Методологическая физика. Очиров Д.Д-Э. - 114 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

227
В свете данного подхода наиболее простой формой исследования и
формой знания являются эмпирическое исследование и эмпирическое
знание. В НКМ эмпирическое исследование в основном представлено
экспериментальными исследованиями излучения абсолютно черного тела
(в частности, Луммера и Принсгейма), т.е. спектральных линий различных
частот и эмпирическое знаниеэмпирическими законами: Стефана-
Больцмана для общего излучения, смещения Вина, и предельными
Рэлея-Джинса для больших температур и Вина для малых температур
1
.
Высшей формой развития эмпирического знания в НКМ, в частности,
является феноменологическая конструкция, полученная М. Планком
2
и
обобщающая перечисленные выше интегральные эмпирические законы.
Она полученаполуэмпирическим путем, т.е. с привлечением
умозрительных процедур исследования (идеализация, выбор гештальта,
построение модели, замещение, генерализация и др.). Как мы знаем,
обращение к умозрительным процедурам исследования вызвано
возникновением на стадии эмпирического исследования эмпирического
парадокса, то есть, достигнув ступени феноменологической конструкции,
исследование не может дальше развиваться эмпирическими методами.
Поэтому выбор М. Планком в качестве гештальта представления о
статистической системе (“газ в закрытом сосуде”) и последующее
замещение каждой частицы элементарным осциллятором, играющего роль
центра излучения (построение моделиосцилляторного газа”), не
вызывает удивления, т.к. последующая универсальная генерализация этой
умозрительной модели всевозможным статистическим системам с
различными распределениями частот поэнергетическим ячейкам
привела его к умозрительному понятию-конструкту «квант энергии» (и
фундаментальной постоянной Планка — h).
Теперь, что касается корпускулярного-волнового дуализма света А.
Эйнштейна, то он является комплексной теорией, т.е. определенной
ступенью развития нефундаментального теоретического исследования
НКМ. Вот почему: Эйнштейну было недостаточно для объяснения
фотоэффекта рассмотрение монохроматического излучения малой
плотности (в пределах применимости закона излучения Вина) в смысле
теории теплоты и поэтому он привлек, т.е. выбрал квантовый закон
излучения М. Планка, чтобы выдвинуть предположение озернистой
структуре излучения (“фотонах”).
Как мы знаем, дальнейшей вехой развития квантовой теории явилась
модель водородного атома Н. Бора. Она представляет, с точки зрения
1
Здесь упомянуты те эмпирические законы, которые объясняются феноменологической
конструкцией М. Планка, не говоря о законах Бальмера, Ридберга и др.
2
См.: Формулу (1.1) данной главы.
228
методологического объяснения, пример метафорической (гибридной)
теории, т.к. она содержит, наряду с механическими и электромагнитными
свойствами, такой парадоксальный с точки зрения классической физики
момент, как квантование энергии и отсутствие излучения при движении
по орбите. Появление в структуре метафорической теории парадоксов
свидетельствует, что объект исследования лежит за пределами
применимости старых представлений (например, ненаблюдаемых
электронных орбит). В отличие от эмпирического парадокса, парадокс
метафорической теории относится к числу фундаментальных, ибо он не
связан с идеализацией объекта исследования, а связан с совмещением
взаимоисключающих теоретических положений в предельной области,
лежащей за пределами их применимости (в отличие от логических
противоречий). Фундаментальный теоретический парадокс есть
своеобразный сигнал, предупреждающий исследователя о том, что он
должен выйти за рамки старых теоретических представлений и понятий,
т.е. связан с выбором (сменой) новой теории. Стало быть, не случайно
впоследствии «полуклассическая» модель атома Н.Бора названа «старой
квантовой механикой» и заменена «новой квантовой механикой»
Гейзенберга и Шрёдингера.
