დინამიური ცვლადები; უფრო მეტიც, გაზომვებში გაურკვევლობა დაკავშირებულია არა ექსპერიმენტული ტექნოლოგიის არასრულყოფილებასთან, არამედ მატერიის ობიექტურ თვისებებთან.
გაურკვევლობის პრინციპი, რომელიც აღმოაჩინა 1927 წელს გერმანელმა ფიზიკოსმა ვ. ჰაიზენბერგმა, მნიშვნელოვანი ნაბიჯი იყო შიდაატომური ფენომენების კანონების გარკვევისა და კვანტური მექანიკის აგების საქმეში. მიკროსკოპული ობიექტების არსებითი მახასიათებელია მათი ნაწილაკოვან-ტალღური ბუნება. ნაწილაკების მდგომარეობა მთლიანად განისაზღვრება ტალღური ფუნქციით (რაოდენობა, რომელიც სრულად აღწერს მიკრო ობიექტის (ელექტრონს, პროტონს, ატომს, მოლეკულას) და ზოგადად, ნებისმიერი კვანტური სისტემის მდგომარეობას). ნაწილაკის აღმოჩენა შესაძლებელია სივრცის ნებისმიერ წერტილში, სადაც ტალღის ფუნქცია არ არის ნულოვანი. მაშასადამე, ექსპერიმენტების შედეგები, მაგალითად, კოორდინატების დასადგენად, ბუნებით სავარაუდოა.
მაგალითი: ელექტრონის მოძრაობა წარმოადგენს საკუთარი ტალღის გავრცელებას. თუ ელექტრონების სხივს კედელში ვიწრო ხვრელში გადაიღებ: ვიწრო სხივი მასში გაივლის. მაგრამ თუ ამ ხვრელს კიდევ უფრო პატარა გახდებით, ისე რომ მისი დიამეტრი ტოლი იყოს ელექტრონული ტალღის სიგრძის ზომით, მაშინ ელექტრონული სხივი ყველა მიმართულებით განსხვავდება. და ეს არ არის მიმდებარე კედლის ატომებით გამოწვეული გადახრები, რომლებიც შეიძლება აღმოიფხვრას: ეს ხდება ელექტრონის ტალღური ბუნების გამო. სცადეთ წინასწარ განსაზღვროთ რა მოხდება ელექტრონის გვერდით, რომელიც კედელში გადის და უძლური აღმოჩნდებით. თქვენ ზუსტად იცით, სად კვეთს ის კედელს, მაგრამ ვერ გეტყვით, რა იმპულსს შეიძენს განივი მიმართულებით. პირიქით, იმისთვის, რომ ზუსტად დადგინდეს, რომ ელექტრონი გამოჩნდება ამა თუ იმ იმპულსით თავდაპირველი მიმართულებით, საჭიროა ხვრელის გადიდება ისე, რომ ელექტრონული ტალღა პირდაპირ გაიაროს, მხოლოდ ოდნავ განსხვავდება ყველა მიმართულებით დიფრაქციის გამო. . მაგრამ მაშინ შეუძლებელია იმის თქმა, თუ სად გაიარა ელექტრონის ნაწილაკმა კედელში: ხვრელი ფართოა. რამდენსაც მოიგებთ იმპულსის განსაზღვრის სიზუსტეში, კარგავთ იმ სიზუსტით, რომლითაც ცნობილია მისი პოზიცია.
ეს არის ჰაიზენბერგის გაურკვევლობის პრინციპი. მან უაღრესად მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა ატომებში ნაწილაკების ტალღების აღწერის მათემატიკური აპარატის მშენებლობაში. მისი მკაცრი ინტერპრეტაცია ელექტრონებთან ექსპერიმენტებში ასეთია: სინათლის ტალღების მსგავსად, ელექტრონები ეწინააღმდეგებიან გაზომვების უკიდურესი სიზუსტით შესრულების ნებისმიერ მცდელობას. ეს პრინციპი ასევე ცვლის ბორის ატომის სურათს. შესაძლებელია ზუსტად განვსაზღვროთ ელექტრონის იმპულსი (და, მაშასადამე, მისი ენერგეტიკული დონე) მის ზოგიერთ ორბიტაზე, მაგრამ მისი მდებარეობა სრულიად უცნობი იქნება: ვერაფერს ვიტყვით იმაზე, თუ სად არის ის. აქედან ირკვევა, რომ ელექტრონის მკაფიო ორბიტის დახატვა და მასზე წრის სახით მონიშვნა ყოველგვარ აზრს მოკლებულია. IN გვიანი XIXვ. ბევრი მეცნიერი თვლიდა, რომ ფიზიკის განვითარება დასრულდა შემდეგი მიზეზების გამო:
· მექანიკის კანონები და უნივერსალური გრავიტაციის თეორია არსებობს 200 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში
· შემუშავებული მოლეკულური კინეტიკური თეორია
· თერმოდინამიკას ჩაეყარა მყარი საფუძველი
· დასრულდა მაქსველის ელექტრომაგნიტიზმის თეორია
აღმოაჩინეს კონსერვაციის ფუნდამენტური კანონები (ენერგია, იმპულსი, კუთხური იმპულსი, მასა და ელექტრული მუხტი).
მე-19 საუკუნის ბოლოს - მე-20 საუკუნის დასაწყისში. აღმოაჩინა ვ.რენტგენმა - რენტგენის სხივები (რენტგენი), ა.ბეკერელი - რადიოაქტიურობის ფენომენი, ჯ.ტომსონი - ელექტრონი. თუმცა, კლასიკურმა ფიზიკამ ვერ შეძლო ამ ფენომენების ახსნა.
ა.აინშტაინის ფარდობითობის თეორია მოითხოვდა სივრცისა და დროის კონცეფციის რადიკალურ გადახედვას. სპეციალურმა ექსპერიმენტებმა დაადასტურა ჯ.მაქსველის ჰიპოთეზის მართებულობა სინათლის ელექტრომაგნიტური ბუნების შესახებ. შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ გახურებული სხეულების მიერ ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოსხივება განპირობებულია ელექტრონების რხევითი მოძრაობით. მაგრამ ეს ვარაუდი უნდა დადასტურდეს თეორიული და ექსპერიმენტული მონაცემების შედარებით.
რადიაციის კანონების თეორიული განხილვისთვის ჩვენ გამოვიყენეთ აბსოლუტურად შავი სხეულის მოდელი, ანუ სხეული, რომელიც მთლიანად შთანთქავს ნებისმიერი სიგრძის ელექტრომაგნიტურ ტალღებს და, შესაბამისად, ასხივებს ყველა სიგრძის ელექტრომაგნიტურ ტალღებს.
ემისიურობის თვალსაზრისით სრულიად შავი სხეულის მაგალითია მზე; შთანთქმის თვალსაზრისით, ღრუ სარკის კედლებით პატარა ნახვრეტით.
ავსტრიელმა ფიზიკოსებმა ი. შტეფანმა და ლ. ბოლცმანმა ექსპერიმენტულად დაადგინეს, რომ მთლიანი ენერგია E, რომელიც გამოიყოფა 1 წამში აბსოლუტურად შავი სხეულის ერთეულ ზედაპირზე, პროპორციულია T აბსოლუტური ტემპერატურის მეოთხე ხარისხთან:
სადაც s = 5.67.10-8 J/(m2.K-s) არის სტეფან-ბოლცმანის მუდმივი.
ამ კანონს შტეფან-ბოლცმანის კანონი ეწოდა. მან შესაძლებელი გახადა სრულიად შავი სხეულის რადიაციული ენერგიის გამოთვლა ცნობილი ტემპერატურიდან.
შავი სხეულის გამოსხივების ახსნის კლასიკური თეორიის სირთულეების დაძლევის მიზნით, მ. პლანკმა 1900 წელს წამოაყენა ჰიპოთეზა: ატომები გამოყოფენ ელექტრომაგნიტურ ენერგიას ცალკეულ ნაწილებად - კვანტებად. ენერგია E, სადაც h=6.63.10-34 J.s არის პლანკის მუდმივი.
