Составители:
Рубрика:
42
наличного состояния материального объекта вкупе со знанием законов его
развития открывает возможность надежного предсказания положения этого
объекта в любой точке траектории его движения. При этом само собой
разумелось, что измерительная процедура никак не влияет на объективные
характеристики исследуемой реальности. Ученый не допускает мысли, что,
например, взвешивание тела может непредсказуемо увеличить его массу, а
длина непоправимо уменьшится в результате воздействия мерной линейки.
Осмыслить применимость указанной презумпции в отношении объектов
микромира попытался В. Гейзенберг.
Великий физик рассуждал обескураживающе просто. Допустим, что в
приборной системе движется микрообъект. Для того чтобы измерить его
положение и скорость, наблюдатель должен направить на него свет.
Взаимодействие с движущимся объектом вызовет изменение параметров
излучения, которое может быть зафиксировано приборами. Например, в виде
синусоидного «всплеска» на экране осциллографа или светящегося пятна в
камере Вильсона. Однако не остается безразличным к взаимодействию и сам
микрообъект, ибо его энергетические параметры вполне сопоставимы с
энергией квантов излучения. Поэтому характеристики объекта непоправимо
меняются тем больше, чем энергичней кванты взаимодействующего с ним
света. Минимизировать интенсивность «энергетических ударов» квантов с
целью уточнения «собственного» импульса микрочастицы можно посредством
снижения частотности излучения, использующегося для измерения
15
. Ценой
этого неизбежно становится расширение области пространственной
локализации фиксируемого объекта. Проще говоря, значительно увеличивается
погрешность в определении местоположения последнего. И наоборот.
Уточнение координат микрочастицы может быть обеспечено использованием
высокочастотного излучения. Что, в свою очередь, спровоцирует масштабное и
непредсказуемое изменение ее скорости движения. Определить с одинаково
высокой степенью надежности координаты (пространственное положение)
частицы и ее импульс (скорость) невозможно в принципе. Эти величины всегда
оказываются связанными некоторым соотношением неопределенностей,
непреодолимость которого В. Гейзенберг зафиксировал в своем знаменитом
принципе неопределенности.
С одной стороны, формулировка принципа неопределенности
окончательно удостоверяла важную и неустранимую роль наблюдателя в
процессе выявления существенных качеств изучаемых феноменов. С другой –
родившееся в лоне новой физики умонастроение индетерминизма, наконец,
находило осмысленное научное выражение. Довольно размытые общие идеи
вероятностного характера развития мироздания, беспокоившие ученых с
начала 20-го столетия, теперь обрели внятную математическую форму. В таком
виде они легли в основу квантовомеханических представлений, хотя признать
их универсальное мировоззренческое значение оказалось не под силу даже А.
Эйнштейну, противопоставлявшему вероятностным моделям квантовой
15
Напомним, что согласно квантовой теории М. Планка энергетический потенциал кванта тем больше, чем
выше частота излучения (и соответственно меньше длина волны).
наличного состояния материального объекта вкупе со знанием законов его развития открывает возможность надежного предсказания положения этого объекта в любой точке траектории его движения. При этом само собой разумелось, что измерительная процедура никак не влияет на объективные характеристики исследуемой реальности. Ученый не допускает мысли, что, например, взвешивание тела может непредсказуемо увеличить его массу, а длина непоправимо уменьшится в результате воздействия мерной линейки. Осмыслить применимость указанной презумпции в отношении объектов микромира попытался В. Гейзенберг. Великий физик рассуждал обескураживающе просто. Допустим, что в приборной системе движется микрообъект. Для того чтобы измерить его положение и скорость, наблюдатель должен направить на него свет. Взаимодействие с движущимся объектом вызовет изменение параметров излучения, которое может быть зафиксировано приборами. Например, в виде синусоидного «всплеска» на экране осциллографа или светящегося пятна в камере Вильсона. Однако не остается безразличным к взаимодействию и сам микрообъект, ибо его энергетические параметры вполне сопоставимы с энергией квантов излучения. Поэтому характеристики объекта непоправимо меняются тем больше, чем энергичней кванты взаимодействующего с ним света. Минимизировать интенсивность «энергетических ударов» квантов с целью уточнения «собственного» импульса микрочастицы можно посредством снижения частотности излучения, использующегося для измерения15. Ценой этого неизбежно становится расширение области пространственной локализации фиксируемого объекта. Проще говоря, значительно увеличивается погрешность в определении местоположения последнего. И наоборот. Уточнение координат микрочастицы может быть обеспечено использованием высокочастотного излучения. Что, в свою очередь, спровоцирует масштабное и непредсказуемое изменение ее скорости движения. Определить с одинаково высокой степенью надежности координаты (пространственное положение) частицы и ее импульс (скорость) невозможно в принципе. Эти величины всегда оказываются связанными некоторым соотношением неопределенностей, непреодолимость которого В. Гейзенберг зафиксировал в своем знаменитом принципе неопределенности. С одной стороны, формулировка принципа неопределенности окончательно удостоверяла важную и неустранимую роль наблюдателя в процессе выявления существенных качеств изучаемых феноменов. С другой – родившееся в лоне новой физики умонастроение индетерминизма, наконец, находило осмысленное научное выражение. Довольно размытые общие идеи вероятностного характера развития мироздания, беспокоившие ученых с начала 20-го столетия, теперь обрели внятную математическую форму. В таком виде они легли в основу квантовомеханических представлений, хотя признать их универсальное мировоззренческое значение оказалось не под силу даже А. Эйнштейну, противопоставлявшему вероятностным моделям квантовой 15 Напомним, что согласно квантовой теории М. Планка энергетический потенциал кванта тем больше, чем выше частота излучения (и соответственно меньше длина волны). 42
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- …
- следующая ›
- последняя »