Нільс Бор: биография
У 1922 Бору була присуджена Нобелівська премія з фізики «за заслуги у вивченні будови атома». У своїй лекції «Про будову атомів», прочитаної в Стокгольмі 11 грудня 1922, Бор підвів підсумки десятирічної роботи.
Проте було очевидно, що теорія Бора в своїй основі містила внутрішнє протиріччя, оскільки вона механічно об'єднувала класичні поняття і закони з квантовими умовами. Крім того, вона була неповною, недостатньо універсальною, тому що не могла бути використана для кількісного пояснення всього різноманіття явищ атомного світу. Наприклад, Бору спільно з його асистентом Хендріком Крамерса так і не вдалося вирішити завдання про рух електронів в атомі гелію (найпростішої двухелектронной системі), якої вони займалися з 1916. Бор чітко розумів обмеженість існуючих підходів (так званої «старої квантової теорії») та необхідність побудови теорії, заснованої на абсолютно нових принципах:
Становлення квантової механіки. Принцип додатковості (1924-1930)
Нової теорією стала квантова механіка, яка була створена в 1925-1927 роках у роботах Вернера Гейзенберга, Ервіна Шредінгера, Макса Борна, Поля Дірака. Разом з тим, основні ідеї квантової механіки, незважаючи на її формальні успіхи, в перші роки залишалися багато в чому неясними. Для повного розуміння фізичних основ квантової механіки було необхідно пов'язати її з досвідом, виявити сенс використовуваних у ній понять (бо використання класичної термінології вже не було правомірним), тобто дати інтерпретацію її формалізму.
Саме над цими питаннями фізичної інтерпретації квантової механіки розмірковував у цей час Бор. Підсумком стала концепція додатковості, яка була представлена ??на конгресі пам'яті Алессандро Вольти в Комо в вересні 1927. Вихідним пунктом в еволюції поглядів Бора стало прийняття ним в 1925 дуалізму хвиля - частка. До цього Бор відмовлявся визнавати реальність ейнштейнівської квантів світла (фотонів), які було важко узгодити з принципом відповідності, що вилилося у спільну з Крамерса і Джоном Слетера статтю, в якій було зроблено несподіване припущенні про незбереження енергії та імпульсу в індивідуальних мікроскопічних процесах (закони збереження брали статистичний характер). Проте ці погляди незабаром були спростовані дослідами Вальтера Боте і Ганса Гейгера.
Саме корпускулярно-хвильовий дуалізм був покладений Бором в основу інтерпретації теорії. Ідея додатковості, розвинена на початку 1927 під час відпустки в Норвегії, відображає логічне співвідношення між двома способами опису або наборами уявлень, які, хоча і виключають один одного, обидва необхідні для вичерпного опису положення справ. Сутність принципу невизначеності полягає в тому, що не може виникнути такий фізичної ситуації, в якій обидва додаткові аспекти явища проявилися б одночасно і однаково чітко. Іншими словами, у мікросвіті немає станів, у яких об'єкт мав би одночасно точні динамічні характеристики, що належать двом певних класів, взаємно виключають один одного, що знаходить вираз у співвідношенні невизначеностей Гейзенберга. Слід зазначити, що на формування ідей Бора, як він сам визнавав, вплинули філософсько-психологічні дослідження Серена К'єркегора, Харальда Геффдінга і Вільяма Джемса.
Принцип додатковості ліг в основу так званої копенгагенської інтерпретації квантової механіки та аналізу процесу вимірювання характеристик мікрооб'єктів. Згідно цієї інтерпретації, запозичені з класичної фізики динамічні характеристики мікрочастинки (її координата, імпульс, енергія та ін) зовсім не властиві частці самої по собі. Сенс і певне значення тієї чи іншої характеристики електрона, наприклад, його імпульсу, розкриваються у взаємозв'язку з класичними об'єктами, для яких ці величини мають певний сенс і всі одночасно можуть мати певне значення (такий класичний об'єкт умовно називається вимірювальним приладом). Роль принципу додатковості виявилася настільки суттєвою, що Паулі навіть пропонував назвати квантову механіку «теорією додатковості» за аналогією з теорією відносності.
