КОНЦЕПЦИЯ ИЗМЕРЕНИЙ В НЕКЛАССИЧЕСКОМ ЕСТЕСТВОЗНАНИИ.

В микромире процесс измерения, тем не менее, связан макроскопическим прибором. Поскольку прибор, как макроскопический объект, можно ассоциировать с самим исследователем, составляющих систему «человек плюс прибор», то можно говорить об этой системе, как о внешней. При таком рассмотрении процесс измерений способен оказывать на объект неконтролируемое воздействие, которое, с одной стороны, невозможно описать в виде точной количественной характеристики, а с другой – необходимо принимать во внимание при интерпретации поведения объекта. Следовательно, за счет прибора, в общем случае, происходит искажение объекта. Поэтому серия повторных измерений дает значительный разброс значений и их появление можно охарактеризовать лишь с определенной степенью вероятности, т.е. используя неадекватный прибор для измерений, можно существенно изменить и исказить состояние объекта.

Для получения достоверных результатов измерений обычно проводится серия измерений. Для этого исследуемый объект, имеющийся в одном экземпляре, следует многократно помещать в идентичные начальные условия. Чтобы избежать этого, можно приготовить сразу много идентичных объектов и проводить измерения одновременно над всеми объектами. В этом случае говорят, что измерения проводятся над ансамблем. Тогда полученные для ансамбля данные можно интерпретировать как серию последовательных результатов, относящихся к одному объекту.

Допустим, что мы приготовили состояние с определенным импульсом. Оно соответствует свободной частице. Далее все измерения импульса осуществляются таким же прибором, как и тот, с помощью которого было приготовлено данное состояние. Его неконтролируемое воздействие как бы уже учтено в процессе приготовления состояния. В этом случае импульс можно считать «собственной» характеристикой состояния. Его измерения можно проводить многократно и все они дадут один и тот же фиксированный результат, потому что при этом лишь констатируется факт наличия у микрочастицы данного импульса.

Измерения координаты, между тем, производятся прибором другого рода и создают неконтролируемое воздействие, которое разрушает ранее приготовленное состояние. Наши измерения координаты дают колоссальный разброс значений, т.к. это состояние системы не было заранее подготовлено. О координатах в этом случае говорят как о несобственной характеристике. Поэтому о координате в этой ситуации говорить бессмысленно, т.к она для нее неопределенна. Говорят, что в этом случае координату можно установить лишь с точностью до бесконечной неопределенности.

Итак, в неклассическом естествознании мы сталкиваемся с абсолютно новой ситуацией. Если мы можем точно измерить значение импульса (например, для свободной частицы), то неопределенной становится координата. Однако заметим, точное определение кинетической энергии при этом оказывается возможным – оно не нарушает исходного состояния. При иной постановки эксперимента возможно обратное - если точно известна координата, то неопределенным становится импульс (например, опыты по дифракции электронов на щели соответствующего размера). Все это означает, что существует некий принципиальный запрет на одновременное точное определение некоторых пар физических величин. Их принято называть несоизмеримыми величинами (здесь в этой роли выступают координата и импульс). Это характерная особенность в неклассическом естествознании.

Итак, прибору в неклассическом естествознании отводится чрезвычайно важная роль. Через него осуществляется связь между исследователем и природой. Однако ее следует интерпретировать лишь в этой форме, которая отводит прибору роль средства получения конечной информации в виде измеряемых величин. Прибор необходим в познании еще раньше – на стадии постановки задачи даже в теоретической физике. Когда формулируется задача исследования, то определяется круг величин, которые предполагаются известными. Это условие задачи, заключающееся в указании на то, что нам дано. Этим подразумевается , что определенное состояние системы реализуется в принципе (мысленно или уже реально), что оно осуществимо, а для этого необходим прибор. Даже в этом случае, когда исследователь оперирует теоретически с еще не обнаруженными экспериментально наблюдениями, он непременно должен думать о том, чем они могут быть созданы, обусловлены, а затем уже о том, в чем они себя проявят, хотя бы в косвенной форме.