Курсовая работа: Наука и иррационализм или обобщённый принцип дополнительности Бора
Итак, что же общего обнаруживается в описанных выше парных отношениях? Нетрудно видеть, что общее у них одно: слева отображена рациональная сторона действительности и ее познания, а справа - иррациональная сторона. Таким образом можно обобщить принцип дополнительности Бора в таком виде: рациональная сторона действительности и ее познание и сопряженная ей иррациональная сторона действительности и ее познание дополнительны друг другу.
4. Принцип дополнительности в других областях знания
Принцип дополнительности требует, чтобы в любой области науки и жизни мы искали феномены двойственности. Продолжая ряд дальше, мы теперь можем утверждать, что существует соотношение дополнительности между:
10. Дискретным и непрерывным
11. Конечным и бесконечным
12. Локальным и нелокальным
13. Множественным и единым, целостным (единым, как выражением конечной неразложимости реальности на множества [17])
14. Фактом (объяснение опыта рассудком) и смыслом (пониманием значения; интуитивным постижением жизни)
15. Анализом и синтезом
16. Покоем (статикой) и движением (изменением вообще)
17. Мертвым (косной материей) и живым
18. Объектом и субъектом
19. Знанием и верой;
20. Разумом (логикой, истиной) и сердцем (добром, моралью, совестью, нравственностью, ясностью). ("Ум не понимает сердце, но оно знает", Живая этика, Рерих.)
21. Физикой и мистикой
22. Философией и теологией (богословием)
23. Телом и душой
24. Тоналем и нагвалем (дуалистическая концепция реальности по дону Хуану, см. книгу Карлоса Кастанеды "Сказки о силе")
25. Западом (западным знанием) и Востоком (восточным пониманием)
26. Рефлексией над миром и растворением в мире, слиянием с ним
27. Универсальностью, повторяемостью и уникальностью, индивидуальностью, неповторяемостью
28. Наукой и искусством
29. Наукой и религией
30. Миром тленным, вещным (миром видимым) и миром нетленным, духовным (миром невидимым)
31. Материей и "пустотой" (в духе Будды Гаутамы)
32. Смесью состояний и квантовой суперпозицией состояний
Очевидно, что этот ряд можно продолжить еще, располагая слева рациональную сторону действительности и ее познания, справа – сопряженную с ней иррациональную сторону действительности и ее познания.
Наличие двух типов состояния - смеси и суперпозиции является узловым для понимания "квантовой" картины мира. Очевидно, что смесь состояний и их суперпозиция тождественны рациональному и иррациональному состояниям системы.
Смесь - это состояние, которое нельзя описать с помощью волновой функции из-за неизвестности компонент, обусловленных ее взаимодействием с окружением. Это тот случай, когда система является частью другой системы, и между ними существует взаимодействие.
Квантовая суперпозиция (когерентная суперпозиция) - это суперпозиция состояний, которые не могут быть реализованы одновременно с классической точки зрения, это суперпозиция альтернативных (взаимоисключающих) состояний.
Все вышеизложенное о сущности принципа дополнительности в физике мы можем перенести и на обобщенный принцип дополнительности между рациональной и иррациональной сторонами действительности и ее познания. Например, дополнительность между мыслями и чувствами (эмоциями) человека. Каждый человек знает, что холодный рассудок исключает эмоциональное отношение к действительности, и, наоборот, во время эмоционального возбуждения (любви, ненависти, гнева) человеком совершаются поступки, необъяснимые с точки зрения разума и о которых человек в нормальном (разумном) состоянии будет сожалеть.
