V klasickej fyzike sa systém chápe ako súbor niektorých častí, ktoré sú určitým spôsobom vzájomne prepojené. Tieto časti (prvky) systému sa môžu navzájom ovplyvňovať a predpokladá sa, že ich interakciu je možné vždy posudzovať z hľadiska príčinno-následkových vzťahov medzi interagujúcimi prvkami systému.
Filozofické učenie o objektivite pravidelného vzťahu a vzájomnej závislosti javov materiálneho a duchovného sveta je tzv. determinizmus.Ústredným konceptom determinizmu je návrh existencie príčinná súvislosť; kauzalita nastáva vtedy, keď z jedného javu vzniká iný jav (následok).
Klasická fyzika stojí na pozíciách rigidného determinizmu, ktorý sa nazýva laplaciánsky – bol to Pierre Simon Laplace, ktorý hlásal princíp kauzality ako základný prírodný zákon. Laplace veril, že ak je známe umiestnenie prvkov (niektorých telies) systému a sily v ňom pôsobiace, potom je možné s úplnou istotou predpovedať, ako sa bude každé teleso tohto systému pohybovať teraz a v budúcnosti. Napísal: „Jestvujúci stav vesmíru musíme považovať za dôsledok predchádzajúceho stavu a za príčinu nasledujúceho. Myseľ, ktorá by v danom momente poznala všetky sily pôsobiace v prírode a relatívnu polohu všetkých jej základných entít, ak by bola stále taká rozsiahla, aby zohľadnila všetky tieto údaje, by rovnakým vzorcom pokryla pohyby. najväčších telies vesmíru a najľahších atómov. Nič by pre neho nebolo nespoľahlivé a budúcnosť, podobne ako minulosť, by stála pred jeho očami. Tradične sa tejto hypotetickej bytosti, ktorá mohla (podľa Laplacea) predpovedať vývoj vesmíru, vo vede hovorí „Laplaceov démon“.
V klasickom období rozvoja prírodných vied sa potvrdzuje myšlienka, že kauzalitu v prírode plne charakterizujú iba dynamické zákony.
Laplace sa snažil vysvetliť celý svet, vrátane fyziologických, psychologických, sociálnych javov, z pohľadu mechanistického determinizmu, ktorý považoval za metodologický princíp budovania akejkoľvek vedy. Laplace videl príklad formy vedeckého poznania v nebeskej mechanike. Laplacianský determinizmus teda popiera objektívnu povahu náhody, koncept pravdepodobnosti udalosti.
Ďalší rozvoj prírodných vied viedol k novým myšlienkam kauzality a účinku. Pri niektorých prírodných procesoch je ťažké určiť príčinu – napríklad k rádioaktívnemu rozpadu dochádza náhodne. Nedá sa jednoznačne dať do súvisu čas „úniku“ α- alebo β-častice z jadra a hodnotu jej energie. Takéto procesy sú objektívne náhodné. Takýchto príkladov je v biológii obzvlášť veľa. V dnešnej prírodnej vede moderný determinizmus ponúka rôzne, objektívne existujúce formy prepojenia medzi procesmi a javmi, z ktorých mnohé sú vyjadrené vo forme vzťahov, ktoré nemajú vyslovene kauzálne vzťahy, to znamená, že neobsahujú momenty generovania jedného. tým druhým. Ide o časopriestorové súvislosti, vzťahy symetrie a určitých funkčných závislostí, pravdepodobnostné vzťahy a pod.. Všetky formy reálnych interakcií javov sa však formujú na základe univerzálnej efektívnej kauzality, mimo ktorej neexistuje jediný jav tzv. realitu, vrátane takzvaných náhodných javov, v súhrne ktorých sa prejavujú statické zákony.
