Дополнительности принцип

ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ ПРИНЦИП, положение в квантовой механике, согласно которому получение экспериментальной информации об одних физических величинах, описывающих элементарную частицу, атом, молекулу и другие микрообъекты, неизбежно связано с потерей информации о некоторых других физических величинах, «дополнительных» к первым (канонически сопряжённых с ними). Такими взаимно дополнительными величинами в квантовой механике являются, например, координата и импульс частицы, её энергия и время; им соответствуют операторы, не коммутирующие между собой. Дополнительности принцип введён Н. Бором (1927) в рамках развития квантово-механических представлений.

Следуя формулировке Бора, дополнительности принцип объясняют влиянием измерительного прибора - макрообъекта - на состояние микрообъекта. При точном измерении одной из дополнительных величин (например, координаты частицы) с помощью соответствующего прибора другая величина (импульс) в результате взаимодействия частицы с прибором претерпевает полностью неконтролируемое изменение. Такое толкование дополнительности принципа подтверждается анализом простейших экспериментов (например, измерение координаты частицы с помощью электронного микроскопа). С позиций современной квантовой теории измерений роль прибора заключается в «приготовлении» некоторого  состояния  квантовой  системы.

Реклама

Дополнительности  принципу в квантовой механике соответствует неопределенностей соотношение, которое  при  описании  квантовых систем с помощью дополнительных физических величин ограничивает принимаемые ими значения. Состояния, в которых взаимно дополнительные величины имели бы одновременно точно определённые значения, в квантовой механике принципиально невозможны, причём, если одна из таких величин определена точно, то значения другой полностью неопределённы.

Дополнительности  принцип приобрёл более широкое, общефилософское толкование при рассмотрении некоторых взаимоисключающих понятий (к таким понятиям, требующим «дополнительного способа описания», относятся, например, разум и инстинкт, личная свобода и социальное равенство, правосудие и милосердие). В физике термин «дополнительности принцип» со временем стал употребляться всё реже, чаще говорят о соотношении неопределённостей и соответствия принципе.

Д. В. Гальцов.