В качестве одного
из наиболее вероятных сценариев
эволюции Вселенной, рассмотренный
нами ранее, включает инфляционную стадию
(раздувание) от «ложного вакуума» –
вакуума, обладающего огромной энергией.
Такой вакуум обладает стремление к
гравитационному отталкиванию, обеспечивающему
его расширение.
«Ложный» вакуум
представляет собой симметричное, но
энергетически невыгодное, а следовательно,
нестабильное состояние. В свете
инфляционной теории эволюция Вселенной
предстает как синергетический
самоорганизующийся процесс. Если считать
Вселенную замкнутой системой, то
процессы самоорганизации могут
быть рассмотрены как взаимодействие
двух открытых подсистем – физического
вакуума и всевозможных микрочастиц
и квантов полей. Согласно этой теории
в процессе расширения из «суперсимметричного»
состояния Вселенная разогрелась
до температуры, соответствующей Большому
Взрыву. Дальнейшее ее развитие по мере
падения температуры пролегало
через критические точки бифуркации
(ветвления), в которых происходили
спонтанные нарушения симметрий
исходного вакуума. Схематично этот
процесс представляется в следующем,
упрощенном виде:
1-я бифуркация:
нарушение симметрии (тождества)
между бозонами и фермионами
привело к разделению материи
на вещество и поле;
2-я бифуркация:
нарушение тождества между кварками
и лептонами; симметрия Вселенной
нарушается до симметрии, отвечающей
сильным взаимодействиям и симметрии,
отвечающей электрослабым взаимодействиям;
нарушается также симметрия между
веществом и антивеществом: частиц
вещества рождается больше, и
вся наша Вселенная оказывается
построенной из вещества;
3-я бифуркация:
спонтанное нарушение симметрии
электрослабого взаимодействия, что
обнаруживается нами в виде
различия между электромагнитным
и слабым взаимодействием.
4-я бифуркация:
возникают протоны и нейтроны.
Дальнейшая эволюция
Вселенной приводит к возникновению
водорода, гелия, ионизованного газа,
звезд, галактик и т.д.
Спонтанное нарушение
симметрии вакуума выражается в
том, что он отдает энергию на рождение
микрообъектов, на приобретение их масс
и зарядов, вследстве чего плотность
энергии вакуума уменьшается.
Важным здесь
является и то, что ход этой эволюции,
выбор пути развития в моменты
бифуркаций оказался именно таким, что
в результате появилась именно такая
Вселенная, какую мы наблюдаем, т.е.
Вселенная, в которой оказалась
возможной жизнь нашего типа и
появление самого наблюдателя (т.н.
антропный принцип).
6. Асимметрия
и жизнь
Асимметрия и
жизнь. Открытие киральной чистоты
молекул биогенного происхождения
проливает новый свет на возникновение
жизни на Земле, которое могло
быть вызвано спонтанным нарушением
существующей до того зеркальной симметрии.
Факторами возникновения асимметрии
могли быть радиация, температура, давление,
воздействие электромагнитных полей
и др. Возможно, что жизнь на Земле
зародилась в виде структур, схожих
с генами современных организмов.
Это мог быть акт самоорганизации
материи в виде скачка, а не постепенной
эволюции. В связи с этим говорят
о Большом Биологическом Взрыве.
Исследования
показывают, что в ходе развития
жизни асимметрия все больше и
больше вытесняет симметрию из биологических
и химических процессов. Внешне симметричные
полушария головного мозга различаются
по своим функциям. Явно асимметричным
признаком является разделение полов
– достаточно «позднее приобретение»
эволюции, причем каждый пол вносит
в процесс воспроизведения свою
генетическую информацию. Симметрия
и асимметрия живого проявляются
и в важнейших факторах эволюции.
Так в устойчивости видов (наследственность)
проявляется симметрия, а в их
изменчивости – асимметрия.
Список используемой
литературы
1. Грядовой
Д.И. Концепции современного естествознания.
Структурный курс основ естествознания.
