Принцип дополнительности в квантовой физике

Если существует два подхода к описанию поведения микрообъектов, то можно ли описывать их поведение в целом? Очевидно, что ни корпускулярная, ни волновая картина в отдельности не дает адекватного описания их поведения. Кажущийся парадокс разрешил в 1927 г. принцип дополнительности Н. Бора: «Понятия частицы и волны дополняют друг друга и в то же время противоречат друг другу, они являются дополняющими картинами происходящего»^[1][2].

Действительно, в одних экспериментах микрообъекты, например, электроны, ведут себя как типичные корпускулы, в других — как волновые структуры. Однако неверно думать, что волновые и корпускулярные свойства у них возникают лишь в определенных экспериментальных условиях. На самом деле такие свойства в этих экспериментах только проявляются и обнаруживаются, а дуализм микрообъектов (т.е. объединение одновременно волновых и корпускулярных свойств) — объективная фундаментальная характеристика микромира.

Таким образом, корпускулярная и волновая картины дополняют одна другую. Существует две группы приборов: в одних приборах квантовые объекты ведут себя как волны, в приборах другой группы — подобно частицам. Выдающийся физик М. Борн (1882—1970) по этому поводу заметил, что волны и частицы — «проекции» физической реальности на экспериментальную ситуацию^[3].

• [1] Осветить атом — значит направить на него поток фотонов, ударяющих по атому.
• [2] Цит. по: Гернек Ф. Пионеры атомного века. М.: Прогресс, 1974. С. 267.
• [3] Цит. по: Концепции современного естествознания: учебник для вузов / под ред. В. Н. Лавриненко, В. П. Ратникова. 3-е изд., перераб и доп. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. С. 108.