Данная статья относится к Категории: Научные парадигмы

«В истории науки мало таких событий, которые подобно открытию Планком элементарного кванта действия за короткое время одной человеческой жизни привели бы к столь существенным последствиям. Это открытие не только во всё возрастающей степени становится основой для упорядочения знаний об атомных явлениях, которые за последние тридцать лет чрезвычайно возросли, но и привело одновременно к полному преобразованию принципов описания явлений природы. Мы здесь встречаемся с непрерывным развитием точек зрения и вспомогательных понятий, начавшимся с основополагающих работ Планка по теории теплового излучения и выразившимся в последние годы в формулировке символической квантовой механики, которую нужно считать естественным обобщением классической механики, с которой она может сравниться по изяществу и внутреннему совершенству.

Однако эта цель была достигнута путём отказа от причинного пространственно-временного описания, что составляет отличительную черту классических физических теорий, достигших столь глубокой ясности благодаря теории относительности.

В этом отношении квантовая теория была разочарованием, поскольку атомная теория возникла из стремления использовать такой способ описания и для явлений, которые нашим органам чувств не представляются непосредственно как движения материальных тел. Но с давних пор мы были готовы столкнуться именно здесь с тем, что приспособленные к нашим чувствам формы выражения откажутся служить. […]

Теоретико-познавательная проблема, о которой идет речь, характеризуется коротко тем, что, с одной стороны, описание нашей мыслительной деятельности требует противопоставления объективно заданного содержания и мыслящего субъекта, а с другой, как уже ясно, - что нельзя строго разграничить объект и субъект, поскольку последнее понятие также принадлежит к содержанию. Из такого положения вещей следует не только относительность зависящего от произвола при выборе точки зрения значения каждого понятия или, вернее, каждого слова; мы должны вообще быть готовыми к тому, что всестороннее освещение одного и того же предмета может потребовать различных точек зрения, препятствующих однозначному описанию. Строго говоря, глубокий анализ любого понятия и его непосредственное применение взаимно исключают друг друга.

В необходимости прибегнуть к дополнительному в этом смысле или, вернее, взаимному способу описания нас особенно убедили психологические проблемы. В противоположность им характерной чертой так называемых точных наук считали стремление достичь однозначности, избегая каких-либо указаний об исследующем субъекте. Это стремление, пожалуй, наиболее сознательно проявляется в математической символике, в которой мы видим идеал объективности; вряд ли можно установить границы её достижениям в каждой замкнутой области применения логики. Но в собственно естествознании не может идти речь о строго замкнутой области применения принципов логики, поскольку мы постоянно должны учитывать вновь поступающие сведения, включение которых в рамки прежних знаний может потребовать ревизии наших мыслительных вспомогательных средств.

Подобную ревизию мы пережили недавно в связи с возникновением теории относительности, которая благодаря существенно углубленному анализу проблемы наблюдения открыла субъективный характер всех понятий классической физики. Несмотря на высокие требования, которые она предъявляет к нашей способности абстрагирования, теория относительности, тем не менее, в особенно значительной степени приближается к классическому идеалу о едином и причинном описании природы. Сохраняется прежде всего представление объективной реальности подлежащих изучению явлений. Как подчеркивал Эйнштейн, в основе всей теории относительности лежит допущение, что каждое наблюдение основано на встрече предмета и измеряющего тела в одной пространственно-временной точке, а, следовательно, оно может быть определёно независимо от системы отсчёта наблюдателя. Но после открытия кванта действия мы уже знаем, что классический идеал недостижим при описании атомных процессов. Любая попытка пространственно-временного упорядочения индивидуумов вызывает разрыв причинной цепочки, связанный с непренебрежимым обменом импульсом и энергией с используемыми для измерения масштабами и часами, причём обмен не поддается расчёту, когда эти средства измерения достигают цели. Наоборот, любой основанный на строгом сохранении энергии и импульса однозначный вывод о динамическом поведении индивидуумов потребует, очевидно, полного отказа от определения их положения в пространстве и времени. Вообще можно сказать, что целесообразность причинного пространственно-временного описания при рассмотрении обычных опытов основана только на малой величине кванта действия по сравнению с действиями, обычно встречаемыми в измерениях. Открытие Планка поставило нас здесь в такое же положение, какое было вызвано открытием конечности скорости света; целесообразность требуемого нашим образом мышления резкого различения пространства и времени основана исключительно на малости скоростей, с которыми мы обычно имеем дело, по сравнению со скоростью света. Фактически нельзя забывать о взаимности результатов измерений при рассмотрении вопроса о причинности атомных явлений так же, как нельзя забывать об относительности наблюдений при рассмотрении вопроса об одновременности.

При отказе от стремления к наглядности, накладывающей отпечаток на всю нашу речь, - а к нему толкает существующая ситуация, - особенно поучительно, что уже простые психологические опыты дают основания не только для релятивистского, но и для взаимного способа описания. Относительности наших сведений о движении, которую каждый из нас освоил ещё с детства на примере перемещения корабля или вагона, соответствуют повседневные опыты относительно взаимности данных, получаемых от прикосновения. Здесь нужно напомнить о часто приводимом психологами ощущении, переживаемом всеми при попытках ориентироваться на ощупь в тёмной комнате с помощью палки. Тогда как в случае, если держать палку свободно, мы чувствуем её как внешний предмет, при крепком обхвате чувство чужого тела теряется и ощущение соприкосновения локализуется непосредственно в точке, где палка соприкасается с исследуемым телом. Вряд ли будет преувеличением, если уже из психологических опытов заключить, что понятия пространства и времени в сущности приобретают определённый смысл лишь благодаря тому, что можно пренебречь взаимодействием со средствами измерения. Анализ чувственных ощущений вообще показывает заслуживающую внимания независимость психологических основ восприятий от пространства и времени, с одной стороны, и, имея в виду восприятия, обусловленные действием сил, от энергии и импульса, с другой.