– М.: Учпедгиз, 1999.
2. Дубнищева
Т.Я. Концепции современного естествознания.
– Новосибирск: ЮКЭА, 1997.
3. Концепции
современного естествознания./ под
ред. проф. С.А. Самыгина, 3-е изд.
– Ростов н/Д: «Феникс», 2002.
4. Найдыш
В.М. Концепции современного естествознания.-
М.: АЛЬФА-М, ИНФРА-М.-2003
[1] Концепции
современного естествознания./ под
ред. проф. С.А. Самыгина, 3-е изд.
– Ростов н/Д: «Феникс», 2002.-стр.
46
ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ
ПРИНЦИП
Перевод
ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ
ПРИНЦИП
методологич. принцип,
выдвинутый дат. физиком Н. Бором
в связи с интерпретацией квантовой
механики. Он формулируется так: в
процессе познания для воспроизведения
целостности объекта необходимо
применять взаимоисключающие, "дополнительные"
классы понятий, каждый из к-рых применим
в своих особых условиях. Д. п. часто
отождествлялся с соотношением неопределенности
Гейзенберга. Такое рассмотрение имело,
напр., основание в том, что при
определенности координаты микрочастицы
имеет место неопределенность импульса,
и наоборот. Тем самым открывалась
возможность использовать эти две
характеристики микрообъекта как взаимоисключающие.
Однако содержание Д. п. значительно
шире, и к этому принципу Бор
подошел независимо от соотношения
неопределенностей еще на ранних
этапах развития квантовой физики.
Для объяснения устойчивости атомов
и особенностей их излучения Бор
ввел свои известные постулаты. Благодаря
им удалось непоследовательно соединить
в одной модели классич. и квантовые
представления о движении электрона.
Но применение классич. представлений
к области малых квантовых
чисел (типично квантовым явлениям)
не давало адекватных результатов. Необходимо
было философски осмыслить данную ситуацию.
Бор выдвигает идею новой формы
связи классических и квантовых
понятий. Новая идея, получившая в
дальнейшем название "дополнительности",
устанавливала эту связь, механически
перенося старые понятия на новую
область, в результате чего классические
понятия "дополнялись" квантовыми.
В последующем развитии квантовой
теории возникли, казалось, непреодолимые
гносеологические трудности (о физической
природе микрочастиц, о возможности
соединения в одной картине их
взаимоисключающих сторон). Одной
из попыток разрешения этих трудностей
и явилась детальная разработка
Бором Д. п. Свое название "Complementarity"
эта идея получила в период формулировки
основных принципов квантовой механики.
Осенью 1927 на международном конгрессе
физиков в Комо (Швейцария) Бор
говорил, что "при описании атомных
явлений квантовый постулат выдвигает
перед нами задачу развития некоторой
теорий „дополнительности“" ("Atomic
theory and the description of nature", Camb., 1934, p. 55). Ее
осн. требование – необходимость
применения взаимоисключающих неадекватных
(классич.) понятий в виде "дополнительных
пар" для анализа противоречивых
свойств квантовых объектов. Бор
указывал в докладе "Свет и жизнь"
(1932): "Пространственная непрерывность
нашей картины распространения
света и атомизм световых эффектов
являются дополнительными аспектами
в. том смысле, что они одинаково
объясняют важные черты световых
явлений, которые никогда не могут
быть приведены в непосредственное
противоречие друг с другом, так
как их глубокий анализ в терминах
механики требует взаимоисключающих
экспериментальных устройств" ("Atomic
physics and human knowledge", ?. ?., [1958], p. 5). Правильно
вскрывая противоречивую природу света,
противоположность волновых и корпускулярных
свойств, Бор, однако, не видел возможности
их внутреннего единства и выдвинул
мысль о двух эквивалентных аспектах
описания: л и б о корпускула,
л и б о волна с последующим
в н е ш н и м соположением
обоих аспектов (физич. картины микроявлений),
что и составляет методологич. суть
Д. п. В этом наглядно сказывается
непоследовательность филос. позиции
Бора. В 30–40-х гг. Бор дал позитивистскую
интерпретацию Д. п., выдвинув представление,
что Д. п. служит для того, "чтобы
символизировать фундаментальное
ограничение объективного существования
явления независимо от средств наблюдения"
(там же, р. 7), и выступив с требованием
"радикального пересмотра взглядов
на проблему физической реальности"
("Квантово-механическое описание физической
реальности", в журн.: "Успехи физ.