ზოგჯერ მოსახერხებელია ენერგიისა და პლანკის მუდმივის გაზომვა ელექტრონ ვოლტებში.
შემდეგ h=4.136.10-15 eV.s. ატომურ ფიზიკაში ასევე გამოიყენება რაოდენობა
(1 eV არის ენერგია, რომელსაც ელემენტარული მუხტი იძენს 1 V-ის აჩქარების პოტენციალის სხვაობაზე გავლისას. 1 eV = 1.6.10-19 J).
ამრიგად, მ.პლანკმა აჩვენა გამოსავალი იმ სირთულეებიდან, რომლებიც თეორიას წააწყდა თერმული გამოსხივება, რის შემდეგაც დაიწყო თანამედროვე ფიზიკური თეორია, რომელსაც კვანტური ფიზიკა ეწოდება.
ფიზიკა არის მთავარი საბუნებისმეტყველო მეცნიერება, რადგან ის ავლენს ჭეშმარიტებას რამდენიმე ძირითადი ცვლადის ურთიერთობის შესახებ, რომლებიც მოქმედებს მთელი სამყაროსთვის. მისი მრავალფეროვნება უკუპროპორციულია იმ ცვლადების რაოდენობისა, რომლებიც მას ფორმულებში შემოაქვს.
ფიზიკის (და ზოგადად მეცნიერების) პროგრესი დაკავშირებულია პირდაპირი ხილვადობის თანდათანობით მიტოვებასთან. თითქოს ასეთი დასკვნა უნდა ეწინააღმდეგებოდეს იმას, რომ თანამედროვე მეცნიერებახოლო ფიზიკა, უპირველეს ყოვლისა, ემყარება ექსპერიმენტს, ე.ი. ემპირიული გამოცდილება, რომელიც ხდება ადამიანის მიერ კონტროლირებად პირობებში და მისი რეპროდუცირება შესაძლებელია ნებისმიერ დროს, რამდენჯერმე. მაგრამ მთელი საქმე ისაა, რომ რეალობის ზოგიერთი ასპექტი უხილავია ზედაპირული დაკვირვებისთვის და სიცხადე შეიძლება შეცდომაში შეიყვანოს.
კვანტური მექანიკა არის ფიზიკური თეორია, რომელიც ადგენს აღწერის მეთოდს და მოძრაობის კანონებს მიკრო დონეზე.
კლასიკურ მექანიკას ახასიათებს ნაწილაკების აღწერა მათი პოზიციისა და სიჩქარის მითითებით და ამ რაოდენობების დროზე დამოკიდებულებით. კვანტურ მექანიკაში იდენტური ნაწილაკები იდენტურ პირობებში შეიძლება განსხვავებულად მოიქცნენ.
სტატისტიკური კანონები შეიძლება გამოყენებულ იქნას მხოლოდ დიდ პოპულაციებზე და არა ინდივიდებზე. კვანტური მექანიკა უარს ამბობს ელემენტარული ნაწილაკების ცალკეული კანონების ძიებაზე და ადგენს სტატისტიკურ კანონებს. კვანტური მექანიკის საფუძველზე შეუძლებელია ელემენტარული ნაწილაკების პოზიციისა და სიჩქარის აღწერა ან მისი მომავალი გზის პროგნოზირება. ალბათობის ტალღები გვეუბნებიან კონკრეტულ ადგილას ელექტრონის შეხვედრის ალბათობის შესახებ.
ექსპერიმენტის მნიშვნელობა იმდენად გაიზარდა კვანტურ მექანიკაში, რომ, როგორც ჰაიზენბერგი წერს, „დაკვირვება გადამწყვეტ როლს თამაშობს ატომურ მოვლენაში და ეს რეალობა განსხვავდება იმისდა მიხედვით, ვაკვირდებით თუ არა მას“.
ფუნდამენტური განსხვავება კვანტურ მექანიკასა და კლასიკურ მექანიკას შორის არის ის, რომ მისი პროგნოზები ყოველთვის სავარაუდოა. ეს ნიშნავს, რომ ჩვენ ზუსტად ვერ ვიწინასწარმეტყველებთ, თუ სად დაეცემა, მაგალითად, ელექტრონი ზემოთ განხილულ ექსპერიმენტში, რაც არ უნდა დახვეწილი იყოს დაკვირვებისა და გაზომვის საშუალებები ჩვენ ვიყენებთ. თქვენ შეგიძლიათ მხოლოდ შეაფასოთ მისი შანსები გარკვეულ ადგილზე მოხვედრისთვის და, შესაბამისად, გამოიყენოთ ამისთვის ალბათობის თეორიის ცნებები და მეთოდები, რომელიც ემსახურება გაურკვეველი სიტუაციების ანალიზს.
კვანტურ მექანიკაში, სისტემის ნებისმიერი მდგომარეობა აღწერილია ეგრეთ წოდებული სიმკვრივის მატრიცის გამოყენებით, მაგრამ, კლასიკური მექანიკისგან განსხვავებით, ეს მატრიცა არ განსაზღვრავს მისი მომავალი მდგომარეობის პარამეტრებს საიმედოდ, მაგრამ მხოლოდ ალბათობის სხვადასხვა ხარისხით. კვანტური მექანიკის ყველაზე მნიშვნელოვანი ფილოსოფიური დასკვნა არის გაზომვის შედეგების ფუნდამენტური გაურკვევლობა და, შესაბამისად, მომავლის ზუსტი პროგნოზირების შეუძლებლობა.
ამან, ჰაიზენბერგის გაურკვევლობის პრინციპთან და სხვა თეორიულ და ექსპერიმენტულ მონაცემებთან ერთად, ზოგიერთ მეცნიერს უბიძგა იმის ვარაუდით, რომ მიკრონაწილაკებს საერთოდ არ აქვთ შინაგანი თვისებები და მხოლოდ გაზომვის მომენტში ჩნდებიან. სხვები ვარაუდობდნენ, რომ ექსპერიმენტატორის ცნობიერების როლი მთელი სამყაროს არსებობაში მთავარია, რადგან, კვანტური თეორია, ეს არის დაკვირვება, რომელიც ქმნის ან ნაწილობრივ ქმნის დაკვირვებულს.დეტერმინიზმი არის დოქტრინა მსოფლიოში მიმდინარე ყველა პროცესის, მათ შორის ყველა პროცესის საწყისი განმსაზღვრელობის შესახებ. ადამიანის სიცოცხლეღვთისგან (თეოლოგიური დეტერმინიზმი, ან პრედესტინაციის დოქტრინა), ან მხოლოდ ბუნებრივი მოვლენები (კოსმოლოგიური დეტერმინიზმი), ან კონკრეტულად ადამიანის ნება (ანთროპოლოგიურ-ეთიკური დეტერმინიზმი), რომლის თავისუფლება, ისევე როგორც პასუხისმგებლობა, მაშინ იქნებოდა. ადგილი არ დარჩა.
განსაზღვრება აქ გულისხმობს ფილოსოფიურ განცხადებას, რომ ყოველი მოვლენა, რომელიც ხდება, მათ შორის ადამიანური ქმედებები და ქცევა, ცალსახად არის განსაზღვრული მიზეზების ნაკრებით, რომლებიც უშუალოდ წინ უძღვის მოვლენას.
ამ თვალსაზრისით, დეტერმინიზმი ასევე შეიძლება განისაზღვროს, როგორც თეზისი, რომ არსებობს მხოლოდ ერთი, ზუსტად განსაზღვრული, შესაძლო მომავალი.
ინდეტერმინიზმი არის ფილოსოფიური დოქტრინა და მეთოდოლოგიური პოზიცია, რომელიც უარყოფს მიზეზობრივი ურთიერთობის ობიექტურობას ან მეცნიერებაში მიზეზობრივი ახსნის შემეცნებით მნიშვნელობას.
