Принцип дополнительности - Физика и философия - Мигдал А.Б. - Философы и их философия

         Прежде несколько слов о неожиданной диалектике Нильса Бора. Бор говорил: “Каждое высказанное мною суждение надо понимать не как утверждение, а как вопрос”. Или: “Есть два вида истины—три­виальная, отрицать которую нелепо, и глубокая, для которой обратное утверждение — тоже глубокая истина”. Можно сформулировать эту мысль иначе: содержательность утверждения проверяется тем, что его можно опровергнуть. Вот еще слова Бора: “Никогда не выражайся яснее, чем ты думаешь”. На вопрос, какое понятие дополнительно понятию истины, Бор ответил: “Ясность”.

       Принцип дополнительности, о котором сейчас пойдет речь,— вершина боровской диалектики.

       Слова Гегеля о единстве и борьбе противоположностей, как и всякое слишком общее суждение, от частого употребления сделались тривиаль­ными. Боровская идея дополнительности дает мысли Гегеля новое воп­лощение.

         В начале 1927 г. произошли два важных события: Вернер Гейзенберг получил соотношение неопределенностей, а Нильс Бор сформулировал принцип дополнительности.

        Анализируя все возможные мысленные эксперименты по измерению координаты и скорости частицы, Гейзенберг пришел к заключению, что возможность одновременного их измерения ограничена.

       Мы недаром употребляем слово “неопределенность” — не ошибка, не незнание, а именно неопределенность. Ведь принципиальная невозмож­ность измерить означает, согласно принципу наблюдаемости, неопреде­ленность самого понятия,

       Соотношение неопределенностей Гейзенберга есть количественное проявление принципа дополнительности Бора. Вот несколько примеров дополнительности понятий.

      Частица-волна — две дополнительные стороны единой сущности. Квартовая механика синтезирует эти понятия, поскольку она позволяет предсказать исход любого опыта, в котором проявляются как корпуску­лярные, так и волновые свойства частиц.

      Непрерывность и скачкообразность физических явлений — понятия дополнительные. Измерения всегда приводят к непрерывным функциям. В реальности скачки, хоть и на малом интервале, но сглажены. Так, в атомах энергетические скачки сглажены конечной шириной спектраль­ных линий, в фазовых переходах — конечным числом молекул образна. Б этом смысле утверждение древних “природа не делает скачков” пра­вильно. Но вместе с тем такое сглаживание не снимает скачкообразную закономерность, она остается как разумное приближение, точность кото­рого растет по мере выключения сглаживающих явлений.

         Существует вызывающая много споров проблема — как логически согласовать необратимость макроскопических явлений с обратимостью уравнений механики, которая определяет движение отдельных частиц макроскопической системы? Как однозначные законы механики частиц согласуются с вероятностным описанием статистической физики?

        Замечательный ленинградский физик-теоретик Николай Сергеевич Крылов, скончавшийся, когда ему еще не было и 30 лет, в -своей книге “Обоснование статистической физики” глубоко проанализировал упомя­нутую трудность и впервые ввел понятие “перемешивания” в фазовом пространстве как необходимое условие статистического описания. Он высказал мысль о том, что существует дополнительность между статисти­ческими характеристиками — температурой, плотностью, давлением и микроскопическим описанием частиц, входящих в систему. Крылов пока­зал, что попытка определить координаты и скорости частиц исключает возможность статистического описания. К несчастью, ранняя смерть не позволила ему развить эту идею.

         Физическая картина явления и его строгое математическое описание дополнительны. Создание физической картины требует качественного подхода, пренебрежения деталями и уводит от математической точности. И наоборот — попытка точного математического описания настолько усложняет картину, что затрудняет физическое понимание. В этом смысл слов Бора, утверждавшего, что ясность дополнительна истине.

        Бор много сделал для применения идеи дополнительности в других областях знаний. Сводятся ли биологические закономерности к физико-химическим процессам? Все биологические процессы определяются дви­жением частиц, составляющих живую материю. Но такой взгляд отражает только одну сторону дела. Другая сторона, более важная — закономер­ности живой материи, которые хотя и определяются законами физики и химии, но не сводятся к ним. Для биологических процессов характерна финалистическая закономерность, отвечающая на вопрос “зачем”. Физи­ка же интересуется только вопросами “почему” и “как”. Правильное понимание возможно только на основе взаимодополнительного описания биологии, единства физико-химической причинности и биологической це­ленаправленности.

       Согласно Бору, проблема свободы воли решается дополнительностью мыслей и чувств — пытаясь анализировать переживания, мы их изменяем, и наоборот — отдаваясь чувствам, теряем возможность анализа.

       Лингвист как-то пожаловался мне, что трудно примирить два направ­ления, существующие в его науке. Одни утверждают, что смысл фразы целиком определяется совокупностью входящих в нее слов. Другие, в том числе мой собеседник, считают, что слова — это лишь символы, намекаю­щие на содержание. В пример он приводил фразу: “У кого в 1978 г. была А. П. Иванова со своим пульпитом?” Ясно, что врач спрашивает, у какого специалиста лечилась раньше его пациентка. Но как сконструи­ровать машину для перевода, которая правильно передала бы смысл?

       Я предложил моему знакомому обратиться к идеям Бора. Через неко­торое время он написал мне: “Ваша мысль о принципе дополнительности применительно к двум сторонах языка хороша и пришлась кстати. Она позволяет осмыслить противоречивость этих двух сторон как благо, как свидетельство известной целостности, а не как занозу...”.

        В физике идея Бора приводит к количественным соотношениям, что и доказывает ее важность. В других областях идея дополнительности на первый взгляд кажется почти тривиальной. Однако ее ценность доказы­вается тем, что она помогает в поисках направления развития: в приве­денном примере — выработать рациональные пути построения машины для перевода.