Предполагаемая здесь дополнительность между косным (мертвым) и живым указывает на несводимость этих форм бытия друг к другу. С точки зрения принципа дополнительности материя не является ни живой, ни мертвой, ни даже симбизом живого и мертвого. Мы только наблюдаем (познаем) ее либо как живую, либо как мертвую. Здесь уместно привести пример со шредингеровским котом. В то время как ящик вскрывается (акт наблюдения), мы обнаружим в нем либо живого, либо мертвого кота. Но пока ящик не вскрыт (нет акта наблюдения), мы не имеем права говорить о коте как о мертвом или живом. Кот находится в суперпозиционном состоянии, то есть является одновременно и живым и мертвым. Что же касается вопроса о том, как наглядно это представить, то от этого приходится просто отказаться. Наше наглядное мышление основано на аристотелевой логике с ее принципом исключенного третьего и поэтому оно принципиально не может отобразить суперпозицию живого и мертвого. На это способно, видимо, только наше интуитивное мышление, которое само является загадкой для многих (смотрите, впрочем, мою статью на эту тему [3]). Аналогичные рассуждения необходимо применять к любой рационально-иррациональной сопряженной паре.
Даже в известном диалектическом законе единства и борьбы противоположностей содержатся рациональный и иррациональный аспекты. Действительно, понятие противоположностей рационально, так как противоположности существуют обособленно, раздельно (например, плюс - минус, свет - тьма и т.п.). Именно в аспекте их разделения и происходит борьба противоположностей, как отдельных единиц, как соперников. В то же время единство противоположностей иррационально для рационального мышления (разума) и наглядно непредставимо. Аналог единству противоположностей мы находим в квантовой механике в понятии интерференции амплитуд между различными альтернативами (например, при прохождении одного электрона через обе щели одновременно и т.п.?!), а также в квантовой запутанности [15].
Единство противоположностей и заключается в интерференции их амплитуд. С точки зрения рационального мышления, рассматривающего все явления обособленно, раздельно, неподвижно, единство противоположностей является иррациональным феноменом.
Таким образом мы обнаруживаем, что если бы в природе отсутствовал иррациональный аспект, мир представлял бы из себя мертвую материю без всякого движения, то есть не существовал бы вовсе. Следовательно, само существование наблюдаемого мира предполагает дополнительность рационального и иррационального аспектов в любом явлении действительности.
С помощью принципа дополнительности рационального и иррационального аспектов природы легко разрешаются и апории Зенона. Действительно, апории Зенона неразрешимы только в рамках рационального мышления. Рассмотрим, например апорию "Стрела". Она состоит в следующем: если считать, что пространство, время и процесс движения состоят из некоторых "неделимых" элементов, то в течение одного такого "неделимого" тело (напр., стрела) двигаться не может (ибо в противном случае "неделимое" разделилось бы), а поскольку "сумма покоев не может дать движения", то движение вообще невозможно, хотя мы его на каждом шагу наблюдаем.
Но разбиение на "неделимые" элементы это рациональное действие. Согласно же принципу дополнительности, необходимо учесть также иррациональный аспект движения. Иррациональный аспект наглядно непредставим (потому он и иррационален), но именно он ответственен за переход тела (стрелы) от одного неделимого элемента к другому неделимому элементу или за процесс ее "становления", когда стрела одновременно и находится на данном отрезке пути и не находится на нем (и "да" и "нет" одновременно). Таким образом, состояние покоя обеспечивает рациональный аспект явления, а состояние движения - иррациональный аспект явления.
Похожая ситуация присутствует и во всех остальных апориях Зенона. Можно утверждать, что любой процесс характеризуется наличием и "точек покоя" и "точек становления", то есть состоит из рациональных и иррациональных моментов.
В. Гейзенберг отстаивал мысль, что дополнительность имеет универсальный характер. И в контексте развития физики, полагал он, эта идея пробуждает надежды на то, что "в окончательном состоянии различные культурные традиции, новые и старые, будут сосуществовать, что весьма разнородные человеческие устремления могут быть соединены для того, чтобы образовать новое равновесие между мыслями и действием, между созерцательностью и активностью" ([8], c.130).
М. Борн считал, что идея дополнительности имеет всеобщее значение, потому что существует много областей человеческой деятельности, где один и тот же факт можно рассматривать в различных, но взаимодополняющих аспектах ([9], c.73). Он был согласен с Бором в том, что представление о дополнительности можно применить в других областях знания, в частности в биологии, психологии, философии, политике, и заявлял, что не следует отказываться от такого обогащения нашего мышления ([10], c.463).