ფილოსოფიის ისტორიაში, დაწყებული ძველი ბერძნული ფილოსოფიიდან (სოკრატე) დღემდე, ინდეტერმინიზმი და დეტერმინიზმი მოქმედებენ როგორც საპირისპირო ცნებები ადამიანის ნების პირობითობის, მისი არჩევანისა და ადამიანის პასუხისმგებლობის პრობლემაზე მის ქმედებებზე.
ინდეტერმინიზმი ნებას განიხილავს, როგორც ავტონომიურ ძალას და ამტკიცებს, რომ მიზეზობრიობის პრინციპები არ ვრცელდება ადამიანის არჩევანისა და ქცევის ახსნაზე.
ტერმინი განსაზღვრა შემოიღო ელინისტმა ფილოსოფოსმა დემოკრიტემ თავის ატომისტურ კონცეფციაში, რომელიც უარყოფდა შემთხვევითობას და მას უბრალოდ უცნობ აუცილებლობად თვლიდა. ლათინურიდან ტერმინი დეტერმინაცია ითარგმნება, როგორც განსაზღვრება, სამყაროში არსებული ყველა ნივთისა და ფენომენის სავალდებულო განმსაზღვრელობა სხვა ნივთებისა და ფენომენების მიერ. თავდაპირველად, განსაზღვრა ნიშნავდა ობიექტის განსაზღვრას მისი მახასიათებლების იდენტიფიცირებისა და ჩაწერის გზით, რომლებიც ამ ობიექტს სხვებისგან განასხვავებს. მიზეზობრიობა აიგივდა აუცილებლობასთან, ხოლო შემთხვევითობა გამორიცხული იყო განხილვისაგან და მიიჩნეოდა უბრალოდ არარსებულად. დეტერმინაციის ეს გაგება გულისხმობდა შემეცნებითი სუბიექტის არსებობას.
ქრისტიანობის გაჩენასთან ერთად დეტერმინიზმი გამოიხატება ორ ახალ ცნებაში - ღვთაებრივი წინასწარგანზრახვა და ღვთაებრივი მადლი, ხოლო ნების თავისუფლების ძველი პრინციპი ეჯახება ამ ახალ, ქრისტიანულ დეტერმინიზმს. ქრისტიანობის ზოგადი საეკლესიო ცნობიერებისთვის თავდაპირველად თანაბრად მნიშვნელოვანი იყო ორივე განცხადების ხელუხლებლად შენარჩუნება: რომ ყველაფერი გამონაკლისის გარეშე ღმერთზეა დამოკიდებული და არაფერია დამოკიდებული ადამიანზე. V საუკუნეში, დასავლეთში, პელაგიუსმა თავის სწავლებაში დააყენა ქრისტიანული დეტერმინიზმის საკითხი თავისუფალი ნების ასპექტში. წმინდა ავგუსტინე პელაგიურ ინდივიდუალიზმს ეწინააღმდეგებოდა. თავის პოლემიკურ ნაწერებში, ქრისტიანული უნივერსალურობის მოთხოვნების სახელით, ის ხშირად დეტერმინიზმს ცდომილ უკიდურესობამდე ატარებდა, მორალურ თავისუფლებასთან შეუთავსებელი. ავგუსტინე ავითარებს აზრს, რომ ადამიანთა ხსნა მთლიანად და მხოლოდ ღვთის მადლზეა დამოკიდებული, რომელიც ეცნობა და მოქმედებს არა ადამიანის საკუთარი დამსახურების მიხედვით, არამედ თავისუფლად, ღვთაებრივის მხრიდან თავისუფალი არჩევისა და წინასწარგანზრახვის მიხედვით.
დეტერმინიზმმა შემდგომი განვითარება და გამართლება მიიღო საბუნებისმეტყველო მეცნიერებაში და თანამედროვეობის მატერიალისტურ ფილოსოფიაში (ფ. ბეკონი, გალილეო, დეკარტი, ნიუტონი, ლომონოსოვი, ლაპლასი, სპინოზა, მე-18 საუკუნის ფრანგი მატერიალისტები). საბუნებისმეტყველო მეცნიერების განვითარების დონის შესაბამისად, ამ პერიოდის დეტერმინიზმი იყო მექანიკური, აბსტრაქტული ხასიათის.
მისი წინამორბედების ნაშრომებზე და ი.ნიუტონისა და კ. ლოგიკური დასკვნა: ის გამომდინარეობს პოსტულატიდან, რომლის მიხედვითაც, საწყისი მიზეზების ცოდნიდან ყოველთვის ცალსახად შეიძლება გამოვიტანოთ.
დეტერმინიზმის მეთოდოლოგიური პრინციპი ამავდროულად არის ყოფიერების ფილოსოფიური დოქტრინის ფუნდამენტური პრინციპი. ერთ-ერთი ფუნდამენტური ონტოლოგიური იდეა, რომელიც საფუძვლად დაედო კლასიკურ საბუნებისმეტყველო მეცნიერებას მისი შემქმნელების მიერ (გ. გალილეო, ი. ნიუტონი, ი. კეპლერი და სხვ.) იყო დეტერმინიზმის ცნება. ეს კონცეფცია შედგებოდა სამი ძირითადი განცხადების მიღებისგან:
1) ბუნება ფუნქციონირებს და ვითარდება მისი თანდაყოლილი შინაგანი, „ბუნებრივი“ კანონების შესაბამისად;
2) ბუნების კანონები წარმოადგენს ობიექტური სამყაროს მოვლენებსა და პროცესებს შორის აუცილებელი (ერთმნიშვნელოვანი) კავშირების გამოხატულებას;
3) მეცნიერების მიზანი, მისი მიზნისა და შესაძლებლობების შესაბამისი, არის ბუნების კანონების აღმოჩენა, ფორმულირება და დასაბუთება.
განსაზღვრის მრავალფეროვან ფორმებს შორის, რომლებიც ასახავს გარემომცველ სამყაროში ფენომენების უნივერსალურ ურთიერთკავშირს და ურთიერთქმედებას, მიზეზ-შედეგობრივი ან მიზეზობრივი (ლათინური causa - მიზეზი) კავშირი, რომლის ცოდნაც აუცილებელია პრაქტიკაში სწორი ორიენტაციისთვის. და სამეცნიერო მოღვაწეობა. აქედან გამომდინარე, სწორედ მიზეზია განმსაზღვრელი ფაქტორების სისტემის ყველაზე მნიშვნელოვანი ელემენტი. და მაინც, დეტერმინიზმის პრინციპი უფრო ფართოა, ვიდრე მიზეზობრიობის პრინციპი: გარდა მიზეზ-შედეგობრივი კავშირებისა, მასში შედის დეტერმინაციის სხვა სახეებიც (ფუნქციური კავშირები, მდგომარეობათა კავშირი, სამიზნე დეტერმინაცია და ა.შ.).
დეტერმინიზმი თავისთავად ისტორიული განვითარებაგაიარა ორი ძირითადი ეტაპი - არსებითად კლასიკური (მექანიკური) და პოსტკლასიკური (დიალექტიკური).
ეპიკურუსის სწავლება ატომის სწორი ხაზიდან სპონტანური გადახრის შესახებ მოიცავდა დეტერმინიზმის თანამედროვე გაგებას, მაგრამ რადგან შემთხვევითობა ეპიკურუსში არაფრით არ არის განსაზღვრული (გამოუწვევი), მაშინ განსაკუთრებული შეცდომის გარეშე შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ინდეტერმინიზმი ეპიკურუსიდან იღებს სათავეს.
ინდეტერმინიზმი არის დოქტრინა იმის შესახებ, რომ არსებობს მდგომარეობები და მოვლენები, რომელთა მიზეზი არ არსებობს ან არ შეიძლება დაზუსტდეს.
ფილოსოფიის ისტორიაში ცნობილია ინდეტერმინიზმის ორი ტიპი:
· ეგრეთ წოდებული „ობიექტური“ ინდეტერმინიზმი, რომელიც სრულიად უარყოფს მიზეზობრიობას, როგორც ასეთს, არა მხოლოდ მის ობიექტურ რეალობას, არამედ მისი სუბიექტური ინტერპრეტაციის შესაძლებლობასაც.
