Методологическая физика. Очиров Д.Д-Э. - 105 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

209
одновременном измерении:
∆ р· ∆ q ≥
π
2
h
. “Чем точнее определено
положение, — пишет В. Гейзенберг, — тем менее точно известен импульс,
и наоборот»
1
. В этом Гейзенберг усмотрел «наглядное содержание” (по
названию статьи) основного перестановочного соотношения: pq-qp =
h/2πi. Значит величины, которые в классической физике в измерительных
процедурах получали точное значение, в границах применимости
квантовой теории приобретают существенную (атрибутивную)
неопределенность. Это связано с принципом квантования (Гейзенберг,
1925 г.), гласящим, что точные значения любой динамической
переменной, характеризующей “поведение” квантового объекта,
совпадают с собственными значениями соответствующей наблюдаемой, а
среднее значение этой переменной совпадает со средним значением этой
наблюдаемой
2
. Иначе говоря, связь между этими переменными вытекает
из теоремы Шрёдингера, согласно которой соотношение между
дисперсиями (т.е. неопределенностями) как коммутирующих, так и не
коммутирующих двух динамических переменных выражается формулой:
∆ L ∆ M ≥
LMML −
2
1
.
Подстановка в это общее соотношение неопределенностей
соответствующих операторов приводит к гейзенберговскому
∆ р· ∆ q ≥
π
2
h
3
.
Возвращаясь к статье Гейзенберга, можно заметить, что основной
философский вопрос, поднятый им, заключается в следующем: какова
истинная природа неопределенности? Атрибутивная
4
, т.е онтологическая
или зависит от точности измерения (операционалистский подход), т.е.
гносеологическая? Были попытки одностороннего истолкования
соотношения неопределенностей Гейзенберга “как чисто
гносеологический эффект, обусловленный специфическими
погрешностями квантово-механических измерений и, следовательно, не
имеющий глубоких объективных оснований (соотношения:
∆
р·
∆
q ≥ h;
1
Гейзенберг В. Указанная статья. С. 653.
2
Бранский В.П. Философские основания проблемы синтеза релятивистских и квантовых принципов.
С.6–7.
3
Гутнер Л.М. Философские аспекты измерения в современной физике. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1978. С. 77–
78.
4
Атрибутивная природа неопределенности подробно обсуждена в книге: Готт В.С., Урсул А.Д.
Определенность и неопределенность как категории научного познания. – М., 1971. Поэтому не будем
останавливаться на ней.
210
∆
E·
∆
t ≥ h трактуются как соотношения неточностей) не состоятельны”
1
.
Имеются в виду трактовки Маргенау, Сюссмена, отчасти Гейзенберга и
др., которые подвергнуты критике Н. Бором, В. А. Фоком
2
и др. с позиций
неустранимого (атрибутивного) характера неопределенности квантовых
процессов.
Не будет ошибкой, если мы остановимся на некоторых эвристических
предпосылках мировоззренческо-методологического характера (кроме
рассмотренного выше математического), приведшего Гейзенберга к
принципу неопределенности. Их (предпосылок) несколько: 1) под
влиянием работ (и дискуссий) Шрёдингера, Гейзенберг пришел к
заключению, что в новую квантовую механику все же нужно вложить
определенное наглядное содержание (некоторый отказ от радикальной
ненаглядности); 2) он считал, что классические понятия типа
“положение”, или “скорость», или “траектория” нельзя использовать в
квантовой физике. Так же, как Эйнштейн при построении теории
относительности, анализируя преобразования Лоренца, исходил из
операции измерения, так и при интерпретации квантовой механики нужно
провести анализ основных понятий механики применительно к квантовым
объектам, исходя из рассмотрения операции измерения (принцип
наблюдаемости); 3) Гейзенберг следовал методологическому правилу
Эйнштейна: природа устроена таким образом, что допускает
использование именно этого математического аппарата (“похоже на то,
что природу можно описать только квантово-механически”
3
и 4)
эйдетическую интерпретацию этого соотношения Гейзенберг осуществлял
с помощью мысленных экспериментов (к примеру, с “γ — микроскопом”
4
)
по определению положения электрона
5
.
