Принцип дополнительности

Принцип дополнительности возник из попыток осознать причину появления противоречивых наглядных образов, которые приходится связывать с объектами микромира. Он является основополагающим в современной физике.

В ряде экспериментов электрон и другие элементарные частицы обнаруживают корпускулярные свойства, то есть свойства частиц. Любое устройство для детектирования микрообъектов всегда регистрирует их как нечто целое, локализованное в очень малой области пространства.

С другой стороны, при движении все микрочастицы обнаруживают типичные волновые свойства. Наблюдается интерференция и дифракция частиц на кристаллических решетках или искусственно созданных препятствиях. Электроны и другие частицы ведут себя подобно волнац, огибающим препятствия, и одновременно проходят через несколько щелей дифракционной решетки.

Таким образом, всем микрообъектам присущ корпускулярно-волновой дуализм. Общий ответ на вопрос о том, каким образом эти противоречивые свойства совмещаются у одного объекта, был дан Н. Бором в 1927 г.

Прежде всего Бор обратил внимание на то, что все предметы и явления, которые мы видим вокруг себя и, конечно, измерительные приборы для регистрации элементарных частиц состоят из огромного множества микрочастиц. Иными словами, они являются макроскопическими системами, ничем иным они быть не могут. Сам человек – существо макроскопическое. Поэтому наши органы чувств не воспринимают микропроцессов. Понятия, которыми мы пользуемся для описания предметов и явлений окружающего мира, это макроскопические понятия. С их помощью можно легко описать любые физические процессы, проходящие в макромире. Но применить эти понятия для описания микрообъектов полностью нельзя, так как они не адекватны процессам микромира.

Но других понятий у нас нет и быть не может. Поэтому, чтобы компенсировать неадекватность нашего восприятия и представления об объектах микромира, нам приходится применять два дополняющих друг друга набора понятий. Эти понятия – частицы и волны. Только в совокупности они дают исчерпывающую информацию о квантовых явлениях.

Принцип дополнительности рассматривался Н. Бором не только в узком физическом смысле, но и с общефилософской точки зрения. Понятия, выработанные в науке, отражают лишь отдельные стороны реальных предметов, явлений и процессов. Таким образом, одно понятие способно отразить только часть истины. Но, собрав эти на первый взгляд противоречащие друг другу понятия, можно получить достаточно полную картину объекта.