· იდეალისტური ინდეტერმინიზმი, რომელიც უარყოფს დეტერმინაციის მიმართებების ობიექტურ ბუნებას, მიზეზობრიობას, აუცილებლობას და კანონზომიერებას აცხადებს სუბიექტურობის პროდუქტებად და არა თვით სამყაროს ატრიბუტებად.
ეს ნიშნავს (ჰიუმის, კანტის და მრავალი სხვა ფილოსოფოსისთვის), რომ მიზეზი და შედეგი, ისევე როგორც დეტერმინაციის სხვა კატეგორიები, მხოლოდ აპრიორია, ე.ი. ჩვენი აზროვნების ფორმები, რომლებიც არ არის მიღებული პრაქტიკიდან. ბევრი სუბიექტური იდეალისტი აცხადებს ამ კატეგორიების გამოყენებას ადამიანის „ფსიქოლოგიურ ჩვევად“ დაკვირვება ერთი ფენომენის მიყოლებით და გამოაცხადოს პირველი ფენომენი მიზეზად, ხოლო მეორე - შედეგად.
მე-20 საუკუნის დასაწყისში ინდეტერმინისტული შეხედულებების აღორძინების სტიმული იყო ფიზიკაში სტატისტიკური კანონების როლის გაზრდის ფაქტი, რომელთა არსებობაც გამოცხადდა მიზეზობრიობის უარყოფად. თუმცა, შემთხვევითობასა და აუცილებლობას შორის ურთიერთობის დიალექტიკურ-მატერიალისტური ინტერპრეტაცია, მიზეზობრიობისა და კანონის კატეგორიები, კვანტური მექანიკის განვითარება, რომელმაც გამოავლინა ფენომენების ობიექტური მიზეზობრივი კავშირის ახალი ტიპები მიკროსამყაროში, აჩვენა გამოყენების მცდელობების შეუსაბამობა. სავარაუდო პროცესების არსებობა მიკროსამყაროს საფუძველში დეტერმინიზმის უარყოფისთვის.
ისტორიულად, დეტერმინიზმის ცნება ასოცირდება პ. ლაპლასის სახელთან, თუმცა უკვე მის წინამორბედებს შორის, მაგალითად, დემოკრიტესა და სპინოზას შორის, იყო ტენდენცია „ბუნების კანონის“, „მიზეზობრიობის“ „აუცილებლობით“ იდენტიფიცირების ტენდენცია. და განიხილავს "შანსს", როგორც "ნამდვილი" მიზეზების იგნორირების სუბიექტურ შედეგს.
კლასიკურმა ფიზიკამ (კერძოდ ნიუტონის მექანიკამ) შეიმუშავა მეცნიერული კანონის კონკრეტული იდეა. ცხადი იყო, რომ ნებისმიერი სამეცნიერო კანონისთვის აუცილებლად უნდა აკმაყოფილებდეს შემდეგი მოთხოვნა: თუ ცნობილია ფიზიკური სისტემის საწყისი მდგომარეობა (მაგალითად, მისი კოორდინატები და იმპულსი ნიუტონის მექანიკაში) და დინამიკის განმსაზღვრელი ურთიერთქმედება, მაშინ შესაბამისად თან სამეცნიერო სამართალიშეიძლება და უნდა გამოვთვალოთ მისი მდგომარეობა დროის ნებისმიერ მომენტში, როგორც მომავალში, ისე წარსულში.
ფენომენთა მიზეზ-შედეგობრივი კავშირი გამოიხატება იმაში, რომ ერთი ფენომენი (მიზეზი), გარკვეულ პირობებში, აუცილებლად წარმოშობს სხვა ფენომენს (შედეგს). შესაბამისად, შეიძლება მოყვანილი იყოს მიზეზისა და ეფექტის სამუშაო განმარტებები. მიზეზი არის ფენომენი, რომლის მოქმედება აცოცხლებს და განსაზღვრავს სხვა ფენომენის შემდგომ განვითარებას. მაშინ ეფექტი არის გარკვეული მიზეზის მოქმედების შედეგი.
ფენომენების დადგენა, მათი დარწმუნების სისტემა მიზეზთან ერთად მოიცავს პირობებსაც - იმ ფაქტორებს, რომელთა გარეშეც მიზეზი ვერ წარმოშობს შედეგს. ეს ნიშნავს, რომ თავად მიზეზი არ მუშაობს ყველა პირობებში, არამედ მხოლოდ გარკვეულ პირობებში.
ფენომენების (განსაკუთრებით სოციალური) განსაზღვრის სისტემა ხშირად მოიცავს მიზეზს - ამა თუ იმ ფაქტორს, რომელიც განსაზღვრავს მხოლოდ მომენტს, შედეგის წარმოშობის დროს.
არსებობს მიზეზ-შედეგობრივი ურთიერთობების დროითი მიმართულების სამი ტიპი:
1) განსაზღვრა წარსულით. ასეთი განსაზღვრება არსებითად უნივერსალურია, რადგან ის ასახავს ობიექტურ ნიმუშს, რომლის მიხედვითაც მიზეზი საბოლოოდ ყოველთვის წინ უსწრებს შედეგს. ეს ნიმუში ძალიან დახვეწილად შენიშნა ლაიბნიცმა, რომელმაც მისცა მიზეზის შემდეგი განმარტება: „მიზეზი არის ის, რაც იწვევს ნივთის არსებობას“;
2) აწმყოთი განსაზღვრა. ბუნების, საზოგადოებისა და საკუთარი აზროვნების გააზრებით, ჩვენ უცვლელად აღმოვაჩენთ, რომ ბევრი რამ, წარსულით განსაზღვრული, ასევე დეტერმინისტულ ურთიერთქმედებაშია საგნებთან, რომლებიც ერთდროულად თანაარსებობენ. შემთხვევითი არ არის, რომ ერთდროული განმსაზღვრელი კავშირის იდეას ვხვდებით ცოდნის სხვადასხვა დარგში - ფიზიკაში, ქიმიაში (ბალანსის პროცესების გაანალიზებისას), ბიოლოგიაში (ჰომეოსტაზის განხილვისას) და ა.შ.
აწმყოთი განსაზღვრება პირდაპირ კავშირშია დიალექტიკის იმ დაწყვილებულ კატეგორიებთან, რომელთა შორის არის მიზეზ-შედეგობრივი კავშირი. როგორც ცნობილია, ნებისმიერი ფენომენის ფორმა შინაარსის განმსაზღვრელი გავლენის ქვეშ იმყოფება, მაგრამ ეს არ ნიშნავს იმას, რომ შინაარსი წინ უსწრებს ფორმას ზოგადად და მის საწყის ეტაპზე შეიძლება იყოს უფორმო;
3) განსაზღვრა მომავლის მიერ. ასეთი განსაზღვრა, როგორც ხაზგასმულია მთელ რიგ კვლევებში, მიუხედავად იმისა, რომ მას უფრო შეზღუდული ადგილი უჭირავს განმსაზღვრელ ფაქტორებს შორის ზემოთ განხილულ ტიპებთან შედარებით, ამავე დროს მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. გარდა ამისა, მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული ტერმინის „განსაზღვრა მომავლის“ მთელი ფარდობითობა: მომავალი მოვლენები ჯერ არ არის ხელმისაწვდომი, მათ რეალობაზე საუბარი შეიძლება მხოლოდ იმ გაგებით, რომ ისინი აუცილებლად წარმოდგენილია როგორც ტენდენციები აწმყოში (და წარსულში იმყოფებოდნენ). და მაინც, ამ ტიპის განსაზღვრის როლი ძალიან მნიშვნელოვანია. მოდით მივმართოთ უკვე განხილულ ნაკვეთებთან დაკავშირებულ ორ მაგალითს:
მომავლის განსაზღვრა საფუძვლად უდევს აკადემიკოს პ.კ. აღმოჩენილ ახსნას. ანოხინის მიერ რეალობის მოწინავე ასახვა ცოცხალი ორგანიზმების მიერ. ამგვარი მოლოდინის მნიშვნელობა, როგორც ხაზგასმულია ცნობიერებისადმი მიძღვნილ თავში, არის ცოცხალთა უნარი რეაგირება მოახდინოს არა მხოლოდ ობიექტებზე, რომლებიც ახლა პირდაპირ გავლენას ახდენენ მასზე, არამედ იმ ცვლილებებზეც, რომლებიც ამ მომენტში მის მიმართ გულგრილი ჩანს, მაგრამ რეალობა, რომელიც არის სიგნალები სავარაუდო სამომავლო ზემოქმედების შესახებ. მიზეზი აქ, როგორც ჩანს, მომავლისგან მოქმედებს.
