Дальнейшее развитие и осмысление квантовой механики

В 30-е годы квантовая механика сумела преодолеть свои основные трудности. Поначалу она была названа волновой в противовес обычной механике, которая рассматривает движение и взаимодействия корпускул, или частиц.

Вскоре окончательно выяснилось, что в материальных объектах сочетаются волновые и корпускулярные свойства. Прежде всего это было показано на примере фотонов — «частичек» света (в исследовании так называемого фотоэффекта). Использовав введенное М. Планком понятие квантов — дискретных порций поглощаемой и излучаемой энергии, А. Эйнштейн показал, что свет не только излучается и поглощается, но и переносится квантами (фотонами). После этого удавалось одни оптические явления (тот же фотоэффект) объяснять в рамках корпускулярной концепции, другие (интерференция, дифракция) — волновой. Когда же впервые в 1924 г. Л. де Бройль предположил волновые свойства у заведомо корпускулярных объектов — электронов, протонов, нейтронов, эта идея была сочтена чуть ли не бредовой, причем здесь сошлись даже вечные оппоненты А. Эйнштейн и Н. Бор (хотя именно он требовал от новых идей быть «достаточно сумасшедшими»). Но даже такая авторитетная обструкция не помешала через три года экспериментальному подтверждению дифракции электронов. Дуализм волны — частицы — лишь одно из потрясений, которые пришлось пережить как противникам, так сторонникам квантовой механики. В ходе экспериментов (реальных и мысленных) все более отчетливо подтверждалось, что даже пассивное наблюдение за микрообъектами изменяет характер их поведения (в связи со взаимодействием прибора и частиц). Более того, изменяя своим вмешательством характер движения, мы не можем элиминировать или хотя бы учесть это воздействие и вынуждены прибегать к понятию вероятности в описании квантово-механических явлений. Например, бомбардируя пучком электронов мишень (пластинку) с отверстиями, мы не можем сказать определенно, какой электрон где окажется, но с весьма высокой степенью вероятности рассчитаем, сколько электронов преодолеют мишень: «Мы можем предсказать, сколько приблизительно атомов подвергнутся радиоактивному распаду в следующие полчаса, но мы не можем сказать, почему именно эти атомы обречены на гибель»44. Тем, кому это особенно не нравилось, пришлось вспомнить известное в классической механике максвелловское распределение молекул по скоростям: и там можно было рассчитать только число молекул в определенном интервале скоростей, но не скорость каждой молекулы. Другое дело, что тогда это рассматривалось как временная уступка в уверенности, что прогресс науки восстановит однозначность и определенность. Развитие квантовой механики, наоборот, все более неотвратимо вводило статистические, вероятностные представления и оценки. Раздавались голоса, что скоро придется допустить «свободу воли» электрона, возможность выбора со стороны микрочастиц.

<< | >>

↑

Источник: Торосян В.Г.. История и философия науки : учеб, для вузов. 2012

Еще по теме Дальнейшее развитие и осмысление квантовой механики: