Вернер Карл Гейзенберг (родился 5 декабря 1901 в Вюрцбурге, а умер 1 февраля 1976 в Мюнхене) – немецкий физик-теоретик, один из создателей квантовой механики, лауреат Нобелевской премии по физике (1932), член ряда академий и научных обществ мира.
Гейзенберг является автором ряда фундаментальных результатов в квантовой теории: он заложил основы матричной механики, сформулировал соотношение неопределённостей, применил формализм квантовой механики к проблемам ферромагнетизма, аномального эффекта Зеемана и прочим. В дальнейшем активно участвовал в развитии квантовой электродинамики (теория Гейзенберга – Паули) и квантовой теории поля (теория S-матрицы), в последние десятилетия жизни предпринимал попытки создания единой теории поля [5].
Гейзенберг является одним из авторов протонно-нейтронной модели строения атомного ядра (1932 г.).
В последние годы жизни работал над проблемами квантовой теории поля. Значительное место в научном творчестве Гейзенберга занимает разработка философско-методологической проблемы физики и её истории. Ряд методологических работ Гейзенберга посвящён исследованию связи современной физики с идеями античной философии, в которых он отдаёт предпочтение объективным философским идеям Платона. В ряде работ Гейзенберг анализировал понятие простоты научной теории, различные аспекты концепции дополнительности, социокультурные проблемы науки [5].
Работа В. Гейзенберга посвящена широкому кругу вопросов современной физики в контексте философии, а именно, некоторых основных количественных выражений и формул без которых многие важные утверждения оказались бы голословными.
1. Замкнутые системы в науке
Наука – это сфера познавательной деятельности людей, система объективно-истинного знания о природной и социальной действительности, о самом человеке. Непосредственной целью науки является постижение истины и открытие объективных законов. Наука – это творческая деятельность по получению нового знания и результаты этой деятельности: совокупность знаний, приведенная в целостную систему на основе определенных принципов. Разрозненные, хаотические сведения не являются научным знанием.
С помощью науки человек определяет и строит свои отношения с окружающим миром и находит приемлемые формы жизни в этом мире. Естествознание открывает нам смысловое единство природы, а искусство, как замечает Гейзенберг, побуждает нас к прояснению смысла нашего существования. Наука и искусство ставят человека перед невероятным многообразием явлений. Наука стремится понять все существующее, в том числе и жизнь, с единой точки зрения. В искусстве можно наблюдать стремление найти такое миропонимание, которое было бы общим для всех людей на Земле.
Современные проблемы квантовой механики
... громоздкими. Вскоре после того, как Гейзенберг и Шрёдингер разработали квантовую механику, Поль Дирак предложил более общую теорию, в которой элементы специальной теории относительности Эйнштейна сочетались с волновым уравнением. ...
В книге «Физика и философия» Гейзенберг указывает на существование четырех замкнутых систем, каждая из которых описывает определенную область явлений природы. Первая система – механика Ньютона, включающая статику, акустику, аэродинамику, небесную механику и т. д. Вторая система – теория теплоты, а третья система выведена из электрических и магнитных явлений. Четвертая система – квантовая теория, охватывающая квантовую механику, теорию атомных спектров, химию, теорию проводимости и т. д.
Классическая физика может рассматриваться как идеализация, при которой мы говорим о мире как о чем-то полностью от нас самих не зависящем. Первая из этих систем вполне соответствует понятию «априори» кантовской философии. В четвертой системе понятий, в квантовой теории, человек выступает как субъект науки – благодаря тем вопросам, которые ставятся перед природой и которые должны быть сформулированы в априорных понятиях человеческого естествознания [3, с.61].
Характеризуя черты замкнутых систем, Гейзенберг указывает, что каждой системе понятий отвечает математическое представление и что система должна быть пригодной для описания широкой области опыта, причем границы применимости понятий должны определяться эмпирически. Все введенные Гейзенбергом «замкнутые системы» понятий соответствуют тому, что формы движения материи качественно отличаются друг от друга. Из соотношения между «системами понятий» особый интерес представляет следующее высказывание: « Первая система содержится в третьей и четвертой как их предельный случай, и вместе с тем первая и отчасти третья необходимы для четвертой как априорное основание для описания экспериментов» [3, с.56]. Идея этого высказывания проходит в через все содержание книги «Физика и философия».
Теория относительности и квантовая механика также являются замкнутыми теориями, которые опираются на свои принципы и построены как замкнутая теория исследования элементарных частиц.
2. Классическая физика
Классическая физика основывалась на предположении – или, можно сказать, на иллюзии, – что можно описать мир или, по меньшей мере, часть мира, не говоря о нас самих [3, с.26].
Классическая физика может рассматриваться как идеализация, при которой мы говорим о мире как о чем-то полностью от нас самих не зависящем [3, с.61].
Классическая физика дает именно идеализацию мира, с помощью которой можно говорить о мире или о его части, при этом, не принимая во внимание нас самих. Ее успех привел к всеобщему идеалу объективного описания мира. Давно уже объективность является высшим критерием ценности научных открытий. Квантовая теория соответствует этому идеалу копенгагенской интерпретации квантовой теории. Конечно, квантовая теория не содержит никаких действительно субъективных черт, и она вовсе не рассматривает разум или сознание физика как часть атомного события. Но она начинает с разделения мира на объекты и остальной мир и с условия, что этот остальной мир описывается в понятиях классической физики [3, с.26].
