什么是尼尔斯-玻尔互补性原理?
创始人
2025-05-23 20:02:12
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玻尔互补性原理是量子力学中的一个基础概念,也是尼尔斯-玻尔广泛哲学视野的基石。

玻尔不仅是量子力学科学的主要奠基人,也是一位深邃的哲学思想家。以牛顿力学和爱因斯坦相对论为代表的经典物理学是建立在确定的、与观察者无关的现实假设之上的,而量子力学则在我们对自然的描述中引入了基本的不确定性。

玻尔创造了互补性一词,以表达这种转变。互补性原则反映了这样一种信念,即看似矛盾的观点不仅可以兼容,而且对于更深入地理解世界至关重要。

玻尔提出的互补原理,以解决量子现象的一个主要特征,某些量子层面的物理特性,例如电子的波粒二象性无法同时被观测到。

电子既表现出波的行为,也表现出粒子性,但不能同时表现出来。在一种实验装置中,电子可能显示出干涉条纹(波的行为);而在另一种装置中,电子则表现为离散的粒子。这些结果并不矛盾,而是互补的,每种结果都提供了在特定条件下对量子系统的部分有效见解。

玻尔在1937 年的观点是,对所有经验的详尽描述必须被视为互补。从批判的角度看,他认为这种二元性并不仅仅是技术上的怪异现象,而是暗示了一种更普遍的哲学原理。

正如波粒二象性的研究对于正确描述量子系统是必要的一样,其他表面上的对立,心灵与身体、主体与客体也可以通过互补性的视角来调和。

多位学者指出了玻尔的互补原则与康德的认识论之间的相似之处,尽管玻尔本人从未明确引用过康德的观点。康德有一个著名的论点,即人类的知识是以先验范畴为中介的,比如空间和时间,它们决定了我们如何感知世界。

人们永远无法认识 “事物本身”(本体),只能认识由我们的感知和认知框架所塑造的现象。同样,玻尔认为,量子现象不能与实验装置分离:观察结果不是现实的透明窗口,而是由测量行为共同决定的。

对于康德和玻尔来说,都不存在无处不在的视角。然而,二者之间存在一个根本性的区别。玻尔的视角既非心理学的,也非康德意义上的先验的。他并未主张现象产生于意识,而是认为观察的条件决定了所观察的内容。

尽管玻尔承认观察者的重要作用,他依然坚持认为被观察的系统是无论是否被观察,其状态都是唯一确定的。因此,互补性关乎的是物理世界的客观结构,而不仅仅是思维结构。

量子力学科学催生了一种新的认识论境况,并对现实的描述和理解方式进行了根本性的重构。玻尔的洞见没有任何单一的实验装置能够穷尽地描述一个物理系统,深刻挑战了经典物理的假设。

将此原则应用于更广泛的哲学领域,互补性对于现实本质具有深远影响,互补性原则挑战了关于统一且自成一体的现实的经典观念。由于量子对象缺乏明确的属性,如位置和动量,现实本身呈现出碎片化、情境性和多元性的特征。

因此,当代哲学家们探讨了玻尔思想的激进后果,抛弃客观现实这一充满事物、具备完全确定属性集合的概念。应用于哲学领域,量子物理的本体论含义是接受单一视角的本质不完整性。

从这个意义上说,互补性原理反映了玻尔更广泛的信念,表面上的矛盾可能是更深层理解现实所不可或缺的,不仅在物理学中如此,在人类知识的其他领域同样适用。

此处,互补性不仅成为量子理论的一个特征,更是驾驭人类经验复杂性、打破相互排斥的古典逻辑的有力工具。

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