უმიზეზო ფენომენები არ არსებობს. მაგრამ ეს არ ნიშნავს, რომ გარემომცველი სამყაროს ფენომენებს შორის ყველა კავშირი არის მიზეზ-შედეგობრივი.
ფილოსოფიური დეტერმინიზმი, როგორც ფენომენების მატერიალური რეგულარული განპირობების დოქტრინა, არ გამორიცხავს განპირობებულობის არამიზეზობრივი ტიპების არსებობას. ფენომენებს შორის არამიზეზობრივი კავშირი შეიძლება განისაზღვროს, როგორც ის ურთიერთობები, რომლებშიც არის მათ შორის ურთიერთობა, ურთიერთდამოკიდებულება, ურთიერთდამოკიდებულება, მაგრამ არ არსებობს პირდაპირი კავშირი გენეტიკურ პროდუქტიულობასა და დროის ასიმეტრიას შორის.
არამიზეზობრივი განპირობების ან განსაზღვრის ყველაზე ტიპიური მაგალითია ფუნქციური კავშირი ობიექტის ინდივიდუალურ თვისებებსა თუ მახასიათებლებს შორის.
მიზეზებსა და შედეგებს შორის კავშირი შეიძლება იყოს არა მხოლოდ აუცილებელი, მკაცრად განპირობებული, არამედ შემთხვევითი, სავარაუდო ხასიათის. ალბათური მიზეზ-შედეგობრივი ურთიერთობის ცოდნა მოითხოვდა მიზეზობრივ ანალიზში ახალი დიალექტიკური კატეგორიების ჩართვას: შემთხვევითობა და აუცილებლობა, შესაძლებლობა და რეალობა, კანონზომიერება და ა.შ.
შანსი არის აუცილებლობის პოლარული კონცეფცია. შემთხვევითი არის მიზეზ-შედეგობრივი კავშირი, რომელშიც მიზეზობრივი საფუძველი იძლევა მრავალი შესაძლო ალტერნატიული შედეგის განხორციელების საშუალებას. ამავდროულად, რომელი კონკრეტული საკომუნიკაციო ვარიანტი განხორციელდება, დამოკიდებულია გარემოებების ერთობლიობაზე, პირობებზე, რომელთა ზუსტად გათვალისწინება და ანალიზი შეუძლებელია. ამრიგად, შემთხვევითი მოვლენა ხდება ზოგიერთი გაურკვეველის გავლენის შედეგად დიდი რიცხვისხვადასხვა და სრულიად უცნობი მიზეზები. შემთხვევითი შედეგის მოვლენის წარმოშობა, პრინციპში, შესაძლებელია, მაგრამ არა წინასწარ განსაზღვრული: შეიძლება მოხდეს ან არ მოხდეს.
ფილოსოფიის ისტორიაში ფართოდ არის წარმოდგენილი თვალსაზრისი, რომლის მიხედვითაც შანსი ნამდვილად არ არის, ეს დამკვირვებლისთვის უცნობი აუცილებელი მიზეზების შედეგია. მაგრამ, როგორც ჰეგელმა პირველად აჩვენა, შემთხვევითი მოვლენა, პრინციპში, არ შეიძლება გამოწვეული იყოს მხოლოდ შინაგანი კანონებით, რომლებიც აუცილებლად თან ახლავს კონკრეტულ პროცესს. შემთხვევითი მოვლენა, როგორც ჰეგელმა დაწერა, თავისთავად ვერ აიხსნება.
როგორც ჩანს, ავარიების არაპროგნოზირებადობა ეწინააღმდეგება მიზეზობრიობის პრინციპს. მაგრამ ეს ასე არ არის, რადგან შემთხვევითი მოვლენები და მიზეზობრივი კავშირები შედეგებია, თუმცა წინასწარ და საფუძვლიანად უცნობია, მაგრამ მაინც რეალურად არსებული და საკმაოდ განსაზღვრული პირობები და მიზეზები. ისინი არ წარმოიქმნება ქაოტურად და არა „არაფრისგან“: მათი გარეგნობის შესაძლებლობა, თუმცა არა ხისტი, არა ცალსახად, ბუნებრივად არის დაკავშირებული მიზეზობრივ საფუძვლებთან. ეს კავშირები და კანონები აღმოჩენილია ჰომოგენური შემთხვევითი მოვლენების დიდი რაოდენობის (ნაკადის) შესწავლის შედეგად, რომლებიც აღწერილია მათემატიკური სტატისტიკის აპარატის გამოყენებით და ამიტომ უწოდებენ სტატისტიკურს. სტატისტიკური ნიმუშები ბუნებით ობიექტურია, მაგრამ მნიშვნელოვნად განსხვავდება ცალკეული ფენომენის ნიმუშებისგან. ანალიზისა და მახასიათებლების გამოთვლის რაოდენობრივი მეთოდების გამოყენებამ, რომლებიც ემორჩილება შემთხვევითი ფენომენების და პროცესების სტატისტიკურ კანონებს, მათ მათემატიკის განსაკუთრებული დარგის - ალბათობის თეორიის საგნად აქცია.
ალბათობა არის შემთხვევითი მოვლენის შესაძლებლობის საზომი. შეუძლებელი მოვლენის ალბათობა ნულის ტოლია, აუცილებელი (სანდო) მოვლენის ალბათობა ერთია.
რთული მიზეზ-შედეგობრივი კავშირების ალბათურ-სტატისტურმა ინტერპრეტაციამ შესაძლებელი გახადა ფუნდამენტურად ახალი და ძალიან ახალი შემუშავება და გამოყენება. ეფექტური მეთოდებიმსოფლიოს განვითარების სტრუქტურისა და კანონების ცოდნა. კვანტური მექანიკისა და ქიმიის, გენეტიკის თანამედროვე წარმატებები შეუძლებელი იქნება შესწავლილი ფენომენების მიზეზებსა და შედეგებს შორის ურთიერთობის გაურკვევლობის გააზრების გარეშე, იმის გაცნობიერების გარეშე, რომ განვითარებადი საგნის შემდგომი მდგომარეობა ყოველთვის არ შეიძლება იყოს მთლიანად გამოყვანილი წინადან.
გაურკვევლობის ურთიერთობის ასახსნელად ნ.ბორმა წამოაყენა კომპლემენტარობის პრინციპი, უპირისპირდება მას მიზეზობრიობის პრინციპთან. მოწყობილობის გამოყენებისას, რომელიც საშუალებას გაძლევთ ზუსტად გაზომოთ ნაწილაკების კოორდინატები, იმპულსი შეიძლება იყოს ნებისმიერი და, შესაბამისად, არ არსებობს მიზეზობრივი კავშირი. სხვადასხვა კლასის ინსტრუმენტების გამოყენებით, იმპულსი შეიძლება ზუსტად გაიზომოს და კოორდინატები თვითნებური ხდება. ამ შემთხვევაში პროცესი, ნ.ბორის მიხედვით, თითქოს ხდება სივრცისა და დროის გარეთ, ე.ი. საუბარი უნდა იყოს ან მიზეზობრიობაზე, ან სივრცესა და დროს, მაგრამ არა ორივეზე ერთად.
