Курсовая работа: Наука и иррационализм или обобщённый принцип дополнительности Бора

Александр Климец

Во всем подслушать жизнь стремясь,

Спешат явленья обездушить

Забыв, что если в них нарушить

Одушевляющую связь

То больше нечего и слушать.

Гете ("Фауст")

1. Введение

В свое время Нильс Бор вел напряженную работу по исследованию применения понятия дополнительности не только в физике, но и в других областях знаний. Эту задачу он считал не менее существенной, чем чисто физические исследования.

В физике количественным воплощением общего принципа дополнительности, сформулированного Бором в 1927 году, явилось соотношение неопределенностей Гейзенберга.

Посмотрим, говорил Бор, с этой точки зрения на явления жизни. 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. Биологические и физические исследования несопоставимы, поскольку для тех и других существуют свои ограниченные области реальности. Ведь если мы представим полностью уничтоженный живой организм, то как мы узнаем, какова роль отдельных атомов в жизненных процессах? Во всяком опыте над живым организмом имеется некоторая неопределенность в физических условиях, и поэтому "возникает мысль, что минимальная свобода, которую мы вынуждены предоставлять организму, как раз достаточна, чтобы позволить ему, так сказать, скрыть от нас свои последние тайны. С этой точки зрения самое существование жизни должно в биологии рассматриваться как элементарный факт, подобно тому, как в атомной физике существование кванта действия следует принимать за основной факт, который нельзя вывести из обычной механической физики. Действительно, существенная несводимость факта устойчивости атомов к понятиям механики представляет собой близкую аналогию с невозможностью физического или химического объяснения своеобразных отправлений, характеризующих жизнь" ([1] с.7).

Согласно Бору, фундаментальное различие между биологическими и физическими исследованиями делает невозможным установление твердых границ приложения физических идей к решению биологических проблем, границ, которым соответствовало бы в квантовой механике различие между причинным механистическим описанием и описанием собственно квантовых явлений. "...Сущность рассматриваемой аналогии,- пишет Бор,- это очевидное антагонистическое отношение между такими типичными сторонами жизни, как самосохранение и размножение индивидуумов, с одной стороны, и необходимое для всякого физического анализа подразделение объекта - с другой" ([1], c.118). Бор полагает, что биологические законы являются дополнительными к законам, которым подчиняется неживая природа.

Много размышлял Бор над применением понятия дополнительности в психологии. Он говорил: "Мы все помним старое высказывание, гласящее, что, пытаясь анализировать наши переживания, мы перестаем их испытывать. В этом смысле мы обнаруживаем, что между психологическими опытами для описания которых адекватно употреблять такие слова, как "мысли" и "чувства", существует соотношение дополнительности, какое существует между данными о поведении атомов."

Бор предполагает, что в этой области имеются взаимные соотношения, которые обусловлены единым характером сознания и поразительно напоминают физические следствия существования кванта действия, поскольку непрерывность мышления и сохранение индивидуальности личности в отношениях между людьми аналогичны волновому описанию материальных частиц при сохранении их индивидуальности в процессе взаимодействия. "Неизбежное влияние на атомные явления при их наблюдении,- пишет Бор, - соответствует здесь хорошо известному изменению оттенка психических событий, сопровождающему переход внимания от одного его элемента к другому". ([1], c.60). По мнению Бора, понятия "мысль" и "эмоция" при психологическом анализе находятся в отношении, которое "полностью аналогично дополнительному смыслу кинематических и динамических переменных в квантовой механике. В частности, степень произвола может быть переведена на наш язык просто как выражение именно того факта, что те ситуации, в которых можно говорить о свободе воли, и те, в которых разумно предпринять какой бы то ни было логический анализ психического состояния, являются взаимоисключающими". ([1], c.384).

Если пытаться понять скорбь или радость человека с помощью экспериментов над его головным мозгом, то исследуемое психическое явление нарушается и цель оказывается недостижимой.

Стараясь критически осмыслить какие-либо сильные чувства, скажем, любовь или благочестивое умиление, мы тут же уничтожаем эти самые чувства. Но если, с другой стороны, поддаться чувству, то вряд ли можно его продумать в этот момент.

Бор также считал, что свобода воли и чувство ответственности равно как милосердие и справедливость находятся в дополнительных отношениях друг к другу.