Veda sa naďalej rozvíja, obohacuje sa o nové pojmy, zákony, princípy, čo naznačuje obmedzenia laplaciánskeho determinizmu. Klasická fyzika, najmä klasická mechanika, má však stále svoje uplatnenie. Jeho zákony sú celkom použiteľné pre relatívne pomalé pohyby, ktorých rýchlosť je oveľa menšia ako rýchlosť svetla. Význam klasickej fyziky v modernom období dobre definoval jeden zo zakladateľov kvantovej mechaniky Niels Bohr: „Bez ohľadu na to, ako ďaleko presahujú javy rámec klasického fyzikálneho vysvetlenia, všetky experimentálne údaje musia byť opísané pomocou klasických konceptov. Dôvodom je jednoducho uviesť presný význam slova „experiment“. Slovo „experiment“ používame na označenie situácie, v ktorej môžeme ostatným povedať, čo sme urobili a čo sme sa naučili. Experimentálne usporiadanie a výsledky pozorovaní musia byť preto jednoznačne opísané v jazyku klasickej fyziky.“
Newtonova klasická mechanika hrala a stále hrá obrovskú úlohu vo vývoji prírodných vied. Vysvetľuje mnohé fyzikálne javy a procesy v pozemských a mimozemských podmienkach a tvorí základ mnohých technických výdobytkov. Na jej základe sa formovali prírodovedné metódy výskumu v rôznych odvetviach prírodných vied.
V roku 1667 Newton sformuloval tri zákony dynamiky – základné zákony klasickej mechaniky.
Prvý Newtonov zákon: akýkoľvek hmotný bod (teleso) si zachováva stav pokoja alebo rovnomerného priamočiareho pohybu, kým ho náraz iných telies neprinúti tento stav zmeniť.
Pre kvantitatívnu formuláciu druhého zákona dynamiky, pojmy zrýchlenie a, telesná hmotnosť t a prinútiť F. Zrýchlenie charakterizuje rýchlosť zmeny rýchlosti tela. Hmotnosť- jedna z hlavných charakteristík hmotných predmetov, ktorá určuje ich zotrvačnosť (zotrvačná hmotnosť) a gravitácie (ťažký, alebo gravitácia, hmotnosť) vlastnosti. sila- je to vektorová veličina, miera mechanického vplyvu na teleso od iných telies alebo polí, v dôsledku ktorých teleso nadobudne zrýchlenie alebo zmení svoj tvar a veľkosť.
Druhý Newtonov zákon: zrýchlenie získané hmotným bodom (telesom) je úmerné sile, ktorá ho spôsobuje a nepriamo úmerné hmotnosti hmotného bodu (telesa): .
Druhý Newtonov zákon platí len v inerciálnych vzťažných sústavách. Prvý Newtonov zákon možno odvodiť z druhého. V skutočnosti, ak sú výsledné sily rovné nule (pri absencii vplyvu na teleso inými telesami), zrýchlenie je tiež rovné nule. Prvý Newtonov zákon sa však považuje za nezávislý zákon a nie za dôsledok druhého zákona, pretože je to on, kto tvrdí, že existujú inerciálne vzťažné sústavy.
Interakcia medzi hmotnými bodmi (telesami) je určená Tretí Newtonov zákon: každé pôsobenie hmotných bodov (telies) na seba má charakter interakcie; sily, ktorými na seba hmotné body pôsobia, sú v absolútnej hodnote vždy rovnaké, smerujú opačne a pôsobia pozdĺž priamky spájajúcej tieto body: .
Tu F 12 - sila pôsobiaca na prvý hmotný bod od druhého; F 21 - sila pôsobiaca na druhý hmotný bod od prvého. Tieto sily pôsobia na rôzne hmotné body (telesá), pôsobia vždy vo dvojiciach a sú to sily rovnakej povahy. Tretí Newtonov zákon umožňuje prechod od dynamiky jedného hmotného bodu k dynamike systému hmotných bodov charakterizovaných párovou interakciou.
Štvrtý zákon, formulovaný Newtonom je zákon univerzálnej gravitácie.
Logický reťazec tohto objavu môže byť zostavený nasledovne. Pri úvahách o pohybe Mesiaca Newton dospel k záveru, že ho na obežnej dráhe drží rovnaká sila, pod ktorou kameň padá na zem, t.j. gravitačná sila: "Mesiac gravituje k Zemi a gravitačnou silou sa neustále odchyľuje od priamočiareho pohybu a udržiava sa na svojej obežnej dráhe." Pomocou vzorca svojho súčasníka Huygensa pre dostredivé zrýchlenie a astronomické údaje zistil, že dostredivé zrýchlenie Mesiaca je 3600-krát menšie ako zrýchlenie kameňa padajúceho na Zem. Keďže vzdialenosť od stredu Zeme k stredu Mesiaca je 60-krát väčšia ako polomer Zeme, môžeme predpokladať, že Gravitačná sila klesá so štvorcom vzdialenosti. Potom, na základe Keplerovych zákonov popisujúcich pohyb planét, Newton rozširuje tento záver na všetky planéty. ( „Sily, ktorými sa hlavné planéty odchyľujú od priamočiareho pohybu a sú udržiavané na svojich obežných dráhach, smerujú k Slnku a sú nepriamo úmerné štvorcom vzdialeností k jeho stredu.»).