Физика и философия
... физических представлений и физики как науки в мире, является, по мнению В. Гейзенберга, сложным по своей сути процессом. С одной стороны научное знание интернационально – факты в контексте теорий ... старого понятия “потенция” аристотелевской философии”. Введение вероятностных представлений в физику дало совсем иное понимание процессов микромира. Несмотря на это нововведение, классические представления ...
В какой-то момент Гейзенберг отказывается от принципа причинности и от объективности вообще. Он «уточняет» дело небольшой оговоркой, согласно которой объективные процессы оказываются совершающимися в пространстве и времени нашего восприятия. Круг замкнулся: физические процессы снова оказались запертыми в рамки человеческих восприятий, то есть перестали быть объективными.
Гейзенберг писал, что в квантовой теории все классические понятия, когда их применяют к атому, определены столь же расплывчато, как и понятие «температура атома», – они связаны со статистическими ожиданиями, только в редких случаях статистические ожидания могут почти граничить с достоверностью. Снова это подобно тому, как в классической теории теплоты затруднительно называть объективным статистическое ожидание. Можно было бы назвать его объективной тенденцией, «потенцией» в смысле философии Аристотеля. На самом деле я полагаю, что язык, употребляемый физиками, когда они говорят об атомных процессах, вызывает в их мышлении такие же представления, что и понятие «потенция». Так физики постепенно действительно привыкают рассматривать траектории электронов и подобные понятия не как реальность, а скорее как разновидность «потенций». Язык в определенной степени, уже приспособился к действительному положению вещей. Но он не является настолько точным языком, чтобы его можно было использовать для нормальных процессов логического вывода, этот язык вызывает в нашем мышлении образы, а одновременно с ними и чувство, что эти образы обладают недостаточно отчетливой связью с реальностью, что они отображают только тенденции стать действительностью [3.c.113].
Размышляя о вопросах классической логики, Гейзенберг предполагал, что, поскольку некоторое утверждение вообще имеет какой-либо смысл, то или это утверждение, или отрицание утверждения должны быть истинными. Может случиться, что мы не знаем, правильно ли утверждение или его отрицание, но «в действительности» истинно только одно из них [3.c.114].
По Гейзенбергу, квантовая физика не может обойтись без классических понятий, а соотношение неопределенностей только устанавливает границы для непротиворечивого их применения. Откуда Гейзенберг указывает на понятие бесконечности в математике, которое ведет к противоречиям и без которого, однако, практически невозможно построить важнейшие разделы этой науки.
Законы классической физики построены таким образом, что если заданы начальные значения динамических переменных системы, то для любого более позднего момента времени можно вычислить их точные значения. Эти законы не просто были выведены только из эксперимента, а затем получили общее признание как основа научной философии и вообще мышления.
Классическая физика описывает объективную реальность, которая находится «вне нас», которая существует независимо от нас и эволюционирует согласно тем или иным детерминистским законам. Простые объекты, сцепляясь друг с другом, образуют более сложные. Наши тело и мозг тоже являются частью этого мира и, следовательно, также подчинены детерминистским законам вопреки нашим представлениям о свободе воли.
3. Делима ли материя?
Материя – объективная реальность, данная человеку в его ощущениях, которые копируются, отображаются нашими ощущениями и существуют независимо от них. Нас окружает множество предметов, процессов, свойств и отношений. Некоторые свойства и состояния вещей во всех превращениях сохраняются.
Понимание материи и сознания
... общественного сознания и их взаимосвязи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87 4. Взаимосвязи сознания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92 5. Структура общественного сознания. Компоненты сознания. . . . .93 Рассматриваемые в данном пособии проблемы, связанные с понимани- ем материи и сознания, исключительно важны для философии. Их ...
Наряду с понятием материи возникает вопрос: Делима материя или нет? На этот вопрос пытались ответить многие философы, физики и даже химики. Для многих из них этот вопрос так и остался догадкой или может просто предположением.
Как пишет Гейзенберг, материя состоит не только из заполненного, но и из пустого пространства, в котором движутся атомы [3, c.32]. Существование проблемы пустого пространства и результаты ее решения, были зафиксированы философами в истории научной и философской мысли.
Гейзенберг подчеркивает коренное отличие атомистического учения Демокрита от атомистического учения Платона. Атомы Демокрита имеют наглядную телесную форму, атомы Платона – наглядную геометрическую форму. Но и те и другие составляют основание видимого материального мира в качестве неделимых элементов. Представление о радикальном различии и даже противоположности между концепциями Демокрита и Платона возникает при философском подходе к их учениям. Указывая на радикальное различие между концепциями Демокрита и Платона, он имеет в виду их философские учения.
Кинематики и делает возможным порядок и движение атомов. До сих пор возможность пустого пространства осталась нерешенной проблемой. В общей теории относительности Эйнштейна показано, что геометрия и материя взаимно обусловливают друг друга. Такой ответ соответствует взгляду, представляемому во многих философских системах и заключающемуся в том, что пространство определяется протяженной материей [3, c.33].