Бор был убежден, что квантовая теория дает "средство для освещения самых общих вопросов человеческого мышления" ([1], c.61). Он видит аналогию между связью атомных явлений с их наблюдениями и психологическими процессами, где трудно отделить объективное содержание от наблюдающего субъекта. "...С одной стороны, описание нашей мыслительной деятельности требует противопоставления объективно заданного содержания и мыслящего субъекта, а с другой, как уже ясно, - ...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"([1], c.58). Здесь речь идет, скорее всего, о фактах и смысле этих фактов.

Далее. Физическая картина явления и его математическое описание дополнительны. Создание физической картины мира требует пренебрежения деталями и уводит от математической точности. И наоборот, попытка точного математического описания явления затрудняет ясное понимание. Действительно, математическое описание основано на логике, физическая же картина мира строится на догадках, интуиции. На вопрос "Что дополнительно понятию истины?" Бор ответил "Ясность".

Со студенческой скамьи Бора занимала (под влиянием книги Пауля Меллера “Приключения датского студиозуса”) проблема свободы воли и детерминированности. Сильное влияние на Бора оказал также датский философ Серен Кьеркегор. Возражая мысли Гегеля о переходе количества в качество, Кьеркегор говорит: “Высшая количественная определенность так же мало объясняет скачок, как и низшая. Новое возникает скачкообразно”. Он отрицает элемент непрерывности, сохраняющийся при переходе в новое. Новое качество, по Кьеркегору, появляется с внезапностью загадочного. Скачок алогичен, недоступен рациональному пониманию, не вытекает с логической необходимостью из предшествующего состояния, иррационален...

Далее Бор рассматривает отношения между наукой и искусством, между наукой и религией. Кроме того он предполагает, что положение отдельного индивида в обществе описывается типично дополнительными характеристиками, которые зависят от соотношения (весьма подвижного) между личностными ценностями и общественными нормами. Общую цель всех культур Бор видит в теснейшем сочетании "справедливости и милосердия, какого только можно достигнуть; тем не менее следует признать, что в каждом случае, где нужно строго применить закон, не остается места для проявления милосердия, и наоборот, доброжелательство и сострадание могут вступить в конфликт с самими принципами правосудия. Во многих религиях этот конфликт иллюстрируется мифами о битвах между богами, олицетворяющими такие идеалы, а в древневосточной философии это подчеркивается следующим мудрым советом: добиваясь гармонии человеческой жизни, никогда не забывай, что на сцене бытия мы сами являемся как актерами, так и зрителями"([1], c.495). В связи с этим я хочу отметить, что человеческое сообщество интуитивно отобразило дополнительность справедливости и милосердия в связке института государственных судебных органов, руководствующихся в своей деятельности буквой рациональных законов и судов присяжных, более подверженных влиянию иррациональных чувств.

Рассуждая на основе метода аналогии и выявляя общие черты микрообъектов, живых организмов, сознания, общества и человеческих культур, Бор превратил свой принцип дополнительности из физического в универсальный философский принцип с наиболее общим методологическим значением. "В общефилософском аспекте, - писал он, - знаменательно здесь то, что в отношении анализа и синтеза в других областях знания мы встречаемся с ситуациями, напоминающими ситуацию в квантовой физике. Так, цельность живых организмов и характеристики людей, обладающих сознанием, а также и человеческих культур представляют черты целостности, отображение которых требует типично дополнительного способа описания. Передача опытных фактов в этих обширных областях знания требует богатого словаря, а из-за того, что словам иногда придается различный смысл, и прежде всего из-за различия в принятых в философской литературе толкованиях понятия причинности, цель такого рода сопоставлений часто понималась превратно. Но постепенно развитие терминологии, пригодной для описания более простой ситуации в области физики, показывает, что мы имеем здесь дело не с более или менее туманными аналогиями, а с отчетливыми примерами логических связей, которые в разных контекстах встречаются в более широких областях знания"([1], c.532).

