13. Преемственность в развитии научных теорий

Каждая более высокая ступень в развитии естествознания возникает на основе предшествующей ступени, с удержанием всего ценного, что было накоплено раньше. В естествознании действует так называемый принцип соответствия.

В широком смысле под принципом соответствия понимают логически необходимое требование, чтобы новая теория, описывающая более широкий круг явлений, включала в себя как частный случай старую теорию, имеющую более ограниченную область применимости. При этом обязательным требованием является экспериментальное подтверждение старой теории и нахождение для нее сферы приложения на практике.

Принцип соответствия первоначально появился как физический постулат, требующий совпадения результатов квантовой и классической теории в предельном случае, когда квантовые эффекты малы. Принцип соответствия как эвристический принцип был выдвинут Н. Бором в 1913 году на заре создания квантовой механики. Идея Н. Бора состояла в следующем: поскольку законы классической физики подтверждаются экспериментом в широкой области явлений, следует принять как необходимый постулат, что новая, более точная теория в применении к этим явлениям должна давать тот же результат, что и классическая теория.

Принцип соответствия вместе с постулатом Н. Бора позволил количественно рассчитать интенсивности спектральных линий излучения атома водорода. Для этого частного случая принцип соответствия утверждает, что спектральное распределение энергии излучения атома в длинноволновой части спектра должно совпадать со спектральным распределением энергии, полученным на основе классической электродинамики.

С математической точки зрения, предельный переход от квантовой механики к классической аналогичен переходу от волновой оптики к геометрической. Геометрическая оптика, которая не учитывает явлений дифракции (явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении у края преграды называется дифракцией света), справедлива, если на пути световых лучей не встречаются неоднородности размеров порядка длины волны . Формально переход к лучевой оптике реализуется при . Аналогично квантовая механика переходит в классическую в случае, когда длина волны де Бройля частиц мала по сравнению с размерами системы. Этот предельный переход соответствует формальному устремлению постоянной Планка к нулю.

Релятивистская механика переходит в классическую при V<<C.

Принцип соответствия до математического уровня разработан только для определенных теорий физики. В общем виде, как закономерность развития естествознания, он работает только на качественном уровне.