"Таким образом, - подводит итог Макс Борн, - физика ведет к тому, что нужно отказаться от представления всех сторон явления посредством одного и того же рода наблюдения и одной и той же системе понятий. Всегда существуют по меньшей мере два аспекта процесса, и в каждом отдельном случае необходимо выбирать, какому именно отдать предпочтение"
"Я считаю, - писал М. Борн,- что дополнительность - это важное понятие, ибо оно проясняет многое и за пределами физики... Это касается таких пар понятий, как материя и жизнь, тело и душа, необходимость и свобода. Вокруг них ведется философский и теологический спор на протяжении столетий из-за стремления привести все в одну систему. Если теперь оказывается, что даже в самой строгой и самой простой науке - физике, это сделать невозможно, что даже там различные аспекты нужно рассматривать с позиций дополнительности, то понятно, что того же самого нужно ожидать и везде".([10], c.532).
В. Паули также полагал, что представление о дополнительности выходит за рамки физики. Его философское значение состоит в том, что оно, выступая против односторонности, "могло бы стать первым шагом на пути прогресса к единой общей картине мира, в которой естественные науки составляют лишь часть ее" ([11], c.57). Я думаю, именно в этом и заключается предназначение и сущность принципа дополнительности между рациональными и иррациональными аспектами природы - построение единой общей картины мира.
5. Принцип дополнительности и мистицизм
В книге Фритьофа Капры "Дао физики" сказано: "Наука и мистицизм являются двумя дополняющими друг друга сторонами человеческого познания: рациональной и интуитивной. Современный физик -- последователь крайне рационалистического направления, а мистик - крайне интуитивного. Эти два подхода отличаются друг от друга самым принципиальным образом, и не только по вопросам истолкования смысла явлений материального мира. При этом для них характерна, как принято говорить в физике, дополнительность. Один подход не может быть заменен другим, каждый из них имеет уникальную ценность, а их соединение рождает новое, более адекватное мировосприятие. Перефразируя древнее китайское изречение, можно сказать, что мистики понимают корни Дао, но не его ветви, а ученые понимают ветви Дао, но не его корни. Наука не нужна мистицизму, мистицизм не нужен науке, но людям необходимо и то, и другое. Мистическое восприятие позволяет добиться глубокого понимания сути вещей, наука незаменима в современной жизни. Таким образом, лучше всего для нас было бы объединение мистической интуиции и научной рассудочности, а не динамическое их чередование."
Фундаментом, корнями рационального, объектного, разделенного макромира является микромир с его квантовым иррационализмом: 1. виртуальными частицами, получающими свою энергию из небытия; 2. туннельными переходами; 3. квантовой неделимостью и целостностью; 4. принципом неопределенности и т.д. и т.п.
Именно из принципа дополнительности следуют все непривычные особенности квантовой теории, в частности, ее вероятностный характер. Теперь сравним. Одно из возражений со стороны науки против мистицизма состоит в следующем. Наука, в отличие от мистики, основана на экспериментах, которые ученый может воспроизвести в любом месте в любое время неограниченное число раз. Мистики же оперируют фактами, которые невоспроизводимы в таком же смысле. Но нетрудно понять, что в силу вероятностного характера принципа дополнительности мы и не должны требовать рациональности от мистических явлений, на чем так настаивает наука, и их воспроизводимость вовсе не обязательна, так как в мистике, как и в квантовой механике, существенную роль играет наблюдатель и его психологическое состояние.
Вероятностное описание классического мира в квантовой механике возникает не потому, что мы что-то не знаем о системе, а потому, что у нее до измерения не существует каких-либо определенных характеристик. В системе существует суперпозиция возможных состояний, только одно из которых проявляется в эксперименте. Та же суперпозиция возможных состояний существует и в мистике. Поэтому каждый мистический опыт индивидуален, уникален, неповторяем.
