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가장 중요한 과학적 발견
상보성의 원칙. 과학적 발견의 역사와 본질
매우 정확하고 방대한 원칙 Бор 상보성 - 현재 가장 심오한 철학적, 자연 과학적 아이디어 중 하나. 상대성 원리 또는 물리적 필드의 아이디어와 같은 아이디어 만 비교할 수 있습니다. W. I. 프랑크푸르트는 "N. Bohr의 Como 연설 이전 몇 년 동안 양자 이론의 물리적 해석에 대한 수많은 토론이 있었습니다. 양자 이론 - 모든 원자 과정이 불연속성으로 특징지어지는 가정에서, 고전 이론과는 거리가 멀다. 양자이론은 고전물리학에 이질적인 원자 현상을 적용할 때 고전 개념의 근본적인 한계를 주요 조항 중 하나로 인식하지만 동시에 경험적 자료의 해석은 주로 고전 개념의 적용에 기초하고 있다. 이 때문에 양자 이론의 공식화에 상당한 어려움이 발생합니다. 고전 이론은 물리적 현상이 근본적으로 제거할 수 없는 영향 없이 고려될 수 있다고 가정합니다. Como에서 열린 국제 물리학 회의(International Congress of Physics of Physics)에서 논의된 문제의 중요성을 고려하여 "양자 가정과 원자 이론의 최신 발전" 보고서에서 보어는 XNUMX배의 시간 제한을 받았습니다. 그의 보고서에 대한 토론이 의회의 나머지 부분을 차지했습니다. Niels Bohr는 "... 보편적인 행동 양자의 발견은 관찰 문제에 대한 추가 분석의 필요성을 낳았습니다. 이 발견에서 고전 물리학의 특징인 전체 기술 방법( 상대성 이론) 설명에 포함된 모든 동작 차원의 크기가 동작 양자와 비교하여 큰 경우에만 적용 가능합니다. 읫 가지. 이 조건이 충족되지 않으면 원자 물리학 현상 분야의 경우와 같이 인과 관계 설명의 틀에 포함될 수없는 특별한 종류의 규칙 성이 발생합니다 ... 이 결과는 처음에는 그러나 역설적인 것은 이 영역에서 물리적 물체의 독립적인 행동과 측정 도구로 사용되는 다른 물체와의 상호 작용 사이에 명확한 선을 긋는 것이 더 이상 불가능하다는 사실에서 그 설명을 찾습니다. 그러한 상호 작용은 관찰 과정에서 필연적으로 발생하며 측정 개념의 의미 자체에 의해 직접적으로 고려될 수 없습니다... 이 상황은 실제로 실험 데이터의 분석 및 합성과 관련하여 물리학에서 완전히 새로운 상황의 출현을 의미합니다. 그것은 우리로 하여금 인과관계의 고전적 이상을 보통 "상보적(complementary)"이라고 하는 좀 더 일반적인 원리로 대체하도록 강요합니다. 우리가 다양한 측정 도구의 도움으로 얻은 연구 대상의 거동에 대한 정보는 겉보기에는 양립할 수 없는 것처럼 보이지만 실제로는 일반적인 방식으로 서로 직접 관련될 수 없지만 서로 보완적인 것으로 간주되어야 합니다. 따라서 특히 개별 원자 과정의 "개체성"을 일관되게 분석하려는 시도의 실패는 그러한 과정을 별도의 부분으로 분할하여 작용의 양자를 상징하는 것처럼 보일 수 있으며 실패로 설명됩니다. 이는 공정 중 어느 순간을 직접 관찰하여 수정하려는 경우 이를 위해 측정 장치를 사용해야 하기 때문입니다. 프로세스. 상대성 이론의 가정과 상보성 원리 사이에는 모든 차이점이 있지만 형식적인 유추를 볼 수 있습니다. 상대성 이론에서와 마찬가지로 빛의 속도의 유한성으로 인해 기준틀에 따라 모양이 다른 규칙성이 동등하게 나타나므로 상보성의 원리에서도 규칙성이 다양한 측정 도구의 도움으로 연구되고 작용 양자의 유한함으로 인해 상호 모순되는 것처럼 보이는 것은 논리적으로 양립 가능합니다. 지식 이론의 관점에서 볼 때 완전히 새로운 원자 물리학에서 발전된 상황을 가능한 한 명확하게 설명하기 위해 우리는 여기서 무엇보다도 이러한 측정의 목적은 일부 물리적 프로세스의 시공간적 과정을 제어하는 것입니다. 그러한 통제는 궁극적으로 항상 우리가 사용하는 시공간 참조 프레임을 결정하는 저울 및 시계와 물체의 행동 사이에 일정한 수의 모호하지 않은 관계를 설정하는 것으로 귀결됩니다. 우리는 관찰 조건과 관계없이 공간과 시간에서 연구 대상의 독립적 인 행동에 대해서만 말할 수 있습니다. 고려중인 프로세스에 필수적인 모든 조건을 설명 할 때 대상의 상호 작용을 완전히 무시할 수 있습니다. 위의 연결이 설정되면 필연적으로 발생하는 측정 장치와 함께. 그러나 양자영역의 경우와 같이 그러한 상호작용 자체가 연구 중인 현상의 진행과정에 큰 영향을 미친다면 상황은 완전히 바뀌게 되고 특히 우리는 양자의 시공간적 특성 사이의 연결을 버려야 한다. 