Итак, электрон можно рассматривать как волну и частицу одновременно. О свете можно сказать то же самое. Этот вывод не зависит от технических сложностей опыта, а есть фундаментальное ограничение, обязательное для всякого научного метода, и его невозможно преодолеть. Это ограничение, справедливое для всех дополняющих параметров, покоится на собственных отношениях и взаимной зависимости между объектом и измерительным устройством.
Если, например, в атомной физике нам понадобилось установить на опыте и скорость (у) и положение (х) некой частицы, то придется признать, что мы не можем получить точного значения этих величин. Обозначим неопределенность измерения обоих параметров А х и А V соответственно. Принцип неопределенности, введенный В. Гейзенбергом, говорит, что произведение неопределенностей измерения невозможно уменьшить ниже некоторого минимального значения. Математически это записывается так:
где п — так называемая постоянная Планка, а т — масса частицы. Следовательно, нет возможности точно определить местоположение электрона в пространстве и одновременно измерить его скорость. В принципе, мы можем продемонстрировать, что частица находится в некой точке, только наблюдая ее там. Но для такого наблюдения
требуется крайне коротковолновый свет или гамма-лучи. А этот свет неизбежно столь мощно подействует на частицу, что она отлетит прочь с непредсказуемой скоростью.
Введенный Н. Бором принцип дополнительности можно сформулировать так: для всякого физического параметра есть дополнительный параметр, и соотношение обоих параметров таково, что нет никакой возможности точно определить оба параметра в ходе одного опыта. Если в поставленном опыте один параметр точно определяется, то другой неизбежно остается неопределенным и наоборот.
Принцип неопределенности выражает некое существеннейшее свойство природы. Из него следует, что простое и понятное описание природы невозможно. Тем-то и характерна новая физика, что она отказалась от требований понятности.
Позже мы еще обсудим, почему этот подход может оказаться важным не только в чистой физике, но и в других областях.
В итоге мы обязаны заявить: свет — это отдельное и цельное явление. Его значение для нашей жизни — основное и решающее. Он же является главным переносчиком потоков энергии во всей Вселенной.
Свет представляется нам (через физические опыты и их истолкование нашими органами чувств) в двух различных образах, кажущихся взаимно непримиримыми в пределах логического мышления и нашего постижения. Из этого очевидного противоречия нет выхода. Науке пришлось с этим смириться.
