互补原理（英语：Complementary principle；又称：并协原理），是丹麦物理学家玻尔为了解释量子现象的主要特征——波粒二象性而提出的哲学原理,认为微观粒子同时具有波动性与粒子性，而这两个性质是相互排斥的,不能用一种统一的图像去完整的描述量子现象,但波动性与粒子性对于描述量子现象又是缺一不可的,必须把两者结合起来，才能提供对量子现象的完备描述，量子现象必须用这种既互斥又互补的方式来描述。这个原理是玻尔对量子力学中“测不準原理”作出的哲学解释，也是哥本哈根学派的基本观点。

[编辑]产生的科学背景

自从1900年普朗克提出量子化假说以来，人们就开始探索这个与经典理论格格不入不入的新思想，然而在此过程中，却遇到了许多难以解释的事情。

[编辑]光波的粒子性

1905年爱因斯坦用量子的概念，把光看成一个一个的光子，成功解释了光电效应，在一定程度上复活了光的微粒学说；但是光在实验中表象出的衍射、干涉却表明光是一种波。光的本质是波还是粒子，让人一时难以捉摸。

[编辑]微观粒子的波动性

1924年德布罗意提出物质波，认为一切实物粒子均具有波动性，并提出相应物质波波长与频率的计算公式。电子的波动性与1927～1928年被电子衍射实验所验证，后来质子,中子,原子的波动性都得到实验证实。物质究竟是波还是粒子，也成为一个问题。

[编辑]理论的矛盾与统一

1925年海森堡从对应原理提出矩阵力学，1926年薛定谔从波动性导出波动力学，这两种理论虽然出发点大不相同，但在解释量子现象是却得出同样的结果，1926年狄拉克证明了这两种力学在数学上是等价的。这说明，不论从粒子性还是从波动性进行理论分析都会得到相同的结果。 以上事实都既表明了微观粒子的波动性，又表明了其具有粒子性，这两种互相排斥的属性同时存在于一切量子现象中，这让量子力学的本质变得扑朔迷离。于是，在1927年9月16日,在意大利科摩召开的“纪念伏打逝世一百周年”的大会上,玻尔在其题为《量子公设和原子理论的晚近发展》的演讲中,第一次提出互补原理，认为量子现象无法用一种统一的物理图景来展现，而必须应用互补的方式才能完整的描述。

[编辑]互补原理的科学解释

互补原理起因于实验仪器与被观测物体的相互影响。 经典物理学中，仪器与物体的相互作用可以通过对实验条件的改进而减少，或者通过更细致的理论分析后被补偿掉，在理论上这种相互作用如此微小因而完全可以被忽略掉。因此，我们可以用同一个仪器去测量物体的不同性质，在此过程中不会对物体产生影响，我们把这些性质加起来就可以得到关于物体完整而统一的描述。 但是在微观领域里，仪器与物体的相互作用在原则上是不可避免、不可控制、也不可被忽略的。在理论上我们也无法区分出测量结果中仪器与物体相互作用的部分，我们在测量物体一个性质的时候，就会无法避免的对物体产生不可逆转的影响，因此不能用同一个实验去测量物体所有的性质，不同的实验也就可能得出互相矛盾的结果，这些结果无法放到一个统一的物理图景中，只有用互补原理这个更宽广的思维框架将这些互相矛盾的性质结合起来，才能去完整描述微观现象。

[编辑]互补原理在其他领域推广

玻尔认为，互补原理是作为一个更加宽广的思维框架，是一个普遍适用的哲学原理，因此他试图用互补原理去解决生物学、心理学、数学、化学、人类学、语言学、民族文化等方面的问题,并试图揭示其他形式的互补关系。

[编辑]生物学

生物学既包括分子层次的理化性质，又包括细胞、组织、器官层次的生命特征。在研究生物的分子特性时，就不会涉及到生命的部分，在对生物的生命特性进行研究时，就会的忽视其分子层面的理化特性。同时，在用仪器对生命体进行研究的过程中，就会不可避免的对细胞、组织造成损害，甚至杀死整个生命体。因此，生物学研究的这两个方面既是互补，有时互斥的。

[编辑]心理学

在心理学研究中，人本身与作为研究对象的心理更加密不可分。当要描述自己的情感时，就必须将逻辑放到一边，当要描述自己的逻辑思维时，就必须忽视自己的情感，而人的心理是诸多方面组成的，在研究过程中它们常常互相排斥，因此必须用互补的思想去研究心理学。

[编辑]语言学

语言中的每一个词都是从不同角度、不同层次去表述的，人们不能在同一条件下使用不同的概念，否则就会因此混淆，但是每个词语都是必须的，不同角度、不同层次的词语加起来才能更完整的表述，因此，这些词语之间是既互斥又互补的关系。

[编辑]文学艺术

每一个民族有着自己特定的文化，这些文化各有各的特点，不同民族的审美观也有着差异，因此，这些文化在表现形式上甚至理论上都有互相矛盾的地方，但是他们都是人类文化的一部分，必须用互补的方式去看待这些不同的文化。

[编辑]互补原理对哲学的影响

互补原理的提出，使我们的认识论有了进一步的推广，指出了经典认识论只是在一定条件下才适用。 在经典认识论中，我们认为：客体的属性、规律与主体无关，与主体所采取的观测方法也无关，主体可以在客体之外去认识客体，同时不对客体产生影响，主客体之间不存在不可分离的联系。 由互补原理引出的认识论指出：单独说客体的属性、规律是没有意义的，必须同时说明主体的情况与其采取的观测方式，主体对客体的认识必须通过对客体施加影响来实现，因此，主客体之间存在着不可分离的联系。但是在一定条件下主体对客体的影响可以忽略，这时经典认识论就是适用的。

[编辑]主要参考文献

1. 韩建民 夏雄. 试评玻尔互补原理及其哲学解释. 河北大学学报. 1990年，第三期：103页-107页