наук", т. 16, вып. 4, 1936, с. 448). Гейзенберг
усматривает прямую связь Д. п. с
соотношением неопределенностей. Это
приводит его к противопоставлению
категорий пространства и времени
категории причинности: "Пространственно-временное
описание процессов, с одной стороны,
и классический закон причинности – с
другой, представляют дополнительные,
исключающие друг друга черты физических
процессов" ("Физические принципы
квантовой теории", М.–Л., 1932, с. 51). В
последующем Бор придает Д. п. всеобъемлющий
характер, выходящий далеко за пределы
физич. явлений. "Цельность живых организмов
и характеристики людей, обладающих сознанием,
а также и человеческих культур, представляют
черты целостности, отображение которых
требует типично дополнительного способа
описания" ("Квантовая физика и философия",
в журн.: "Успехи физ. наук", т. 67, вып.
1, 1959, с. 42). В работах ряда ученых, разделявших
крайне позитивистские взгляды (П. Иордан,
Ф. Франк, Г. Рейхенбах и др.), Д. п. использовался
для пропаганды "краха причинности",
"свободы воли" электрона и пр. Ошибочно
абсолютизируя роль измерит. прибора,
трактуя ее как "неконтролируемое взаимодействие",
"приготовление субъектом физической
реальности", они не смогли научно объяснить
специфику познания микромира. Невозможность
одноврем. определения координаты и импульса
обусловлена, по их мнению, не противоречивой,
корпускулярно-волновой природой микрообъектов,
а использованием двух взаимоисключающих
классов приборов: одного – для определения
пространственно-временных характеристик,
другого – импульсно-энергетических.
Т.о., специфика процесса познания микроявлений
объясняется ими не особенностями познаваемого
объекта, а, наоборот, его природа рассматривается
как следствие специфики познания. Среди
понятий или ситуаций, требующих "дополнительного
способа описания", указываются, напр.,
такие, как разум и инстинкт, свобода воли
и детерминизм в психологии; понятие и
звуковой фон в лингвистике; механицизм
и витализм в биологии; личная свобода
и социальное равенство в социологии;
правосудие и милосердие в юриспруденции
и др. При конкретном анализе этих противоречий
с позиции Д. п. иногда обнаруживается
внешнее сходство с диалектикой. На этом
основании в зап. лит-ре, в частности в
швейцарском журнале "Dialectika", стало
модным отождествление диалектич. противоположностей
с "дополнительностями" (взаимоисключающими
сторонами познаваемого объекта) и, соответственно,
диалектики с методом "дополнительности".
Это отождествление необоснованно. Д.
п. предполагает механистический разрыв
противоположностей, а затем их внешнее
рядоположение, в то время как для диалектики
характерны не только взаимоисключение,
но и объективная взаимосвязь, взаимопроникновение
противо-положностей. Концепция "дополнительности"
была подвергнута критическому анализу
со стороны ряда советских и зарубежных
ученых: П. Ланжевена, С. И. Вавилова, В.
А. Фока, Луи де Бройля, Д. И. Блохинцева,
М. Э. Омельяновского, И. В. Кузнецова, С.
Г. Суворова, Л. Яноши и др. Этот критический
анализ способствовал расчищению пути
для дальнейшего развития физической
теории. Тем не менее нек-рые рациональные
выводы из методологической концепции
Бора, в к-рой стихийно отразились элементы
диалектики, могут в силу этого оказаться
полезными при разрешении некоторых трудностей
в развитии современной физики, напр. в
построении теории "элементарных"
частиц.