კომპლემენტარობის პრინციპი მეთოდოლოგიური პრინციპია. განზოგადებული ფორმით, კომპლემენტარობის პრინციპის, როგორც სამეცნიერო კვლევის მეთოდის მოთხოვნები შეიძლება ჩამოყალიბდეს შემდეგნაირად: ფენომენის მთლიანობის რეპროდუცირებისთვის მისი შემეცნების გარკვეულ შუალედურ ეტაპზე, აუცილებელია გამოიყენოს ურთიერთგამომრიცხავი და ურთიერთშეზღუდვა. ცნებების „დამატებითი“ კლასები, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ცალ-ცალკე, განსაკუთრებული პირობებიდან გამომდინარე, მაგრამ მხოლოდ ერთად აღებული, ამოწურავს ყველა ინფორმაციას, რომლის განსაზღვრა და კომუნიკაცია შესაძლებელია.
ამრიგად, კომპლემენტარობის პრინციპის მიხედვით, ექსპერიმენტული ინფორმაციის მოპოვება ზოგიერთის შესახებ ფიზიკური რაოდენობითმიკროობიექტის (ელემენტარული ნაწილაკის, ატომის, მოლეკულის) აღწერა, აუცილებლად ასოცირდება ინფორმაციის დაკარგვასთან ზოგიერთი სხვა რაოდენობების შესახებ, პირველის დამატებით. ასეთი ურთიერთშემავსებელი სიდიდეები შეიძლება ჩაითვალოს ნაწილაკების კოორდინატად და მის სიჩქარედ (იმპულსი), კინეტიკური და პოტენციური ენერგია, მიმართულება და იმპულსის სიდიდე.
კომპლემენტარობის პრინციპმა შესაძლებელი გახადა მიკროფენომენების კორპუსკულარულ-ტალღური ბუნების გათვალისწინების აუცილებლობის იდენტიფიცირება. მართლაც, ზოგიერთ ექსპერიმენტში მიკრონაწილაკები, მაგალითად, ელექტრონები, იქცევიან ტიპიური კორპუსკულების მსგავსად, ზოგიერთში - ტალღური სტრუქტურების მსგავსად.
ფიზიკური თვალსაზრისით, კომპლემენტარობის პრინციპი ხშირად აიხსნება გავლენით საზომი ინსტრუმენტიმიკროობიექტის მდგომარეობაზე. როდესაც ერთ-ერთი დამატებითი სიდიდე ზუსტად იზომება, მეორე სიდიდე, მოწყობილობასთან ნაწილაკების ურთიერთქმედების შედეგად, განიცდის სრულიად უკონტროლო ცვლილებას. მიუხედავად იმისა, რომ კომპლემენტარობის პრინციპის ეს ინტერპრეტაცია დასტურდება უმარტივესი ექსპერიმენტების ანალიზით, ზოგადი თვალსაზრისით იგი ფილოსოფიურ წინააღმდეგობებს აწყდება. თანამედროვე კვანტური თეორიის თვალსაზრისით, მოწყობილობის როლი გაზომვებში არის სისტემის გარკვეული მდგომარეობის "მომზადება". მდგომარეობები, რომლებშიც ურთიერთშემავსებელ რაოდენობებს ერთდროულად ექნებოდათ ზუსტად განსაზღვრული მნიშვნელობები, ფუნდამენტურად შეუძლებელია და თუ ერთი ასეთი სიდიდე ზუსტად არის განსაზღვრული, მაშინ მეორის მნიშვნელობები სრულიად განუსაზღვრელია. ამრიგად, ფაქტობრივად, კომპლემენტარობის პრინციპი ასახავს კვანტური სისტემების ობიექტურ თვისებებს, რომლებიც არ არის დაკავშირებული დამკვირვებელთან.
მიკროობიექტების აღწერა კვანტურ მექანიკაში
კლასიკური მექანიკის შეზღუდულმა გამოყენებამ მიკრო-ობიექტებზე, ატომის სტრუქტურის კლასიკური პოზიციებიდან აღწერის შეუძლებლობამ, დე ბროლის ჰიპოთეზის ექსპერიმენტულმა დადასტურებამ ნაწილაკ-ტალღური დუალიზმის უნივერსალურობის შესახებ, განაპირობა კვანტური მექანიკის შექმნა, რომელიც აღწერს მიკრონაწილაკების თვისებები მათი მახასიათებლების გათვალისწინებით.
კვანტური მექანიკის შექმნა და განვითარება მოიცავს პერიოდს 1900 წლიდან (პლანკის კვანტური ჰიპოთეზის ფორმულირება) მეოცე საუკუნის 20-იანი წლების ბოლომდე და ძირითადად დაკავშირებულია ავსტრიელი ფიზიკოსის ე.შროდინგერის, გერმანელი ფიზიკოსების მ. ბორნი და W. Heisenberg, და ინგლისელი ფიზიკოსი P. Dirac.
როგორც უკვე აღვნიშნეთ, დე ბროლის ჰიპოთეზა დადასტურდა ელექტრონული დიფრაქციის ექსპერიმენტებით. შევეცადოთ გავიგოთ, რა არის ელექტრონის მოძრაობის ტალღური ბუნება და რა ტალღებზეა საუბარი.
მიკრონაწილაკებისთვის დაფიქსირებული დიფრაქციის ნიმუში ხასიათდება სხვადასხვა მიმართულებით მიმოფანტული ან არეკლილი მიკრონაწილაკების ნაკადების არათანაბარი განაწილებით: ნაწილაკების უფრო დიდი რაოდენობა შეინიშნება ზოგიერთი მიმართულებით, ვიდრე სხვებში. დიფრაქციულ ნიმუშში მაქსიმუმის არსებობა ტალღის თეორიის თვალსაზრისით ნიშნავს, რომ ეს მიმართულებები შეესაბამება დე ბროლის ტალღების უმაღლეს ინტენსივობას. მეორეს მხრივ, დე ბროლის ტალღების ინტენსივობა უფრო დიდია იქ, სადაც ნაწილაკების მეტი რაოდენობაა. ამრიგად, დე ბროლის ტალღების ინტენსივობა სივრცის მოცემულ წერტილში განსაზღვრავს ნაწილაკების რაოდენობას, რომლებიც მოხვდნენ ამ წერტილში.
მიკრონაწილაკების დიფრაქციული ნიმუში არის სტატისტიკური (ალბათური) ნიმუშის გამოვლინება, რომლის მიხედვითაც ნაწილაკები ხვდებიან იმ ადგილებში, სადაც დე ბროლის ტალღების ინტენსივობა უფრო დიდია. მიკრონაწილაკების აღწერილობის ალბათური მიდგომის საჭიროება კვანტური თეორიის მნიშვნელოვანი განმასხვავებელი მახასიათებელია. შეიძლება თუ არა დე ბროლის ტალღების ინტერპრეტაცია, როგორც ალბათობის ტალღები, ანუ შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ სივრცის სხვადასხვა წერტილში მიკრონაწილაკების აღმოჩენის ალბათობა იცვლება ტალღის კანონის მიხედვით? დე ბროლის ტალღების ეს ინტერპრეტაცია არასწორია, მხოლოდ იმიტომ, რომ სივრცის ზოგიერთ წერტილში ნაწილაკების აღმოჩენის ალბათობა უარყოფითია, რაც აზრი არ აქვს.
ამ სირთულეების აღმოსაფხვრელად გერმანელმა ფიზიკოსმა მ. ბორნმა (1882–1970) 1926 წელს გამოთქვა მოსაზრება, რომ ტალღის კანონის მიხედვით, იცვლება არა თავად ალბათობა, არამედ ალბათობის ამპლიტუდა, ე.წ. ტალღის ფუნქცია. ტალღის ფუნქციის გამოყენებით მიკრო ობიექტის მდგომარეობის აღწერას აქვს სტატისტიკური, ალბათური ბუნება: კერძოდ, ტალღის ფუნქციის მოდულის კვადრატი (დე ბროლის ტალღების ამპლიტუდის კვადრატი) განსაზღვრავს ნაწილაკების პოვნის ალბათობას. მოცემულ დროს გარკვეულ შეზღუდულ მოცულობაში.