Отметим, что из математического формализма квантовой механики идея дополнительности не выводится. Однако это не недостаток идеи дополнительности, а скорее ее достоинство. Дополнительность предстает перед нами как высшая форма качественного объяснения, и нет никакой необходимости искать указаний на то, какой математический формализм за нее ответствен. От качества нельзя требовать выводимости его из количества. Так, например, на основе понятия "вода" нельзя делать заключения, из какого количества воды складывается капля или море. Наконец, существенно и то, что, как отмечал П.Фейерабенд, идея дополнительности не представляет собой "последнее слово". Естественно, в сегодняшнем своем виде она вообще не может быть "последним словом", так как ничто не может претендовать на статус "абсолютной истины". Однако согласно принципу соответствия, как бы ни изменялась в будущем идея дополнительности, взгляды Бора останутся в золотой сокровищнице человеческого познания.

В связи с этим ниже я намерен сформулировать обобщенный принцип дополнительности Бора, охватывающий явления дополнительности, найденные Бором в других отраслях знания. Это позволит отыскивать феномены двойственности в самых различных областях действительности.

2. Принцип дополнительности в квантовой механике

Сущность принципа дополнительности Бора в физике такова. В любом опыте с микрообъектами наблюдатель получает информацию не о "свойствах объектов самих по себе", но о свойствах объектов в связи с конкретной ситуацией, включающей в себя, в частности, и измерительные приборы. Информацию об объекте, полученную при некоторых определенных условиях, надо рассматривать как дополнительную к информации, полученной при других условиях. Причем сведения, полученные при разных условиях, нельзя простым образом складывать, суммировать, комбинировать в некую единую картину; они отражают разные (дополняющие стороны) единой реальности, отвечающие исследуемому объекту. Свое прямое выражение принцип дополнительности находит, в частности, в идее корпускулярно-волнового дуализма и в соотношениях неопределенностей.

Нильс Бор говорил: "Термин "дополнительность" подчеркивает то обстоятельство, что в противоречащих друг другу явлениях мы имеем дело с различными, но одинаково существенными аспектами единого комплекса сведений об объекте" ([1], с.60). "В атомной физике слово "дополнительность" употребляют, чтобы характеризовать связь между данными, которые получены при разных условиях опыта и могут быть истолкованы лишь на основе взаимно исключающих друг друга представлений... Данные, полученные при разных условиях опыта, не могут быть охвачены одной единственной картиной; эти данные должны скорее рассматриваться как дополнительные. В квантовой физике данные об атомных объектах, полученные при помощи разных экспериментальных установок, находятся в своеобразном дополнительном отношении друг к другу. Действительно, следует признать, что такого рода данные, хотя и кажутся противоречащими друг другу при попытке скомбинировать их в одну картину, на самом деле исчерпывают все, что мы можем узнать о предмете." ([2], с.110).

Перечитаем еще раз внимательно слова Бора. Итак, данные о микрообъектах могут быть "наглядно истолкованы" лишь на основе "взаимно исключающих друг друга представлений". В этом смысле они не могут простым образом складываться, суммироваться, "не могут быть охвачены одной картиной". Разные данные находятся в "своеобразном" отношении друг к другу, для чего и применяется термин "дополнительность". Своеобразие отношения "дополнительности" согласуется с тем, что дополнительные друг по отношению к другу данные могут быть получены лишь "при разных условиях опыта".

Специфика квантовомеханических представлений с их несколько необычной логикой в известном смысле покоится на принципе дополнительности. Микрообъект не является ни корпускулой, ни волной; но в то же время мы используем для описания микрообъекта оба эти взаимно исключающие друг друга образы. Вдумаемся в эту ситуацию: образы корпускулы и волны используются для описания объекта, не являющегося ни корпускулой, ни волной, ни даже их симбиозом. Но взаимно исключающие друг друга образы используются как взаимно дополняющие образы, адекватно отражающие разные стороны объективной реальности, называемой микрообъектом. "Этот пункт логически важен, - писал Бор, - так как только то обстоятельство, что мы стоим перед выбором или (!) следить за траекторией частицы, или (!) же наблюдать интерференцию, позволяет нам избежать парадоксального вывода о том, что поведение электрона или фотона должно зависеть от наличия в экране щели, сквозь которую он заведомо не проходил" ([2], с.115).

3. Обобщение принципа дополнительности Бора

Итак, согласно параграфу 1, выстраиваются следующие дополнительные пары, найденные Нильсом Бором:

1. Пространственно-временное описание частицы и волновые свойства частицы;

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--