Таким образом,
методологическая роль Д. п. изменяется
с развитием квантовой физики,
его значение уменьшается в ходе
развития физической теории. Концепция,
выдвинутая Бором, сыграла положительную
вспомогательную роль на ранних этапах
построения и интерпретации квантовой
теории. Однако последующая абсолютизация
"дополнительного способа описания"
и неправомерное возведение его
в ранг метода исследования не соответствовали
требованиям адекватного, все более
углубляющегося познания. Рациональный
смысл идеи "дополнительности"
и ее первоначальное значение оказались
утраченными, когда с ней стали
связывать агностицизм, различные
субъективистские взгляды на физическую
реальность, на проблему причинности
и т.п. Но объективное содержание
исследований Бора и выводы, логически
следующие из них, в известной
мере способствовали обогащению научных
представлений о диалектическом
характере процессов природы. Они
показывают необходимость сознательного
применения адекватного метода познания
– аналога диалектических процессов
действительности.
Лит.: Блохинцев
Д. И., Основы квантовой механики, 2 изд.,
М.–Л., 1949; его же, Критика философских
воззрений так называемой "копенгагенской
школы" в физике, в сб.: Философские
вопросы современной физики, М., 1952;
Александров А. Д., Против идеализма
и путаницы в понимании квантовой
механики, "Вестн. ЛГУ", 1949, No 4; Кузнецов
И. В., Вернер Гейзенберг и его философские
позиции в физике, в кн.: Гейзенберг
В., Философские проблемы атомной
физики, пер. ?. ?. Овчинникова, М., 1953; Омельяновский
М. Э., Философские вопросы квантовой
механики, М., 1956; ?ок В. ?., Критика взглядов
Бора на квантовую механику, в сб.:
Философские вопросы современной
физики. Под редакцией И. Кузнецова
и М. Омельяновского, М., 1958; Сачков Ю.
В., О материалистическом истолковании
квантовой механики, М., 1959; Философские
вопросы современной физики. Сб.
[Под редакцией И. В. Кузнецова
и М. Э. Омельяновского], М., 1959; Проблема
причинности в современной физике.
[Под редакцией И. В. Кузнецова
и др.], М., I960.
А. Познер. Москва.
Философская Энциклопедия.
В 5-х т. — М.: Советская энциклопедия.
Под редакцией Ф. В. Константинова.
1960—1970.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ
ПРИНЦИП
ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ
ПРИНЦИП-ОДИН из важнейших методологических
и эвристических принципов современной
науки. Предложен Н. Бором (1927)
при интерпретации квантовой
механики: для полного описания
квантово-механических объектов
нужны два взаимоисключающих
(“дополнительных”) класса понятий,
каждый из которых применим
в особых условиях, а их совокупность
необходима для воспроизведения
целостности этих объектов. Физический
смысл принципа дополнительности
заключается в том, что квантовая
теория связана с признанием
принципиальной ограниченности
классических физических понятий
применительно к атомным и
субатомныы явлениям. Однако, как
указывал Бор, “интерпретация
эмпирического материала в существенном
покоится именно на применении
классических понятий” {Бор Н.
Избр. науч. труды, т. 2. М., 1970, с. 30). Это
означает, что действие квантового
постулата распространяется на
процессы наблюдения (измерения)
объектов микромира: “наблюдение
атомных явлений включает такое
взаимодействие последних со
средствами наблюдения, которым
нельзя пренебречь” (там же, с.
37), т. е., с одной стороны, это
взаимодействие приводит к невозможности
однозначного (“классического”) определения
состояния наблюдаемой системы
независимо от средств наблюдения,
а с другой стороны, никакое
иное наблюдение, исключающее воздействие
средств наблюдения, по отношению
к объектам микромира невозможно.