Становлению новой НКМ в волновом варианте Шрёдингера был дан
толчок исследованиями Л. де Бройля. По аналогии с эйнштейновской
теорией световых квантов можно утверждать, что дебройлевская
концепция дуализма волны-частицы (“волн материи”) является такой же
комплексной теорией, как и первая. В качестве гештальта он представил
(или выбрал) волновой процесс любой природы, в котором групповую
скорость фазовой волны отождествил (заместил) скоростью частицы,
движущейся по лучу фазовой волны. Основанием выбора подобной
умозрительной модели послужила оптико-механическая аналогия
Гамильтона. Далее, путем процедуры замещения фазу некоторой волны,
распространяющейся из источника во все стороны, де Бройль пришел к
умозрительной модели волнообразного распространения действия. Это
позволило ему ввести в формулу квант действия Планка. Вообще говоря,
при проведении аналогий между эйнштейновской теорией световых
квантов и дебройлевской теорией дуализма волны-частицы надо думать,
что переносимым признаком из первой теории в структуру второй теории
является понятие действия (и связанный с нимквант действия”). Таким
образом, корпускулярно-волновой дуализм света был перенесен на
движение материальных частиц, в частности, на движение электронов, что
впоследствии было блестяще подтверждено экспериментами по
дифракции электронов. Следовательно, он (де Бройль) правильно полагал,
что дуализм волн и частиц связанс глубокой и скрытой природой
     В свете данного подхода наиболее простой формой исследования и                 методологического объяснения, пример метафорической (гибридной)
формой знания являются эмпирическое исследование и эмпирическое                     теории, т.к. она содержит, наряду с механическими и электромагнитными
знание. В НКМ эмпирическое исследование в основном представлено                     свойствами, такой парадоксальный с точки зрения классической физики
экспериментальными исследованиями излучения абсолютно черного тела                  момент, как квантование энергии и отсутствие излучения при движении
(в частности, Луммера и Принсгейма), т.е. спектральных линий различных              по орбите. Появление в структуре метафорической теории парадоксов
частот и эмпирическое знание — эмпирическими законами: Стефана-                     свидетельствует, что объект исследования лежит за пределами
Больцмана для общего излучения, смещения Вина, и предельными —                      применимости старых представлений (например, ненаблюдаемых
Рэлея-Джинса для больших температур и Вина для малых температур1.                   электронных орбит). В отличие от эмпирического парадокса, парадокс
Высшей формой развития эмпирического знания в НКМ, в частности,                     метафорической теории относится к числу фундаментальных, ибо он не
является феноменологическая конструкция, полученная М. Планком2 и                   связан с идеализацией объекта исследования, а связан с совмещением
обобщающая перечисленные выше интегральные эмпирические законы.                     взаимоисключающих теоретических положений в предельной области,
Она получена “полуэмпирическим” путем, т.е. с привлечением                          лежащей за пределами их применимости (в отличие от логических
умозрительных процедур исследования (идеализация, выбор гештальта,                  противоречий). Фундаментальный теоретический парадокс есть
построение модели, замещение, генерализация и др.). Как мы знаем,                   своеобразный сигнал, предупреждающий исследователя о том, что он
обращение к умозрительным процедурам исследования вызвано                           должен выйти за рамки старых теоретических представлений и понятий,
возникновением на стадии эмпирического исследования эмпирического                   т.е. связан с выбором (сменой) новой теории. Стало быть, не случайно
парадокса, то есть, достигнув ступени феноменологической конструкции,               впоследствии «полуклассическая» модель атома Н.Бора названа «старой
исследование не может дальше развиваться эмпирическими методами.                    квантовой механикой» и заменена «новой квантовой механикой»
Поэтому выбор М. Планком в качестве гештальта представления о                       Гейзенберга и Шрёдингера.
статистической системе (“газ в закрытом сосуде”) и последующее                           Становлению новой НКМ в волновом варианте Шрёдингера был дан
замещение каждой частицы элементарным осциллятором, играющего роль                  толчок исследованиями Л. де Бройля. По аналогии с эйнштейновской
центра излучения (построение модели “осцилляторного газа”), не                      теорией световых квантов можно утверждать, что дебройлевская
вызывает удивления, т.к. последующая универсальная генерализация этой               концепция дуализма волны-частицы (“волн материи”) является такой же
умозрительной модели всевозможным статистическим системам с                         комплексной теорией, как и первая. В качестве гештальта он представил
различными распределениями частот по “энергетическим ячейкам”                       (или выбрал) волновой процесс любой природы, в котором групповую
привела его к умозрительному понятию-конструкту «квант энергии» (и                  скорость фазовой волны отождествил (заместил) скоростью частицы,
фундаментальной постоянной Планка — h).                                             движущейся по лучу фазовой волны. Основанием выбора подобной
     Теперь, что касается корпускулярного-волнового дуализма света А.               умозрительной модели послужила оптико-механическая аналогия
Эйнштейна, то он является комплексной теорией, т.е. определенной                    Гамильтона. Далее, путем процедуры замещения фазу некоторой волны,
ступенью развития нефундаментального теоретического исследования                    распространяющейся из источника во все стороны, де Бройль пришел к
НКМ. Вот почему: Эйнштейну было недостаточно для объяснения                         умозрительной модели волнообразного распространения действия. Это
фотоэффекта рассмотрение монохроматического излучения малой                         позволило ему ввести в формулу квант действия Планка. Вообще говоря,
плотности (в пределах применимости закона излучения Вина) в смысле                  при проведении аналогий между эйнштейновской теорией световых
теории теплоты и поэтому он привлек, т.е. выбрал квантовый закон                    квантов и дебройлевской теорией дуализма волны-частицы надо думать,
излучения М. Планка, чтобы выдвинуть предположение о “зернистой”                    что переносимым признаком из первой теории в структуру второй теории
структуре излучения (“фотонах”).                                                    является понятие действия (и связанный с ним “квант действия”). Таким
     Как мы знаем, дальнейшей вехой развития квантовой теории явилась               образом, корпускулярно-волновой дуализм света был перенесен на
модель водородного атома Н. Бора. Она представляет, с точки зрения                  движение материальных частиц, в частности, на движение электронов, что
                                                                                    впоследствии было блестяще подтверждено экспериментами по
1
   Здесь упомянуты те эмпирические законы, которые объясняются феноменологической
                                                                                    дифракции электронов. Следовательно, он (де Бройль) правильно полагал,
конструкцией М. Планка, не говоря о законах Бальмера, Ридберга и др.                что дуализм волн и частиц связан “с глубокой и скрытой природой
2
  См.: Формулу (1.1) данной главы.

                                      227                                                                            228