Методологическая физика. Очиров Д.Д-Э. - 111 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

221
воспроизвести здесь нет необходимости
1
. Действие известного нам ранее
интуитивного механизма привело Борна к вероятностной интерпретации
волновой функции. Здесь несколько повторяемся: об этихвещахмы уже
успели упомянуть несколькими страницами ранее, но, вместе с тем, будем
считать, что выше- и нижесказанное об интерпретации Борна волновой
функции является ее дальнейшей конкретизацией и дополнением к ней.
Таким образом, в борновском истолковании Ψфункции произошло
объединение частиц и волн” (Борн). Иначе, Ψ
2
описывает не изменения
плотности вероятности электрического заряда в пространстве и во
времени, а изменение плотности вероятности этого положения, причем Ψ
называется амплитудой собственного квантового состояния.
В этой связи коснемся вопросов кинематики и динамики НКМ с
точки зрения проблемы наглядности. Как отмечает Гейзенберг: “…. во
всяком случает невозможна интерпретация квантовой механики из
привычных кинематических и механических представлений”.
2
Перестановочное соотношение Борна заставляет сомневаться в
применимости понятий скорости и положения в НКМ. Далее, для
микромира существенна прерывность движения микрообъектов. Понятие
траектории движения в классической механике было наполнено
наглядным содержанием, а в НКМ вовсе теряет смысл, ибо оно заменяется
понятиемквантового состояния”. Отсюда отказ от понятия скорости как
производной; скорость в НКМ определяется двумя или большим числом
положений центра тяжести квантовых объектов. Таким образом, у нас
имеются веские основания с подозрением относиться к некритическому
употреблению словположениеискорость
3
.
Как показал Гейзенберг, локализация квантового объекта в какой-
либо малой области пространства требует физических условий, не
подходящих для точного измерения его импульса и наоборот
4
. Если
применить фотоны, несущие большую энергию (малой длины волны) для
точной локализации электрона в пространстве, то они сообщат электрону
большой толчок (импульс) и тем самым сильно нарушат его локализацию
в пространстве импульсов. На подобной «мистической» траектории
электрона в принципе может быть определена лишь однаединственная
точка
5
. Следовательно, квантовая механика по Гейзенбергу как раз и
возникла в результате попыток порвать с этими наглядными понятиями и
1
Следует лишь заметить, что гештальтом здесь явилось представление Шрёдингера об электроне как
некотором распределении плотности, которое характеризуется квадратом волновой функции│Ψ│
2
(“электронное облако”), а умозрительной моделью — “облако вероятности”.
2
Гейзенберг В. Указ. статья. С. 652.
3
Там же. С. 652.
4
Там же. С. 654.
5
Там же. С. 652.
222
заменить его соотношениями между конкретными числами, получаемыми
из эксперимента. Тем самым он рассматривает особенности
экспериментов, проводимых над квантовыми объектами, в которых
участвуют классические приборы, т.е. приборы, регистрирующие
положение и скорость. В этой связи Гейзенберг вырабатывает следующий
критерий наглядности: “Мы считаем, что физическая теория обладает
наглядностью, когда с помощью этой теории во всех простых случаях
можно качественно представить себе экспериментальные следствия из
нее, и, когда мы одновременно убедились, что применение теории не
приводит к внутренним противоречиям
1
. Иначе, наглядность, о которой
пишет Гейзенберг, соответствует принципиальной наблюдаемости, о
которой он писал в 1925 г.
В подтверждение этого тезиса Гейзенберг мысленно представляет
эксперимент, определяющий положение электрона с любой точностью с
помощью упомянутого нами
γ
-микроскопаГейзенберга. В связи с этим
обстоятельством можно вспомнить серии МЭ Бора для обоснования
соотношения неопределенностей Гейзенберга в знаменитых дискуссиях с
Эйнштейном
2
. Обстоятельство, связанное с этим соотношением, приводит
к вытеснению кинематических и динамических понятий классической
механики в НКМ. В связи с последним обстоятельством представляется
возможность обсудить понятие бестраекторного движения квантовых
объектов в микромире.
Согласно уравнению Шрёдингера собственное состояние Ψ
o
(E)
2
может самопроизвольно переходить в несобственное Ψ(E)
2
, в котором
координата микрообъекта (электрона) неопределенна (q0). Так как
Ψ(E)
2
представляет собой суперпозицию различных собственных
состояний с разными собственными значениями q, то при новом
измерении q
1
в t
1
Ψ(E))
2
может редуцироваться (с той или иной
вероятностью) к любому из собственных состояний, входящих в
суперпозицию. Пусть это будетΨ
1
(E)
2
. А потом все повторяется.
Эйдетическую интерпретацию волн вероятности в принципе можно свести
не к какой-то кривой q(t), а к некоторой области (“облако вероятности”).
Квантовое состояние как понятие НКМ получает новое физическое
содержание: оно является изменением плотности вероятности положения,
т.е. Ψ(x,y,z,t)
2
. Стало быть, в НКМ понятие «движение» обобщается в
понятие «квантовое состояние», становясь адекватным для правильного
отражения процессов, совершаемых в микромире
3
.
1
Гейзенберг В. Указ. статья. С. 651–652.
2
Бор Н. Атомная физика и человеческое познание. С. 51–94.
3
О прочих интерпретациях НКМ подробнее см.: Дишкант Г.П. Интерпретация квантовой механики.
