 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
148
на второй — не более 8; на третей — не более 18 и т.д. Когда два атома сталкиваются, они или
объединяются вместе, обобществляя свои оболочки, или вновь расходятся после перераспределения
электронов. Число электронов на внешней оболочке и определяет химическую активность элемента.
С помощью квантовой теории удалось построить также более совершенные теории твердого тела,
электрической проводимости, термоэлектрических явлений и т.д. Она дала основания для построения
теории радиоактивного распада, а в дальнейшем стала базой для ядерной физики.
Вслед за основополагающими работами Шр¸дингера по волновой механике были предприняты
первые попытки релятивистского обобщения квантово-механических закономерностей, и уже в 1928 г.
П. Дирак заложил основы релятивистской квантовой механики.
9.3.4. Проблема интерпретации квантовой механики. Принцип дополнительности
Созданный группой физиков в 1925—1927 гг. формальный математический аппарат квантовой
механики убедительно продемонстрировал свои широкие возможности по количественному охвату
значительного эмпирического материала; не оставалось сомнений, что квантовая механика пригодна
для описания определенного круга явлений. Вместе с тем исключительная абстрактность квантово-
механических формализмов, значительные отличия от классической механики (замена
кинематических и динамических переменных абстрактными символами некоммутативной алгебры,
отсутствие понятия электронной орбиты, необходимость интерпретации формализмов и др.)
рождали ощущение незавершенности, неполноты новой теории. В результате возникло мнение о
необходимости ее завершения.
Возникла дискуссия о том, каким путем это нужно делать. А. Эйнштейн и ряд физиков считали,
что квантово-механическое описание физической реальности существенно неполно. Иначе говоря,
созданная теория не является фундаментальной теорией, а лишь промежуточной ступенью по
отношению к ней, поэтому ее необходимо дополнить принципиально новыми постулатами и
понятиями, т.е. дорабатывать ту часть оснований новой теории, которая связана с ее принципами.
Другие физики (Н. Бор, В. Гейзенберг, М. Борн и др.) считали, что новая теория является
фундаментальной и дает полное описание физической реальности, а «прояснить положение вещей
можно было здесь только путем более глубокого исследования проблемы наблюдений в атомной
физике» *. Иначе говоря, Бор и его единомышленники полагали, что «доработку» квантовой механики
следует вести по линии уточнения той части ее оснований, которые связаны не с принципами теории,
а с ее методологическими установками, по линии интерпретации созданного математического
формализма. Разработка методологических установок квантовой механики, являвшаяся важнейшим
звеном в интерпретации этой теории, продолжалась вплоть до конца 40-х гг. Завершение выработки
этой интерпретации означало и завершение научной революции в физике, начавшейся в конце XIX в.
* Бор Н. Избранные научные труды М., 1971. Т. 2. С. 405.
Основной отличительной особенностью экспериментальных исследований в области квантовой
механики является фундаментальная роль взаимодействия между физическим объектом и
измерительным устройством. Это связано с корпускулярно-волновым дуализмом. И свет, и частицы
проявляют в различных условиях противоречивые свойства, в связи с чем о них возникают
противоречивые представления. В одном типе измерительных приборов (дифракционная решетка) они
представляются в виде непрерывного поля, распределенного в пространстве, будь то световое поле
или поле, которое описывается волновой функцией. В другом типе приборов (пузырьковая камера) эти
же микроявления выступают как частицы, как материальные точки. Причина корпускулярно-
волнового дуализма, по Бору, в том, что сам микрообъект не является ни волной, ни частицей в
обычном понимании.
Невозможность провести резкую границу между объектом и прибором в квантовой физике
выдвигает две задачи: 1)каким образом можно отличить знания об объекте от знаний о приборе; 2)
каким образом, различив их, связать в единую картину, теорию объекта.
Вследствие того что сведения о микрообъекте, о его характеристиках получают в результате его
взаимодействия с классическим прибором (макрообъ¸ктом), микрообъект можно интерпретировать
только в классических понятиях, т. е. использовать классические представления о волне и частице. Мы
как бы вынуждены говорить на классическом языке, хотя с его помощью нельзя выразить все
особенности микрообъекта, который не является классическим. Поэтому первая задача разрешается