Квантово-полевая картина мира (современная, неклассическая)

Учебные материалы по биологии / Картина мира / Квантово-полевая картина мира (современная, неклассическая)

Квантово - полевые представления

I

.

Принцип дополнительности

сформулирован Н. Бором (1927 г.). Согласно этому принципу наличие информации об одних физических величинах, описывающих микрообъект (элементарная частица, атом, молекула) неизбежно связано с потерей информации о других величинах, дополняющих первые. Такими величинами, например, являются координата частицы и ее скорость (или импульс).

В более широкой трактовке, согласно этому принципу, для полного описания квантово-механических явлений необходимо применять два взаимоисключающих («дополнительных») набора классических понятий, совокупность которых даёт исчерпывающую информацию об этих явлениях как о целостных. Например, дополнительными в квантовой механике являются пространственно-временная и энергетически-импульсная картины.

Принцип дополнительности Бор рассматривал как методологический принцип, в широкой трактовке этот принцип означает, что описывать физический объект, относящийся к микромиру, нужно во взаимоисключающих, дополнительных системах, например, одновременно и как волну, и как частицу.

Посмотрим, говорил Бор, с этой точки зрения на то, сводятся ли биологические закономерности к физико-химическим процессам?

Нет, закономерности живой материи, хотя и определяются законами физики и химии, но не сводятся к ним. Бор обосновывает мысль, что два подхода - биологический и физико-химический - дополнительны.

Аналогично можно говорить о дополнительности анализа и синтеза, научного и иррационального и др.

В физике количественным воплощениям общего принципа дополнительности Бора явилось соотношение неопределенностей Гейзенберга.

Принцип неопределенности (соотношение неопределенностей Гейзенберга, открыт в 1927 г.).

Объект микромира невозможно одновременно с заданной точностью характеризовать координатой и импульсом. В классической механике частица движется по определенной траектории и в любой момент точно фиксированы ее координата и импульс. Согласно соотношению неопределенности Гейзенберга частица не может иметь одновременно и точно определенную координату (х, у, z) и определенную соответствующую проекцию импульса (Рх, Ру, Рz).

Нерелятивистское уравнение квантовой механики Шредингера играет в этой науке такую же роль, какую II закон Ньютона играет в классической механике (который является уравнением движения макрообъекта).

Релятивистское уравнение квантовой механики написал Поль Дирак.

В XX веке в квантовой механике выяснилось, что одновременное и точное измерение координат и скорости материального объекта невозможно в принципе! Таким образом, основное предположение, на котором покоилась концепция механического детерминизма, в реальности оказалось невыполнимым.