დე ბროლის ტალღების სტატისტიკურმა ინტერპრეტაციამ და ჰაიზენბერგის გაურკვევლობის მიმართებამ მიგვიყვანა დასკვნამდე, რომ მოძრაობის განტოლება კვანტურ მექანიკაში, რომელიც აღწერს მიკრონაწილაკების მოძრაობას სხვადასხვა ძალის ველში, უნდა იყოს განტოლება, საიდანაც ნაწილაკების ექსპერიმენტულად დაკვირვებული ტალღური თვისებები იქნება. გაყოლა. მთავარი განტოლება უნდა იყოს განტოლება ტალღის ფუნქციასთან დაკავშირებით, რადგან მისი კვადრატი განსაზღვრავს ნაწილაკების პოვნის ალბათობას დროის მოცემულ მომენტში მოცემულ კონკრეტულ მოცულობაში. გარდა ამისა, საჭირო განტოლებამ უნდა გაითვალისწინოს ნაწილაკების ტალღური თვისებები, ანუ ეს უნდა იყოს ტალღური განტოლება.
კვანტური მექანიკის ძირითადი განტოლება ჩამოყალიბდა 1926 წელს ე.შროდინგერის მიერ. შროდინგერის განტოლება, ისევე როგორც ფიზიკის ყველა ძირითადი განტოლება (მაგალითად, ნიუტონის განტოლება კლასიკურ მექანიკაში და მაქსველის განტოლებები ელექტრომაგნიტური ველისთვის) არ არის მიღებული, არამედ პოსტულირებულია. შროდინგერის განტოლების სისწორეს ადასტურებს მისი დახმარებით მიღებული შედეგების გამოცდილებასთან შეთანხმება, რაც თავის მხრივ ანიჭებს მას ბუნების კანონების ხასიათს.
ტალღურ ფუნქციას, რომელიც აკმაყოფილებს შროდინგერის განტოლებას, ანალოგი არ აქვს კლასიკურ ფიზიკაში. მიუხედავად ამისა, დე ბროლის ძალიან მოკლე ტალღების სიგრძეზე, კვანტურიდან კლასიკურ განტოლებაზე გადასვლა ავტომატურად ხდება, ისევე როგორც ტალღური ოპტიკა გარდაიქმნება სხივურ ოპტიკად მოკლე ტალღის სიგრძეებისთვის. ორივე ლიმიტის გადასასვლელი მათემატიკურად შესრულებულია ანალოგიურად.
მატერიის სტრუქტურის ახალი სტრუქტურული დონის აღმოჩენამ და მისი აღწერის კვანტურმა მექანიკურმა მეთოდმა საფუძველი ჩაუყარა ფიზიკას. მყარი. გაიგეს ლითონების, დიელექტრიკების, ნახევარგამტარების სტრუქტურა, მათი თერმოდინამიკური, ელექტრული და მაგნიტური თვისებები. გაიხსნა გზები ახალი მასალების მიზანმიმართული ძიებისთვის საჭირო თვისებებით, ახალი მრეწველობისა და ახალი ტექნოლოგიების შექმნის გზები. დიდი მიღწევები იქნა მიღწეული ბირთვულ ფენომენებზე კვანტური მექანიკის გამოყენების შედეგად. კვანტურმა მექანიკამ და ბირთვულმა ფიზიკამ განმარტა, რომ ვარსკვლავების კოლოსალური ენერგიის წყარო არის ბირთვული შერწყმის რეაქციები, რომლებიც ხდება ვარსკვლავურ ტემპერატურაზე ათობით და ასეულობით მილიონი გრადუსით.
კვანტური მექანიკის გამოყენება ფიზიკური ველები. აშენდა ელექტრომაგნიტური ველის კვანტური თეორია - კვანტური ელექტროდინამიკა, რომელმაც ახსნა მრავალი ახალი მოვლენა. ფოტონი, ელექტრომაგნიტური ველის ნაწილაკი, რომელსაც არ აქვს მოსვენების მასა, ადგილი დაიკავა ელემენტარულ ნაწილაკებს შორის. კვანტური მექანიკის და ფარდობითობის სპეციალური თეორიის სინთეზმა, რომელიც ინგლისელმა ფიზიკოსმა პ. დირაკმა განახორციელა, განაპირობა ანტინაწილაკების წინასწარმეტყველება. აღმოჩნდა, რომ თითოეულ ნაწილაკს უნდა ჰქონდეს, თითქოს, საკუთარი „ტყუპი“ - სხვა ნაწილაკი იგივე მასით, მაგრამ საპირისპირო ელექტრული ან სხვა მუხტით. დირაკმა იწინასწარმეტყველა პოზიტრონის არსებობა და ფოტონის ელექტრონ-პოზიტრონის წყვილად გადაქცევის შესაძლებლობა და პირიქით. პოზიტრონი, ელექტრონის ანტინაწილაკი, ექსპერიმენტულად აღმოაჩინეს 1934 წელს.
IN Ყოველდღიური ცხოვრებისსივრცეში ენერგიის გადაცემის ორი გზა არსებობს – ნაწილაკების ან ტალღების მეშვეობით. ვთქვათ, დომინოს ჩამოგდება მაგიდაზე, რომელიც დაბალანსებული იყო მის კიდეზე, შეგიძლიათ მისცეთ მას საჭირო ენერგია ორი გზით. პირველ რიგში, თქვენ შეგიძლიათ გადააგდოთ მას სხვა დომინო (ანუ გადაიტანოთ წერტილის იმპულსი ნაწილაკების გამოყენებით). მეორეც, თქვენ შეგიძლიათ ააწყოთ დომინოს რიგი ჯაჭვში, რომელიც მიდის მაგიდის კიდეზე მდებარე ჯაჭვში და პირველი ჩამოაგდოთ მეორეზე: ამ შემთხვევაში, იმპულსი გადაეცემა ჯაჭვის გასწვრივ - მეორე დომინო დაინგრევა. მესამე, მესამე დაამხობს მეოთხეს და ა.შ. ეს არის ენერგიის გადაცემის ტალღური პრინციპი. ყოველდღიურ ცხოვრებაში არ არსებობს აშკარა წინააღმდეგობები ენერგიის გადაცემის ორ მექანიზმს შორის. ასე რომ, კალათბურთი არის ნაწილაკი, ხოლო ხმა არის ტალღა და ყველაფერი ნათელია.
მოდით შევაჯამოთ ნათქვამი. თუ ფოტონები ან ელექტრონები იგზავნება ერთ დროს ასეთ კამერაში, ისინი იქცევიან ნაწილაკებად; თუმცა, თუ თქვენ შეაგროვებთ საკმარის სტატისტიკას ასეთი ცალკეული ექსპერიმენტებიდან, გამოდის, რომ ერთობლივად იგივე ელექტრონები ან ფოტონები გადანაწილდება კამერის უკანა კედელზე ისე, რომ მასზე შეინიშნება ალტერნატიული მწვერვალების და ინტენსივობის ვარდნის ნაცნობი ნიმუში. მიუთითებს მათ ტალღურ ბუნებაზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მიკროსამყაროში ობიექტები, რომლებიც ნაწილაკებად იქცევიან, ამავდროულად თითქოს „ახსოვს“ მათი ტალღოვანი ბუნება და პირიქით. მიკროსამყაროს ობიექტების ამ უცნაურ თვისებას ე.წ კვანტური ტალღის ორმაგობა. მრავალი ექსპერიმენტი ჩატარდა კვანტური ნაწილაკების „ნამდვილი ბუნების ამოცნობის“ მიზნით: გამოიყენეს სხვადასხვა ექსპერიმენტული ტექნიკა და ინსტალაცია, მათ შორის ისეთებიც, რომლებიც შესაძლებელს გახდის ცალკეული ნაწილაკების ტალღური თვისებების იდენტიფიცირებას მიმღებამდე ნახევრად ან, პირიქით. , ინდივიდუალური კვანტების მახასიათებლების მეშვეობით სინათლის სხივის ტალღური თვისებების დადგენა. ყველაფერი ფუჭია. როგორც ჩანს, კვანტურ-ტალღური დუალიზმი ობიექტურად თანდაყოლილია კვანტურ ნაწილაკებში.