고전적 묘사의 특징인 사건과 보편적인 역학적 법칙 보존. 이것은 기준 시스템을 설정하기 위해 저울과 시계를 사용하는 것이 정의상, 고려 중인 현상 동안 측정 장치로 전달되는 운동량과 에너지의 크기를 고려할 가능성을 배제한다는 사실에서 비롯됩니다. 마찬가지로 운동량이나 에너지의 개념이 본질적으로 사용되는 공식화에서 양자 법칙은 물체의 시공간 거동에 대한 엄격한 제어가 배제된 그러한 실험 조건에서만 검증될 수 있습니다. 불확실성 관계에 따르면 하이젠베르크, 같은 실험에서 원자 물체의 두 가지 특성인 좌표와 운동량을 결정하는 것은 불가능합니다. 그러나 보어는 더 나아갔다. 그는 원자 입자의 좌표와 운동량을 동시에 측정할 수 있을 뿐만 아니라 일반적으로 동일한 장비를 사용하여 측정할 수 없다고 언급했습니다. 실제로, 원자 입자의 운동량을 측정하려면 매우 가벼운 이동성 "도구"가 필요합니다. 그러나 정확히는 그의 이동성 때문에 그의 위치는 매우 불확실합니다. 좌표를 측정하려면 입자가 충돌할 때 움직이지 않는 매우 거대한 "장치"가 필요합니다. 그러나 이 경우 그녀의 모멘텀이 아무리 변해도 우리는 눈치채지 못할 것입니다. L.I.의 판단에 따르면 "추가성은 보어 덕분에 모든 사람이 사용할 수 있게 된 단어이자 생각의 전환입니다."라고 설명하고 설명합니다. 그러므로 모순되지 않고 서로를 보완하십시오. 두 개의 호환되지 않는 장치 속성의 상보성에 대한 이 간단한 주장은 상보성 원칙의 의미를 잘 설명하지만 결코 그것을 소진하지는 않습니다. 사실 우리는 그 자체가 아니라 원자 객체의 속성을 측정하기 위해서만 도구가 필요합니다. x 좌표와 운동량 p는 두 개의 계측기로 측정한 두 가지 속성에 해당하는 개념입니다. 우리에게 친숙한 지식의 사슬-현상-이미지, 개념, 공식에서 상보성의 원리는 주로 양자 역학의 개념 시스템과 그 결론의 논리에 영향을 미칩니다. 사실 형식 논리의 엄격한 조항 중에는 두 개의 반대 진술 중 하나는 참이고 다른 하나는 거짓이며 세 번째는있을 수 없다는 "배제 된 중간의 규칙"이 있다는 것입니다. 고전 물리학에서는 "파동"과 "입자"의 개념이 정반대이며 본질적으로 양립할 수 없기 때문에 이 규칙을 의심할 이유가 없었습니다. 그러나 원자물리학에서 이 둘은 같은 물체의 특성을 설명하는 데 똑같이 잘 적용되며 완전한 설명을 위해서는 동시에 사용할 필요가 있음이 밝혀졌습니다. 보어의 상보성 원리는 확립된 개념 체계의 결점을 세상에 대한 지식의 발전과 조화시키려는 성공적인 시도입니다. 이 원리는 원자 물리학에서 개념이 변할 뿐만 아니라 물리적 현상의 본질에 대한 질문의 공식화도 변한다는 것을 설명하면서 우리 사고의 가능성을 확장했습니다. 그러나 상보성 원리의 중요성은 원래 발생했던 양자역학을 훨씬 뛰어넘습니다. 나중에 과학의 다른 영역으로 확장하려고 시도했을 때 인간 지식의 전체 시스템에 대한 진정한 의미가 분명해졌습니다. 그러한 단계의 합법성에 대해 논쟁할 수 있지만 모든 경우, 심지어 물리학과 거리가 먼 경우에도 그 결실을 부인할 수는 없습니다. Ponomarev는 "보어는 원자 물체에 적용되는 '파동 또는 입자?'라는 질문이 잘못 제기되었음을 보여주었습니다. 원자는 이러한 별도의 속성을 가지고 있지 않으므로 질문이 명확한 대답을 허용하지 않습니다."라고 말했습니다. 예" 또는 "아니오." 같은 방식으로 "미터와 킬로그램 중 어느 것이 더 큰가요?"라는 질문에 대한 답변이 없기 때문에 그리고 유사한 유형의 다른 질문. 원자 현실의 두 가지 추가 속성은 우리가 원자라고 부르는 자연 현상의 완전성과 단일성을 파괴하지 않고서는 분리될 수 없습니다... ...원자체는 입자도 파동도 아니며 동시에 그 무엇도 아닙니다. 원자 객체는 파동과 입자 속성의 단순한 합과 같지 않은 제XNUMX의 것입니다. 이 원자적인 "어떤 것"은 우리의 오감을 초월하지만 확실히 실재합니다. 우리에게는 이 현실의 속성을 충분히 상상할 수 있는 이미지와 감각이 없습니다. 그러나 경험을 바탕으로 한 우리 지성의 힘은 경험 없이도 그것을 알 수 있게 해줍니다. 결국 (Born이 옳았다는 것을 인정해야 함), "... 이제 원자 물리학자는 나비를 기다리며 자연의 비밀을 파고 들기를 희망했던 구식 박물학자의 목가적 인 생각에서 멀리 떨어져 있습니다. 초원." 저자: Samin D.K.
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