Отметим, что парадокс Эйнштейна, Подольского, Розена (ЭПР) [4] означает отказ от здравого смысла и признание нефизических связей между физическими явлениями, похожими на потусторонние. Речь здесь идет о так называемых квантовых корреляциях. Нильс Бор в своем ответе ЭПР не опровергал и не анализировал здравый смысл, которым руководствовались ЭПР, а самого начала переправил всю проблему в потусторонний мир. Он сказал, что квантовую систему можно рассматривать в отношении к наблюдателю лишь как единое целое, а ставить вопросы о процессах внутри системы, которые приводят к результатам наблюдения системы как целого, бессмысленно1. Эти процессы непознаваемы. Другими словами, квантовая система является вещью в себе и ее внутренние процессы являются для нас потусторонним миром. Здравый смысл выработан в рамках локального приближения, в рамках дискретного подхода2. Но оставаясь в рамках локального приближения, нельзя в принципе согласовать квантовые корреляции со здравым смыслом. Здравый смысл базируется на дискретной, аристотелевой логике. Создание квантовой механики показало недостаточность локального приближения к описанию микроскопического мира и необходимость разработки так называемой "непрерывной логики" [3]. Природа квантовой корреляции неизвестна. Ее существование свидетельствует о наличии в природе такой связи между объектами, которая не может быть объяснена известными физическими факторами3. Выяснение природы квантовой корреляции является проблемой "потустороннего", иррационального мира.
6. Трагедия Эйнштейна
В квантовой механике выполняется принцип суперпозиции - волновая функция А складывается из волновых функций взаимоисключающих событий (альтернатив). Пусть между пучком электронов и фотопластинкой имеется экран с двумя отверстиями. Закроем заслонкой одно из отверстий. Тогда электрон идет обязательно через другое, и на его волновую функцию заслонка не влияет. Обозначим эту функцию через А1. Перенесем заслонку на другое отверстие и обозначим новую волновую функцию А2. Если оба отверстия открыты, волновая функция А = А1 + А2. Вероятность найти электрон в какой-либо точке фотопластинки будет Р = [А]2 = [А1 + А2]2 = А1А1* + А2А2* + (А1А2* + А1*А2 ). Если в какой-либо точке А1 и А2 равны, то мы получим вероятность Р = 4 [А1]2 = 4Р1, а если они отличаются по знаку, то Р = 0 - в эти места электроны не попадают. Если отверстия будут открыты попеременно, будут складываться вероятности, а не волновые функции. Соответствующая вероятность будет Р = А1А1* + А2А2* = Р1 + Р2 . Интерференция исчезнет, величины Р1 и Р2 положительные и друг друга не погашают. Таким образом, попытка уточнить траекторию частицы, отбирая случаи, когда она проходит через одно отверстие, уничтожает интерференцию. Так проявляется дополнительность пространственно-временного описания частицы и ее волновых свойств.
Слагаемые А1А1* и А2А2* характеризуют дискретность или рациональную (классическую) сторону действительности, а слагаемые в скобках (А1А2* + А1*А2) характеризует непрерывность (целостность) или иррациональную сторону действительности.
Далее. В свое время Эйнштейн (1909 год) вывел формулу для флуктуаций энергии излучения<е2>, где <е2> - среднее квадратическое значение флуктуаций энергии [4, с.174]. Если рассмотреть небольшую часть объема полости v, заполненной тепловым излучением с температурой Т, ограниченное со всех сторон стенкой, задерживающей излучение всех частот, кроме частот интервала dv, можно записать эту формулу следующим образом: <е2> = [hvr + (c3/8πv2) r2] vdv (при условии, что спектральная функция r задается известным законом Планка). Аналогичное соотношение Эйнштейн получил в 1925 году и для газа из массивных частиц [4, c.496]. Выражение в квадратных скобках состоит из двух частей - корпускулярной и волновой. Корпускулярное слагаемое hvr характеризует дискретную, рациональную составляющую излучения (частиц), волновое же слагаемое (c3/8πv2) r2 характеризует непрерывную, иррациональную составляющую излучения (частиц).