Nakoniec, keď sme uviedli pozíciu univerzálnej povahy gravitačných síl a ich identickú povahu na všetkých planétach, ukázali sme, že „hmotnosť telesa na akejkoľvek planéte je úmerná hmotnosti tejto planéty“, čím sa experimentálne stanovila proporcionalita hmotnosť telesa a jeho hmotnosť (gravitácia), Newton usudzuje, že gravitačná sila medzi telesami je úmerná hmotnosti týchto telies. Tak vznikol slávny zákon univerzálnej gravitácie, ktorý je napísaný takto:
kde γ je gravitačná konštanta, prvýkrát experimentálne stanovená v roku 1798 G. Cavendishom. Podľa moderných údajov je γ \u003d 6,67 * 10 -11 N × m 2 / kg 2.
Je dôležité poznamenať, že v zákone univerzálnej gravitácie pôsobí hmotnosť ako gravitačné opatrenia, t.j. určuje gravitačnú silu medzi hmotnými telesami.
Newtonove zákony nám umožňujú riešiť mnohé problémy mechaniky – od jednoduchých až po zložité. Rozsah takýchto problémov sa výrazne rozšíril po tom, čo Newton a jeho nasledovníci vyvinuli na tú dobu nový matematický aparát - diferenciálny a integrálny počet, ktorý je v súčasnosti široko používaný na riešenie rôznych problémov prírodných vied.
Klasická mechanika a Laplaciovský determinizmus. Kauzálne vysvetlenie mnohých fyzikálnych javov koncom 18. – začiatkom 19. storočia. viedol k absolutizácii klasickej mechaniky. Vznikla filozofická doktrína mechanický determinizmus,- založil P. Laplace, francúzsky matematik, fyzik a filozof. Laplaciovský determinizmus vyjadruje myšlienku absolútny determinizmus- dôvera v to, že všetko, čo sa deje, má svoj dôvod v ľudskom poňatí a je to nevyhnutnosť známa a rozumom stále neznáma. Jeho podstatu možno pochopiť z Laplaceovho výroku: „Súčasné udalosti majú spojitosť s predchádzajúcimi udalosťami, vychádzajúc zo zjavného princípu, že žiaden predmet nemôže začať byť bez príčiny, ktorá ho vytvorila... Vôľa, akokoľvek slobodná, nemôže vyvolať činy, aj tie, ktoré sú považované za neutrálne... Súčasný stav vesmíru musíme považovať za výsledok jeho predchádzajúceho stavu a príčinu jeho následného stavu. Myseľ, ktorá by v každom danom momente poznala všetky sily pôsobiace v prírode a relatívnu dispozíciu jej jednotlivých častí, ak by bola navyše dostatočne rozsiahla na to, aby tieto údaje podrobila analýze, by v jedinom vzorci zahŕňala pohyby z najobrovskejších telies vo vesmíre a najľahší atóm; nič by mu nebolo jasné a budúcnosť, podobne ako minulosť, by mal pred očami... Krivka opísaná molekulou vzduchu alebo pary je riadená rovnako prísne a určite ako obežné dráhy planét: medzi nimi je len rozdiel, ktorý je spôsobený našou nevedomosťou." Tieto slová odrážajú presvedčenie A. Poincarého: „Veda je deterministická, je taká a priori [pôvodne], postuluje determinizmus, keďže bez neho by nemohla existovať. Je tak a posteriori [zo skúsenosti]: ak to od samého začiatku postulovala ako nevyhnutnú podmienku svojej existencie, potom to striktne dokazuje svojou existenciou a každé jej víťazstvo je víťazstvom determinizmu.
