„Veškerou zkušenost, ať už ve vědě, filosofii či umění, která může lidstvu pomoci, musíme být schopni vyjádřit lidskými výrazovými prostředky a právě z této pozice budeme k otázce jednoty vědění přistupovat." N. Bohr
 

 

Bohrův princip korespondence 

Pokud jde o Bohrův korespondenční princip, historik fyziky Max Jammer píše, že „v historii fyziky se jen vzácně vyskytla nějaká ucelená teorie, která by vděčila tak mnoho jednomu principu, jako kvantová mechanika vděčí Bohrově korespondenčnímu principu“ (Jammer 1966, s. 118). Korespondenční princip nejen sehrál rozhodující roli při objevení kvantové mechaniky, ale byl rovněž úhelným kamenem Bohrovy filosofické interpretace kvantové mechaniky, jež je úzce spjata s jeho známější tezí o komplementaritě a Kodaňské interpretaci.

Ačkoliv významnost Bohrova korespondenčního principu je většinou nesporná, daleko menší souhlas je v tom, jak by měl být tento princip definován. Je důležité rozlišovat mezi Bohrovým vlastním porozuměním principu a tím, co znamená pro širší fyzikální komunitu. I když se člověk omezí na Bohrovy texty, stále zůstává nesouhlas mezi Bohrovými učenci, jež se snaží přesně ukázat, který z několika Bohrem objevených vztahů mezi klasickou a kvantovou mechanikou by měl být označen jako korespondenční princip. V literatuře existují primárně tři kandidáti-definice. První je frekvenční interpretace, podle níž je korespondenční princip statistickou asymptotickou shodou mezi jednou složkou ve Fourierově rozkladu klasické frekvence a kvantovou frekvencí v limitě velkých kvantových čísel. Druhá je interpretace intenzity, podle které je statistická shoda v limitě velkých kvantových čísel mezi kvantovou intenzitou, uvažovanou v termínech pravděpodobnosti kvantového přechodu, a klasickou intenzitou, chápanou jako čtverec amplitudy jedné složky klasického pohybu. Za posledního a třetího uchazeče o definici principu korespondence je považovaná interpretace selekčního pravidla, podle níž je princip specifikací toho, že každý dovolený kvantový přechod mezi stacionárními stavy koresponduje s jednou harmonickou složkou klasického pohybu.

Bohr prvně artikuloval korespondenční princip v roce 1913 v kontextu staré kvantové teorie. Nicméně argumentoval tím, že tento princip přetrvá nahrazení staré kvantové teorie moderní kvantovou mechanikou. Korespondenční princip je dodnes stále uváděný ve fyzikální literatuře jako předmět současného výzkumu, třebaže pravděpodobně s poněkud odlišným významem než bylo Bohrovo vlastní porozumění. Určitá verze korespondenčního principu si také našla místo ve filosofické literatuře, v níž byl princip zevšeobecněn na široký metodologický princip (zobecněný korespondenční princip) limitující vývoj nových vědeckých teorií.

Alisa Bokulich, více viz: Stanford Encyclopedia of Philosophy

Několik dalších poznámek k principu korespondence

Bohr výslovně formuloval termín ´korespondence´ a ´princip korespondence´ na přednášce před Německou fyzikální společností v Berlíně 27. dubna 1920. Jeho rukopis potom vyšel 21. července v Zeitschrift für Physik (Z. Phys. 2 /1920/ 423) pod názvem Über die Serienspektren der Elemente. Později byl tento text přeložen do angličtiny (The theory of Spectra and Atomic Constitution)  a vydán v roce 1922 jako druhý ze třech článků ve stejnojmenné knize (Bohr: The theory of Spectra and Atomic Constitution – Three Essays, Cambridge University Press 1922). Bohrova tzv. trilogie z roku 1913 je de facto aplikací toho, čemu později začal říkat princip korespondence a co filosoficky zobecnil ve své ideji komplementarity. Bohr si postupně od roku 1913 uvědomoval, že Planckova konstanta (kvantum akce  viz dole) je „předělem“ mezi tvořící se kvantovou teorii a tzv. klasickou fyzikou.

Jednoduše a výstižně vyjadřuje jednu stránku Bohrova argumentu či principu korespondence Ivan Štoll (*1935): „Budeme-li přecházet od částic k makroskopickým tělesům, budou se nám vlnové délky de Broglieových vln  a Planckova konstanta h jevit nekonečně malými a zákony kvantové mechaniky by měly přecházet v zákony mechaniky klasické. To se skutečně děje a tento přechod nazýváme princip korespondence.