Вообще говоря, на наш взгляд, принцип неопределенности мог быть
открыт до Гейзенберга Дираком и Йорданом в их теории преобразований.
Об этом свидетельствуют высказывания Дирака и Йордана. “В квантовой
теории нельзя ответить ни на один вопрос относительно числовых
значений и q, и p одновременно”
6
. Похожий вывод сделал Йордан: “При
1
Готт В.С., Урсул А.Д. Там же. С. 75.
2
Согласно В.А. Фоку о принципе неопределенностей Гейзенберга можно говорить как о законе
природы. (См.: Фок В. А. Принцип относительности к средствам наблюдения в современной физике
// Вестник АН СССР, 1971. № 4. С. 10).
3
Цитируем по книге: Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики. С. 314.
4
Эта идея с “γ-микроскопом” занимала его, как однажды признался одному из своих учеников, еще с
1924 г., задолго до создания матричной механики и обсуждал ее с Б. Друде. (См.: Джеммер М.
Указанная книга. С. 318).
5
Они (мысленные эксперименты) сыграли в НКМ такую же методологическую роль, как и
эйнштейновское операциональное определение одновременности в СТО.
6
Dirac P.A.M. The physical interpretation of the quantum dynamic. // Proceeding of the Royal Society of
London (A), 1926. V. 113. P. 621–641, P. 623. Получено 2 декабря 1926 года. 
                                                      h                                            ∆ E· ∆ t ≥ h трактуются как соотношения неточностей) не состоятельны”1.
одновременном измерении: ∆ р· ∆ q ≥                     . “Чем точнее определено                   Имеются в виду трактовки Маргенау, Сюссмена, отчасти Гейзенберга и
                                                     2π                                            др., которые подвергнуты критике Н. Бором, В. А. Фоком2 и др. с позиций
положение, — пишет В. Гейзенберг, — тем менее точно известен импульс,
                                                                                                   неустранимого (атрибутивного) характера неопределенности квантовых
и наоборот»1. В этом Гейзенберг усмотрел «наглядное содержание” (по
                                                                                                   процессов.
названию статьи) основного перестановочного соотношения: pq-qp =
                                                                                                        Не будет ошибкой, если мы остановимся на некоторых эвристических
h/2πi. Значит величины, которые в классической физике в измерительных
                                                                                                   предпосылках мировоззренческо-методологического характера (кроме
процедурах получали точное значение, в границах применимости
                                                                                                   рассмотренного выше математического), приведшего Гейзенберга к
квантовой     теории   приобретают     существенную    (атрибутивную)
                                                                                                   принципу неопределенности. Их (предпосылок) несколько: 1) под
неопределенность. Это связано с принципом квантования (Гейзенберг,
                                                                                                   влиянием работ (и дискуссий) Шрёдингера, Гейзенберг пришел к
1925 г.), гласящим, что точные значения любой динамической
                                                                                                   заключению, что в новую квантовую механику все же нужно вложить
переменной, характеризующей “поведение” квантового объекта,
                                                                                                   определенное наглядное содержание (некоторый отказ от радикальной
совпадают с собственными значениями соответствующей наблюдаемой, а
                                                                                                   ненаглядности); 2) он считал, что классические понятия типа
среднее значение этой переменной совпадает со средним значением этой
                                                                                                   “положение”, или “скорость», или “траектория” нельзя использовать в
наблюдаемой2. Иначе говоря, связь между этими переменными вытекает
                                                                                                   квантовой физике. Так же, как Эйнштейн при построении теории
из теоремы Шрёдингера, согласно которой соотношение между
                                                                                                   относительности, анализируя преобразования Лоренца, исходил из
дисперсиями (т.е. неопределенностями) как коммутирующих, так и не
                                                                                                   операции измерения, так и при интерпретации квантовой механики нужно
коммутирующих двух динамических переменных выражается формулой:
                                                                                                   провести анализ основных понятий механики применительно к квантовым
              1                                                                                    объектам, исходя из рассмотрения операции измерения (принцип
∆L∆M≥           L M − ML .