Ďalší vývoj fyziky ukázal, že pre niektoré prírodné procesy je ťažké určiť príčinu. Napríklad k rádioaktívnemu rozpadu dochádza náhodou. Takéto procesy sú objektívne náhodné a nie preto, že by sme nevedeli určiť ich príčinu pre nedostatok našich vedomostí. Veda sa zároveň neprestala rozvíjať, ale obohatila sa o nové zákony, princípy a pojmy, čo naznačuje obmedzenia klasického princípu – Laplaciovho determinizmu. Absolútne presný opis minulosti a predpovedanie budúcnosti pre obrovské množstvo hmotných objektov, javov a procesov je náročnou úlohou a postráda objektívnu nevyhnutnosť. Aj pre ten najjednoduchší objekt – hmotný bod – je vzhľadom na konečnú presnosť meracích prístrojov absolútne presná predpoveď tiež nereálna.
Metódy empirického a teoretického poznania sú schematicky znázornené na obr.4.
Obr.4. Metódy empirického a teoretického poznania
Pozorovanie je cieľavedomé, organizované vnímanie predmetov a javov. Vedecké pozorovania sa vykonávajú s cieľom zhromaždiť fakty, ktoré posilňujú alebo vyvracajú konkrétnu hypotézu a sú základom pre určité teoretické zovšeobecnenia.
Experiment je metóda výskumu, ktorá sa od pozorovania líši aktívnym charakterom. Toto pozorovanie prebieha za špeciálnych kontrolovaných podmienok.
Meranie je materiálny proces porovnávania veličiny s etalónom, jednotkou merania. Číslo vyjadrujúce pomer meranej veličiny k norme sa nazýva číselná hodnota tejto veličiny.
4. Newtonovská mechanika. Laplaceov determinizmus
Newtonova klasická mechanika hrala a stále hrá obrovskú úlohu vo vývoji prírodných vied. Vysvetľuje mnohé fyzikálne javy a procesy v pozemských a mimozemských podmienkach a tvorí základ mnohých technických výdobytkov. Na jej základe sa formovali prírodovedné metódy výskumu v rôznych odvetviach prírodných vied.
V roku 1667 Newton sformuloval tri zákony dynamiky – základné zákony klasickej mechaniky.
Prvý Newtonov zákon: akýkoľvek hmotný bod (teleso) si zachováva stav pokoja alebo rovnomerného priamočiareho pohybu, kým ho náraz iných telies neprinúti tento stav zmeniť.
Pre kvantitatívnu formuláciu druhého zákona dynamiky, pojmy zrýchlenie a, telesná hmotnosť t a sila F. Zrýchlenie charakterizuje rýchlosť zmeny rýchlosti tela. Hmotnosť- jedna z hlavných charakteristík hmotných predmetov, ktorá určuje ich zotrvačnosť (zotrvačná hmotnosť) a gravitácie (ťažký, alebo gravitácia, hmotnosť) vlastnosti. sila- je to vektorová veličina, miera mechanického vplyvu na teleso od iných telies alebo polí, v dôsledku ktorých teleso nadobudne zrýchlenie alebo zmení svoj tvar a veľkosť.
Druhý Newtonov zákon: zrýchlenie hmotného bodu (telesa) je úmerné sile, ktorá ho spôsobuje a nepriamo úmerné hmotnosti hmotného bodu (telesa): 
.
Druhý Newtonov zákon platí len v inerciálnych vzťažných sústavách. Prvý Newtonov zákon možno odvodiť z druhého. V skutočnosti, ak sú výsledné sily rovné nule (pri absencii vplyvu na teleso z iných telies), zrýchlenie je tiež rovné nule. Prvý Newtonov zákon sa však považuje za nezávislý zákon a nie za dôsledok druhého zákona, pretože je to on, kto tvrdí, že existujú inerciálne vzťažné sústavy.
Interakcia medzi hmotnými bodmi (telesami) je určená Tretí Newtonov zákon: každé pôsobenie hmotných bodov (telies) na seba má charakter interakcie; sily, ktorými na seba hmotné body pôsobia, sú vždy rovnaké v absolútnej hodnote, opačne smerované a pôsobia pozdĺž priamky spájajúcej tieto body: 
.
Tu F 12 - sila pôsobiaca na prvý hmotný bod od druhého; F 21 - sila pôsobiaca na druhý hmotný bod od prvého. Tieto sily pôsobia na rôzne hmotné body (telesá), pôsobia vždy vo dvojiciach a sú to sily rovnakej povahy. Tretí Newtonov zákon umožňuje prechod od dynamiky jedného hmotného bodu k dynamike systému hmotných bodov charakterizovaných párovou interakciou.