В этом смысле принцип дополнительности
тесно связан с физическим
смыслом “соотношения неопределенностей”
В. Гейзенберга: при определенности
значений импульса и энергии
микрообъекта не могут быть
однозначно определены его пространственно-временные
координаты, и наоборот; поэтому
полное описание микрообъекта
требует совместного (дополнительного)
использования его кинематических
(пространственно-временных) и динамических
(энергетически-импульсных) характеристик,
которое, однако, не должно пониматься
как объединение в единой картине
по типу аналогичных описаний
в классической физике. Дополнительный
способ описания иногда называют
неклассическим употреблением классических
понятий (И. С. Алексеев).
Принцип
дополнительности применим к
проблеме “корпускулярно-волнового
дуализма”, которая возникает
при сопоставлении объяснений
квантовых явлений, основанных
на идеях волновой механики (Э.
Шредингер) и матричной механики
' (В. Гейзенберг). Первый тип объяснения,
использующий аппарат дифференциальных
уравнений, является аналитическим;
он подчеркивает непрерывность
движений микрообъекгов, описываемых
в виде обобщений классических
законов физики. Второй тип основан
на алгебраическом подходе, для
которого существен акцент на
дискретности микрообъекгов, понимаемых
как частицы, несмотря на невозможность
их описания в “классических” пространственно-временных
терминах. Согласно принципу дополнительности,
непрерывность и дискретность принимаются
как равно адекватные характеристики
реальности микромира, они несводимы к
некой “третьей” физической характеристике,
которая “связала” бы их в противоречивом
единстве; сосуществование этих характеристик
подходит под формулу “либо одно, либо
другое”, а выбор из них зависит от теоретических
или экспериментальных проблем, возникающих
перед исследователем (Дж. Холтон).
Бор
полагал, что принцип дополнительности
применим не только в физике,
но имеет более широкую методологическую
значимость. Ситуация, связанная с
интерпретацией квантовой механики,
' “имеет далеко идущую аналогию
с общими трудностями образования
человеческих понятий, возникающими
из разделения субъекта и объекта”
(там же, с. 53). Такого рода аналогии
Бор усматривал в психологии
и, в частности, опирался на
идеи У. Джеймса о специфике
интроспективного наблюдения за
непрерывным ходом мышления: подобное
наблюдение воздействует на наблюдаемый
процесс, изменяя его; поэтому
для описания мыслительных феноменов,
устанавливаемых интроспекцией,
требуются взаимоисключающие классы
понятий, что соответствует ситуации
описания объектов микрофизики.
Другая аналогия, на которую Бор
указывал в биологии, связана
с дополнительностью между физико-химической
природой жизненных процессов
и их функциональными аспектами,
между детерминистическим и телеологическим
подходами. Он обращал также
внимание на применимость принципа
дополнительности к пониманию
взаимодействия культур и общественных
укладов. В то же время Бор
предупреждал против абсолютизации
принципа дополнительности в
качестве некоей метафизической
догмы.
Тупиковыми
можно считать такие интерпретации
принципа дополнительности, когда
он трактуется как гносеологический
“образ” некоей “внутренне присущей”
объектам микромира противоречивости,
отображаемой в парадоксальных
описаниях (“диалектических противоречиях”)
типа “микрообъекг является и
волной, и частицей”, “электрон
обладает и не обладает волновыми
свойствами” и т. п. Разработка
методологического содержания принципа
дополнительности—одно из наиболее
перспективных направлений в
философии и методологии науки.
В его рамках рассматриваются
применения принципа дополнительности
в исследованиях соотношений
между нормативными и дескриптивными
моделями развития науки, между
моральными нормами и нравственным
самоопределением человеческой
субъективности, между “критериальными”
и “критикорефлексивньми” моделями
научной рациональности.
Лит.:
Гейзенберг В. Физика и философия.
М., 1963; Кузнецов ?. Г. Принцип дополнительности.
М., 1968; Методологические принципы
физики. История и современность.
М., 1975; Холтон Дж. Тематический анализ
науки. М., 1981; Алексеев И. С.
Деятельност. ная концепция познания
и реальности.— Избр. труды по
методологии и истории физики.
М., 1995; Исторические типы научной
рациональности, т. 1—2. М., 1997.