              2                                                                                    наблюдаемости); 3) Гейзенберг следовал методологическому правилу
    Подстановка           в     это общее соотношение                  неопределенностей           Эйнштейна: природа устроена таким образом, что допускает
соответствующих               операторов приводит  к                   гейзенберговскому           использование именно этого математического аппарата (“похоже на то,
                                                                                                   что природу можно описать только квантово-механически”3 и 4)
               h 3
∆ р· ∆ q ≥        .                                                                                эйдетическую интерпретацию этого соотношения Гейзенберг осуществлял
              2π                                                                                   с помощью мысленных экспериментов (к примеру, с “γ — микроскопом”4)
    Возвращаясь к статье Гейзенберга, можно заметить, что основной                                 по определению положения электрона5.
философский вопрос, поднятый им, заключается в следующем: какова                                        Вообще говоря, на наш взгляд, принцип неопределенности мог быть
истинная природа неопределенности? Атрибутивная4, т.е онтологическая                               открыт до Гейзенберга Дираком и Йорданом в их теории преобразований.
или зависит от точности измерения (операционалистский подход), т.е.                                Об этом свидетельствуют высказывания Дирака и Йордана. “В квантовой
гносеологическая? Были попытки одностороннего истолкования                                         теории нельзя ответить ни на один вопрос относительно числовых
соотношения      неопределенностей     Гейзенберга     “как    чисто                               значений и q, и p одновременно”6. Похожий вывод сделал Йордан: “При
гносеологический      эффект,     обусловленный      специфическими
погрешностями квантово-механических измерений и, следовательно, не                                 1
                                                                                                     Готт В.С., Урсул А.Д. Там же. С. 75.
имеющий глубоких объективных оснований (соотношения: ∆ р· ∆ q ≥ h;
                                                                                                   2
                                                                                                      Согласно В.А. Фоку о принципе неопределенностей Гейзенберга можно говорить как о законе
                                                                                                   природы. (См.: Фок В. А. Принцип относительности к средствам наблюдения в современной физике
                                                                                                   // Вестник АН СССР, 1971. № 4. С. 10).
1                                                                                                  3
  Гейзенберг В. Указанная статья. С. 653.                                                            Цитируем по книге: Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики. С. 314.
2                                                                                                  4
  Бранский В.П. Философские основания проблемы синтеза релятивистских и квантовых принципов.         Эта идея с “γ-микроскопом” занимала его, как однажды признался одному из своих учеников, еще с
С.6–7.                                                                                             1924 г., задолго до создания матричной механики и обсуждал ее с Б. Друде. (См.: Джеммер М.
3
  Гутнер Л.М. Философские аспекты измерения в современной физике. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1978. С. 77–   Указанная книга. С. 318).
                                                                                                   5
78.                                                                                                   Они (мысленные эксперименты) сыграли в НКМ такую же методологическую роль, как и
4
  Атрибутивная природа неопределенности подробно обсуждена в книге: Готт В.С., Урсул А.Д.          эйнштейновское операциональное определение одновременности в СТО.
                                                                                                   6
Определенность и неопределенность как категории научного познания. – М., 1971. Поэтому не будем       Dirac P.A.M. The physical interpretation of the quantum dynamic. // Proceeding of the Royal Society of
останавливаться на ней.                                                                            London (A), 1926. V. 113. P. 621–641, P. 623. Получено 2 декабря 1926 года.

                                             209                                                                                                     210

Страницы