Новая история стран Европы и Америки XVI–XIX века. Часть 1

Планетарная модель атома имела существенный недостаток с точки зрения классического электромагнетизма – ускоренно движущиеся электроны должны выделять, а значит и устойчиво утрачивать энергию. Выход из этого противоречия предложил датский физик Нильс Бор (1885–1962), выдвинувший в 1913 г. гипотезу о том, что устойчивое орбитальное движение электрона обеспечивается взаимодействием положительного и отрицательного зарядов и не приводит к излучению энергии. Излучение энергии имеет место лишь в том случае, когда вся система переходит из одного стационарного состояния в другое. Причем частота излучения тогда будет зависеть также не от движения каждого электрона, а от общего количества энергии, излучаемого при переходе.

Распространение квантовых принципов на механику и электродинамику, возможность формирования на этой основе целостной физической картины мира вызывали сомнения у многих ученых. К числу скептиков присоединились тогда и Макс Планк, и Альберт Эйнштейн. Инициатива в разработке квантовой (нерелятивисткой) механики перешла к молодым ученым – В. Паули (1900–1958), В. Гайзенбергу (1901–1976), В. Фоку (1898–1974), П. Дираку (1902–1984), Д. Уленбеку (1900–1974), С. Гаудсмиту (1902–1979). Большинству из них едва исполнилось по 20–25 лет, из-за чего их исследования нередко называли «крестовым походом детей». Возглавили этот «поход» представители более старшего поколения – Эрвин Шредингер (1887–1961) и Луи де Бройль (1892–1987). Им удалось сформулировать систему доказательств квантового характера не только светового излучения, но и элементарных частиц самой материи. Из этой теории следовало, что любая частица обладает как корпускулярными свойствами (энергией и импульсом), так и волновыми (частотой и длиной волны). Поэтому невозможно точно зафиксировать координаты и траекторию частицы (это означало бы пренебрежение волновыми характеристиками), равно как нельзя использовать классические методы полевых расчетов, не пренебрегая информацией о материальном характере «поведения» частицы.

Квантовая теория преодолевала, таким образом, уверенность в обязательной наглядности, очевидности, строгой логичности изучаемых явлений. Мир элементарных частиц казался скорее виртуальным, призрачным, нежели реальным. Любая попытка дать исчерпывающее объяснение его законов неизбежно приводила к противоречию, а описание взаимодействия элементарных частиц могло быть составлено лишь на основе вероятностных принципов. В результате создание теории квантовой механики значительно ускорило формирование неклассической общенаучной методологии. Базовые постулаты квантовой физики (в первую очередь сформулированные Н. Бором принципы дополнительности и соответствия) приобрели философское значение.

В обобщенном виде принцип дополнительности гласил, что любое сложное явление может быть полно описано лишь при применении не менее чем двух взаимоисключающих понятий. Такие понятия отражают сущностные свойства изучаемого явления, хотя и являются антиподами по отношению друг другу (например, функция и структура, волна и корпускула и т. п.). Таким образом, принцип дополнительности обосновывал необходимость синтеза различных характеристик сложных явлений, а также самих методов научного познания.

Принцип соответствия рассматривал ту же проблему в ином ракурсе – каждая новая научная теория может быть признана истинной только в том случае, если она не противоречит достоверно установленным предыдущим теориям. Исходя из этого принципа, научное познание основывалось не только на синтезе методов, но и на преемственном накоплении «достоверных» знаний. Подобная установка преодолевала дисциплинарные традиции позитивизма, но сохраняла позитивистскую трактовку сущности научного знания – как комплекса точно установленной, «зафиксированной» информации.

Реализация принципов дополнительности и соответствия в построении научной картины мира наталкивалась на противоречие между классическими и неклассическими закономерностями. Эта проблема решалась квантовой физикой на основе вероятностного принципа. Любой постулат должен был изначально формулироваться с помощью принципов классической механики. Если из него следовали многообразные и даже противоречащие друг другу выводы, то итоговая характеристика движения определялась как наиболее вероятностное состояние. Таким образом, неклассические закономерности рассматривались как предельные, особые проявления классических.