კომპლემენტარობის პრინციპი არის ამ ფაქტის მარტივი განცხადება. ამ პრინციპის მიხედვით თუ გავზომავთ კვანტური ობიექტის თვისებებს, როგორც ნაწილაკს, დავინახავთ, რომ ის ნაწილაკად იქცევა. თუ გავზომავთ მის ტალღურ თვისებებს, ჩვენთვის ის ტალღის მსგავსად იქცევა. ორივე იდეა საერთოდ არ ეწინააღმდეგება ერთმანეთს - ეს არის ზუსტად შეავსებსერთმანეთის, რაც აისახება პრინციპის სახელში.
როგორც უკვე ავხსენი შესავალში, მე მჯერა, რომ მეცნიერების ფილოსოფიას ასეთი ტალღურ-ნაწილაკების დუალიზმი შეუდარებლად მეტი სარგებლობა მოაქვს, ვიდრე შესაძლებელი იქნებოდა მისი არყოფნისას და ფენომენების მკაცრ განსხვავებას კორპუსკულარულ და ტალღად. დღეს სრულიად აშკარაა, რომ მიკროსამყაროს ობიექტები ფუნდამენტურად განსხვავებულად იქცევიან, ვიდრე მაკროსამყაროს ობიექტები, რომლებსაც ჩვენ შეჩვეული ვართ. Მაგრამ რატომ? რომელ ტაბლეტებზე წერია ეს? და, როგორც შუა საუკუნეების ბუნების ფილოსოფოსები მტკივნეულად ცდილობდნენ გაეგოთ ისრის ფრენა „თავისუფალი“ თუ „იძულებითი“, ასევე თანამედროვე ფილოსოფოსები იბრძვიან კვანტური ტალღის დუალიზმის გადასაჭრელად. სინამდვილეში, ელექტრონებიც და ფოტონებიც არ არის ტალღები ან ნაწილაკები, არამედ რაღაც სრულიად განსაკუთრებული მათი შინაგანი ბუნებით - და, შესაბამისად, არ შეიძლება აღწერილი იყოს ჩვენი ყოველდღიური გამოცდილებით. თუ ჩვენ გავაგრძელებთ მათი ქცევის ნაცნობ პარადიგმების ჩარჩოებში მოქცევას, ახალი პარადოქსები გარდაუვალია. ასე რომ, აქ მთავარი დასკვნა არის ის, რომ დუალიზმი, რომელსაც ჩვენ ვაკვირდებით, წარმოიქმნება არა კვანტური ობიექტების თანდაყოლილი თვისებებით, არამედ იმ კატეგორიების არასრულყოფილებით, რომლებითაც ვფიქრობთ.
მიმოწერის პრინციპი
ახალი თეორია, რომელიც აცხადებს, რომ აქვს სამყაროს არსის უფრო ღრმა ცოდნა, უფრო მეტი სრული აღწერადა მისი შედეგების უფრო ფართოდ გამოყენებისთვის, ვიდრე წინა, უნდა შეიცავდეს წინას, როგორც შემზღუდველ შემთხვევას. ასე რომ, კლასიკური მექანიკა არის კვანტური მექანიკის და ფარდობითობის თეორიის მექანიკის შემზღუდველი შემთხვევა. რელატივისტური მექანიკა ( სპეციალური თეორიაფარდობითობა) დაბალი სიჩქარის ზღვარზე გადადის კლასიკურ მექანიკაში (ნიუტონი). ეს არის კორესპონდენციის მეთოდოლოგიური პრინციპის შინაარსი, რომელიც ჩამოაყალიბა ნ. ბორის მიერ 1923 წელს.
კორესპონდენციის პრინციპის არსი შემდეგია: ნებისმიერი ახალი უფრო ზოგადი თეორია, რომელიც წარმოადგენს წინა კლასიკური თეორიების განვითარებას, რომლის ვალიდობა ექსპერიმენტულად დადგინდა ფენომენთა გარკვეული ჯგუფებისთვის, არ უარყოფს ამ კლასიკურ თეორიებს, არამედ მოიცავს მათ. წინა თეორიები ინარჩუნებენ თავიანთ მნიშვნელობას ფენომენების გარკვეული ჯგუფებისთვის, როგორიცაა საბოლოო ფორმა და განსაკუთრებული შემთხვევაახალი თეორია. ეს უკანასკნელი განსაზღვრავს წინა თეორიების გამოყენების საზღვრებს და ზოგიერთ შემთხვევაში არსებობს ახალი თეორიის ძველში გადასვლის შესაძლებლობა.
კვანტურ მექანიკაში კორესპონდენციის პრინციპი ცხადყოფს იმ ფაქტს, რომ კვანტური ეფექტები მნიშვნელოვანია მხოლოდ პლანკის მუდმივთან (h) შესადარ სიდიდეების განხილვისას. მაკროსკოპული ობიექტების განხილვისას პლანკის მუდმივი შეიძლება ჩაითვალოს უმნიშვნელოდ (hà0). ეს იწვევს იმ ფაქტს, რომ განსახილველი ობიექტების კვანტური თვისებები უმნიშვნელო აღმოჩნდება; კლასიკური ფიზიკის იდეები სწორია. აქედან გამომდინარე, კორესპონდენციის პრინციპის მნიშვნელობა სცილდება კვანტური მექანიკის საზღვრებს. ეს იქნება ნებისმიერი ახალი თეორიის განუყოფელი ნაწილი.
კომპლემენტარობის პრინციპი ერთ-ერთი ყველაზე ღრმა იდეაა თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერება. კვანტური ობიექტი ცალკე არც ტალღაა და არც ნაწილაკი. მიკროობიექტების ექსპერიმენტული შესწავლა გულისხმობს ორი ტიპის ხელსაწყოს გამოყენებას: ერთი საშუალებას აძლევს ერთს შეისწავლოს ტალღის თვისებები, მეორე - კორპუსკულური თვისებების. ეს თვისებები შეუთავსებელია მათი ერთდროული გამოვლინების თვალსაზრისით. ამასთან, ისინი თანაბრად ახასიათებენ კვანტურ ობიექტს და, შესაბამისად, არ ეწინააღმდეგებიან, არამედ ავსებენ ერთმანეთს.
კომპლემენტარობის პრინციპი ჩამოაყალიბა ნ. ბორმა 1927 წელს, როდესაც გაირკვა, რომ მიკროობიექტების ექსპერიმენტული შესწავლისას ზუსტი მონაცემების მიღება შესაძლებელია ან მათ ენერგიებსა და იმპულსებზე (ენერგეტიკული იმპულსების სურათი), ან მათ ქცევაზე სივრცეში და დრო (სივრცე-დროის სურათი). ამ ურთიერთგამომრიცხავი სურათების ერთდროულად გამოყენება შეუძლებელია. ასე რომ, თუ თქვენ ორგანიზებას უწევთ ნაწილაკების ძიებას ზუსტი ფიზიკური ინსტრუმენტების გამოყენებით, რომლებიც ჩაწერენ მის პოზიციას, მაშინ ნაწილაკი აღმოჩენილია თანაბარი ალბათობით სივრცის ნებისმიერ წერტილში. თუმცა, ეს თვისებები თანაბრად ახასიათებს მიკროობიექტს, რაც გულისხმობს მათ გამოყენებას იმ გაგებით, რომ ერთი სურათის ნაცვლად აუცილებელია ორის გამოყენება: ენერგოიმპულსური და სივრცით-დროითი.
ფართო ფილოსოფიური გაგებით, ნ. ბორის კომპლემენტარობის პრინციპი ვლინდება კვლევის სხვადასხვა ობიექტების მახასიათებლები ერთი და იგივე მეცნიერების ფარგლებში.