Но прежде всего эта область была охарактеризована соотношениями взаимности, которые связаны с единым характером сознания и поразительно напоминают физические следствия существования кванта действия. Речь идет здесь об общеизвестных особенностях мира ощущений (Fiihllebens) и решений воли (Willenlebens), которые совершенно не поддаются наглядному представлению. Кажущееся противоречие между непрерывным прогрессом обобщенного мышления и сохранением индивидуальности личности находит впечатляющую аналогию в отношении между обусловленным принципом суперпозиции волновым описанием поведения материальных частиц и их сохраняющейся индивидуальностью. Неизбежное влияние на атомные явления при их наблюдении соответствует здесь хорошо известному изменению оттенка психических событий, сопровождающее переход внимания от одного его элемента к другому.

Позволю себе ещё кратко остановиться на соотношении между психическими закономерностями и проблемой причинности физических явлений. При рассмотрении контраста между ощущением свободной воли, господствующей в духовной жизни, и кажущейся непрерывающейся причинной зависимостью сопровождающих её физиологических процессов, мыслителям не пришло в голову, что здесь может идти речь о невыявленной дополнительности. Чаще защищалось мнение, что практически невозможное, но мыслимое детальное прослеживание процессов в мозгу может выявить причинную цепочку, дающую однозначное отображение ощущаемых психических событий. Подобный мысленный эксперимент выступает теперь в новом свете, поскольку после открытия кванта действия мы знаем, что детальное причинное прослеживание атомных процессов невозможно и что каждая попытка познать такой процесс сопровождается принципиально неконтролируемым вмешательством в его ход. Согласно высказанному взгляду относительно соотношения между явлением в мозгу и психическими событиями мы должны быть готовы признать, что попытка наблюдать процессы в мозгу должны внести существенные изменения сопровождающего их ощущения воли. Хотя здесь речь идет только о более или менее подходящей аналогии, мы с трудом избавляемся от убеждения, что в привнесённом квантовой теорией недоступном нашим обычным воззрениям обстоятельстве мы получили средство для освещения самых общих вопросов человеческого мышления».

Нильс Бор, Квант действия и описание природы / Избранные труды в 2-х томах, Том 2, М., «Наука», 1971 г., c. 56, 58-61.

В двух работах 1937 года Нильс Бор добавит:

«Мои размышления над вопросами психологии в связи с проблемами атомной физики преследовали кроме всего прочего две различные важные цели. Первой было напомнить общеизвестным примером самонаблюдения и связанных с ним трудностей анализа и синтеза психических переживаний, что в этой области познания мы вынуждены сталкиваться с ситуацией, во многих отношениях формально сходной с той, которую мы имеем в атомной физике, к величайшему беспокойству многих физиков и философов. Другая цель состояла в том, чтобы выразить надежду, что теоретико-познавательная точка зрения, которая в области атомной физики прояснила значительно более лёгкие вопросы, окажется полезной также и при обсуждении психологических проблем. Фактически уже само употребление таких слов, как «мысль» и «чувство» или «инстинкт» и «благоразумие», для описания различного рода психических переживаний указывает на существование характерных дополнительных соотношений, обусловленных особенностями самонаблюдения. Именно в условиях принципиальной невозможности при самонаблюдении проводить чёткое различие между субъектом и объектом в смысле классического представления о причинности прежде всего может найти себе естественное место представление о чувстве воли (Willensgefiihl)».

Нильс Бор, Причинность и дополнительность / Избранные труды в 2-х томах, Том 2, М., «Наука», 1971 г., с. 257.

«В поисках параллели с вытекающим из атомной теории уроком об ограниченной применимости обычных идеализаций мы должны обратиться к совсем другим областям науки, например к психологии, или даже к особого рода философским проблемам; это те проблемы, с которыми уже столкнулись такие мыслители, как Будда и Лао Цзы, когда пытались согласовать наше положение как зрителей и как действующих лиц в великой драме существования. Признание аналогии чисто логического характера в тех проблемах, которые возникают в столь далеких друг от друга областях человеческих интересов, ни в коем случае не означает, однако, что в атомной физике допускается какой-то мистицизм, чуждый истинному духу науки; наоборот, это признание побуждает нас подумать, не может ли прямое решение тех парадоксов, которые неожиданно встретились в атомной области при применении наших простейших понятий, помочь нам разъяснить аналогичные затруднения в других областях знания.

Нильс Бор, Биология и атомная физика / Избранные труды в 2-х томах, Том 2, М., «Наука», 1971 г., с. 256.

Источник — портал VIKENT.RU

Дополнительные материалы

Принцип дополнительности в естествознании по Нильсу Бору

Системный анализ — плейлист из 6-ми видео

Изображения в статье

Нильс Хенрик Давид Бор — датский физик-теоретик и общественный деятель. Создал первую квантовую теорию атома и активно участвовал в разработке основ квантовой механики / Public Domain

Image by PIRO4D from Pixabay

Image by Delyth Williams from Pixabay

Image by Patricia Alexandre from Pixabay

Image by chenspec from Pixabay