Štvrtý zákon, formulovaný Newtonom je zákon univerzálnej gravitácie.
Logický reťazec tohto objavu môže byť zostavený nasledovne. Pri úvahách o pohybe Mesiaca Newton dospel k záveru, že ho na obežnej dráhe drží rovnaká sila, pod ktorou kameň padá na zem, t.j. gravitačná sila: "Mesiac gravituje k Zemi a gravitačnou silou sa neustále odchyľuje od priamočiareho pohybu a udržiava sa na svojej obežnej dráhe." Pomocou vzorca svojho súčasníka Huygensa pre dostredivé zrýchlenie a astronomické údaje zistil, že dostredivé zrýchlenie Mesiaca je 3600-krát menšie ako zrýchlenie kameňa padajúceho na Zem. Keďže vzdialenosť od stredu Zeme k stredu Mesiaca je 60-krát väčšia ako polomer Zeme, môžeme predpokladať, že Gravitačná sila klesá so štvorcom vzdialenosti. Potom, na základe Keplerovych zákonov popisujúcich pohyb planét, Newton rozširuje tento záver na všetky planéty. ( „Sily, ktorými sa hlavné planéty odchyľujú od priamočiareho pohybu a sú udržiavané na svojich obežných dráhach, smerujú k Slnku a sú nepriamo úmerné štvorcom vzdialeností k jeho stredu.»).
Nakoniec, keď sme uviedli pozíciu univerzálnej povahy gravitačných síl a ich identickú povahu na všetkých planétach, ukázali sme, že „hmotnosť telesa na akejkoľvek planéte je úmerná hmotnosti tejto planéty“, čím sa experimentálne stanovila proporcionalita hmotnosť telesa a jeho hmotnosť (gravitácia), Newton usudzuje, že gravitačná sila medzi telesami je úmerná hmotnosti týchto telies. Tak vznikol slávny zákon univerzálnej gravitácie, ktorý je napísaný takto:
,
kde γ je gravitačná konštanta, prvýkrát experimentálne stanovená v roku 1798 G. Cavendishom. Podľa moderných údajov je γ \u003d 6,67 * 10 -11 N × m 2 / kg 2.
Je dôležité poznamenať, že v zákone univerzálnej gravitácie pôsobí hmotnosť ako gravitačné opatrenia, t.j. určuje gravitačnú silu medzi hmotnými telesami.
Newtonove zákony nám umožňujú riešiť mnohé problémy mechaniky – od jednoduchých až po zložité. Rozsah takýchto problémov sa výrazne rozšíril po tom, čo Newton a jeho nasledovníci vyvinuli na tú dobu nový matematický aparát - diferenciálny a integrálny počet, ktorý je v súčasnosti široko používaný na riešenie rôznych problémov prírodných vied.
Klasická mechanika a Laplaciovský determinizmus. Kauzálne vysvetlenie mnohých fyzikálnych javov koncom 18. – začiatkom 19. storočia. viedol k absolutizácii klasickej mechaniky. Vznikla filozofická doktrína mechanický determinizmus,- založil P. Laplace, francúzsky matematik, fyzik a filozof. Laplaciovský determinizmus vyjadruje myšlienku absolútny determinizmus- dôvera v to, že všetko, čo sa deje, má svoj dôvod v ľudskom poňatí a je to nevyhnutnosť známa a rozumom stále neznáma. Jeho podstatu možno pochopiť z Laplaceovho výroku: „Súčasné udalosti majú spojitosť s predchádzajúcimi udalosťami, vychádzajúc zo zjavného princípu, že žiaden predmet nemôže začať byť bez príčiny, ktorá ho vytvorila... Vôľa, akokoľvek slobodná, nemôže vyvolať činy, aj tie, ktoré sú považované za neutrálne... Súčasný stav vesmíru musíme považovať za výsledok jeho predchádzajúceho stavu a príčinu jeho následného stavu. Myseľ, ktorá by v každom danom momente poznala všetky sily pôsobiace v prírode a relatívnu dispozíciu jej jednotlivých častí, ak by bola navyše dostatočne rozsiahla na to, aby tieto údaje podrobila analýze, by v jedinom vzorci zahŕňala pohyby z najobrovskejších telies vo vesmíre a najľahší atóm; nič by mu nebolo jasné a budúcnosť, podobne ako minulosť, by mal pred očami... Krivka opísaná molekulou vzduchu alebo pary je riadená rovnako prísne a určite ako obežné dráhy planét: medzi nimi je len rozdiel, ktorý je spôsobený našou nevedomosťou." Tieto slová odrážajú presvedčenie A. Poincareho: „Veda je deterministická, je taká a priori [pôvodne], postuluje determinizmus, keďže bez neho by nemohla existovať. Je taká a posteriori [zo skúsenosti]: ak to od samého začiatku postulovala ako nevyhnutnú podmienku svojej existencie, potom to svojou existenciou prísne dokazuje a každé jej víťazstvo je víťazstvom determinizmu.