O korespondenčním argumentu panuje řada různých výkladů a sám Bohr k tomu nikdy nepodal nějaký komplexnější výklad, což souvisí s tím, že je pro Bohrovy četné filosofické závěry typická nemožnost přesné kvantifikace. Lze však říci, že korespondenční argument, jak Bohr uvádí například v roce 1933 v příspěvku Světlo a život, je pokusem, který se za pomoci vhodně použitých pojmů odhaluje jako „racionální generalizace klasických fyzikálních teorií, navzdory tomu, že kvantum akce musí být z jejich hlediska považováno za iracionální“ nebo jinak řečeno, snahou korespondenčního argumentu je „racionálním způsobem zohlednit kvantum akce v atomové fyzice.

Se současným matematikem a filosofem Arkady Plotnitskym můžeme argument korespondence uvést takto: „Princip stanovuje, že predikce kvantové a klasické mechaniky by se měly shodovat v situacích, v nichž by mohla být použitelná také klasická fyzika pro predikce výsledků kvantových experimentů – například u velkých kvantových čísel pro elektron v atomu, když se elektrony nachází daleko od jádra.“ Korespondenční argument, který prosvětluje Bohrovu cestu ke komplementaritě, byl nejen zásadní pro objevení kvantové mechaniky, k určení přechodu mezi kvantovými postuláty platícími v mikrosvětě a zákony odehrávajícími se v makrosvětě, ale rovněž pro Bohrovu filosofickou interpretaci kvantové teorie stanovující mimo jiné to, že pro jakýkoliv popis přírody jsou nepostradatelné klasické představy a pojmy, pomocí nichž spolu fyzici uvažují a hovoří, předávají si zkušenosti, pracují s přístroji, vytváří teorie atd.                                                                                                                                                                   

Kvantum akce / Planckova konstanta                                                                                                                                                                       

Max Planck (1858–1947) v roce 1900 při experimentech se zahřátým tělesem (vyzařování černého tělesa) dokázal, že výměna energie mezi tělesem a určitým elektromagnetickým zářením neprobíhá spojitě (jak se v jeho době předpokládalo), nýbrž je porcována či kouskována po miniaturních dávečkách energie, elementech (Energieelement nebo der Elementarquantum der Elektricität), tj. kvantech. Od roku 1905 začal  Albert Einstein  (1879–1955) hovořit i o světelných částicích (Energiequant, Lichtquant nebo Lichtenergiequant). Název foton pochází z roku 1926 od Gilberta N. Lewise (1875–1946). Kvanta nesou energii, která je určena součinem frekvence daného typu záření a Planckovy konstanty. Jako fyzikální veličina má rozměr tzv. akce, reprezentuje produkt či součin energie a času. Jinak řečeno, když dochází k výměně energie mezi zářením a tělesem, probíhá tato výměna skrze nespojité akce, a Planckova univerzální konstanta je mírou změny akce.

Planck k tomu ve svém slavnostním proslovu při udělení Nobelovy ceny v roce 1920 řekl, že formulace této „univerzální konstanty radiačního zákona nebyla tak snadná. Protože reprezentovala produkt či součin energie a času (podle prvních kalkulací to bylo 6.55·10-27 erg·sec [h = 6,626 ·10-34 J·s – pozn. F.G.]), popsal jsem to jako elementární kvantum akce.“ Navíc měl pochyby, co to vlastně všechno znamená: „Buď kvantum akce byla fiktivní kvantita, potom celá dedukce o radiačním zákoně byla v podstatě iluzorní a nereprezentovala nic než nějakou prázdnou bezvýznamnou rovnicovou hrátku, nebo byla derivace radiačního zákona založena na nějaké spolehlivé fyzikální představě. V tomto případě by kvantum akce muselo hrát fundamentální roli ve fyzice, bylo zde něco veskrze nového, dosud nikdy neslýchaného, co, zdá se, volalo po základní revizi veškerého našeho fyzikálního myšlení, které bylo vystavěno od doby ustavení infinitezimálního počtu Leibnizem a Newtonem, na základě přijetí kontinuity veškerých kauzativních spojitostí.

                       * Za upozornění na možné chyby v datech či na jiné nedostatky budeme vděční *