-Днепропетровск: Изд-во ДГУ; 1970; Фок В.А. Квантовая физика и философские проблемы. – М.:
воспроизвести здесь нет необходимости1. Действие известного нам ранее                             заменить его соотношениями между конкретными числами, получаемыми
интуитивного механизма привело Борна к вероятностной интерпретации                                из эксперимента. Тем самым он рассматривает особенности
волновой функции. Здесь несколько повторяемся: об этих “вещах” мы уже                             экспериментов, проводимых над квантовыми объектами, в которых
успели упомянуть несколькими страницами ранее, но, вместе с тем, будем                            участвуют классические приборы, т.е. приборы, регистрирующие
считать, что выше- и нижесказанное об интерпретации Борна волновой                                положение и скорость. В этой связи Гейзенберг вырабатывает следующий
функции является ее дальнейшей конкретизацией и дополнением к ней.                                критерий наглядности: “Мы считаем, что физическая теория обладает
Таким образом, в борновском истолковании Ψ — функции произошло                                    наглядностью, когда с помощью этой теории во всех простых случаях
“объединение частиц и волн” (Борн). Иначе, Ψ2 описывает не изменения                            можно качественно представить себе экспериментальные следствия из
плотности вероятности электрического заряда в пространстве и во                                   нее, и, когда мы одновременно убедились, что применение теории не
времени, а изменение плотности вероятности этого положения, причем Ψ                              приводит к внутренним противоречиям”1. Иначе, наглядность, о которой
называется амплитудой собственного квантового состояния.                                          пишет Гейзенберг, соответствует принципиальной наблюдаемости, о
    В этой связи коснемся вопросов кинематики и динамики НКМ с                                    которой он писал в 1925 г.
точки зрения проблемы наглядности. Как отмечает Гейзенберг: “…. во                                     В подтверждение этого тезиса Гейзенберг мысленно представляет
всяком случает невозможна интерпретация квантовой механики из                                     эксперимент, определяющий положение электрона с любой точностью с
привычных     кинематических     и    механических    представлений”.2                            помощью упомянутого нами “ γ -микроскопа” Гейзенберга. В связи с этим
Перестановочное соотношение Борна заставляет сомневаться в                                        обстоятельством можно вспомнить серии МЭ Бора для обоснования
применимости понятий скорости и положения в НКМ. Далее, для                                       соотношения неопределенностей Гейзенберга в знаменитых дискуссиях с
микромира существенна прерывность движения микрообъектов. Понятие                                 Эйнштейном2. Обстоятельство, связанное с этим соотношением, приводит
траектории движения в классической механике было наполнено                                        к вытеснению кинематических и динамических понятий классической
наглядным содержанием, а в НКМ вовсе теряет смысл, ибо оно заменяется                             механики в НКМ. В связи с последним обстоятельством представляется
понятием “квантового состояния”. Отсюда отказ от понятия скорости как                             возможность обсудить понятие бестраекторного движения квантовых
производной; скорость в НКМ определяется двумя или большим числом                                 объектов в микромире.
положений центра тяжести квантовых объектов. Таким образом, у нас                                      Согласно уравнению Шрёдингера собственное состояние Ψo(E)2
имеются веские основания с подозрением относиться к некритическому                                может самопроизвольно переходить в несобственное Ψ(E)2, в котором
употреблению слов “положение” и “скорость”3.                                                      координата микрообъекта (электрона) неопределенна (∆q≠0). Так как
    Как показал Гейзенберг, локализация квантового объекта в какой-
                                                                                                  Ψ(E)2 представляет собой суперпозицию различных собственных
либо малой области пространства требует физических условий, не
                                                                                                  состояний с разными собственными значениями q, то при новом
подходящих для точного измерения его импульса и наоборот4. Если
                                                                                                  измерении q1 в t1 Ψ(E))2 может редуцироваться (с той или иной
применить фотоны, несущие большую энергию (малой длины волны) для
                                                                                                  вероятностью) к любому из собственных состояний, входящих в
точной локализации электрона в пространстве, то они сообщат электрону
большой толчок (импульс) и тем самым сильно нарушат его локализацию                               суперпозицию. Пусть это будетΨ1(E)2. А потом все повторяется.
в пространстве импульсов. На подобной «мистической» траектории                                    Эйдетическую интерпретацию волн вероятности в принципе можно свести
электрона в принципе может быть определена лишь одна — единственная                               не к какой-то кривой q(t), а к некоторой области (“облако вероятности”).
точка5. Следовательно, квантовая механика по Гейзенбергу как раз и                                “Квантовое состояние” как понятие НКМ получает новое физическое
возникла в результате попыток порвать с этими наглядными понятиями и                              содержание: оно является изменением плотности вероятности положения,
                                                                                                  т.е. Ψ(x,y,z,t)2. Стало быть, в НКМ понятие «движение» обобщается в
1                                                                                                 понятие «квантовое состояние», становясь адекватным для правильного
  Следует лишь заметить, что гештальтом здесь явилось представление Шрёдингера об электроне как
некотором распределении плотности, которое характеризуется квадратом волновой функции│Ψ│2         отражения процессов, совершаемых в микромире3.
(“электронное облако”), а умозрительной моделью — “облако вероятности”.
2                                                                                                 1
  Гейзенберг В. Указ. статья. С. 652.                                                               Гейзенберг В. Указ. статья. С. 651–652.
3                                                                                                 2
  Там же. С. 652.                                                                                   Бор Н. Атомная физика и человеческое познание. С. 51–94.
4                                                                                                 3
  Там же. С. 654.                                                                                   О прочих интерпретациях НКМ подробнее см.: Дишкант Г.П. Интерпретация квантовой механики.
5
  Там же. С. 652.                                                                                 -Днепропетровск: Изд-во ДГУ; 1970; Фок В.А. Квантовая физика и философские проблемы. – М.:

                                             221                                                                                             222