Ďalší vývoj fyziky ukázal, že pre niektoré prírodné procesy je ťažké určiť príčinu. Napríklad k rádioaktívnemu rozpadu dochádza náhodou. Takéto procesy sú objektívne náhodné a nie preto, že by sme nevedeli určiť ich príčinu pre nedostatok našich vedomostí. Veda sa zároveň neprestala rozvíjať, ale obohatila sa o nové zákony, princípy a pojmy, čo naznačuje obmedzenia klasického princípu – Laplaciovho determinizmu. Absolútne presný opis minulosti a predpovedanie budúcnosti pre obrovské množstvo hmotných objektov, javov a procesov je náročnou úlohou a postráda objektívnu nevyhnutnosť. Aj pre ten najjednoduchší objekt – hmotný bod – je vzhľadom na konečnú presnosť meracích prístrojov absolútne presná predpoveď tiež nereálna.
Vďaka cieľavedomej práci prírodovedcov sa veda dostala do takého štádia rozvoja, že prísnej istote jej zákonitostí, zdalo by sa, nič neodolalo. Pierre Laplace, ktorý žil v 19. storočí, teda vyjadril svoj pohľad na vesmír ako úplne deterministický objekt: „Nič nebude neisté a budúcnosť, podobne ako minulosť, bude pred našimi očami. Ak napríklad poznáme presnú polohu planét a Slnka v danom momente, potom podľa zákonov príťažlivosti vieme presne vypočítať, v akom stave bude slnečná sústava v ktoromkoľvek inom časovom okamihu. Laplace však chcel v determinizme zákonov vesmíru vidieť ešte viac: tvrdil, že podobné zákony existujú pre všetko, vrátane ľudí. Táto doktrína determinizmu bola zásadne zničená kvantovou teóriou.
Porovnajme, ako sa klasická mechanika líši od kvantovej mechaniky. Nech existuje systém častíc. V klasickej mechanike je stav systému v každom časovom okamihu určený hodnotou súradníc a hybnosti všetkých častíc. Všetky ostatné fyzikálne parametre, ako: energia, teplota, hmotnosť atď., sa dajú určiť zo súradníc a hybnosti častíc systému. Determinizmus klasickej mechaniky je taký, že „budúci stav systému je úplne a jednoznačne určený, ak je daný jeho počiatočný stav“.
V každom experimente môžu mať merania nepochybne určitú nepresnosť, neistotu a v závislosti od uvažovaného fyzikálneho systému sa jeho budúcnosť môže ukázať ako citlivá alebo necitlivá na túto neistotu. "Ale v zásade (nami zvýraznené - V.R.) neexistuje žiadny limit pre presnosť, ktorú by sme nemohli dosiahnuť," hovorí Sam Treiman. "Preto v zásade ... neexistujú žiadne prekážky predpovedania budúceho vývoja."
V kvantovej mechanike existuje aj pojem „stav systému“. Ako v klasickej mechanike, systém sa podľa zákonov „...vyvinie do takých stavov, ktoré sú úplne určené, ak je počiatočný stav daný v nejakom počiatočnom momente“. Preto súčasnosť určuje budúcnosť. Ale „kvantové stavy presne nešpecifikujú súradnice a hybnosť častíc; určujú len pravdepodobnosť (nami zvýraznená - V.R.)“. Náhodnosť v kvantovej mechanike, - hovorí V. P. Demutsky, - je jedným z jej postulátov.
