14. Принципы суперпозиции, неопределенности, дополнительности

К категориям диалектики относятся принципы суперпозиции, неопределённости и дополнительности. Эти три принципа являются одними из основополагающих принципов теоретической физики.

Принцип суперпозиции в классической физике позволяет получать результирующий эффект от наложения (суперпозиции) нескольких независимых друг от друга воздействий как сумму эффектов, вызываемых каждым воздействием в отдельности. Он справедлив для систем или полей, описываемых линейными уравнениями; очень важен в механике, теории колебаний и волновой теории физических полей. В квантовой механике, гидродинамике принцип суперпозиции относится к волновым функциям: если физическая система может находиться в состояниях, описываемых двумя или тремя волновыми функциями, то она может также находиться в состоянии, описываемом любой линейной комбинацией этих функций.

Принцип неопределенности представляет собой фундаментальное положение квантовой теории, состоящее в том, что характеризующие физическую систему так называемые дополнительные физические величины (например, координата и импульс) не могут одновременно принимать точные значения. Он отражает двойственную корпускулярно-волновую природу элементарных частиц и теоретико-вероятностное, статистическое описание их взаимодействий. Погрешности, неточности, ошибки при одновременном определении в эксперименте дополнительных величин связаны соотношением неопределенностей, установленным в 1925 г. Вернером Гейзенбергом (1901 -1976).

Соотношение неопределенностей состоит в том, что произведение неточностей любых пар дополнительных величин (например, координаты и проекции импульса на нее, энергии и времени) определяется постоянной Планка - квантом действия, названной в честь Макса Карла Эрнста Людвига Планка (1858 -1947).

Согласно принципу дополнительности, сформулированному Нильсом Хенриком Давидом Бором (1885 - 1962), при экспериментальном исследовании микрообъекта могут быть получены точные данные либо о его энергиях и импульсах, либо о поведении в пространстве и времени. Энергетически-импульсная и пространственно-временная характеристики, получаемые при взаимодействии микрообъекта с соответствующими измерительными приборами, «дополняют» друг друга. Этот принцип 'стал краеугольным камнем квантовой механики.