Nevyhnutnosť pravdepodobnostného popisu fyzikálneho systému v kvantovej mechanike vysvetľuje Johann von Neumann: „... žiadne opakovanie po sebe nasledujúcich meraní nemôže zaviesť kauzálny poriadok... pretože atómové javy ležia na okraji fyzikálneho sveta, kde každé meranie prináša zmenu rovnakého rádu ako samotný meraný objekt, takže tento sa výrazne mení najmä v dôsledku vzťahov neurčitosti.
Na kvantovej úrovni má rozhodujúci význam „rozostrenie“ konjugovaných charakteristík, vyjadrené Heisenbergovým princípom neurčitosti: presnosť merania súradníc a hybnosti systému nemôže byť vyššia ako Planckova konštanta, minimálne akčné kvantum.
Podľa tejto polohy žiadny experiment nemôže viesť k súčasne presným meraniam súradníc a hybnosti častice. Táto neistota nesúvisí s nedokonalosťou meracieho systému, ale s objektívnymi vlastnosťami mikrosveta. Ak presne určíme súradnicu častice, potom je hodnota jej hybnosti „rozmazaná“ a stáva sa neistejšou, čím presnejšie je súradnica určená. Preto klasické chápanie trajektórie častíc v kvantovej mechanike zaniká. „V kvantovej fyzike sa častice pohybujú po záhadných trajektóriách, ktoré sa rozprestierajú po vlnách. Jediný elektrón môže byť všade vo vlnovom vzore." Napríklad elektrón môže zanechať fotografiu svojej dráhy, ale nemusí mať presne stanovenú dráhu. V súvislosti s úvahami o trajektóriách atómových objektov sa pochopenie trajektórie navrhovanej Feynmanom javí ako prekvapujúce. Podľa jeho modelu sa „pravdepodobnosť pohybu častice z bodu A do bodu B rovná súčtu pravdepodobností jej pohybu po všetkých možných trajektóriách spájajúcich tieto body“. Preto kvantová teória umožňuje častici byť na ľubovoľnej trajektórii spájajúcej dva body, a preto nie je možné presne povedať, kde sa častica v určitom okamihu bude nachádzať.
Ak teda klasická fyzika považovala nepresnosť za dôsledok nedokonalosti techniky a neúplnosti ľudského poznania, potom kvantová teória hovorí o zásadnej nemožnosti presných meraní na atómovej úrovni. Niels Bohr veril, že „neistota nie je výsledkom dočasnej nevedomosti, ktorú možno vyriešiť ďalším výskumom, ale základným a nevyhnutným limitom ľudského poznania“.
Princíp komplementárnosti
Niels Bohr navrhol princíp komplementarity, podľa ktorého „nemôžeme povedať nič o kvantovom svete, čo by bolo podobné realite; na oplátku uznávame platnosť alternatívnych a vzájomne sa vylučujúcich metód.“ Myšlienka atómového sveta je v porovnaní s myšlienkou Aristotela (svet ako organizmus) a klasickej fyziky (svet je stroj) neopísateľná. Klasická fyzika predpokladala, že existuje objektívny svet, ktorý môžeme skúmať a merať bez toho, aby sme ho výrazne menili. Ale na kvantovej úrovni sa ukazuje, že je nemožné preskúmať realitu bez toho, aby sme ju zmenili. Týka sa to napríklad koordinácie a hybnosti. "Poznajúc polohu častice," napísal W. Heisenberg, "okrem poznania jej rýchlosti alebo hybnosti." Dodatočnú veličinu (napr. rýchlosť) nevieme definovať s presnosťou prvej (súradnice).
Zovšeobecnením tohto princípu na živé organizmy Bohr veril, že „naše poznanie, že bunka žije, je možno niečím dodatočným k úplnej znalosti jej molekulárnej štruktúry“. Ak úplné poznanie štruktúry bunky, ktoré možno dosiahnuť iba zásahom, zničí život bunky, potom, ako Bohr uzatvára, „je logicky možné, že život bráni úplnému vytvoreniu základných fyzikálno-chemických štruktúr. " Na tomto základe sú chemické väzby molekúl komplementárne k fyzikálnym zákonom, biologické k chemickým, sociálne k biologickým, sociálne k mentálnym atď.
Bohrom navrhovaný princíp komplementarity teda ničí pozície determinizmu, o ktorom bude podrobnejšie popísané nižšie.
